RSS

Technologi Qanat

30 Nov

Tehnologi qanat biasanya digunakan oleh daerah-daerah sbb :

Tidak adanya sungai besar dengan arus aliran air yang penuh sepanjang tahun dan tidak cukup untuk mendukung kebutuhan irigasi.

Daerah pegunungan yang subur dengan tingkat turunnya hujan yang sangat sering.

Iklim yang kering dengan kecepatan penguapan air yang tinggi, akan mengakibatkan waduk atau dam-dam kehilangan air dengan cepat.

Saluran air yang menggunakan sumur yang terlalu dalam

Apa itu qanat dan apa faedahnya.

Qanat berasal dari bahasa Semit yang berarti “menggali”. Persia mempelajari tehnologi ini sejak + 3000 tahun. Qanat adalah sistim pengelolahan air bersih untuk keperluan pemukiman maupun irigasi, dan biasanya dibangun didaerah-daerah iklim panas, kering atau setengah kering. Tehnologi qanat sudah ada dan dikembangkan di Iran kuno, +1000 SM. Sekitar tahun 1968, 75% kebutuhan air di Iran dipenuhi dengan tehnologi ini, hingga saat ini. Tehnologi qanat kemudian berkembang ke daerah atau negara-negara lain.

Aliran air di Qanat, dilihat dari lubang VERTIKAL ( dari atas )

Nilai qanat ditentukan oleh volume air, kualitas air dan keteraturan alirannya. Masyarakat Iran atau masyarakat di daearah kering lainnya, seperti Asia , Afrika utara, secara historis kebutuhan airnya tergantung dari keberadaan qanat. Walaupun konstruksi pembangunan qanat memakan biaya yang lebih mahal, tapi mempunyai nilai pakai yang jauh lebih panjang, biasanya maintenance nya sangat kecil.

Qanat dibangun sebagai rangkaian lubang-lubang vertikal ( seperti lubang sumur ), yang dihubungkan dengan terowongan, antara qanat satu dan lainnya. Lubang terowongan penyambung aliran itu dibentuk dengan kemiringan sedemikian rupa sehingga air bisa mengalir kelubang qanat ( sumur qanat ) berikutnya dengan lancar, tidak mengalir dengan curam. Dalam sistim qanat, memungkinkan air mengalir sampai jarak jauh di iklim panas, tanpa kehilangan sebagian air karena proses penguapan dan hanya sedikit rembesan.

Umumnya konstruksi qanat dibangun di kaki-kaki gunung atau bukit dimana disana di temukan sumber air atau aliran air dalam tanah. Posisi permukaan debit air, diatas atau sama dengan ketinggian permukaan tanah di kaki bukit atau gunung. Dari permukaan debit air di qanat tersebut dibangun terowongan dengan kemiringan yang tidak curam, sehingga permukaan debit air dalam qanat bisa mengalir di permukaan tanah kaki bukit tidak terlalu deras. Untuk mencapai kestabilan aliran yang tidak deras tentu saja dibutuhkan jalur terowongan yang panjang. Dengan demikian keberadaan debit air di qanat bisa terus stabil tidak sampai habis, tidak terbuang cuma cuma ke kaki bukit. Sebab sangat berbahaya kalau semua air yang tersimpan dalam bukit tersebut mengalir deras keluar. Bukit bisa longsor atau runtuh, serta air untuk tumbuhan dibukit akan habis begitu saja. Akibatnya tumbuhan akan mati. Dan bukit tidak bisa lagi menyimpan air lagi.

Aliran air dari Qanat

Kadang kadang qanat juga dibagi menjadi jaringan distribusi air dengan terowongan atau kanal kanal kecil. Dalam beberapa kasus, kadang air juga disimpan dalam sebuah resevoir, atau ditandon dulu di malam hari, dan dialirkan pada pagi dan siang harinya. Dengan demikian tidak terjadi penghamburan air dengan percuma dimalam hari yang cenderung memang tidak ada aktifitas. Hal itu biasa dilakukan di jaman Persia kuno.

Sistim qanat mempunyai banyak kelebihan, antara lain kekebalan akan adanya bencana gempa bumi, dan penghancuran oleh manusia dikala ada peperangan. Qanat juga tidak terlelau sensitif terhadap keberadaan curah hujan. Qanat memberikan aliran relatif konstan pada jaringan aliran selanjutnya.

Saya rasa tehnologi ini bisa diaplikasikan di Indonesia untuk daerah daerah yang dimusim kering selalu kekurangan air. Seperti daerah gunung kidul Jogja, daerah Indonesia timur, NTT, NTB dan sebagainya. Sebalikya juga bisa digunakan untuk daerah daerah yang curah hujannya tinggi sehingga kelebihan air. Untuk supaya air tidak banjir, meluber keluar, dengan qanat, air akan tersimpan di sumur sumur qanat. Dengan demikian air hujan tidak terbuang sia sia, bisa tersimpan dalam sumur sumur tanah. Apalagi dengan kondisi hutan yang mulai tandus sehingga pepohonan banyak yang mati atau malah ditebangi begitu saja. Dengan membangun qanat didaerah tersebut, akan mengurangi banjir dan tanah longsor.

Tehnolgi qanat bukan saja untuk keperluan penyaluran air, tapi juga dikenal sebagai tehnologi pendingin ruangan. Dimana udara akan masuk melalui saluran yang dihubungkan ke lubang qanat di bawah tanah, udara yang melalui terowongan qanat bawah tanah akan berubah menjadi dingin. Udara dingin inilah yang akan mengalir ke ruangan-ruangan. Dengan demikian, ruang daerah gurun atau yang ber-iklim kering dan panas, tidak memerluhkan ac electric, tapi hanya dengan tehnologi alami, tehnologi qanat.

Tehnologi qanat yang dipergunakan untuk penyaluran air bawah tanah biasanya memanfaatkan sumber air, atau aliran air bawah tanah, maupun sungai bawah tanah. Saluran Qanat dipasang pada bagian permukaan air, dengan demikian air bawah tanah sebagian akan mengalir ke qanat, sebagian akan terus mengalir turun sesuai aliranya. Pada permukaan tanah akan dibuat lubang-lubang sumur qanat. Sedang ujung terowongan qanat akan keluar di permukaan tanah rendah, dan biasanya merupakan saluran air irigasi.

Tehnolgi qanat ini sangat sederhana, arus aliran air hanya memakai kekuatan gravitasi. Karena ujung masuknya air ke dalam qanat permukaanya lebih tinggi dari keluaran air qanat untuk irigasi. Sedang sumber air bawah tanah akan terus mengalir, kalau airnya tidak ada jalur aliran, maka semua air dari sumber tersebut akan masuk dan tertampung ke qanat ( sumur qanat ). Tapi jika sumber air bawah tanah merupakan aliran air bawah tanah, maka lubang saluran qanat dipasang pada posisi arus air yang deras dan tinggi. Dengan demikian air akan masuk ke qanat dan lainnya akan mengalir turun. Posisi lubang qanat harus berada diarea jalur air mengalir. Tehnologi ini berkembang di daerah- daerah panas di eropah sampai saat ini.

Typical kota kota seperti di Iran, rata rata memiliki lebih dari 1 qanat. Kebun dan sawah sawah yang terletak diatas, didekat qanat, posisinya tampak diatas permukaan keluarnya air qanat. Dengan demikian sawah dan kebun tidak terbanjiri oleh air yang mengalir dari saluran qanat. Dan masarakat mendapatkan air yang benar benar fresh dan bersih.

 Penggalian Qanat.

Kontruksi penggalian Qanat.

Sebelum dilakukan penggalian, langkah pertama adalah mengidentifikasi sumber air atau aliran air dalam tanah. Umumnya air lebih banyak didaerah pegunungan. Jika keberadaan air sudah ditemukan, Muqaninis ( para penggali qanat ), mulai mengidentifikasi, bahwa air tersebut memang datangnya dari pegunungan atau dari kaki bukit. Untuk mendapatkan kepastian bahwa air tersebut memang air vegetasi ( air yang tersimpan dalam tanah di akar akar pepohonan ), atau hanya air rembesan yang sifatnya musiman. Sumur percobaan kemudian digali untuk mengetahui tabel air ( ketinggian air – debit air). Jika tabel air tinggi, maka konstruksi akan dibangun dibagian tersebut. Jiga tidak, akan dicari titik dimana tabel air relativ tinggi. Tujuannya adalah agar aliran air ke sumur qanat atau kanal kanal berikutnya mengalir dengan baik dan lancar.

Peralatan yang dibutuhkan oleh Muqannas biasanya sangat mudah didapatkan, seperti tali, roll katrol untuk menarik galian dari kedalam sumur, Kapak, sekop, lampu senter, alat bor tanah dan senar. Tergantung dari jenis dan kepadatan lapisan tanah.

Walau penggalian qanat itu mudah, tapi dibutuhkan ketelitian dari pengetahuan atas lapisan tanah. Gradien ( kemiringan ) terowongan qanat harus diperhitungan dengan cermat. Terlalu curam akan megakibatkan erosi permukaan tanah qanat, akibatnya akan terjadi keruntuhan tanah di lubang qanat. Kemiringan lubang qanat tidak boleh curam, cukup secara alami air bisa mengalir ke arah permukaan yang lebih rendah dengan lancar. Salah dalam membaca kondisi lapisan tanah, penggalian bisa mengalami keruntuhan, bisa mengakibatkan kecelakaan fatal bagi para penggali, pekerjaan penggalianpun harus diulamg lagi.

Konstruksi qanat biasanya dikerjakan 3-4 muqannas ( penggali ). Untuk ukuran qanat dangkal, biasanya satu orang untuk menggali lubang poros horisontal qanat, satu mendistribusikan tanah galian, satu lagi berada dipermukaan tanah menerima distribusi tanah galian, dengan perantaraan tali dan katrol. Para muqannas menggali, dimulai dari dimana air tersebut akan dialirkan, jadi bukan dari arah sumber air, tapi dari sisi keluaran aliran air. Dengan demikian saat digali sudah terdapat air, maka air akan mengalir keluar, tidak menggenang dilubang galian. Untuk mengangkut tanah galian biasanya menggunakan semacam tas dari kulit hewan.

Lubang poros vertikal digali dengan jarak kurang lebih 20-30 mtr. Artinya saat lubang poros horsontal terbentuk sepanjang 20-30 mtr, maka akan digali lubang poros vertikal ( lubang sumur kearah permukaan tanah ), begitu seterusnya. Jadi kalau dilihat dari atas akan terlihat lubang lubang sumur qanat yang berjajar. Pada bagian dalam sumur qanat dihubungkan dengan qanat horisontal. Untuk penggalian qanat dangkal, secara umum biasanya penggalian dilakukan dari kedua ujung sekaligus.

Salah satu aplikasi Qanat

Qanat di Iran umunya mempunyai panjang alir tidak kurang dari 5 km, tapi kadang ada juga yang sampai sepanjang 70 km. Sedang lubang sumur qanat umumnya mempunyai kedalaman kurang lebih 20 sampai 40 mtr. Sumur qanat yang paling dalam ada di profensi Khorasan, yakni sampai 275 mtr. Lubang sumur qanat vertikal berfungsi sebagai lubang perawatan jika diperluhkan, juga sebagai lubang pertukaran udara.

Lama dan cepatnya pembangunan qanat tergantung dari kedalam dan sifat tanah. Jika kondisi tanah mudah dan lunak, maka kru penggali ( 4 orang ) bisa menyelesaikan penggalian horisontal sepanjang 40 mtr perhari. Tapi bila kedalaman lubang qanat vertikal ( sumur qanat ) mempunyai kedalaman 40 mtr, mereka hanya dapat menggali horisontal sepanjang 20 mtr. Dan pada kedalaman 60 meter, penggalian horisontal akan turun dibawah 5 mtr perhari.

Di Aljazair, kecepatan penggalian umumnya hanya 2 mtr perhari pada kedalaman 15 mtr. Qanat yang panjang dibutuhkan waktu tahunan dan bahkan puluhan tahun untuk menyelesaikannya. Tapi begitu selesai, qanat tersebut akan berguna selamanya.

Untuk melindungi lubang qanat dari terpaan angin, hujan, puing-puing dan lain sebagainya, sekeliling lubang qanat dilindungi oleh gundukan tanah. Kalau dilihat dari udara lubang qanat dan gundukan pelindungnya itu, seperti lubang bekas jatuhnya bom. Kemiringan lubang qanat poros horisontal harus membuat air mengalir dengan mudah, tapi tidak terlalu deras, jangan sampai terjadi erosi pada permukaan tanah yang dilalui air.

Lubang lubang Qanat kalau dilihat dari udara.

Lubang lubang Qanat kalau dilihat dari udara.

Perbandingan gradasi / kemiringan lubang qanat horisontal dangkal kurang lebih 1 : 1000 sampai 1 : 1500. Sedang untuk lubang qanat yang panjang, kemiringannya kemungkinan cenderung mendekati horinsontal. Cara mengatur level presisi gradasi lubang qanat, dengan menggunakan senar. Dalam kasus tertentu, gradasi dibuat curam, apabila ada air terjun dibawah tanah. Dalam hal ini akan dibangun desain yang sesuai ( biasanya berlapis atau bertingkat tingkat ), untuk menyerap energi erosi air seminimal mungkin.

Perawatan dan Restorasi Qanat.

Bagian lubang qanat vertical ( mengarah kepermukaan tanah ) harus dilindungi, seminimal mungkin untuk menanggulangi hembusan pasir ( karena, biasanya qanat di daearh guru-gurun ). Secara berkala saluran qanat harus diperiksa dari akibat erosi air atau kemungkinan terbentuknya celah celah gua, dibersihkan dari endapan pasir dan lumpur, dan diperbaiki bagian bagian yang terkena erosi dan lainnya. Sebelum mengadakan pemeriksaan kedalam qanat, harus dipastikan bahwa ada aliran udara oksigen yang cukup untuk keselamatan manusia.

Beberapa Qanat yang rusak harus dipulihkan kembali. Restorasi atau pemulihan qanat mempertimbangkan beberapa hal, seperti keadaan ketersediaan aliran air, kondisi masarakat di area tersebut, apakah masih menggunakan qanat. Jika qanat didaerah tersebut sudah tidak ada masarakatnya lagi, biasanya restorasi tidak dilakukan. Atau mungkin kondisi aliran air sudah tidak mencukupi, cenderung semakin berkurang. Hal ini juiga tidak akan dilakukan apa apa.

Dalam kasus restorasi Qanat di Suriah, 3 buah qanat dipilih untuk di restorasi berdasarkan inventarisasi nasional, di tahun 2001. Salah satu dari qanat tersebut, Drasiah qanat yang berada di Dmeir, baru selesai restorasi di tahun 2002. Maka pertimbangan restorasi qanat harus benar benar diperhitungkan dengan teliti, baik tehnis maupun kegunaannya.

Aplikasi Qanat.

Aplikasi yang terpenting dari qanat adalah untuk irigasi, penyediaan air untuk ternak, serta untuk air minum masarakat. Aplikasi lainnya, untuk untuk pendingin ruangan dan penyimpanan es.

Qanat bila dihubungkan dengan menara angin akan menghasilkan udara dingin ( terjadi pendinginan udara ). Menara angin seperti struktur cerobong ( rumah rumah di negara 4 musim biasanya ada cerobong dari tungku pemanas ruang, saat musim dingin ) yang dipasang diatas rumah. Terdapat empat bukaan ( jalan udara ), satu arah angin yang berlawanan digunakan untuk menarik udara dalam rumah keluar, sedang udara yang masuk rumah ditarik dari qanat yang berada dibawah rumah. Artinya, putaran menara angin berguna untuk menarik udara dari rumah keluar rumah, saat itu juga,  udara dingin dari qanat yang berada dibawah rumah ditarik keluar. (lihat gambar ).

Wind-Tower-and-Qanat-Cooling. Qanat pendingin ruang.

Udara mengalir melintasi lorong vertikal, tercipta tekanan yang lebih rendah ( lihat hukum Bernoulli – Bernoulli effect ), akan menarik udara dingin dari terowongan qanat, terjadi percampuran udara dalam rumah. Udara dari qanat ditarik dan masuk dalam terowongan yang letaknya agak jauh, udara dingin yang terjadi, karena kontak udara dengan dinding terowongan yang dingin atau air, bertemu dengan udara panas tetap ( latent heat ), terjadi penguapan air kedalam aliran udara.

Dipadang pasir udara bisa menghasilkan suhu lebih dari 150 C, direduksi atau terjadi pengurangan suhu udara oleh temperatur udara dari qanat, percampuran dua udara tersebut masih terasa kering, sedang udara dari dalam tanah ( basement ) lembab dan sejuk, akibatnya kondisi udara dalam rumah akan terasa nyaman. Model penyejuk ruang dengan memanfaatkan qanat, sudah dilakukan lebih dari 1000 tahun.

Macam macam pembuatan Qanat

Model Qanat Underground Aqueduct

Model Underground Aqueduct, model penyaluran air dari tanah yang tinggi didistribusikan ke kanal kanal yang menuju dataran dibawahnya. Sumber air ada pada pusat sumur ( head well ) turun ke level rendah berikutnya. Lubanng sumur vertikal merupakan

ventilasi udara, juga berfungsi sebagai jalan masuk untuk dilakukannya perawatan ( pembersihan maupun perbaikan ) lorong qanat.

Qanat model Excavation.

Model Excavation. Model ini, sistim penggalian jalur air qanat dimulai dari ujung ouput aliran air qanat ( keluaran aliran air ). Digali secara sedikit demi sedikit dari ujung keluaran aliran air, dengan posisi gradasi naik. Pada setiap jarak + 50 mtr, digali lorong vertikal ke permukaan tanah, sebagai ventilasi udara masuk. Peralatan yang tak ketinggalan adalah lampu minyak. Disamping sebagai penerangan didalam terowongan galian, juga untuk mengidentifikasi jika ada udara buruk di dalam terowongan. Saat para penggali sudah mendekati sumur utama, orang yang ada dipermukaan tanah diatasnya ( melalui lubang verikal ) akan memberikan tanda.

Model Tunnel Cross sections. Model seperti ini mengindikasikan kontruksi qanat dibuat dalam beberapa variasi. Dinding sekeliling lorong kemungkinan diperkuat dengan lapisan material yang kuat dan keras, karena ada kemungkinan lapisan tanahnya tidak kuat. Jika terowongan qanat nelewati tanah liat yang padat-keras, maka dinding tidak perlu dipasang penguat, biasanya dibiarkan polos begitu saja. Jika pada sumur pusat ( head well ) kondisinya kering, maka perlu digali lebih dalam lagi, dan salurannya juga harus di gali lebih dalam lagi, mengikuti kondisi sumur pusatnya.

Model Ramains Persepolis, di bangun di ibukota Persia kuno oleh Darius520 SM, dilihat melalui foto udara. Deretan lubang lubang kecil yang bopeng-bopeng, mengindikasikan adanya qanat dibawah permukaan area tersebut, setiap lubang di permukaan tersebut adalah merupakan poros ventilasi. Sebagain besar qanat di sekitar reruntuhan Persepolis dibangun beberapa dekade yang lalu.

 
 
Oleh. Didik Suwitohadi
30-11-2011
ref. Wikipedia
      http://user.bart.nl/ ~leenders/txt/qanats.html
 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada 30 November 2011 in Wawasan

 

Tag: ,

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: