Saat ini, lebih dari 1,1 miliar orang tidak memiliki akses yang memadai terhadap air minum bersih secara global, dan sekitar 2,6 miliar orang kekurangan sanitasi dasar (Pink 2016; Jain 2012). Air adalah fondasi kehidupan dan kebutuhan dasar bagi setiap orang, tetapi kekurangan akses secara bertahap menjadi krisis bagi jutaan orang di seluruh dunia yang bertanggung jawab atas kesehatan yang buruk, penghancuran mata pencaharian dan penderitaan yang tidak perlu untuk orang miskin (Hanjra dan Qureshi 2010). Oleh karena itu, mengatasi krisis air adalah salah satu tantangan terbesar yang dihadapi oleh generasi kita (IPCC 2007), dan mengembangkan air minum bersih, mengelola air limbah secara efisien dan menyediakan sanitasi dasar fasilitas adalah dasar untuk keberlanjutan dan kemajuan manusia (UN-Water 2010; Tremblay 2010). Berhasil mencapai tujuan ini akan mengkatalisasi kemajuan di banyak sektor seperti kesehatan masyarakat, ketahanan energi, ketahanan iklim, dan kemiskinan pengurangan, serta mempercepat langkah menuju pencapaian Pembangunan Berkelanjutan Goals (SDGs), yang baru-baru ini disetujui dalam Sesi ke-71 dari United Majelis Umum Bangsa-Bangsa (Sachs 2012). Dari Tujuan Pembangunan Milenium (MDGs) ke SDGs, fokus konsep ketahanan air telah bergeser dari hanya pasokan dan permintaan air di kota-kota terhadap persepsi air sebagai ekonomi sumber daya bersama antar negara (Connor 2015). Pergeseran ini juga menekankan konsep tata kelola air, termasuk kapasitasnya untuk mengelola air secara efisien dan secara adil (Conca 2006; Gareau dan Gagak 2006). Oleh karena itu, definisi air keamanan berubah dengan cepat termasuk memastikan setiap orang memiliki akses yang andal terhadap air bersih yang cukup dengan harga yang terjangkau untuk memungkinkan kehidupan yang sehat dan produktif kehidupan, serta memelihara sistem ekologi terkait air untuk generasi mendatang (Cook dan Bakker 2012).
Salah satu dimensi penting dari solusi air berkelanjutan yang efektif adalah berurusan dengan masyarakat yang memiliki ketidaksetaraan air yang terus-menerus, kesenjangan pembangunan yang berkembang dan kompetisi untuk sumber daya yang langka. Penduduk banyak negara maju, seperti serta daerah dan kota berpenghasilan tinggi, nikmati pengiriman beberapa ratus liter air per hari dengan harga yang sangat rendah, tetapi di bagian lain dunia, rumah-rumah miskin baik di daerah pedesaan maupun perkotaan tidak memiliki pasokan air minum yang aman yang memadai air (UNICEF dan WHO 2011). Demikian pula dalam bidang pertanian dan industri sektor, petani kecil memiliki akses paling sedikit ke air di daerah kaya.
Sebagian besar air limbah dan air hujan yang dihasilkan di kota-kota dibuang dengan 85-90% dari beban penuh polutan dan senyawa beracun (Henze et al. 2001), dan tinggi konsentrasi kontaminan / polutan di sini terutama bertanggung jawab untuk menurunkan kualitas sumber daya air permukaan dan air tanah serta pesisir terkait daerah (Winter et al. 1998). Selanjutnya, polusi air mempengaruhi masa depan ekonomi masyarakat dan membahayakan kesejahteraan manusia. Oleh karena itu, keamanan air baru paradigma harus mempertimbangkan air limbah yang diolah sebagai sumber daya daripada bentuk limbah (Asano 2002).
Kelangkaan air dan keamanan air saling bergantung; masalah kelangkaan air dan stres menciptakan kerawanan air, jadi menyelesaikan masalah kelangkaan air merupakan sebuah langkah menuju pencapaian ketahanan air di setiap wilayah. Kelangkaan air bisa alami tetapi juga antropogenik; ada cukup air tawar di planet ini untuk seluruh populasi, tetapi distribusi yang tidak merata dan pencemarannya membuat pasokan air kita tidak aman. Ke Untuk mencapai ketahanan air, perlu dipahami jenis-jenis kelangkaan air dan cara mengatasinya. Kelangkaan air dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis utama: fisik dan ekonomi. Kelangkaan air fisik melibatkan sumber daya air yang tidak memadai untuk memenuhi permintaan, termasuk kebutuhan ekosistem agar berfungsi secara efektif; yang gersang wilayah dunia harus mengatasi kelangkaan air fisik. Namun, kelangkaan air juga dapat terjadi karena sumber daya air yang melimpah tetapi tidak dikelola secara efektif, yang mengakibatkan degradasi lingkungan, penipisan air tanah dan kelebihan air exploitasi. Kelangkaan air secara ekonomi disebabkan oleh pengelolaan air yang tidak memadai atau kapasitas perencanaan untuk memenuhi kebutuhan air di suatu wilayah, dan diperkirakan mempengaruhi lebih dari seperempat populasi global karena infrastruktur air yang tidak memadai (UNDESA 2016). Infrastruktur air yang tidak memadai tersebar luas di daerah tertinggal atau daerah berkembang, di mana kondisi kritis untuk pasokan air biasa sering muncul bagi masyarakat miskin secara ekonomi. Peningkatan konsumsi air berhubungan dengan meningkatkan pendapatan (Sergiusz 2015; Gray dan Shadoff 2007); oleh karena itu, tahan air dan negara-negara yang tidak aman bergantung pada investasi kumulatif dalam infrastruktur air.
Rijsberman (2006), menjelaskan bahwa pasokan masalah terjadi ketika air benar-benar langka dalam arti fisik, dan permintaan masalah terjadi ketika ada cukup air yang tersedia yang tidak digunakan secara berkelanjutan cara (Rijsberman 2006). Bencana air terkait cuaca, seperti banjir dan kekeringan, dapat terjadi di lokasi yang sama dalam tahun yang sama; oleh karena itu, menentukan jumlah rata-rata air yang tersedia untuk memberikan informasi yang cukup untuk mengukur air kelangkaan merupakan tantangan utama. Di musim hujan, banyak daerah di Asia menderita dari kelangkaan air meskipun ketersediaan sumber daya air tahunan rata-rata muncul menjadi berlimpah. Pendekatan untuk memecahkan masalah ini adalah dengan membangun bendungan untuk menangkap limpasan dan air banjir, mengurangi kerusakan akibat banjir dan menyimpan air untuk digunakan selama musim kemarau.
Studi oleh Zarfl et al. (2015) mengungkapkan bahwa bendungan pembangkit listrik tenaga air sebagian mengurangi kesenjangan energi, tetapi mereka tidak mampu secara substansial mengurangi gas rumah kaca (GRK). Di masa depan, pembangunan bendungan PLTA akan mempengaruhi wilayah yang sensitif secara ekologis seperti cekungan Mekong, Amazon dan Kongo, dan penulis menyarankan bahwa ledakan pembangunan bendungan pembangkit listrik tenaga air sangatlah penting dikurangi untuk menyelamatkan planet kita (Zarfl et al. 2015). Selain itu, ada kebutuhan mendesak untuk mengevaluasi dan mengurangi konsekuensi sosial ekonomi dan lingkungan bendungan konstruksi secara global karena, terlepas dari sifatnya yang terbarukan, teknologi dengan dampak sosial ekonomi dan ekologi yang merugikan parah seperti penyebutan sungai yang mengalir bebas, relokasi masyarakat adat, lintas batas konflik dan dampak negatif terhadap keanekaragaman hayati air tawar (Zarfl et al. 2015). Iklim perubahan juga diharapkan untuk mempercepat siklus hidrologi global (Oki dan Kanae 2006; IPCC 2014), dan kemungkinan dampaknya terhadap sumber daya air akan bersifat musiman variasi, penurunan kualitas air dan perubahan siklus hidrologi. Precipitasi diperkirakan akan menjadi lebih intens, dan risiko banjir dan kekeringan akan meningkat (Menon et al. 2002). Sebagian kecil dari populasi global akan mengalami kelangkaan air, dan sebagian kecil lainnya akan terkena banjir.
Reklamasi air limbah yang diolah adalah yang paling layak secara ekonomi dan berkelanjutan alternatif untuk mencapai pengelolaan sumber daya air yang berkelanjutan (Leung et al. 2012). Mengurangi jumlah besar air yang digunakan untuk menyiram toilet di daerah perkotaan akan mengurangi konsumsi air dan menguntungkan pelaksanaan strategi ketahanan air. Misalnya, di Distrik Air Peternakan Irvine California, menyiram toilet di gedung perkantoran bertingkat tinggi dengan air reklamasi dimulai pada tahun 1991, dan ini digunakan kembali sejumlah besar air limbah (Leung et al. 2012).
Desalinasi air laut adalah pilihan yang tepat secara universal karena menghasilkan air minum berkualitas baik, tetapi biayanya sangat tinggi. Untuk meringankan biaya tersebut, pemerintah Hong Kong menerapkan sistem pasokan air ganda pada 1950-an yang menyediakan air tawar untuk keperluan minum dan air laut untuk menyiram toilet. Pembilasan toilet dengan air laut dan mengolah limbah adalah pendekatan yang jauh lebih sederhana daripada mengolah air laut untuk memasok air tawar dan menggunakan kembali air limbah. Sistem mengurangi permintaan air tawar, membutuhkan lebih sedikit konsumsi energi dan menghasilkan lebih sedikit rumah kaca gas dalam proses. Para peneliti memperkirakan bahwa lebih dari 20% dari kotamadya air dan hingga 4% dari total konsumsi listrik kota pesisir perkotaan dapat diselamatkan dengan menyiram toilet dengan air laut (Leung et al. 2012; Hibah dkk. 2012).
Solusi berkelanjutan untuk pengolahan lahan basah telah menjadi pilihan yang menarik untuk menghilangkan nutrisi dari limbah air limbah karena operasional yang lebih murah biaya dan kebutuhan energi yang rendah serta manfaat yang menarik secara estetis ruang dan habitat flora dan fauna (Jasper et al. 2012), dan diharapkan menggunakan lahan basah untuk mengolah kontaminan yang lebih luas akan menghasilkan solusi ini lebih luas diterapkan sebagai komponen infrastruktur air perkotaan.
Air sangat penting bagi ekosistem dan manusia masyarakat, tetapi kombinasi urbanisasi, pertumbuhan penduduk, sosial ekonomi perubahan, kebutuhan energi yang berkembang, dan perubahan iklim memberikan tekanan yang belum pernah terjadi sebelumnya. yakin pada pemanfaatan sumber daya air tawar. Keamanan air melibatkan memastikan bahwa setiap orang memiliki akses yang dapat diandalkan ke air bersih yang cukup dengan harga yang terjangkau untuk memungkinkan kehidupan yang sehat dan produktif, serta menjaga ekologi terkait air sistem untuk generasi mendatang. Masalah yang terkait dengan konflik air adalah diakui dengan baik, dan Tujuan Pembangunan Berkelanjutan PBB tidak akan dicapai tanpa memecahkan masalah yang berkaitan dengan keamanan air. Meskipun tersedia sumber daya air cukup untuk memenuhi total permintaan air pada skala global, kekurangan berlaku di berbagai skala spasial dan temporal.
Sudah diterima secara luas bahwa ketahanan air bukan hanya kemampuan untuk menyediakan cukup air bagi penduduk suatu wilayah. Paradigma yang berkembang untuk mencapai ketahanan air juga mencakup penyediaan air yang cukup untuk keperluan rumah tangga, industri dan komersial kegiatan sosial ekonomi serta air minum bersih untuk memenuhi kebutuhan pokok secara harga terjangkau dengan sanitasi yang layak untuk menjamin kesejahteraan manusia. Lebih-lebih lagi, itu termasuk pengolahan dan pengumpulan air limbah untuk mengurangi polusi. Namun, mencapai ketahanan air juga mencakup perlindungan ekosistem saat mengekstraksi sumber daya air dan peningkatan peran infrastruktur alam untuk mempertahankan ekosistem berfungsi serta mengembangkan kemampuan untuk mengatasi dan meningkatkan respons tepat waktu terhadap bencana yang berhubungan dengan air seperti kekeringan, banjir, penyebaran penyakit dan polusi.
Urbanisasi mengarah pada pembentukan permukaan kedap air, yang meningkatkan limpasan dan banjir hilir dan pengisian air tanah yang lebih sedikit (Gbr. 2.1). Ultimately, hilangnya isi ulang mempengaruhi pasokan air perumahan dan kota. Seiring industrialisasi berlanjut, lebih banyak populasi dunia menjadi terkonsentrasi. diterapkan di daerah perkotaan, dengan tekanan yang lebih besar pada sumber daya air yang tersedia di daerah yang lebih kecil. Kawasan terbangun telah meningkat baik melalui bisnis formal maupun nonformal dan pemukiman (Kefi et. al. 2018).
Mirip dengan urbanisasi (perubahan penggunaan lahan), perubahan iklim mempengaruhi siklus hidrologis dengan menghasilkan lebih banyak limpasan permukaan dan mengurangi aliran dasar, penyimpanan aliran (interflow) dan depresi. Perencana komunitas, pengembang, dan warga harus menyadari dampak penggunaan lahan dan perubahan iklim terhadap sumber daya lingkungan mereka. Mengantisipasi laju, jumlah, dan durasi hujan pada setiap kejadian hujan lebat di bawah perubahan iklim sangat penting dalam perencanaan dan perancangan fasilitas pengelolaan air fasilitas, struktur pengendalian erosi dan sedimen, struktur perlindungan banjir dan banyak struktur teknik sipil lainnya yang melibatkan aliran hidrologi.
Sudah diterima dengan baik bahwa pendekatan pengelolaan air perkotaan tradisional sebagian besar tidak cocok untuk mengatasi masalah keberlanjutan saat ini dan masa depan (Ashley et al. 2005; Wong dan Brown 2008). Pendekatan konvensional untuk mengelola sistem air perkotaan, di seluruh dunia, telah melihat penggunaan serangkaian sistem serupa untuk drainase air hujan, air minum dan saluran pembuangan. Perserikatan Bangsa-Bangsa (Agenda PBB 21 1992) didefinisikan mencapai sistem air perkotaan yang berkelanjutan dan melindungi kualitas dan kuantitas sumber daya air tawar sebagai komponen kunci dari pembangunan berkelanjutan secara ekologis.
Dalam lingkungan alami, persentase kecil dari presipitasi menjadi permukaan limpasan, tetapi karena urbanisasi tumbuh dan pembangunan berkembang, persentase air hujan meningkat secara tiba-tiba (Gbr. 2.1). Aliran air permukaan dibuat ketika permukaan tembus atau kedap air jenuh dari presipitasi atau pencairan salju (Durrans 2003). Area permukaan tembus air menyerap air secara alami ke titik jenuh dan setelah itu jumlah air hujan mengalir dan mengalir melalui gravitasi ke sungai terdekat. Titik jenuh ini tergantung pada lanskap, jenis tanah, evapotranspirasi dan keanekaragaman hayati daerah tersebut (Pierpont 2008).
Ketahanan yang lebih besar (jalan, atap, perkerasan) menghasilkan peningkatan permukaan limpasan, pengurangan infiltrasi dan lebih sedikit air tanah. Peningkatan jaringan drainase juga menghasilkan pengisian ulang tanah yang lebih sedikit dan pelepasan puncak yang cepat. Seperti fakta yang diketahui bahwa urbanisasi mengubah hidrologi DAS karena lahan menjadi semakin tertutup dengan permukaan yang tahan hujan, air dialihkan dari resapan air tanah.
Di sebuah pengaturan alami, hanya persentase yang sangat kecil dari curah hujan menjadi limpasan permukaan, tetapi seiring dengan pertumbuhan urbanisasi dan pembangunan yang meluas, persentase ini air hujan meningkat secara tiba-tiba. Limpasan ini biasanya mengalir ke sungai terdekat atau sungai dan meningkatkan persentase air dalam sistem, dan jika tercemar, itu dapat menyebabkan situasi bencana. Pusat Perlindungan Daerah Aliran Sungai telah melaporkan bahwa area yang tidak tembus 10%, kesehatan aliran mulai menurun (Coffman dan Prancis 2002). DAS perkotaan menghadapi peningkatan banjir, tepi sungai erosi dan ekspor polutan. Aliran penerima dari arus badai yang intensif ini mengubah karakteristik hidraulik karena debit puncak beberapa kali lebih tinggi dari perkembangan. Dengan urbanisasi, masalah lingkungan seperti banjir, limbah padat masalah, proliferasi permukiman informal dan polusi udara lazim di wilayah. Perambahan (dataran banjir, penyumbatan saluran air/banjir, hilangnya sumber daya alam) penyimpanan banjir) menghasilkan peningkatan banjir. Kawasan hijau memegang peranan penting dalam menjaga keseimbangan lingkungan perkotaan, karena fungsi utamanya sebagai air retensi pelepasan lambat, sambil meningkatkan inflilasi di daerah tangkapan.
Penurunan Tanah. Kota-kota yang sangat urban sangat bergantung pada air tanah untuk pasokan air yang mengakibatkan penarikan tak terkendali dari akuifer air tanah. Urbanisasi yang cepat telah berkurang pengisian akuifer dan mengakibatkan penurunan muka air tanah serta intrusi garam dan penurunan tanah. Pengambilan air tanah yang berlebihan sekarang menjadi masalah yang mendesak di kota-kota berkembang pesat di negara-negara berkembang. Konstruksi ilegal/tidak diatur dari sumur telah berkembang biak di wilayah tersebut. Di lingkungan perkotaan, permukaan kedap air yang meliputi lingkungan alam di atas permukaan tanah, pola hidrologis proses limpasan air permukaan menjadi lebih tidak alami sehingga menyebabkan kerusakan infrastruktur struktur dan kerusakan air penerima oleh polutan. Penggunaan lahan yang tidak pandang bulu praktek telah berdampak pada kualitas air permukaan dan memodifikasi hidrologi kondisi (Masago et al. 2019). Di daerah perkotaan, penurunan muka tanah terutama disebabkan oleh pengambilan air tanah yang berlebihan, beban konstruksi dan infrastruktur yang lebih tinggi, konsolidasi alami dari alluvium tanah dan peristiwa alam seperti aktivitas tektonik. Misalnya, penurunan tanah di Jakarta terjadi terutama karena ekstraksi air tanah yang melimpah dan beban yang lebih tinggi konstruksi dan infrastruktur. Dari tahun ke tahun, kebutuhan air di Jakarta berangsur-angsur meningkat dan fenomena ini tidak didukung oleh ketersediaan air yang memadai. Dalam jangka panjang, penurunan tanah akan menjadi potensi penyebab banjir di Jakarta. Bahkan, tanah penurunan tanah telah terbukti menjadi salah satu penyebab utama banjir di Jakarta, khususnya di Jakarta Utara. Penurunan tanah yang terus menerus juga akan membahayakan struktur drainase di Jakarta yang bisa membuat banjir semakin parah.
Polusi Permukaan dan Air Tanah. Tuntutan dari kegiatan pembangunan dan pemanfaatan yang intensif, ledakan penduduk, pengelolaan lingkungan yang buruk—semua ini berkontribusi pada buruknya kualitas air di hampir semua badan air di perkotaan. Pembuangan domestik yang tidak diatur dan air limbah industri dan limpasan pertanian telah menyebabkan polusi yang luas dari badan air penerima. Efluen yang dikeluarkan berupa mentah limbah, deterjen, pupuk, logam berat, produk kimia, minyak dan bahkan padat limbah. Masing-masing polutan ini memiliki efek berbahaya yang berbeda yang mempengaruhi manusia mata pencaharian dan diterjemahkan ke dalam biaya ekonomi. Polutan menumpuk di tempat kedap air permukaan, dan peningkatan limpasan dengan urbanisasi adalah penyebab utama nonpoint polusi sumber. Sedimen, bahan kimia, bakteri, virus, dan polutan lainnya adalah terbawa ke badan air penerima, yang mengakibatkan penurunan kualitas air. Diperkirakan sebagian besar dari total sampah yang dihasilkan tidak terkumpul oleh badan pengelola sampah. Sampah yang tidak terkumpul masuk ke sistem sungai yang mengakibatkan tersumbatnya saluran air. Hal ini memperparah banjir di kota metropolitan. Air limbah adalah masalah pengelolaan air lainnya yang perlu dipertimbangkan lebih teliti. Kepadatan penduduk yang lebih tinggi dan aktivitasnya tidak hanya mempengaruhi pasokan dan permintaan air tetapi juga produksi air limbah yang dilepaskan ke sungai atau saluran terbuka. Hilangnya nilai estetika sungai dan badan air lainnya adalah akibat langsung dari pencemaran badan air tersebut. Kehadiran pemukim informal tinggal di sepanjang sungai dan anak-anak sungainya juga berkontribusi pada penyempitan daerah aliran sungai yang mengakibatkan banjir pada saat hujan deras. Pemukim informal ini juga menambah kemerosotan kualitas air badan air tersebut.
Kualitas air yang memburuk di badan air utama dan lingkungan perkotaan situasi di kota metropolitan secara negatif mempengaruhi kondisi kesehatan secara keseluruhan dari populasi (Masago et al. 2019). Kerjasama Internasional Jepang bersama baru-baru ini Agency (JICA) dan Studi NSO (Januari 2011) menunjukkan bahwa ada empat penyebab penyakit yang berhubungan dengan air di Filipina: minum air yang tercemar, kontak dengan air tercemar, infeksi oleh vektor dan infeksi oleh parasit. kolera, tifus, paratifus, hepatitis, disentri dan diare adalah kasus-kasus khas akibat mengkonsumsi dalam air yang tercemar. Kudis, konjungtivitis, tifus dan trachoma adalah yang umum penyakit yang dapat ditularkan dari kontak dengan air yang tercemar. Infeksi oleh vektor menularkan penyakit seperti malaria, demam berdarah dan demam kuning saat infeksi oleh parasit dapat menimbulkan penyakit seperti filariasis dan schistosomiasis. Di Metro Manila, diare adalah penyebab utama kedua atau ketiga morbiditas berdasarkan 5 tahun rata-rata dari tahun 1996 hingga 2000 serta pada tahun 2001.
Di planet bumi, secara total, 96,5% air adalah air asin yang tersimpan di lautan dan hanya 2,5% air tawar yang tersedia untuk kelangsungan hidup manusia. Air tanah membuat sekitar 30,1% dari air tawar yang tersedia, yaitu sekitar 0,61% dari keseluruhan air dunia (Gbr. 4.1) (Gleick 1993, 2000). Menariknya, total ketersediaan air tanah hampir sama dengan total air tawar yang tersimpan dalam bentuk salju dan es. Ini menunjukkan pentingnya air tanah dan relevansinya sebagai penyimpan alami yang dapat menyangga kekurangan air permukaan (Tanvir 2008).
Meningkatnya kebutuhan air, lingkungan kebutuhan, perubahan penggunaan lahan, urbanisasi yang cepat, penambangan air tanah, kerusakan kualitas air, polusi dari sumber-sumber lokal dan tersebar, serta dampaknya terhadap kesehatan masyarakat adalah faktor-faktor yang bertanggung jawab atas krisis kualitas air yang parah dan kelangkaan air di kota-kota (Saraswat et al. 2016).
Perubahan iklim juga diperkirakan akan berdampak luas pada hidrologi air, dari mengubah suhu dan rezim limpasan hingga meningkatkan frekuensi dan intensitas kekeringan dan banjir (Milly et al. 2005; Alcamo dkk. 2007).
Perubahan penggunaan lahan adalah proses kompleks yang dipengaruhi oleh proses alam dan manusia kegiatan. Menurut Lambin dan Geist (2006), jenis utama perubahan penggunaan lahan termasuk penggurunan, penggundulan hutan, perambahan lahan pertanian dan urbanisasi.
Urbanisasi mengubah lanskap alam menjadi lahan perkotaan yang kedap air, mengubah hidrologi DAS dan memperkenalkan polutan ke badan air alami. Limpasan permukaan dari atap, jalan-jalan kota dan tempat parkir telah menjadi beberapa dari faktor kunci untuk sumber polusi air non-titik di banyak daerah perkotaan (Tong dan Chen 2002). Seperti yang dibahas oleh Reginato dan Piechota (2004), peningkatan lahan tahan dari urbanisasi akan menyebabkan peningkatan limpasan permukaan, yang dapat membawa sejumlah besar non-titik sumber pencemar dari daerah perkotaan ke hilir badan air penerima.
Sebaliknya, pertumbuhan penduduk juga meningkatkan permintaan Pasokan air tawar. Efek gabungan dari urbanisasi dan ledakan populasi akan menantang ketersediaan air tawar di masa depan, terutama di daerah kering atau semi-kering.
Umumnya, air permukaan dan air tanah menyediakan air minum, asalkan itu diperlakukan cukup (Miller 2006; Bauder dkk. 2011). Air tanah lebih disukai atas air permukaan karena kehandalannya pada musim kemarau atau kemarau, sedangkan sumber air permukaan dapat habis dengan cepat. Kualitas setiap badan permukaan atau air tanah merupakan fungsi dari pengaruh alam dan pengaruh manusia. Juga, karena air tanah kurang tercemar, lebih mudah dan lebih murah untuk mengolahnya dibandingkan dengan air permukaan. Oleh karena itu, baru-baru ini di seluruh dunia, orang-orang mempertahankan sebagian besar pada sumber daya air tanah.
Air limbah kota merupakan sumber utama patogen manusia yang terbawa air. Pembuangan air limbah ke lingkungan tanpa pengolahan yang memadai meningkatkan risiko penyakit menular yang disebabkan oleh patogen tersebut. Tiga target di bawah Pembangunan Berkelanjutan Sasaran 3 dan 6 (Target 3.3, 3.9, dan 6.3) dengan jelas menyatakan perlunya mitigasi penyakit menular yang ditularkan melalui air dengan secara signifikan mengurangi proporsi yang tidak diobati air limbah (PBB 2015). Banjir perkotaan dan curah hujan yang tinggi sering dikaitkan dengan terkait dengan penyakit menular yang ditularkan melalui air. Banjir menyebabkan air limbah kota meluap dari saluran air limbah perkotaan, tangki septik dan jamban, yang kesemuanya mengandung mikroorganisme patogen. Pengelolaan sistem pembuangan limbah yang tidak tepat dan ketersediaan instalasi pengolahan air limbah berkapasitas cukup untuk menangani limbah yang dihasilkan secara lokal akan memperburuk kekritisan situasi kelangkaan air.
Kurangnya sanitasi yang layak dan terbatasnya akses ke air bersih menyebabkan 1,6 juta kematian per tahun di seluruh dunia, dan dari sini, sebagian besar kasus terjadi di negara berkembang, dan penyebab utama penyakit yang berhubungan dengan air minum di negara berkembang adalah virus patogen, bakteri, protozoa dan serangga berkembang pada air yang terkontaminasi. Sanitasi dan kebersihan yang buruk adalah penyebab utama diare, terbesar kedua penyebab kematian pada anak di bawah usia 5 tahun di negara berkembang (UNICEF 2012). Selain itu, banyak hasil negatif yang mengikuti dari sanitasi yang tidak berkelanjutan dan pengelolaan air limbah sangat berdampak pada masyarakat miskin, terpinggirkan dan rentan dan melemahkan upaya untuk mengurangi kemiskinan dan diskriminasi.
Kawasan Asia Tenggara kaya akan sumber daya air dan menjadi rumah hingga 27% dari sumber daya air tawar dunia (FAO 2003). Namun, negara-negara berpenghasilan rendah dan menengah ke bawah di Asia Tenggara, seperti yang diklasifikasikan oleh UN DESA (2015), juga menghadapi kekurangan akibat dari sistem pengolahan air limbah yang tidak memadai dan dibangun dengan buruk dan memelihara septic tank yang menghasilkan air limbah yang tidak diolah dan menimbulkan penyakit dilepaskan ke badan air perkotaan terbuka. Wilayah tersebut saat ini dipengaruhi oleh kelangkaan air bersih, karena diperkirakan 80% dari semua air limbah dibuang tanpa diolah langsung ke sungai, danau atau lautan (UN Water 2017).
Rata-rata, negara-negara berpenghasilan tinggi memperlakukan sekitar 70% dari kota dan industri air limbah yang mereka hasilkan. Rasio itu turun menjadi 38% di negara-negara berpenghasilan menengah ke atas dan 28% di negara-negara berpenghasilan menengah ke bawah. Di negara-negara berpenghasilan rendah, hanya 8% di bawah pergi pengobatan apapun. Perkiraan ini mendukung perkiraan yang sering dikutip bahwa, secara global, lebih dari 80% dari semua air limbah dibuang tanpa pengolahan.
Dalam menghadapi permintaan yang terus meningkat, air limbah mendapatkan momentum sebagai sumber air alternatif yang mampu mengubah paradigma pengelolaan air limbah dari 'pengolahan dan pembuangan' hingga 'penggunaan kembali, daur ulang, dan pemulihan sumber daya.' Dalam arti ini, air limbah tidak lagi dipandang sebagai masalah yang membutuhkan solusi; sebaliknya, itu adalah bagian dari solusi untuk tantangan yang dihadapi masyarakat saat ini. Air limbah juga dapat menjadi biaya-sumber energi, nutrisi, dan produk sampingan bermanfaat lainnya yang efisien dan berkelanjutan. Manfaat potensial dari mengekstraksi sumber daya tersebut dari air limbah jauh melampaui kesehatan manusia dan lingkungan, dengan implikasi pada ketahanan pangan dan energi sebagai serta mitigasi perubahan iklim. Dalam konteks ekonomi sirkular, di mana pembangunan ekonomi seimbang dengan perlindungan sumber daya alam dan kelestarian lingkungan, air limbah merupakan sumber daya yang tersedia secara luas dan berharga sumber.
Impermeabilitas adalah penyebab signifikan lain dari kerusakan sungai perkotaan. Konkretisasi dasar dan tepi sungai memiliki efek buruk pada perairan yang a membawa sungai (Chakraborty dan Chakraborty 2017), hilangnya sistem drainase alami karena perkembangan berorientasi kota dan peningkatan permukaan kedap air dapat menurun jasa ekosistem di daerah perkotaan (Long et al. 2014), dan meningkatkan banjir perkotaan sebagai baik (Ester dan Devadas 2016). Diperkirakan bahwa daerah perkotaan dengan 50-90% penutup kedap air dapat kehilangan 40–83% curah hujan karena peningkatan limpasan (Bonan 2002), sehingga membuat daerah perkotaan pada dasarnya miskin air.
Populasi global telah mencapai 7,2 miliar, dan lebih banyak orang sekarang tinggal di kota daripada di daerah pedesaan (UNDESA 2014). Air adalah sumber daya alam yang sangat penting bagi dunia daerah perkotaan dengan pertumbuhan tercepat, dan pengguna komersial, perumahan dan industri menempatkan tuntutan yang cukup besar pada sumber daya air dan pasokan kota; karena itu, pengolahan air sering diperlukan (Bahri 2012). Kebutuhan akan sumber daya air di daerah perkotaan mendekati kapasitas pasokan air, dan dalam banyak kasus, batas penggunaan air berkelanjutan sedang terlampaui (Hatt et al. 2004; Mitchell dkk. 2003). Kelangkaan air terkadang menyebabkan konflik hak atas air, dan di perkotaan gudang, persaingan dengan pertanian dan industri semakin meningkat seiring dengan berkembangnya kota-kota di ukuran dan pengaruh politik (Bahri 2012). Dengan kebutuhan air industri dan domestik diperkirakan akan meningkat dua kali lipat pada tahun 2050 (UNDP 2006), persaingan antar kota, pinggiran kota dan daerah pedesaan kemungkinan akan memburuk. Oleh karena itu, tantangan kritis bagi yang baru dikembangkan kota perkotaan adalah untuk merancang ketahanan terhadap dampak perubahan iklim dengan memperhatikan untuk pengelolaan sumber daya air yang berkelanjutan. Saat ini diterima dengan baik bahwa pendekatan pengelolaan air perkotaan konvensional sangat tidak cocok untuk mengatasi isu-isu keberlanjutan saat ini dan masa depan terutama di bawah perubahan global dan kondisi cuaca ekstrim (Ashley et al. 2005; Wong dan Brown 2008). Pendekatan konvensional untuk sistem air perkotaan di seluruh dunia melibatkan penggunaan serangkaian sistem serupa untuk drainase air hujan, air minum, dan saluran pembuangan, tetapi seperti yang dijelaskan oleh Bahri (2012), sifat pendekatan ini yang tidak berkelanjutan disorot oleh masalah terkait ekosistem saat ini dan lingkungan yang terdegradasi di daerah perkotaan karena perubahan hidrologi daerah tangkapan dan kualitas limpasan, menyebabkan terhadap ekosistem riparian yang dimodifikasi (Bahri 2012).
Agenda 21 Perserikatan Bangsa-Bangsa (United Nations Agenda 21 1992) menyatakan bahwa mencapai sistem air perkotaan yang berkelanjutan dan melindungi kualitas dan kuantitas sumber daya air tawar adalah komponen kunci dari pembangunan berkelanjutan secara ekologis. Karena perubahan iklim dan penyebaran urbanisasi, dampak negatif terhadap sumber daya air semakin meningkat, yang mengakibatkan meningkatkan limpasan, beban polutan dan tekanan pada sistem yang ada, tetapi menambah sistem konvensional akan membutuhkan biaya ekonomi yang signifikan. Oleh karena itu, alternatif pendekatan yang diperlukan untuk mengembangkan sistem air yang berkelanjutan di lingkungan perkotaan, dan pengelolaan air perkotaan terpadu (IUWM) adalah salah satu pendekatan yang memandang penyediaan air, drainase, dan sanitasi sebagai komponen fisik yang terintegrasi sistem dalam lanskap organisasi dan alam (Mitchell et al. 2007).
IUWM adalah suatu sistem terpadu yang berupaya mengurangi input dan output untuk mengurangi inefisiensi sistem sumber daya air yang terkait dengan perkotaan praktik tradisional (Hardy et al. 2005). Meskipun penggabungan dan diversifikasi ini sistem air perkotaan meningkatkan kompleksitas sistem air perkotaan, mereka juga memberikan lebih banyak kesempatan untuk mencapai penggunaan air yang berkelanjutan dan meningkatkan keseluruhan ketahanan sistem air (Mitchell dan Popok 2005; Mitchell dkk. 2007). Komponen kunci dari sistem IUWM adalah metode dan langkah-langkah untuk menangkap dan memanfaatkan air hujan perkotaan, pengendalian polusi, pengisian air tanah, dll. Gambar 6.1 mendefinisikan stormwater sebagai presipitasi, seperti hujan atau salju yang mencair, dan di alam lingkungan, sebagian kecil dari presipitasi menjadi limpasan permukaan. Namun, dengan meningkatnya urbanisasi, jumlah limpasan permukaan meningkat secara drastis karena dari betonisasi permukaan. Limpasan permukaan dibuat ketika tembus atau kedap permukaan jenuh dari presipitasi atau pencairan salju (Durrans 2003). Area permukaan yang dapat tembus (Pervious) secara alami menyerap air ke titik jenuh, setelah itu air hujan menjadi limpasan dan perjalanan melalui gravitasi ke sungai terdekat. Titik jenuh ini tergantung pada bentang alam, jenis tanah, evapotranspirasi dan keanekaragaman hayati daerah (Pierpont 2008).
Karena permukaan kedap air yang menutupi lingkungan alami di perkotaan pengaturan, proses hidrologi limpasan air permukaan menjadi lebih tidak alami, merusak infrastruktur dan mencemari air dengan polutan (Ragab et el. 2003). Kebutuhan akan pengelolaan limpasan air hujan, sistem penangkapan dan transportasi telah berkembang karena pengalaman manusia dengan berbagai tantangan dari banjir yang merusak.
Target pengelolaan air hujan berkelanjutan adalah untuk memahami perubahan dalam lanskap perkotaan, di mana penambahan vegetasi tidak diamati secara luas, dengan tujuan merancang pendekatan untuk membatasi efek tertentu yang tidak diinginkan dan untuk mengambil keuntungan peluang baru (Huang et al 2007). Sistem air hujan yang berkelanjutan bukanlah sistem untuk mengatasi masalah limpasan dan menghindari kontaminan yang tidak diinginkan di dalam air, tetapi melainkan sistem untuk meningkatkan potensi kegunaan sumber daya air (Sundberg dkk. 2004). Penangkapan air hujan dan drainase dapat dianggap sebagai kedua sistem untuk mengalihkan air yang tidak diinginkan dari daerah perkotaan dan elemen berharga untuk lansekap lingkungan bangunan dan jalan (Boller 2004).
Secara umum, agen pengendalian banjir telah membangun fasilitas terpusat yang besar untuk mengendalikan limpasan permukaan, seperti: gorong-gorong, cekungan detensi dan terkadang fitur hidrologi alami yang direkayasa ulang, termasuk pengaspalan saluran sungai kota untuk menyampaikan limpasan dengan cepat ke penerima badan air. Fasilitas berskala besar ini diperlukan untuk menangani jumlah besar limpasan yang dihasilkan oleh peristiwa badai terbesar, karena tidak praktis untuk ditangani limpasan seperti itu berdasarkan paket per paket yang terdesentralisasi dengan infiltrasi skala kecil perangkat. Namun, tren saat ini adalah menuju pendekatan yang lebih terintegrasi untuk mengelola limpasan air hujan sebagai sistem terpadu praktik pencegahan dan pengendalian untuk mencapai tujuan pengelolaan air hujan. Prinsip pertama adalah meminimalkan generasi limpasan dan polutan melalui berbagai teknik, dan yang kedua prinsipnya adalah mengelola limpasan dan polutannya untuk meminimalkan dampaknya terhadap manusia dan lingkungan dengan cara yang hemat biaya (EPA 2007).
Pengelolaan air hujan yang berkelanjutan tidak hanya bergantung pada kapasitas keuangan dari a negara tetapi pada prioritas kebijakan dan kerangka kelembagaannya. Karena lemahnya praktik regulasi, banyak bagian dunia tidak dapat mengelola stormwater secara berkelanjutan dan penelitian telah menunjukkan bahwa limpasan air hujan berdampak pada kuantitas air dan kualitas. Air hujan yang berlebihan dapat menyebabkan erosi tepian sungai, sehingga mengubah morfologi dasar sungai (Wynn 2004).
Air tidak hanya penting untuk kesejahteraan manusia tetapi juga penting bagi ekosistem (UN-Air 2012). Air adalah sumber daya alam yang vital dan tersedia secara luas, tetapi dunia masih menghadapi ancaman kerawanan dan kelangkaan air (Strang 2020; Meride dan Baru 2016). Lebih dari 1 miliar populasi dunia sedang berjuang untuk mengakses kualitas dan kuantitas air minum yang memadai, dan lebih dari 2,6 miliar kekurangan fasilitas sanitasi yang diperlukan (Bogardi et al. 2012). Mengingat jumlah penduduk perkotaan pertumbuhan dalam dekade terakhir, akses ke akses air yang memadai tetap menjadi isu penting di negara berkembang (Cobbinah et al. 2020; Pandey 2020). Wilayah metropolitan secara bertahap merasakan tekanan urbanisasi yang cepat, populasi yang terus bertambah, dan pembangunan yang tidak terencana pada sumber daya air setempat. Juga, air tidak seragam hasil terdistribusi dalam kelangkaan air fisik di satu wilayah dan perjuangan lainnya dengan banjir karena kelebihan air (Cobbinah et al. 2020; Pandey 2020; Saraswat dkk. 2017). Ketahanan air menjadi perhatian masyarakat seiring dengan peningkatan tahunan dalam permintaan air tawar global terus meningkat sebesar 64 miliar m 3 (meter kubik) per tahun, dan hanya dalam 50 tahun terakhir, penggunaan air global meningkat tiga kali lipat (McDonald et al. 2014; IPCC 2014; Wada dkk. 2011). AWDO ADB ( 2016) laporan menunjukkan bahwa global permintaan air akan meningkat sebesar 55% pada tahun 2050 (ADB 2016; Biswas dan Seetharam 2008). Alasannya adalah tingkat pertumbuhan penduduk saat ini sebesar 1,09% secara global, yaitu menambahkan sekitar 83 juta orang setiap tahun, meningkatkan kondisi ekonomi, air perubahan gaya hidup yang tidak efisien, peningkatan kebutuhan energi dan lain-lain, memperburuk tingkat penggunaan air saat ini.
Masalah kerawanan air umumnya dikaitkan dengan kurangnya ketersediaan air tawar, meningkatnya polusi, pendanaan yang tidak mencukupi dan pengelolaan sumber daya air yang tidak memadai, tetapi tekanan dari pembangunan industri yang tidak terencana, peningkatan pertumbuhan penduduk, polusi mental dan urbanisasi memperburuk keberlanjutan air. Situasi ini diperparah dengan meningkatnya variabilitas curah hujan dan pemanasan global, menyebabkan wilayah tersebut menjadi sangat rentan terhadap bencana alam terkait air, seperti banjir, kekeringan dan lain-lain (Pandey 2020; Ray dan Shaw 2019; Saraswat dkk. 2017). Meskipun demikian, diakui bahwa tata kelola air yang buruk di negara berkembang negara juga merupakan faktor penting lainnya yang menyebabkan kerawanan dan penghambatan air tujuan pembangunan berkelanjutan kawasan (Ray and Shaw 2019).
Jalur tata kelola untuk meningkatkan kemampuan adaptif sistem air signifikan dalam pengurangan risiko bencana, membangun ketahanan sistem dan merancang strategi adaptasi dan pengelolaan ekosistem (Munaretto et al. 2014; Dietz dkk. 2008). Sistem air adaptif menyerukan pergeseran dari berbasis aturan tetap lembaga air ke sistem dinamis berdasarkan pendekatan berbasis pembelajaran dan daya tanggap (Andrijevic et al. 2020; Pahl-Wostl dkk. 2020; Pahl-Wostl dan Knieper 2014; Pahl-Wostl dkk. 2013; Pahl-Wostl dkk. 2007). Respon sistem dalam kondisi yang tidak pasti dan umpan balik dan pembelajaran meningkatkan adaptif kapasitas sistem (Rola et al. 2016; Bettini dkk. 2015; Pahl-Wostl dkk. 2012). Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.1, jalur tata kelola air perkotaan sistem adaptif bergantung pada interaksi antara pengaturan kelembagaan di bawah proses siklus adaptif (Jordan et al. 2015; Ostrom 2014). Sistem adaptif dianggap tahan terhadap perubahan iklim karena kemampuannya untuk menangani ketidakpastian dan kompleksitas di masa depan sistem air (Huitema et al. 2009). Sistem proses adaptif di dalam air sektor meningkatkan fleksibilitas untuk menyerap kejutan dan kemampuan untuk mengelola ketidakpastian efektif (Rola et al. 2016). Laporan penilaian kelima IPCC (2014) menyimpulkan bahwa strategi adaptasi membutuhkan dukungan kelembagaan yang kuat dan masyarakat (Stake-holders) partisipasi. Institusi yang kuat mendukung desain instrumen perencanaan untuk jangka panjang dan memerlukan inovasi untuk membangun tata kelola air yang efektif (Van De Meene dkk. 2011; Hatfield-Dodds 2006).
