Nor Hafizi Md Lani, Zulkifli Yusop dan Achmad Syafiuddin
1 Jabatan Kejuruteraan Air dan Alam Sekitar, Fakulti Kejuruteraan Awam, Universiti Teknologi Malaysia (UTM), Johor Bahru 81310, Johor, Malaysia;
2 Pusat Kelestarian Alam Sekitar dan Keselamatan Air (IPASA), Institut Penyelidikan Lestari Alam Sekitar, Fakulti Kejuruteraan Awam, Universiti Teknologi Malaysia (UTM), Johor Bahru 81310, Johor, Malaysia
Diterima: 5 Mac 2018; Diterima: 17 April 2018; Diterbitkan: 19 April 2018
Abstrak: Ketidakseimbangan antara permintaan air bersih dan ketersediaannya adalah masalah utama yang menyebabkan kekurangan air global.
Penerokaan dan penggunaan air hujan nampaknya merupakan pilihan yang sesuai kerana meminimumkan masalah yang disebutkan di atas.
Manuskrip ini mengkaji prospek dan cabaran sistem penuaian air hujan (SPAH) di Malaysia.
Malaysia dapat dikategorikan sebagai negara yang memiliki curahan hujan tahunan yang tinggi, serta penggunaan air domestik yang tinggi.
Oleh itu, Malaysia berada dalam kedudukan yang baik untuk menuai air hujan untuk kegunaan potable dan tidak potable.
Walaupun garis panduan PAH dikeluarkan di Malaysia pada tahun 1999, pelaksanaan SPAH sebagai sumber air alternatif masih sangat terbatas kerana pulangan pelaburan yang panjang dan penerimaan masyarakat yang lemah.
Cabaran masa depan utama dalam pelaksanaan SPAH di Malaysia adalah mencapai biaya yang kompetitif, penerapan bangunan komersial yang luas, sistem perawatan yang efektif dari segi biaya, pelaksanaan kebijakan yang efektif, penerapan bahan hijau, peningkatan persepsi masyarakat, dan teknologi siram pertama yang dapat diandalkan.
Beberapa cadangan seperti memberikan subsidi yang sesuai dan mengehadkan penggunaan air paip diperlukan untuk melaksanakan SPAH pada skala yang lebih luas.
1. Pengenalan
Dalam pembangunan global yang baru, kekurangan air bersih menjadi isu utama dalam pembangunan lestari.
Jelas bahawa masalah ini menjadi ancaman, dan juga risiko global terbesar dari segi kesannya.
Penggerak utama untuk meningkatnya permintaan global untuk air bersih adalah peningkatan populasi dunia, peningkatan taraf hidup, perubahan pola penggunaan, dan pengembangan pertanian berai.
Di samping itu, ketidakseimbangan antara permintaan air bersih dan ketersediaan adalah hakikat kekurangan air global.
Oleh itu, beberapa kajian telah dilakukan untuk menilai kekurangan air global dari aspek fizikal, sosial, dan ekonomi.
Untuk mengurangkan dan meminimumkan akibat kekurangan air, penggunaan air hujan telah diterima secara meluas sebagai alternatif yang dapat dipercayai.
Kajian mengenai sistem penuaian air hujan (SPAH), khususnya mengenai teknik dan sistem rawatan, telah meningkat dengan ketara dalam beberapa tahun terakhir.
SPAH dapat didefinisikan sebagai pengumpulan dan penyimpanan air hujan untuk digunakan dan bukannya membuangnya sebagai limpahan.
Secara umum, teknik SPAH dapat dikategorikan kepada dua jenis, iaitu larian permukaan dan SPAH atas bumbung.
Kelebihan SPAH termasuk penjimatan air minum, pengurangan banjir di kawasan tadahan bandar, dan pengurangan muatan nutrien ke saluran air.
Di samping itu, SPAH mempunyai kelebihan lain dari segi jejak karbon yang lebih rendah berbanding sistem bekalan air lain dan penggunaan tenaga yang lebih cekap kerana penggunaan pam yang kurang dari sumber ke pengguna.
Selain itu, SPAH berpotensi untuk mengatasi masalah kekurangan air secara serentak dan mengurangkan kebergantungan pada bekalan air domestik.
Telah diketahui bahawa SPAH memiliki banyak manfaat yang berkaitan dengan ekonomi, lingkungan, teknologi, dan masyarakat.
Untuk faedah ekonomi, penjimatan kos domestik tahunan sehingga $ 240 per rumah dapat diperoleh ketika melaksanakan sistem ini.
Sebagai tambahan, SPAH diharapkan lebih ekonomik untuk tarif air yang lebih tinggi.
Dari segi manfaat alam sekitar, satu kajian di Korea Selatan mendapati bahawa SPAH dapat mengurangkan banjir hingga 10%.
Ini sejajar dengan kajian lain yang mengesyorkan bahawa SPAH kurang ekonomik untuk bekalan air sahaja, kecuali jika ia juga dianggap sebagai teknologi kawalan banjir.
Ada juga potensi untuk menunda pengembangan infrastruktur penyimpanan baru, karena SPAH dapat mengurangi permintaan air domestik.
Untuk faedah teknologi dan sosial, SPAH menyediakan sebagai sumber air alternatif dan mengurangkan risiko kesihatan yang berkaitan dengan air.
Sudah terbukti bahawa SPAH mampu mengurangi permintaan air puncak pada bekalan air bandar.
Pelaksanaan SPAH di beberapa daerah di New South Wales, Australia telah menghasilkan penjimatan air yang besar dari bekalan utama, bahkan di daerah curahan hujan yang relatif rendah.
Manfaat penurunan jumlah dan permintaan puncak dapat diterjemahkan dari segi ukuran infrastruktur yang lebih kecil dan penjimatan kos operasi dan penyelenggaraan.
Sebagai contoh, di kawasan pinggir bandar Melbourne, penggunaan tangki air hujan dapat mengurangkan hingga 18% dan 53% dari ukuran paip jaringan dan kos operasi.
Selain itu, pengurangan yang besar dalam biaya operasi dan pelepasan gas rumah kaca dari sistem bekalan air serantau juga dapat diperoleh dengan menerapkan SPAH.
Oleh kerana SPAH berpotensi mengurangi ketergantungan pada penyediaan air domestik, sistem ini telah dilaksanakan di berbagai bidang seperti pertanian, kediaman, dan komersial.
Untuk bangunan kediaman, peratusan kebolehpercayaan yang tinggi melebihi 95% dicapai dengan melaksanakan SPAH untuk beberapa daerah seperti Australia, AS, dan Iran.
Apabila SPAH dilaksanakan untuk penggunaan bumbung besar dan air yang tinggi seperti bangunan komersial, kebolehpercayaan hingga 37% dapat diperoleh.
Untuk bidang pertanian, pelaksanaan teknik baru dengan penglibatan air hujan dapat meningkatkan hasil berbanding dengan teknik konvensional.
Juga, pelbagai kaedah telah dilaksanakan untuk mengoptimumkan SPAH.
Hudzori mencadangkan model matematik untuk mengoptimumkan tangki simpanan air dan bekalan air untuk SPAH menggunakan data hujan harian di Nusajaya, Johor Bahru.
Menurut Chiu, ukuran tangki optimum dan penggunaan tenaga adalah petunjuk kebolehpercayaan sistem dan dapat dilaksanakan secara ekonomi apabila penjimatan tenaga dan air ditangani bersama.
Selain itu, merancang SPAH di bawah rejim iklim yang berbeza di Itali juga dilakukan.
Kajian mereka melaporkan bahawa prestasi SPAH juga dapat dianalisis menggunakan pecahan permintaan dan pecahan penyimpanan yang diubah.
Pelbagai penyelidikan yang bertujuan untuk melaksanakan SPAH di UK juga telah dilakukan seperti kerangka teknikal dan amalan sosio-teknikal.
Oleh itu, beberapa inovasi SPAH dengan menerapkan graviti atau bukan graviti telah dilaksanakan di UK.
Untuk mendorong pelaksanaan SPAH, beberapa negara telah mengeluarkan undang-undang.
Sebagai contoh, kerajaan Jepun menawarkan subsidi dan pinjaman bunga rendah ke premis untuk pemasangan SPAH.
Sebagai alternatif, rebat dan pengecualian cukai juga disediakan untuk mendorong pelaksanaan SPAH.
Kerajaan Sepanyol dan Belgium telah memberi mandat kepada pelaksanaan SPAH untuk bangunan baru dengan kawasan bumbung tertentu.
Fakta-fakta di atas menunjukkan bahawa negara-negara telah memperhatikan amalan pengurusan air dan berusaha secara serius untuk mencari sumber air alternatif.
Malaysia adalah negara tropika yang relatif kaya dengan sumber air dengan purata hujan tahunan 2400 mm.
Walaupun Malaysia tidak pernah mengalami krisis air yang serius dalam beberapa dekad terakhir, penyebaran curahan hujan yang tidak rata di ruang dan waktu menyebabkan beberapa kawasan menderita musim kering, sementara yang lain telah terkena banjir besar.
Fakta-fakta yang dinyatakan di atas menunjukkan bahawa penggunaan air hujan untuk sumber air alternatif dan pengurangan banjir kilat sangat penting dan berpotensi tinggi.
2. Isu Air di Malaysia
Hujan di masa depan di beberapa negeri di Malaysia diramalkan akan menurun disebabkan oleh kesan perubahan iklim.
Perubahan yang diramalkan dalam rejim curah hujan akan mengakibatkan kesan bekalan air yang serius di kawasan bandar yang berpenduduk tinggi.
Untuk pengetahuan yang menyeluruh, kejadian hujan yang kerap di Malaysia adalah antara 132 hingga 181 hari/tahun.
Di samping itu, paras air bukan hasil tahunan rata-rata seluruh Malaysia dari tahun 2010 hingga 2016 dengan purata 36%.
Bagi pelbagai negeri di Malaysia, paras air bukan revenue terendah dan tertinggi masing-masing adalah P. Pinang (19%) dan Pahang (50%).
Lebih-lebih lagi, Malaysia dapat dikategorikan sebagai salah satu negara yang memiliki penggunaan air domestik yang tinggi, yang berkisar antara 209 hingga 228 liter per kapita per hari (lcd).
Penggunaannya masih melebihi sasaran yang disarankan oleh Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO), iaitu 165 lcd.
Dalam konteks ini, Pulau Pinang mencatatkan penggunaan domestik air tertinggi, sementara Sabah adalah yang terendah.
Lebih-lebih lagi, rakyat Malaysia menggunakan lebih banyak air daripada jirannya, warga Singapura, yang hanya 143 lcd pada tahun 2017.
Oleh itu, Malaysia mungkin mengalami krisis kekurangan air di masa depan yang dijangka sekiranya penggunaan air tidak bertambah baik.
Walaupun, secara umum, tarif air di Malaysia masih rendah dibandingkan dengan negara maju, tarif menunjukkan trend yang meningkat untuk semua negeri.
Sebagai contoh, di Johor, tarif air komersial telah meningkat dari RM0.37/m3 pada tahun 1965 menjadi RM3.0 m3 pada tahun 2015 dan masih diramalkan akan meningkat lebih jauh.
Keadaan ini mungkin menjadi masalah bagi negara-negara membangun termasuk Malaysia, terutama bagi orang miskin yang harus memperuntukkan sebahagian besar pendapatan mereka untuk mendapatkan air bersih.
Permintaan air di Malaysia dilihat meningkat dari 10.4 bilion m3/tahun pada tahun 1998 kepada 12.1 bilion m3/tahun pada tahun 2010 dan diprojeksikan akan meningkat lagi menjadi 17.7 bilion m3/tahun pada tahun 2050.
Sudah diketahui bahawa 97% bekalan air di Malaysia diasingkan dari sumber air permukaan, terutamanya sungai.
Malaysia mempunyai 189 lembangan sungai (89 di Semenanjung Malaysia, 78 di Sabah, dan 22 di Sarawak).
Walau bagaimanapun, di beberapa kawasan yang sangat maju dan berpenduduk seperti di Selangor, Putrajaya, dan Wilayah Persekutuan Kuala Lumpur, sumber sungai telah dieksploitasi sepenuhnya.
Oleh itu, sumber air alternatif harus diperkenalkan untuk mengurangkan ketergantungan terhadap air sungai dan membantu orang miskin mengurangkan bil air.
3. Perspektif Global SPAH
SPAH dapat didefinisikan sebagai pengumpulan langsung air hujan dari bumbung dan tadahan buatan lain dan pengumpulan limpasan lembaran dari permukaan tanah buatan manusia atau permukaan semula jadi dan tadahan batu untuk kegunaan minuman dan tidak boleh diminum.
Kajian mengenai SPAH telah dilakukan secara intensif, kerana sistem ini mempunyai beberapa kelebihan untuk lingkungan dan masyarakat.
Selama empat dekad yang lalu, jumlah kajian yang berkaitan dengan SPAH meningkat secara eksponen berdasarkan kata kunci ‘SPAH’ dalam pangkalan data Scopus.
Pada masa penyelidikan ini, jumlah penerbitan yang berkaitan dengan topik yang dikenal pasti melalui kata kunci “penuaian air hujan” adalah tahun 2000.
SPAH menyediakan air berkualiti tinggi, mengurangkan pergantungan pada air paip, dan biasanya menjimatkan.
SPAH dapat berukuran dari sistem sederhana hingga besar.
Pendekatan SPAH yang dikumpulkan dari bumbung bangunan memberikan penggunaan air hujan yang praktikal dan berkesan.
SPAH dapat digunakan untuk premis berskala kecil dan besar, tetapi kriteria tertentu perlu dipenuhi sebelum melaksanakan sistem.
4. SPAH di Malaysia
4.1. Dasar
Kekeringan yang teruk pada tahun 1998, terutama di Lembah Klang, telah mendorong kerajaan Malaysia untuk melaksanakan SPAH.
Berikutan krisis air ini, Kementerian Perumahan dan Kerajaan Tempatan telah mempromosikan rumah untuk memasang pengumpul air hujan.
Oleh itu, kerajaan telah mengeluarkan pedoman untuk memasang sistem pengumpulan dan penggunaan air hujan pada tahun 1999.
Berikutan itu, pelbagai inisiatif dalam bentuk dasar dan garis panduan telah dirumuskan oleh pelbagai agensi.
Ini untuk memudahkan pelaksanaan SPAH untuk bangunan kediaman dan kerajaan.
Untuk menyokong program ini, beberapa projek telah dilaksanakan oleh kerajaan Malaysia.
Di samping itu, dapat dilihat bahawa pelbagai projek SPAH seperti tangki bawah tanah telah dilaksanakan.
Sebilangan besar projek SPAH di Malaysia menggunakan polietilena berketumpatan tinggi (HDPE) untuk tangki bawah tanah.
Jumlah kos untuk memasang SPAH antara RM 20,000 hingga RM 350,000 bergantung pada saiz dan jenis bangunan.
Kerajaan Malaysia memberi perhatian kepada SPAH sebagai sumber alternatif untuk mengurangkan ketergantungan terhadap sungai dan perairan permukaan lainnya.
4.2. Trend Kajian
Sejak pelancaran program SPAH di Malaysia, beberapa kajian telah dilakukan untuk menyokong inisiatif ini.
Sehingga hari ini, jumlah penerbitan berkaitan dengan topik yang dikenal pasti melalui kata kunci “SPAH” adalah 47.
Universiti Putra Malaysia, Universiti Kebangsaan Malaysia, Universiti Malaya, Universiti Teknologi MARA, dan Universiti Teknologi Malaysia adalah lima institusi teratas yang menerbitkan topik SPAH.
Sultana menilai kesan bumbung hijau terhadap kualiti air hujan.
Secara amnya, kualiti air atap baik dan memerlukan rawatan minimum untuk oksigen terlarut (DO) dan pH.
Sebagai alternatif, Abdul Ghani et al. menganalisis hujan untuk menentukan potensi tapak SPAH di Kuantan, Pahang.
Jumlah hujan tertinggi adalah pada bulan Disember dan terendah pada bulan Februari.
Lebih-lebih lagi, Hamid dan Nordin memerhatikan kebolehpercayaan sistem pemasangan SPAH di asrama universiti di Shah Alam, Malaysia.
Dianggarkan bahawa pemasangan SPAH akan mengurangkan penggunaan air terawat sekitar 6500 m3 per tahun dan menjimatkan hingga RM 10,460 per tahun.
Hashim mencadangkan program berasaskan simulasi untuk mengoptimumkan SPAH berskala besar.
Secara khusus, kajian ini meneliti kesesuaian SPAH untuk komuniti 200 rumah dengan purata penggunaan air harian 160 m3.
Kajian mereka mendapati bahawa tangki simpanan ukuran optimum seluas 20.000 m2 luas bumbung adalah 160 m3 dengan kebolehpercayaan 60%.
Di samping itu, kajian mereka juga mengesahkan bahawa penjimatan air yang signifikan hingga 58% dapat dicapai dengan menggunakan model yang dicadangkan mereka.
Anggaran jumlah kos untuk sistem ini adalah USD 443,861 dan jangka hayat jangka masa 25 tahun.
Shahid dan Mohtar menyiasat kesesuaian kualiti air hujan sebagai sumber air minuman alternatif di Selangor, Malaysia.
Kajian mereka mengesahkan bahawa parameter kualiti fisio-kimia seperti pH, DO, TSS, COD, dan NH3-N mematuhi standard air minum yang dibenarkan oleh pihak berkuasa Malaysia.
Karya yang disebutkan di atas mengesahkan bahawa terdapat keperluan untuk mempromosikan SPAH pada skala terbesar.
Dalam konteks ini, Institut Penyelidikan Hidraulik Nasional Malaysia (NAHRIM) telah bekerjasama dengan agensi kerajaan lain seperti JPS, Jabatan Kerajaan Tempatan, Universiti Teknologi Malaysia, Universiti Sains Malaysia, dan Universiti Malaya untuk menjalankan penyelidikan mengenai SPAH.
Pada masa ini, NAHRIM melakukan penyelidikan dan pengembangan (R&D) SPAH yang berfokus pada reka bentuk hidrologi dan hidraulik, reka bentuk dan prestasi sistem, kos pemasangan dan operasi, dan aspek kualiti air.
4.3. Manfaat SPAH
Secara amnya, manfaat SPAH dapat dibahagikan kepada dua kategori, iaitu alam sekitar dan ekonomi.
Untuk kepentingan alam sekitar, ia dapat digunakan sebagai bekalan air alternatif untuk menambah air paip.
Ketika digunakan secara besar-besaran, SPAH dapat membantu mengurangi banjir kilat di kawasan kota dan meminimumkan hakisan tanah, serta mencegah pencemaran memasuki badan air.
Secara khusus, faedah ekonomi SPAH telah dikaji oleh beberapa penyelidik.
Oleh kerana SPAH sangat berguna untuk penggunaan air tidak minum, ia berpotensi untuk mengurangkan bil.
Analisis daya maju kewangan SPAH dinilai untuk bangunan single dan multi-keluarga.
Kajian mereka mendapati bahawa tempoh pembayaran balik pelaburan SPAH adalah antara 33 dan 43 tahun, dan 61 tahun untuk 20 m3 tangki untuk bangunan tunggal dan pelbagai keluarga.
Rashidi Mehrabadi mendapati bahawa mungkin untuk menyalurkan sekitar 75% permintaan air tidak minum dengan menyimpan air hujan dari kawasan bumbung yang lebih besar di Iran.
Oleh kerana manfaat SPAH sangat bergantung pada penggunaan air, reka bentuk sistem, curah hujan, dan pemboleh ubah ketidakpastian lain, penilaiannya prestasi jangka panjang diperlukan untuk lebih memahami kesan setiap pemboleh ubah terhadap faedahnya.
Ini sangat berguna sebagai asas untuk merancang SPAH masa depan.
4.4. Jenis SPAH
Di Malaysia, beberapa jenis SPAH telah dilaksanakan, iaitu, sistem halaman belakang, sistem depan, dan sistem bawah tanah.
Sistem halaman belakang dan muka depan juga ditetapkan sebagai ‘sistem pengumpulan sahaja’, kerana mereka tidak mempunyai sistem pengedaran.
Sistem belakang rumah adalah yang paling popular, kerana ia murah dan mudah dipasang berbanding dengan sistem lain yang memerlukan sistem paip.
Dalam sistem ini, terdapat dua pendekatan untuk mencari tangki simpanan, baik di tanah atau di atas.
Tangki tanah banyak didirikan untuk pengembangan SPAH di berbagai negara seperti Brazil, Australia, dan Portugal, dan benua seperti Afrika, sementara tangki bertingkat biasanya terdiri dari tiga tingkat tangki, iaitu, tingkat atas, tengah, dan bawah.
Tangki tingkat atas biasanya digunakan untuk bekalan air, sementara tangki tingkat tengah dan bawah digunakan untuk menyimpan air hujan yang terkumpul.
Untuk sistem ini, tangki logam dan polietilena biasanya digunakan untuk tangki bertingkat dan tanah.
Untuk sistem frontage, ia menggunakan konsep pemasangan yang sama dengan sistem halaman belakang.
Pengubahsuaian biasanya dilakukan dengan mengganti tangki polietilena menggunakan tangki konkrit bertetulang untuk memudahkan kerja-kerja penyelenggaraan.
Telah diketahui bahawa tangki konkrit lebih tahan lama berbanding tangki polietilena; Oleh itu, ia menjadikannya lebih ekonomik dalam jangka masa panjang.
Juga diperhatikan bahawa penggunaan tangki konkrit relatif lebih murah (sehingga 38% berbanding tangki polietilena).
Bagi sistem bawah tanah, kos, termasuk pam, adalah sekitar RM1700 untuk sistem skala kecil seperti penggunaan rumah.
4.5. Perisian SPAH
Oleh kerana reka bentuk SPAH yang tepat melibatkan banyak data dan analisis, berguna untuk menggunakan perisian untuk mempercepat prosesnya.
Oleh itu, beberapa model berasaskan komputer telah dikembangkan dan dilaksanakan seperti kalkulator SimTanka2, Warwick, dan kalkulator SPAH (JKUAT-RWH) Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology.
Kalkulator SimTanka2 dan Warwick dikembangkan untuk menilai ukuran tangki SPAH yang optimum, sedangkan kalkulator JKUAT-RWH digunakan untuk menganggarkan kebolehpercayaan sistem dengan melakukan siri jangka panjang hujan harian.
Sebagai alternatif, perisian Yield After Spillage (YAS) dirancang untuk menganggar ketersediaan dan keadaan penyimpanan air hujan yang sebenar.
Di Malaysia, pembangunan perisian telah ditangani oleh NAHRIM.
Tanki Nahrim adalah perisian terkenal untuk mengira analisis yang disebutkan di atas.
Hamid dan Nordin mengesahkan bahawa perisian boleh dipercayai untuk menilai kebolehpercayaan SPAH di asrama universiti di Shah Alam, Malaysia.
Perisian ini juga digunakan untuk mengira ukuran tangki SPAH yang optimum di kolej lain yang berdekatan.
Walau bagaimanapun, perisian ini mempunyai batasan seperti tidak adanya penilaian ekonomi.
Oleh itu, perisian SPAH yang lebih lengkap yang menggabungkan reka bentuk fizikal dan faedah ekonomi sangat diperlukan.
Ini sangat bermanfaat untuk memberikan pengetahuan dan kemudahan yang menyeluruh kepada orang ramai untuk mendorong pelaksanaan SPAH.
5. Cabaran Masa Depan
5.1. Kos
Kos masih menjadi masalah ketika menggunakan SPAH untuk beberapa bidang.
Kos dan penyelenggaraan awal masih diperdebatkan berkaitan dengan bagaimana sistem ini mampu dimiliki oleh semua masyarakat, terutama bagi orang-orang dalam kategori berpendapatan rendah.
Batasan ini dikaitkan dengan pendapatan negara dan kesedaran masyarakat yang rendah.
Walaupun tarif air di Malaysia dianggap sebagai yang paling rendah berbanding dengan negara jiran seperti Singapura (2,39 USD/m3) dan Indonesia (0,51 USD/m3), kos untuk memasang SPAH dianggarkan antara USD 400 dan USD 3000.
Untuk memaksimumkan faedah, reka bentuk SPAH yang optimum sangat penting.
Di samping itu, pemilihan bahan juga dapat mengurangkan kos awal.
Merancang SPAH menggunakan graviti berpotensi untuk mengurangkan kos operasi dan penyelenggaraan berbanding sistem itu dengan operasi mengepam.
Lebih-lebih lagi, kerajaan dapat memberikan subsidi untuk mendorong masyarakat memasang sistem ini.
Juga, kempen latihan dan kesedaran sangat bermanfaat untuk meningkatkan minat masyarakat.
5.2. Permohonan
Pada masa ini, penerapan SPAH di Malaysia masih terhad pada bangunan kerajaan.
Penerokaan bangunan berpotensi lain seperti bangunan komersial memang menarik, kerana biasanya mereka mempunyai kawasan tadahan bumbung yang lebih besar.
Sebagai contoh, jumlah kawasan tadahan 10.000 m2 dapat menyediakan potensi pengumpulan air hujan 23.000 m3 setiap tahun.
Oleh kerana kualiti air hujan hampir bebas dari pencemaran utama, hanya rawatan minimum yang diperlukan jika ia digunakan untuk tujuan domestik atau penyejukan.
Oleh itu, penjimatan dari pelaksanaan SPAH di bangunan komersial lebih bermanfaat dibandingkan dengan pemasangan kecil di rumah, kerana tarif air komersial lebih tinggi, dan air penggunaannya lebih besar.
Manfaat memasang SPAH lebih menarik apabila dilaksanakan lebih awal semasa fasa reka bentuk dan pembinaan berbanding semasa pemasangan semula bangunan yang ada.
Oleh itu, pelaksanaan SPAH di masa yang akan datang harus diterapkan secara lebih intensif untuk bangunan besar.
5.3. Sistem Rawatan
Sebilangan besar SPAH yang ada adalah untuk kegunaan tidak untuk diminum, di mana air digunakan terus dari tangki pengumpulan.
Walaupun air hujan di Malaysia relatif bersih dari bahan pencemar utama, rawatan minimum masih diperlukan sebelum dapat digunakan untuk kegunaan minum.
Jelas bahawa beberapa parameter seperti kekeruhan, plumbum, tinja koliform, dan jumlah koliform terdapat di atas had yang diatur oleh Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO).
Fakta-fakta yang dinyatakan di atas menunjukkan bahawa rawatan sederhana masih perlu dilakukan sebelum air hujan dapat digunakan secara meluas untuk kegunaan minum.
Oleh itu, ada baiknya menggabungkan sistem rawatan sederhana untuk memaksimumkan manfaat ekonomi SPAH.
Walaupun banyak kaedah seperti pembasmian kuman, penapisan pasir lambat, penapisan membran, pasteurisasi, ozonasi, dan penjerapan adalah mungkin, kos dan kesesuaiannya penting untuk dipertimbangkan.
Untuk memaksimumkan faedah pelaburan, tujuan yang jelas untuk membina SPAH harus dipertimbangkan sebelum pemasangan.
Pemilihan kaedah rawatan air hujan mempunyai implikasi terhadap kos pemasangan dan penyelenggaraan.
Contohnya, penggunaan air hujan yang tidak dapat diminum seperti pembilasan tandas, pengairan lanskap, dan mencuci kereta tidak memerlukan rawatan.
Sebaliknya, penggunaan air hujan yang dituai untuk kegunaan minum seperti minuman, memasak, mandi, dan mencuci kain memerlukan kaedah rawatan yang menjimatkan.
Rawatan juga diperlukan apabila air hujan yang dituai digunakan untuk sistem penyejuk.
Oleh itu, sangat penting untuk menyediakan kaedah rawatan yang murah untuk memaksimumkan manfaat ekonominya.
Di samping itu, sistem rawatan sederhana dengan penyelenggaraan yang kurang mempunyai faedah tambahan untuk pemasangan di kawasan luar bandar.
Dalam hal ini, penyaringan dengan penyesuaian pH (hingga ± pH 7) akan cukup untuk merawat air hujan untuk sistem penyejuk, sedangkan untuk kegunaan domestik, diperlukan perawatan tambahan melalui pembasmian kuman.
5.4. Ciri-ciri Hujan
Kejayaan SPAH sangat bergantung pada kuantiti dan corak temporal hujan.
Dianggarkan bahawa peratusan kebolehpercayaan SPAH untuk pembilasan tandas, cucian, dan pengairan meningkat dari 40% menjadi 71% untuk lokasi kajian yang mempunyai curah hujan tahunan rata-rata dari 743 mm hingga 1325 mm di Australia.
Hujan tahunan rata-rata di Malaysia berbeza mengikut kawasan.
Sebagai contoh, Seremban dan Kuantan mempunyai hujan tahunan terendah dan terbesar, masing-masing 1901 mm dan 2881 mm.
Untuk memaksimumkan manfaatnya, pengembangan SPAH di Malaysia harus mempertimbangkan jumlah hujan mereka.
Untuk kawasan bumbung dan kadar penggunaan air yang serupa, kedalaman curah hujan yang lebih tinggi akan lebih dipercayai.
Lebih-lebih lagi, kerana berada di kawasan tropika lembap, jumlah hari hujan di Malaysia adalah tinggi (138 hari hingga 181 hari/tahun).
Oleh itu, penggunaan SPAH harus dimaksimumkan untuk memiliki penjimatan air terbesar di takungan yang akan digunakan semasa musim kering.
Dengan mempertimbangkan variasi spasial curah hujan di Malaysia, sangat penting untuk menilai potensi SPAH untuk berbagai wilayah curah hujan.
5.5. Dasar
Walaupun kerajaan Malaysia telah melancarkan kebijakan SPAH, pelaksanaannya hanya terbatas pada bangunan umum, dan bungalow dan rumah berkembar.
JPS Malaysia telah mempromosikan projek SPAH untuk pelbagai jenis bangunan.
Untuk setiap projek, tangki SPAH di atas atau bawah tanah dipasang.
Sebilangan besar projek memasang tangki HDPE kecuali projek Zoo Negara, yang menggunakan tangki konkrit.
Bergantung pada saiz dan kategori tangki, kos pemasangannya antara RM 20,000 hingga RM 400,000.
Untuk masa depan, kebijakan SPAH harus diperluas ke semua bangunan dengan luas bumbung seperti bangunan komersial, yang diharapkan memiliki keuntungan ekonomi yang lebih besar.
Malangnya, dasar yang ada masih agak longgar.
Tidak ada sebutan mengenai keperluan minimum ukuran tangki di hubungan dengan kawasan bumbung.
Di samping itu, bangunan komersial masih tidak dikenakan polisi ini.
Oleh itu, kajian komprehensif yang mempertimbangkan ukuran tangki yang optimum mengikut pelbagai ukuran atap dan keadaan iklim di Malaysia harus dilakukan untuk masa depan yang dapat diramalkan sebagai penilaian ilmiah sebelum mengeluarkan kebijakan perundangan.
5.6. Bahan
Air hujan agak bersih tetapi boleh dicemari oleh bahan bumbung dan pemendapan di permukaan bumbung.
Pada sistem yang lebih tua, bahan atap yang biasa digunakan adalah besi, tembaga, aluminium, zink, atau timah.
Lebih masa, bahan atap menjadi berkarat dan mengalami pencucian oleh air hujan, yang biasanya cukup berasid (sekitar 5.6).
Oleh itu, ia menjadi sumber bahan cemar yang terkumpul air hujan.
Selain itu, penggunaan cat, tar, gam, sealant, dan bahan pelindung lain untuk memanjangkan jangka hayat bumbung dapat menyumbang bentuk pencemaran tambahan.
Selain itu, terdapat pelbagai jenis tangki yang bergantung pada bahan yang digunakan seperti polietilena, konkrit, keluli tergalvani, kaca gentian, dan keluli tahan karat, yang cenderung berkarat lebih lama dan dapat melepaskan bahan kimia tertentu.
Kekurangan ini dapat diatasi dengan memperkenalkan bahan yang lebih lengai dan mesra alam.
Untuk tujuan ini, sumber semula jadi seperti rotan, buluh, dan kelapa sawit dalam bentuk serat atau zarah dapat digunakan sebagai bahan komposit.
Bahan semula jadi telah terbukti mempunyai sifat fizikal dan mekanikal yang setanding dengan bahan sintetik.
Oleh itu, kajian menyeluruh dengan menggunakan bahan semula jadi sangat diperlukan di Malaysia.
Pengetahuan ini berguna untuk memberitahu orang ramai bahawa kualiti air hujan yang dikumpulkan dengan lebih baik dapat diperoleh dengan menggunakan bahan lengai dan mesra alam.
5.7. Persepsi Masyarakat
Walaupun terdapat pelbagai inisiatif oleh kerajaan untuk mempromosikan SPAH, penerimaan di kalangan rakyat Malaysia masih kurang memuaskan.
Salah satu sebab utama penerimaan buruk adalah kerana tarif air yang rendah.
Pada masa ini, rakyat Malaysia membayar antara RM 0.96 dan RM 3.05 bergantung pada penyedia perkhidmatan bekalan air.
Sebagai tambahan, tarif air rata-rata di Malaysia adalah antara yang terendah di dunia (0,20 USD/m3 dibandingkan dengan negara jiran Singapura (2,39 USD/m3) dan negara-negara maju seperti Tokyo (2,0 USD/m3), Dubai (2,4 USD/m3), New York (3,1 USD/m3), Amsterdam (5,2 USD/m3), dan Kopenhagen (7,3 USD/m3).
Malaysia juga diberkati dengan hujan lebat dengan kejadian kemarau yang jarang berlaku.
Ini membuat masyarakat merasa tidak perlu mencari sumber air alternatif yang lain.
Ini terbukti dari kadar penggunaan air domestik yang tinggi, antara 209 hingga 228 lcd berbanding dengan amalan terbaik 165 lcd seperti yang ditanda aras oleh WHO.
Akhirnya, orang ramai kurang mendapat pendidikan mengenai pentingnya penggunaan air hujan dalam konteks pengurusan permintaan air.
Kedua-dua strategi dari segi penalti dan insentif sangat penting untuk memastikan pelaksanaan penuaian air hujan yang lebih lengkap di tempat kediaman, komersial, dan perindustrian.
Sebagai contoh, Singapura menjatuhkan hukuman dalam bentuk tarif yang jauh lebih tinggi apabila sebuah kilang melebihi had penggunaan air tertentu dari bekalan awam.
Sebaliknya, kerajaan Malaysia dapat menawarkan insentif dengan memberikan rebat kepada pemilik premis yang memasang SPAH.
Di samping itu, program kesadaran yang tepat diperlukan untuk mendidik masyarakat tentang bagaimana SPAH dapat dilaksanakan untuk mengurangi ketergantungan pada bekalan air domestik.
5.8. Teknologi Siram Pertama
Salah satu cabaran dalam menggunakan air hujan adalah untuk meminimumkan pencemaran yang berkaitan dengan pembilasan pertama.
Punca pencemaran mungkin berasal dari pencucian bahan bumbung, pemendapan kering, dan kotoran burung.
Secara tradisional, ini dapat dilakukan dengan mengalihkan siraman pertama secara manual dari masuk ke tangki pengumpulan.
Walau bagaimanapun, ini memerlukan kakitangan untuk bersiap sedia.
Sistem flush yang ada masih mempunyai kelemahan, kerana pemungut siram pertama mesti dikosongkan secara manual.
Memandangkan kejadian hujan yang sering berlaku di Malaysia antara 132 hingga 181 hari / tahun, penyingkiran manual ini tidak praktikal, dan air hujan yang terkumpul terdedah kepada pencemaran apabila pengumpul siram pertama tidak dikosongkan sebelum kejadian ribut berikutnya.
Oleh itu, adalah mungkin untuk mengautomasikan flush pertama dengan menggunakan sistem terapung atau alat mekanikal.
Di Malaysia, tempoh hujan biasanya antara 0,5 jam hingga 3 jam dengan rata-rata tempoh kering antara hujan antara 2,0 hingga 2,8 hari.
Walau bagaimanapun, tempoh hujan pada musim tengkujuh (November hingga awal Januari) di wilayah pantai timur Semenanjung Malaysia mungkin berpanjangan hingga beberapa hari.
Pengosongan automatik pengumpul siram pertama disyorkan apabila kos buruh dan pelaburan tidak menjadi masalah dan air bumbung berkualiti tinggi diperlukan.
Walaupun demikian, pengosongan manual lebih praktikal untuk SPAH skala kecil untuk meminimumkan kos pelaburan.
Dalam kes ini, adalah perlu untuk menyedarkan masyarakat tentang perlunya mengosongkan pemungut siram pertama secara konsisten untuk mengelakkan kemungkinan pencemaran.
6. Cadangan untuk Mendorong SPAH di Malaysia
6.1. Subsidi
Telah diperhatikan bahawa skema penuaian air hujan kurang menarik di banyak negara membangun.
Ini kerana kos pemasangan dan penyelenggaraan yang tinggi, serta tarif air yang rendah, yang mengakibatkan jangka masa pembayaran balik yang panjang.
Sebaliknya, keberhasilan SPAH di negara maju disumbangkan oleh sokongan pemerintah, terutama pada tahap awal pelaksanaannya.
Beberapa negara telah memperkenalkan subsidi untuk pemilik premis yang memasang SPAH.
Sebagai contoh di Sepanyol, ada subsidi hingga € 1200 untuk setiap pemilik rumah yang telah memasang SPAH atas inisiatif mereka sendiri.
Kerajaan Australia juga melancarkan rebat Home Water Wise Skim, yang memberikan subsidi kepada penduduk yang telah melaksanakan SPAH untuk kegunaan domestik yang tidak dapat diminum.
Di Jerman, kerajaan menyokong pemasangan SPAH di rumah baru atau yang sudah ada dengan memberi subsidi 1/3 dari jumlah kos atau hingga € 2000.
Negara-negara lain seperti Jepun, Uganda, AS, dan Jerman juga memperhatikan untuk mendorong pelaksanaan SPAH dengan memberikan subsidi dan bunga rendah, subsidi untuk bahan binaan, potongan harga dan pengecualian cukai, dan pengecualian dari pajak air hujan.
Oleh itu, skim subsidi serupa dapat diadopsi untuk meningkatkan pelaksanaan SPAH di Malaysia.
6.2. Mengawal Penggunaan Air Paip
Instrumen lain yang dapat diadopsi oleh pemerintah Malaysia untuk mendorong SPAH adalah dengan membatasi penggunaan air paip, terutama pada masa-masa kritikal.
Langkah tersebut telah dilaksanakan di Australia dengan menyekat penggunaan air untuk tujuan yang tidak penting seperti menyiram rumput dan mencuci kereta di premis individu untuk negeri-negeri tertentu terutama pada musim kemarau.
Di Singapura, bayaran tambahan sebanyak 3,69 S$/m3, yang dinaikkan lebih banyak daripada tarif biasa (2,74 S$/m3), dikumpulkan apabila jumlah air yang digunakan melebihi 40 m3.
Begitu juga, utiliti air dan kumbahan tempatan di Brazil mengenakan tarif yang jauh lebih tinggi (5,66 R$/m3) apabila penggunaannya lebih tinggi daripada 10 m3/bulan berbanding dengan kadar biasa (3,43 R$/m3).
Malaysia dapat mencontohi strategi tersebut dengan terlebih dahulu mendidik masyarakat menggunakan platform formal dan tidak formal, terutama di kalangan anak sekolah.
Ini harus diperkuat dengan peraturan dan garis panduan.
Manfaatnya dapat disoroti dengan menyediakan alat yang sesuai seperti perisian penuaian air hujan, yang meliputi reka bentuk sistem dan penilaian ekonomi.
Lebih-lebih lagi, struktur tarif air yang ada di Malaysia sekarang nampaknya kurang berkesan untuk mendorong masyarakat menjimatkan air.
Tarif air yang lebih tinggi yang dapat mengubah tingkah laku penggunaan air mungkin diperlukan.
Sebagai alternatif, peraturan yang lebih ketat dapat diperkenalkan untuk tujuan yang tidak penting, terutama untuk negara yang mengalami masa kering yang lama dan mempunyai sumber air yang terhad.
7. Kesimpulan
Makalah ini menilai kemajuan pelaksanaan penuaian air hujan di seluruh dunia dengan fokus untuk membuat kemungkinan peningkatan di Malaysia.
Pelaksanaan SPAH di Malaysia sangat tepat pada masanya kerana beberapa masalah air seperti peningkatan permintaan air, curah hujan tinggi, dan terlalu bergantung pada air permukaan.
Telah terbukti bahawa SPAH dapat menawarkan pelbagai faedah sosio-ekonomi dan persekitaran.
Manfaatnya adalah penjimatan bil, pengurangan banjir kilat, dan menunda keperluan pembinaan infrastruktur bekalan air baru.
Kerajaan Malaysia telah lama melaksanakan SPAH, terutama di bangunan kerajaan dan awam.
Namun, secara keseluruhan keberhasilan tersebut masih belum cukup terutama disebabkan oleh pelaburan yang relatif tinggi, tarif air yang rendah, kurangnya insentif dari pihak berwajib, kesedaran masyarakat yang rendah, dan penguatkuasaan yang buruk.
SPAH lebih menguntungkan apabila dilaksanakan secara besar-besaran seperti di bangunan komersial berbanding sistem skala kecil di kawasan perumahan.
Ini kerana kawasan bumbung besar yang memberikan jumlah yang cukup untuk penggunaan tinggi selain tarif air yang lebih tinggi berbanding dengan tarif domestik.
Beberapa penambahbaikan dalam pelaksanaan dasar diperlukan untuk mendapatkan lebih luas penerimaan SPAH, yang meliputi pemberian insentif yang sesuai dan mengatur penggunaan air paip yang berlebihan.
Ucapan terima kasih: Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kementerian Sains, Teknologi, dan Inovasi Malaysia (MOSTI) atas sokongan kewangan di bawah skim Dana Sains (R.J130000.7909.4S137) dan Universiti Teknologi Malaysia kerana telah memudahkan kerja penyelidikan.
Kerjasama dan sokongan dari AEON CO. (M) Bhd sangat dihargai.
Sumbangan Pengarang: N.H.L. mengumpulkan data yang berkaitan dan menyumbang kepada penyusunan naskah.
Z.Y. dan sebagai. mengarahkan projek dan menyumbang perbincangan kritikal.
Semua pengarang mengkaji dan meluluskan naskah tersebut.
Konflik Kepentingan: Penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan.
Baca artikel asal di sini:
https://core.ac.uk/download/pdf/287744165.pdf
Video – Sistem Penuaian Air Hujan Karbon Pertama yang Dipasang di Dinding & Sepenuhnya di Malaysia