Bendungan tangkapan dan penyimpanan air

Pria dan wanita Turkana membangun sebuah bendungan pada Sungai Lokitaung di Kenya utara. Foto oleh AFP/Simon Maina.

Air dapat disediakan dengan membendung daerah tangkapan air hujan alami, seperti lembah, dan menyimpan air di waduk yang terbentuk oleh bendungan, atau mengalirkannya ke waduk lain. Beberapa parameter yang penting dalam perencanaan bendungan adalah: curah hujan tahunan dan pola penguapan; penggunaan saat ini dan koefisien limpasan dari daerah tangkapan air (misal daerah tangkapan batu yang gundul memiliki koefisien limpasan yang tinggi, sekitar 0,9); kebutuhan air; serta geologi dan geografi daerah tangkapan air dan lokasi bangunan.

Bendungan dapat terdiri dari gundukan tanah yang dipadatkan (biasanya dengan inti tanah liat yang kedap air, pinggiran batu dan katup untuk membuang kelebihan limpasan), daerah tangkapan waduk batu terbuka, dan batu atau beton (dikokohkan maupun tidak).

Waduk terbuka di belakang struktur penahan memiliki kapasitas penyimpanan mulai dari 20 – 4.000 m³. Atau, sejumlah volume air dapat disimpan langsung ke tangki penyimpanan tertutup yang mengumpulkan air langsung dari daerah tangkapan.

Air yang tersimpan di belakang bendungan biasanya diolah terlebih dahulu sebelum memasuki sistem distribusi.

Kondisi yang cocok

Bangun waduk pada lokasi di mana dasar akan kedap air (misalnya batu atau tanah liat tanpa celah) untuk menghemat biaya dan agar tidak perlu membuat alas. sebagai alternatif, retakan dan celah dapat ditutup dengan adukan semen atau beton. Bendungan tangkapan yang menggunakan batu cocok untuk daerah berbukit atau pegunungan di mana sumber air lainnya langka. Bendungan jenis ini harus gundul dan bebas dari vegetasi/tanah. Saat menentukan lokasi untuk bendungan tangkapan batu, pastikan untuk memaksimalkan pemanfaatan topografi alami – untuk mendapatkan volume terbaik, buatlah bendungan di sisi rendah kolam batu yang sudah ada.

Secara optimal, bendungan yang tingginya kurang dari beberapa meter atau setinggi satu meter cocok bagi komunitas kecil. Akan tetapi, lebarnya dapat mulai dari beberapa meter hingga ratusan meter. Mintalah bantuan teknisi ahli jika menginginkan bendungan yang lebih besar.

Bendungan skala kecil yang dimiliki secara pribadi punya kemungkinan untuk lebih berhasil dalam hal partisipasi dalam proses konstruksi dan pemeliharaan.

Keuntungan

Kerugian

-Koefisien limpasan yang tinggi baik karena air dari hujan kecil dapat terkumpul dengan sangat baik -Terjadinya rembesan minimal di mana penyimpanan terbuka pada daerah tangkapan batu harus diperhatikan - Pemeliharaan adalah proses yang sederhana dan murah jika semua kondisi tepat -Tangkapan batu tidak mengambil lahan pertanian dan sering tidak ada yang memiliki tanah tersebut = mudah untuk diterapkan -Waduk dengan ukuran yang tepat dapat menghindarkan kebutuhan akan penggalian lebih lanjut, jika kebutuhan air meningkat di masa depan

-Kontaminasi air dari hewan dan penggunaan lahan sekitar -Kerentanan terhadap penyakit yang terbawa oleh air -Dapat terkikis atau hancur oleh mobil, sekumpulan hewan atau orang yang melintas di atasnya -Rasio kedalaman ke permukaan harus kecil agar tidak kehilangan air akibat penguapan -Geologi dan populasi sekitar harus cocok untuk waduk

Kekeringan

Efek kekeringan: Cenderung mengering dengan cepat, terutama jika tidak dilapisi; Perebutan air pada hewan.

Penyebab utama efek: Kurangnya curah hujan; Tingkat penguapan tinggi; laju rembesan yang tinggi melalui dasar kolam dan dam; Air yang tertampung tidak mencukupi kebutuhan-pendangkalan kolam karena beban endapan yang tinggi, tingkat pekerjaan yang tinggi dalam membangun kolam.

Untuk meningkatkan ketahanan sistem WASH: Kurangi penguapan & rembesan; Ikuti metode konstruksi yang tepat; Kurangi pengendapan untuk mendapatkan volume yang lebih besar; Galakkan kepemilikan kolam pribadi untuk memungkinkan pengerukan; Perbaiki akses pinjaman murah dengan syarat pengembalian uang jangka panjang sehingga petani dapat menerapkan teknologi; Gunakan konstruksi bertahap sampai kapasitas cukup untuk kebutuhan air.

Informasi lebih lanjut tentang pengelolaan kekeringan: Resilient WASH systems in drought-prone areas.

Banjir

Dengan adanya perubahan iklim, beberapa daerah mengalami curah hujan yang lebih intens. (Beberapa) bendungan yang lebih kecil akan mengalami kerusakan yang lebih sedikit dari bendungan yang lebih besar dan lebih murah biaya perbaikannya. Buatlah variasi sumber air sehingga jika banjir merusak satu sistem, masyarakat masih memiliki alternatif sementara dilakukan perbaikan. Jalur aliran sungai kemungkinan besar selalu berubah, jadi pilihlah lokasi bendungan di tempat yang paling stabil di sepanjang sungai dan buatlah ketinggian bendungan dengan mempertimbangkan garis banjir yang pernah terjadi pada tepian sungai.

Konstruksi, pengoperasian & pemeliharaan

wanita membangun bendungan permukaan di distrik Ka’abong. Menggunakan insentif berupa makanan atau uang tunai, Program Makanan Dunia (WFP) mendorong masyarakat untuk membangun aset fisik produktif dan memiliki keterampilan untuk melindungi dan meregenerasi lingkungan, meningkatkan gizi dan memanen air.

Membangun bendungan

Saran umum mengenai semen: Penyebab umum retaknya struktur dan lapisan (misalnya dalam tangki, bendungan, saluran air, sumur) adalah kesalahan dalam mencampur dan menggunakan semen. Pertama-tama, penting untuk hanya menggunakan bahan-bahan murni: air bersih, pasir bersih, batu-batu yang bersih. Semua bahan harus dicampur dengan sangat teliti. Kedua, jumlah air saat pencampuran harus sesedikit mungkin: asal beton atau semen bisa diterapkan, bahkan cenderung lebih kering, dan tidak cair. Ketiga, sangat penting bahwa selama proses pemadatan semen atau beton tetap dijaga kelembabannya, untuk setidaknya selama seminggu. Bangunan harus ditutup dengan plastik, daun besar, atau materi lain selama waktu pemadatan, dan dibasahi secara teratur.

Saran khusus:

Ukuran waduk dan ketinggian bendungan dapat diputuskan berdasarkan kebutuhan air, kehilangan akibat penguapan, lamanya masa-masa kritis dan curah hujan rata-rata. Untuk daftar metode lengkap dalam menentukan ukuran bendungan Anda, kunjungi CARE: Studi Pustaka Belanda Sistem Ketahanan WASH di daerah-daerah rawan kekeringan (halaman 62).

Dinding bendungan dapat dibangun di atas batuan dengan kemiringan hingga 15%, lebar dasar bendungan harus selalu 3/5 dari ketinggian bendungan, lebar puncak harus 30cm, perhatian khusus harus diberikan pada dasar dinding batuan karena terdapat potensi kebocoran, dan sisi hulu dinding bendungan harus diberi lapisan semen setebal 30mm. Bahan yang digunakan untuk dinding bendungan harus kedap air dengan kandungan tanah liat tinggi (minimal 55%). Hindari komponen yang tidak diinginkan dalam tanah liat. Prosedur pembangunan dinding bendungan diberikan dalam panduan tertentu.

Khusus ketika membangun bendungan lembah (yang di aliran air musiman), aturan mudahnya adalah dengan tidak membangun waduk kecil (di bawah 10.000 m3) di daerah tangkapan yang lebih luas dari 400 hektar.

Parit diperlukan untuk mengalirkan air dari tangkapan menuju waduk. Parit dapat dibuat dari pasangan batu menggunakan bebatuan yang terkumpul dari daerah tangkapan selama pembersihan. Parit harus sebisa mungkin mengikuti kontur tetapi harus memiliki kemiringan minimal 3%. Parit harus cukup tinggi untuk mengalirkan air, namun ketika kecepatan limpasan sangat tinggi, sejenis struktur dinding diperlukan untuk memperlambat kecepatan limpasan sebelum mencapai parit.

Ekstraksi dan pengolahan air

Jika air akan digunakan untuk konsumsi manusia, orang dan ternak harus dijauhkan dari daerah tangkapan air dan waduk sepanjang tahun. Ini dapat dilakukan dengan menugaskan seseorang untuk berpatroli secara teratur, dan dengan memagari daerah sekitar. Ikan dapat dipelihara untuk memakan larva nyamuk, dan pada saat yang sama juga menyediakan sumber gizi. Air harus disediakan bagi pengguna menggunakan mesin pengolahan dan sistem distribusi dengan standpipes umum atau saluran pipa rumah tangga. Untuk tangkapan air terbuka, seperti tangkapan dari bendungan dengan permukaan batu atau yang tersimpan di bawah tanah, abstraksi langsung (pompa atau pipa air) dapat bekerja dengan baik. Metode abstraksi harus meminimalisir gangguan terhadap air yang telah diendapkan sehingga dapat mengurangi kebutuhan akan pengolahan ke depannya.

• Abstraksi langsung adalah salah satu pilihan, melalui pompa yang dipasang pada bagian pinggir (Small and efficient motor pumps or Handpumps) yang menggunakan pengisapan apung untuk mengurangi asupan sedimen. Cara lain yang bisa dilakukan adalah dengan memasang pipa saluran keluar dan saringan melalui dinding bendungan ke sisi hilir, tetapi cara ini memiliki potensi melemahkan dinding bendungan. Selain itu, pipa akan perlu diamankan secara eksternal ketika melintasi batu, sehingga harus teliti dalam mengokohkan pipa dengan posting jangkar.
• Dengan metode pencegahan untuk mengurangi kekeruhan (perangkap endapan, metode ekstraksi) air masih keruh & terkontaminasi dan akan membutuhkan penanganan.
• Untuk abstraksi langsung, dianjurkan untuk melakukan pengolahan air rumah tangga. Pemilihan teknologi pengolahan air rumah tangga harus didasarkan pada cara yang paling efisien dalam menghilangkan kontaminan yang ada dalam air. Untuk perairan terbuka yang mungkin rentan terhadap perkembangan cyanobacterial, Concrete Biosand Filter adalah pilihan yang baik karena kemampuannya untuk menghilangkan racun cyanobacterial. Akan tetapi teknologi lainnya mungkin akan lebih cocok untuk masyarakat mobile (misalnya Sodis atau Ceramic pot filter, tergantung pada tingkat kekeruhan). Untuk waduk yang berada di dekat lingkungan perkotaan atau di daerah limpasan yang di sekitarnya dilakukan pertanian intensif, diversifikasi sumber daya air dapat dilakukan sebagai alternatif untuk tujuan minum langsung. Memperkuat kontrol dan pembatasan atas penggunaan zat asing juga akan membantu.

Pengoperasian dan pemeliharaan

Seorang pengurus sebaiknya ditunjuk untuk mengoperasikan bendungan. Kegiatan pengurus tersebut dapat mencakup membuka atau menutup katup atau pintu air di dalam bendungan, atau dari dalam saluran ke waduk. Penampungan air biasanya disediakan dari kran air. Para pengguna, seringkali perempuan dan anak-anak, biasanya membawa sendiri tampungan air.

Agar sistem pemanenan permukaan berfungsi dengan baik dan berkelanjutan, pengguna akan perlu membentuk sebuah organisasi yang dapat menangani masalah-masalah, seperti:

• jumlah konsumsi air yang diperbolehkan untuk setiap pengguna;
• mencegah penggunaan yang tidak sah oleh orang yang melintas;
• mencegah kontaminasi air;
• pengambilan air yang tidak adil;
• menyelesaikan konflik hulu hilir (misalnya ketika sistem telah mengubah hidrologi alami);
• kegiatan dan pembiayaan pengoperasian dan pemeliharaan;
• Kesepakatan atas kontribusi oleh setiap rumah tangga terhadap sistem pengoperasian dan pemeliharaan (misalnya kontribusi dalam bentuk uang tunai, sejenisnya atau tenaga kerja).

Orang yang tinggal atau beternak di dekat situs dapat ditunjuk untuk melakukan tugas-tugas O & M di waduk dan daerah tangkapan air. Jika pengguna mengambil air di waduk atau di dekatnya, orang tersebut juga dapat diberi tanggung jawab untuk pembagian air, dan terlibat dalam kegiatan pemantauan. Kewenangan orang ini harus diterima dengan jelas oleh para pengguna sistem.

Dalam melakukan perawatan bendungan, katup, pintu air dan jaringan pipa harus diperiksa untuk mengetahui jika ada kebocoran dan kerusakan struktur. Jika perbaikan tidak dilakukan segera, titik kerusakan harus ditandai. Daerah tangkapan air juga harus diperiksa untuk mengetahui jika terjadi kontaminasi dan erosi. Untuk mengendalikan erosi, rumput atau pohon bisa ditanam tepat sebelum musim hujan, dan pembibitan mungkin harus dimulai.

Sekali setahun, waduk dapat dibiarkan mengering untuk sementara waktu untuk mengurangi bahaya bilharzia (penyakit manusia yang disebabkan oleh cacing-cacing parasit yang disebut Schistosomes). Waduk, perangkap endapan, talang, dll, harus dikeruk setidaknya setahun sekali. Untuk mengontrol perkembangbiakan nyamuk dan peyebaran malaria, ikan nila dapat dipelihara di waduk (setiap tahun jika waduk mengalami kekeringan).

Chart: WHO

Masalah yang mungkin terjadi

• kontaminasi air dari penyemprotan bahan kimia, penggembalaan yang berlebihan, industri dan agroindustri, pembukaan lahan, permukiman, kotoran hewan, dll.
• penyakit yang ditularkan melalui air dan penyakit lainnya yang bersumber dari air, seperti bilharzia dan malaria
• waduk mengalami pendangkalan
• bendungan bawah tanah dapat rusak oleh mobil, hewan, atau orang-orang yang berjalan di atasnya
• bendungan dan waduk menjadi tidak kokoh akibat rembesan, tikus, atau penyebab lainnya
• bendungan mengalami kerusakan atau runtuh, menyebabkan cedera, karena dirancang dengan buruk atau karena jumlah limpasan lebih besar dari yang telah diduga dan direncanakan
• ketika permintaan tinggi dan curah hujan rendah atau tidak teratur, diperlukan adanya daerah tangkapan dan bendungan yang besar
• jika tanah sekitar dan kondisi geografis tidak menguntungkan, biaya untuk mengangkut bahan-bahan yang diperlukan untuk membangun bendungan (misalnya tanah liat, pasir, kerikil) mungkin akan mahal
• tidak banyak lokasi yang cocok atau daerah tangkapan tidak cocok, jadi jika tidak ada lokasi yang tepat untuk bendungan atau waduk, seperti ketika tanah tidak dapat menjadi dasar yang cukup kuat bagi bendungan dan tidak mampu mencegah rembesan
• bendungan atau waduk akan terlalu besar (dan mahal) jika rasio kedalaman ke permukaan terlalu kecil, atau jika kehilangan akibat perkolasi atau penguapan terlalu besar; Beberapa cara yang mungkin untuk mengurangi kemungkinan masalah ini meliputi: Menempatkan pembangunan bendungan dengan memanfaatkan topografi alami sebaik-baiknya untuk mendapatkan kedalaman maksimal waduk, sehingga volume untuk rasio area permukaan lebih besar. Juga, menyelimuti tangki daerah tangkapan atau bangunan untuk mengumpulkan air secara langsung
• investasi dalam tenaga kerja, uang tunai dan/atau sejenisnya yang diperlukan untuk menerapkan dan/atau mempertahankan sistem pemanenan permukaan mungkin berada di luar kapasitas masyarakat
• jika pusat-pusat yang padat penduduknya atau infrastruktur yang penting terletak di hilir atas lokasi potensial pembangunan bendungan, alasan keamanan mungkin dapat menyingkirkan penggunaan situs
• rasa air minum bervariasi antara daerah tangkapan, dan hal ini dapat mempengaruhi apakah pengguna menerima sistem, karena mereka menilai rasa air tersebut

Biaya

Hal ini tergantung pada keadaan sekitar. Biaya bisa jadi tinggi -pengalaman di Kenya menunjukkan bahwa bendungan berukuran 56 m3 menghabiskan biaya sebesar $40000 termasuk tenaga kerja (= $71 per m3 penyimpanan). Tapi kemudian biaya lain dari 13 000 m3 daerah tangkapan batu di Kenya adalah US$1.60 per m3 volume penyimpanan. Biaya jenis bendungan yang sama untuk bendungan bawah tanah berukuran 30.000 m3 di Tanzania adalah US&$ 1.90, dan hanya US$ 0.20 untuk bendungan bawah tanah berukuran 80.000 m3 di Mali.

Pengalaman lapangan

RSR Project 440 Meningkatkan kesadaran tentang pemanenan air hujan	RSR Project 427 Peningkatan akses air yang berkelanjutan

Petunjuk, video dan link

• How to build small dams - Small Dam Construction.
• Appropriate small dam management for minimizing catchment-wide safety threats: International benchmarked guidelines and demonstrative cases studies. Water Resources Research.
• Surface water intake and small dams. Bab 11. Direvisi oleh Nhamo Masanganise.

Ucapan Terima kasih

• Brikke, François, dan Bredero, Maarten. Linking technology choice with operation and maintenance in the context of community water supply and sanitation: A reference document for planners and project staff. World Health Organization and IRC Water and Sanitation Centre. Jenewa, Swiss 2003.
• CARE Nederland, Desk Study Resilient WASH systems in drought-prone areas. Oktober 2010.