Prosiding

Tema :“ Pengelolaan Sumber Daya Air Berkelanjutan Dalam Rangka Mitigasi Bencana”

PERTEMUAN ILMIAHTAHUNAN(PIT) HATHI XXXIPADANG, 22 - 24 AGUSTUS 2014

Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan (PIT) HATHI XXXI Padang, 22-24 Agustus 2014

625 halaman, xiv, 21cm x 30cm2014

Himpunan Ahli Teknik Hidraulik Indonesia (HATHI),Indonesian Association of Hydraulic EngineersSekretariat, Gedung Dit. Jend. SDA Kementerian PU Lantai 8, Jl. Pattimura 20, Kebayoran Baru Jakarta 12110 - IndonesiaTelepon/Fax. +62-21 7279 2263http://www.hathi-pusat.orgemail: hathi_pusat@yahoo.com

Review & Editor:Prof. Dr. Ir. Sri Harto, Br., Dip., H., PU-SDAProf. Dr. Ir. Nadjadji Anwar, M.Sc., PU-SDADr. Ir. Moch. Amron, M.Sc., PU-SDATau�ka Ophiyandri, ST., M.Sc., Ph.D.Doddi Yudianto, ST., M.Sc., Ph.D.

ISBN : 978-979-98805-7-4

iii

SAMBUTAN

Pertemuan Ilmiah Tahunan (PIT) XXXI HATHI dengan tema “Pengelolaan Sumber Daya Air Berkelanjutan Dalam Rangka Mitigasi Bencana” telah terselenggara dengan baik dan dihadiri oleh para ahli dan profesional dari seluruh Indonesia, pada tanggal 22-24 Agustus 2014 di Padang.

Diskusi dan presentasi Pertemuan Ilmiah Tahun ini membahas tentang inovasi teknologi dalam mengatasi inovasi teknologi keairan berkelanjutan, peran serta masyarakat dalam mitigasi bencana, antisipasi dan penanganan pasca bencana, serta pemanfaatan teknologi informasi.

Saya berharap, seluruh presentasi dan diskusi Pertemuan Ilmiah Tahunan ini dapat memberikan kontribusi dalam bentuk konsep, strategi, pembelajaran, dan berbagi pengalaman mengenai Pengelolaan Sumber Daya Air, terutama dalam rangka mitigasi bencana di kemudian hari.

Saya ucapkan terima kasih kepada panitia, para penulis, senior dan semua anggota HATHI atas dukungannya dalam pelaksanaan PIT XXXI HATHI tahun ini. Semoga Allah merahmati kita semua. Aamiin.

Padang, September 2014

Ir. Mudjiadi, M.Sc. Ketua Umum HATHI

Padang, September 2014

Ir. Mudjiadi, M.Sc.

iv

v

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, Pengurus HATHI Cabang Padang dan Panitia Pelaksana Pertemuan Ilmiah Tahunan (PIT) XXXI HATHI tahun 2014 menyampaikan selamat atas terbitnya Prosiding PIT HATHI ke 31.

Publikasi karya ilmiah ini merupakan hasil kegiatan PIT ke 31 dengan tema: “Pengelolaan Sumber Daya Air Berkelanjutan Dalam Rangka Mitigasi Bencana” yang diselenggarakan di Padang pada tanggal 22-24 Agustus 2014. Makalah yang diterbitkan dalam prosiding ini sudah direview dan diedit oleh tim review.

Pertemuan Ilmiah Tahunan ini telah menjadi ajang pertemuan, pembahasan, dan penyebarluasan ilmu pengetahuan dan wawasan guna meningkatkan profesionalisme bagi praktisi, akademisi, peneliti dan pengambil keputusan, khususnya anggota HATHI. Disamping menjadi dokumentasi karya ilmiah PIT ke 31, prosiding ini diharapkan juga dapat bermanfaat sebagai referensi dalam pengembangan keilmuan dan profesionalisme di bidang Sumber Daya Air.

Kami merasa bahwa dalam hal penerbitan prosiding ini masih terdapat beberapa ketidak sempurnaan, oleh karena itu, kami menyampaikan permohonan maaf dan mengharapkan masukan yang konstruktif dimana tentunya akan sangat membantu dalam rangka perbaikan penyusunan dan penulisan di kemudian hari.

Kami ucapkan selamat bagi para penulis atas karya ilmiahnya yang telah berhasil diterbitkan dalam prosiding ini.

Padang, September 2014

HATHI Cabang Sumatera Barat

Ali Musri, ME Adek Rizaldi, ST., MT. Ketua Cabang Ketua Panitia Pelaksana PIT XXXIAli Musri, MEKetua Cabang

HATHI Cabang Sumatera Barat

Adek Rizaldi, ST., MT. Ketua Panitia Pelaksana PIT XXXI

vii

DAFTAR ISI

Sambutan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii

Kata Pengantar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v

Daftar Isi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii

SUB TEMA 1 Inovasi Teknologi Keairan Berkelanjutan

1. Studi Hubungan Kedalaman dengan Massa Jenis pada Sedimen Sungai Citanduy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

– Wati Asriningsih Pranoto

2. Penanganan Kekeringan Berbasis Disasters Risk Management . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 – Wanny K. Adidarma, Oky Subrata Levina dan Herlina Roseline

3. Pengaruh Angkutan Sedimen Terhadap Banjir di Batang Lampasi Kota Payakumbuh, Sumatera Barat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

– Zahrul Umar, Lusi Utama, dan Lili Warti

4. Kajian Sediment Delivery Ratio di Daerah Tangkapan Waduk Kedung Ombo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

– Dadang Ismu Hardiyanto, Bambang Agus Kironoto, dan Fatchan Nurrochmad

5. Rencana Aksi dalam Penganggulangan Risiko Bencana Kekeringan di Indonesia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

– Sri Astiti, Sutarja, dan Norken

6. Inovasi Teknologi Keairan yang Berkelanjutan Pengelolaan Air Hujan Lingkup Rumah Tangga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

– Susilawati

7. Pengaruh Geometri Penampang Melintang Saluran terhadap Koefisien Kekasaran Manning untuk Saluran Prismatik Berbahan Polyvinil Chloride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

– Mas Mera dan Rico Dwi Buana Putra

8. Pemanfaatan Sungai Jati dan Riam Kako Sebagai Upaya Mengatasi Masalah Air Bersih di Kabupaten Ketapang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

– Stefanus B. Soeryamassoeka

9. Studi Pemanfaatan Blok Beton Berpori Sebagai Alternatif Pemecah Gelombang yang Ramah Lingkungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

– Tamrin, Saleh Pallu, Herman Parung dan Arsyad Thaha

viii

10. Pertimbangan Hidrologi Lokasi Embung Sepaku Semoi Guna Pemenuhan Air Baku Kabupaten Penajam Paser Utara Kaltim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

– SSN. Banjarsanti

11. Perbandingan Difraksi Gelombang Antara Model Fisik (B/L=0,24) dengan Metoda US Army Corps Of Engineers (SPM) dan Metoda Spiral Cornu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

– Yati Muliati

12. Optimasi Aturan Lepasan pada Operasi Waduk Pengga Berdasarkan Status Tampungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

– Widandi Soetopo, Dwi Priyantoro, dan Heri Suprijanto

13. Indeks Kekeringan pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Indragiri Menggunakan Teori Run . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

– Bambang Sujatmoko, Manyuk Fauzi, dan Novreta Ersyidarfia

14. Pemanfaatan Rongga Bekas Tambang Sebagai Pengendali Kualitas Air (Studi Kasus di Rongga Pit Kancil PT. Kaltim Prima Coal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

– Agung Febrianto dan Santosa

15. Distribusi Kecepatan dan Konsentrasi Sedimen Suspensi pada Saluran Menikung (Studi Kasus di Saluran Irigasi Mataram) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

– Chairul Muharis, Bambang Agus Kironoto, Bambang Yulistiyanto, dan Istiarto

16. Aplikasi Metode Clauser dan Distribusi Tegangan Reynolds untuk Menentukan Kecepatan Geser Dasar di Saluran Menikung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

– Sumiadi, B.A. Kironoto, D. Legono, dan Istiarto

17. Deteksi Dampak El Nino Terhadap Curah Hujan di DAS Way Sekampung, Provinsi Lampung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

– Gatot Eko Susilo dan Yudha Mediawan

18. Integrasi Daerah Aliran Sungai Kecil untuk Memenuhi Kebutuhan Air Menggunakan Saluran Suplesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

– Darwizal Daoed, Bambang Istijono, dan Abdul Hakam

19. Penggunaan Hidrograf Satuan Sintetis ITB 1 dan ITB-2 dengan Faktor Debit Puncak (Kp) Dihitung Secara Eksak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

– Dantje K. Natakusumah

20. Pemanfaatan Energi Banjir Bendung Kampili Untuk Pompa Banjir Kota Makassar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

– Agus Setiawan, Subandi, Parno, Agung Suseno dan Andika Kuswidyawan

21. Hubungan Antara Limpasan Banjir dengan Kelongsoran Batu Balas Rel Kereta Api . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

– Pranoto Samto Atmojo dan Sri Sangkawati Sachro

ix

22. Pengaruh Pembangunan Jetty pada Muara Batang Lumpo terhadap Tinggi Banjir di Kenagarian Pasar Baru Bayang, Kabupaten Pesisir Selatan, Sumatera Barat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

– Syafril Daus, Ade Chandra, Idzurnida Ismail dan Zahrul Umar

23. Rekayasa Model Alokasi Air Tahunan Wilayah Sungai Lombok (Studi Percontohan DAS Jangkok) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

– Anang M. Farriansyah, Andreas Ronny Corsel, dan Galuh Rizqi Novelia

24. Rancangan Model Debit Puncak Banjir Berdasarkan Faktor Bentuk DAS . 234 – Dandy Achmad Yani, Lily Montarcih Limantara, dan Mohammad Bisri

25. Rekayasa Lereng Breakwater Sebagai Solusi Mengatasi Kelangkaan Batu Ukuran Besar Lapis Lindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

– Muhammad Arsyad Thaha dan Haeruddin C. Maddi

26. Pemetaan Kerentanan kelongsoran dan Upaya Pengendaliannya, Studi Kasus Sub DAS Konto Hulu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

– Ussy Andawayanti dan Arif Rahmad D.

SUB TEMA 2 Peran Serta Masyarakat dalam Mitigasi Bencana

27. Memahami Bencana Banjir di Kota Padang dengan Content Analysis Artikel Berita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

– Benny Hidayat

28. Peran Masyarakat dalam Mitigasi Bencana Banjir – Kekeringan – Tanah Longsor dari Lingkungan Keluarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

– Paulus Sianto dan Susilawati

29. Pengelolaan Tata Air Daerah Rawa Rasau Jaya Secara Partisipatif . . . . . . . . . . . . 282 – Henny Herawati, Nasrullah Chatib, Soetarto YM, dan Denah Suswati

30. Teknologi Jumbo Sand Bag untuk Pengamanan Pantai Berbasis Masyarakat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

– Eko Yunianto, Iriandi Azwartika, dan Agung Suseno

31. Roof Top Rain Water Harvesting Sebagai Alternatif Upaya Adaptasi Perubahan Iklim di Wilayah Sungai Brantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

– Harianto, Didik Ardianto, dan Arief Satria Marsudi

32. Manajemen Sungai Torrential Partisipasi Masyarakat dalam Mitigasi Bencana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

– Tiny Mananoma dan Lambertus Tanudjaja

x

SUB TEMA 3 Antisipasi dan Penanganan Pasca Bencana

33. Tata Pengelolaan Banjir Pada Daerah Reklamasi Rawa, Studi Kasus di Kawasan Jakabaring, Palembang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

– Ishak Yunus

34. Pembangunan Pengamanan Pantai untuk Konservasi Pulau Nongsa (Pulau Terluar) Sebagai Salah Satu Titik Pangkal Perbatasan Negara . . . . . . . . 328

– Lukman Nurzaman dan T. Reinhart P. Simandjuntak

35. Pengelolaan Terpadu Terhadap Buruknya Kualitas Air Sungai dan Drainase Inlet Kanal Banjir Timur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

– Ratna Hidayat, Reri Hidayat, dan Rebit Rimba Rinjani

36. Analisis Pengaruh Reklamasi Teluk Jakarta Terhadap Sistem Drainase Bagian Tengah Jakarta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352

– Rommy Martdianto dan Weka Mahardi

37. Identifikasi Kondisi Drainase Kota Tanjung Pinang Sebagai Upaya Mengatasi Masalah Banjir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

– Jane Elisabeth Wuysang, Stefanus B. Soeryamassoeka, dan M. Prima Yudhistira

38. Potensi Banjir Tahunan di Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo Hulu, Kasus Aliran yang Berkontribusi ke Waduk Wonogiri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

– Rr. Rintis Hadiani, Sigit Jatmiko, dan Agus P. Saido

39. Karakteristik Butiran Sedimen Pantai Rawan Erosi dan Sedimentasi di Sulawesi Selatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

– Hasdinar Umar, Sabaruddin Rahman, A.Y. Baeda, dan Sherly Klara

40. Evaluasi Efektifitas Saluran Drainase Kota Banjarbaru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 – Maya Amalia

41. Kajian Desain Checkdam Pengarah Aliran untuk Pengendalian Banjir Lahar di S. Togafu, Maluku Utara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

– Ika Prinadiastari, Dyah Ayu Puspitosari, dan Agus Sumaryono

42. Pengendalian Banjir Pada Daerah Kipas Aluvial (Studi Kasus Kota Dekai, Kab. Yahukimo - Papua) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412

– Happy Mulya, Supriya Triwiyana, Elifas Bunga, dan Taufan

43. Pengendalian Banjir Sungai Rongkong Kab. Luwu Utara, Prop. Sulawesi Selatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424

– Supriya Triwiyana, Elifas Bunga, Taufan, dan M. Akil

44. Penanggulangan Banjir di Kabupaten Lingga dalam Rangka Mitigasi Bencana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

– Stefanus B Soeryamassoeka, Kartini, dan Jane E. Wuysang

xi

45. Pengendalian Debris Sungai Tugurara Pasca Banjir Lahar 10 Januari 2014 Lereng G. Gamalama P. Ternate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442

– Dyah Ayu Puspitosari, Saleh M. Talib, dan Agus Sumaryono

46. Analisis Penilaian Kinerja Bangunan Pengaman Pantai Terhadap Abrasi di Kota Padang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453

– Bambang Istijono, Benny Hidayat, Adek Rizaldi, dan Andri Yosa Sabri

47. Pengendalian Banjir Secara Terpadu dan Terkoordinasi oleh Perum Jasa Tirta I di Daerah Aliran Sungai (DAS) Kali Brantas . . . . . . . . . . . . . . . 462

– Syamsul Bachri, Vonny C. Setiawati, dan Agung Wicaksono

48. Studi Potensi Debit Aliran dan Kondisi Wilayah untuk Pengembangan Pembangkit Listrik Skala Kecil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

– Farouk Maricar, Arsyad Thaha, Rita Lopa, Achmad Sumakin, dan Indra Mutiara

SUB TEMA 4 Pemanfaatan Teknologi Informasi dalam Pengelolaan Sumber Daya Air

49. Kalibrasi dan Validasi Model Hidrologi Hujan-Aliran dengan Menggunakan Data Satelit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481

– Sigit Sutikno, Manyuk Fauzi, dan Mutia Mardhotillah

50. Erosi dan Akrasi Pantai di Belakang Pegar Bercelah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 – Dede M. Sulaiman, Radianta Triatmadja, dan R. Wahyudi Triweko

51. Simulasi Numerik Gerakan Partikel Solid di Sekitar Bangunan Akibat Tsunami Menggunakan Single GPU-Dualsphysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

– Kuswandi, R. Triatmadja, dan Istiarto

52. Peramalan Banjir Sungai Kota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513 – Suharyanto, Robert J. Kodoatie, dan Fisika Prasetyo P.

53. Korelasi Spasial Antara Fenomena Penurunan Tanah dan Kawasan Banjir di Wilayah Jakarta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526

– Hasanuddin Z. Abidin, Heri Andreas, Irwan Gumilar

54. Optimasi Waduk Jatigede Untuk Memenuhi Kebutuhan Air Daerah Irigasi Rentang.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536

– Suseno Darsono, Airlangga Marjono, Risdiana Ch. Afifah, dan Lilis Suryani

55. Penerapan Informative Based Early Warning System dalam Pengelolaan Sumber Daya Air di Wilayah Sungai Brantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544

– Raymond Valiant Ruritan, Titik Indahyani, dan Erwando Rachmadi

56. Pengembangan Peta Zonasi Fisiomorfohidro untuk Evaluasi Kebutuhan Pembangunan Stasiun Klimatologi-Curah Hujan di Pulau Jawa Bagian Barat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553

– Iwan Setiawan, Dede Rohmat, dan Ima Mirayani

xii

57. Aplikasi Logika Fuzzy Sebagai Input Model Pengembangan Peta Resiko Erosi pada Daerah Aliran Sungai Berbasis Geographic Information System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564

– Imam Suprayogi, Manyuk Fauzi, dan Eko Riyawan

58. Perbandingan Aplikasi IHACRES dan HEC_HMS untuk Peramalan Banjir di DAS Sampean Baru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576

– Entin Hidayah, Wiwik Yunarni, dan Indarto

59. Dampak Kenaikan Muka Air Laut Terhadap Kesesuaian Lahan Rawa Pasang Surut Tabunganen Kalimantan Selatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584

– Muhammad Gifariyono dan L. Budi Triadi

60. Analisis Perubahan Garis Pantai di Pantai Pamarican Kabupaten Serang Provinsi Banten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597

– Olga Catherina Pattipawaej dan Yanuar Ariwibowo Linarto

61. Model Adaptasi dan Mitigasi Sistem Alokasi Air Terhadap Perubahan Iklim Berbasis Program Linier, Studi Kasus DAS Manjuto - Bengkulu . . . . . 607

– Gusta Gunawan, Reswita, dan Rusdi Efendi

62. Analisis Laju Abrasi Pantai Pulau Bengkalis dengan Menggunakan Data Satelit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616

– Sigit Sutikno

Prosiding

Tema :“ Pengelolaan Sumber Daya Air Berkelanjutan Dalam Rangka Mitigasi Bencana”

PERTEMUAN ILMIAHTAHUNAN(PIT) HATHI XXXIPADANG, 22 - 24 AGUSTUS 2014

Sub Tema 1Inovasi Teknologi Keairan Berkelanjutan

1

STUDI HUBUNGAN KEDALAMAN DENGAN MASSA JENIS PADA SEDIMEN SUNGAI CITANDUY

Wati Asriningsih Pranoto

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara-Jakarta

watipranoto@gmail.com

Intisari

Wilayah sungai Citanduy secara geografis terletak pada posisi 1080 04‘ hingga 1090 30‘ Bujur Timur (BT) dan 700 03‘ hingga 700 52‘ Lintang Selatan (LS). Secara administrasi terletak pada perbatasan propinsi Jawa Barat dan Jawa Tengah. Pendangkalan banyak terjadi pada sungai-sungai di Indonesia, termasuk sungai Citanduy. Pendangkalan akan merubah lingkungan, khususnya morfologi sungai atau muara. Sedimen sungai Citanduy perlu dikaji karakteristik atau sifat-sifatnya. Salah satunya adalah keaneka-ragaman dari sedimen yang banyak mengendap di sebelah hilir sungai Citanduy. Sedimen yang banyak mengendap berasal dari daerah di atasnya dengan keaneka-ragaman atau campuran antara sedimen halus (kohesif) dengan sedimen non kohesif. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan mengambil langsung sedimen sungai Citanduy bagian hilir. Ada berbagai campuran yang diteliti sehingga akan diperoleh berbagai massa jenis. Kemudian dari berbagai campuran sedimen kohesif dan non kohesif akan di teliti pada beberapa kedalaman. Hasil penelitian ini untuk mengetahui hubungan kedalaman dengan massa jenis yang diperoleh dari berbagai campuran sedimen kohesif dan non kohesif.

Kata Kunci : sedimen, Citanduy, massa jenis, kedalaman

LATAR BELAKANG

Banyak kasus pendangkalan yang terjadi pada sungai dan muara di Indonesia, ini membawa dampak yang merugikan manusia dan lingkungan. Kegiatan manusia menjadi terganggu seperti kegiatan pelayaran pada beberapa sungai di pulau Jawa seperti sungai Citanduy, sungai Cimanuk dan sungai Bengawan Solo terutama di muara yang menjadi jalan masuknya kapal ke sungai (nelayan dan transportasi air). Akibat pendangkalan juga merubah lingkungan, khususnya morfologi sungai atau muara. Perubahan tersebut berdampak pada segala flora dan fauna yang hanya dapat tinggal pada habitatnya seperti muara Segara Anakan yang mempunyai laguna. Perairan Segara Anakan yang dulu luasnya 6.450 hektare, kini tinggal 500 hektare. Selain hutan bakau hancur, perkembangbiakan ikan, udang, kepiting, dan kerang terganggu juga nelayan Kampunglaut beralih profesi dari nelayan menjadi petani akibat perairan semakin sempit. Alur penyebrangan dari Sleko, Cilacap menuju Kalipucang, Ciamis, Jawa Barat dan sebaliknya menyebabkan kapal penyebrangan kesulitan melintasinya (Wati, 2010)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

2

Dari kasus di atas, sangat menarik untuk dikaji karakteristik sedimen yang ada di muara. Mengingat muara adalah tempat strategis sebagai tujuan akhir dari aliran sungai. Segala sesuatu yang terangkut oleh aliran sungai baik sedimen kohesif (lumpur) dan sedimen non kohesif (pasir) akan terbawa sampai ke hilir.

Tujuan PenelitianMengkaji karakteristik sedimen sungai Citanduy, khususnya hubungan kedalaman dengan massa jenis.

Hipotesis PenelitianDari penelitian ini diharapkan memperoleh sifat sedimen sungai Citanduy sesuai dengan sifat lumpur dan pasir sungai tersebut, dengan hipotesis: massa jenis sedimen sungai Citanduy bertambah terhadap kedalaman.

Kajian PustakaProses erosi adalah proses terangkatnya material sedimen dasar akibat adanya tegangan geser yang terjadi pada dasar saluran (Van Rijn, 1993). Tegangan geser kritis erosi didefinisikan sebagai tegangan geser dasar yang terjadi pada saat di mana sedimen mulai tererosi dari dasar. Kekuatan lapisan sedimen terhadap erosi dipengaruhi oleh waktu dan riwayat konsolidasi dari lapisan itu sendiri.

Konsolidasi adalah fenomena pemadatan dengan keluarnya air pori akibat adanya beban yang bekerja. Seiring dengan hal tersebut lapisan tanah akan menjadi solid dan masif. Sedimen yang mengendap pada dasar akan mengalami konsolidasi karena adanya beban, baik beban massa sendiri maupun tekanan hidrostatis.

Waktu dan beban konsolidasi merupakan variabel yang menentukan kepadatan lapisan tanah yang berhubungan langsung dengan kekuatan gesernya. Akibat pengaruh waktu maka sedimen yang mengalami konsolidasi lebih lama memiliki kekuatan geser yang lebih besar. Demikian pula halnya dengan pengaruh beban. Lapisan sedimen yang bawah menerima beban (massa sendiri dan hidrostatis) yang lebih besar, sehingga kekuatan geser bertambah dengan kedalaman (Teisson dkk dalam Mitchener dan Torfs (1996)).

METODOLOGI STUDI

Penelitian dilakukan di laboratorium dengan tahapan percobaan sebagai berikut:

1. Pengambilan sampelPengambilan sampel dilakukan di Jawa Barat dengan mengambil sedimen pasir dan lumpur di sungai Citanduy. Sampel adalah sampel disturb karena akan dibuat komposisi campuran yang akan diteliti.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

3

2. Persiapan percobaan Sampel sedimen yang diambil harus dibersihkan dan dilakukan pemisahan antara pasir dan lumpur. Lalu buat beberapa komposisi campuran dalam tabung kemudian dikonsolidasikan secara alami.

3. Percobaan di laboratoriumSesuai dengan waktu konsolidasi, maka diambil sampel sedimen pada setiap kedalamam kemudian ditimbang untuk diketahui massa jenisnya.

4. Analisis hasil percobaanHasil yang diperoleh digambarkan dalam bentuk grafik untuk memudahkan analisis. Kesimpulan dapat diambil dari hasil analisis tersebut.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh suatu hubungan antara kedalaman dengan massa jenis sebagai berikut:

1. Hubungan kedalaman dengan massa jenis dalam 7 komposisi sedimen campuran baik pada konsolidasi 1, 2 dan 3 minggu memperlihatkan bertambahnya komposisi pasir meningkatkan massa jenis (lihat Gambar 1, 2, dan 3). Seperti diketahui massa jenis pasir (GS= 2,735) lebih besar dari massa jenis lumpur (GS= 2,668) sehingga bertambahnya komposisi pasir akan meningkatkan massa jenis sedimen campuran tersebut.

2. Nilai massa jenis bertambah besar dengan meningkatnya kedalaman dan bertambahnya waktu konsolidasi. Bertambahnya kedalaman akan menambah beban (massa sendiri) bagi lapisan sedimen yang bawah sehingga lapisan sedimen bawah semakin padat dan massa jenis akan bertambah besar. Begitu pula dengan bertambahnya waktu konsolidasi dimana konsolidasi adalah fenomena pemadatan dengan keluarnya air pori akibat massa sendiri (dalam penelitian pemadatan alami). Dengan demikian lapisan sedimen akan menjadi solid dan masif yang berdampak pada massa jenis akan bertambah (Teisson dkk dalam Mitchener dan Torfs, 1996).

Kedalaman vs Massa Jenis Citanduy - Konsolidasi 1 minggu

-0.09

-0.07

-0.05

-0.03

-0.01

1400 1500 1600 1700 1800 1900

Massa Jenis (kg/m3)

Ked

alam

an (m

)

100% lumpur 80% lumpur 60% lumpur 50% lumpur

40% lumpur 20% lumpur 10% lumpur

Gambar 1. Hubungan kedalaman dengan massa jenis (konsolidasi 1 minggu)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

4

Gambar 2. Hubungan kedalaman dengan massa jenis ( konsolidasi 2 minggu)

Gambar 3. Hubungan kedalaman dengan massa jenis ( konsolidasi 3 minggu)

Selanjutnya diperoleh hubungan antara kedalaman dengan massa jenis kering sebagai berikut:

Sama halnya dengan massa jenis demikian juga hubungan kedalaman dengan massa jenis kering, perbedaan yang ada hanyalah pada nilai, nilai massa jenis kering tergantung dari kadar air yang terkandung dalam setiap lapisan sedimen pada tiap komposisi sedimen campuran dan pada setiap waktu konsolidasi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

5

Gambar 4. Hubungan kedalaman dengan massa jenis kering (Citanduy – konsolidasi 1 minggu)

Gambar 5. Hubungan kedalaman dengan massa jenis kering (Citanduy – konsolidasi 2 minggu)

Gambar 6. Hubungan kedalaman dengan massa jenis kering (Citanduy – konsolidasi 3 minggu)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

6

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan Dari hasil pembahasan di atas, dapat disimpulkan:

1. Bertambahnya komposisi pasir meningkatkan massa jenis sedimen , mengingat massa jenis pasir lebih besar dari massa jenis lumpur.

2. Bertambahnya kedalaman berpotensi menambah nilai massa jenis karena bertambahnya kedalaman akan menambah beban (massa sendiri) bagi lapisan sedimen yang bawah sehingga lapisan sedimen bawah semakin padat dan massa jenis akan bertambah besar.

3. Semakin lama waktu konsolidasi maka sedimen akan menjadi lebih solid dan masif sehingga massa jenis meningkat.

RekomendasiPenelitian ini dapat dilakukan untuk sedimen pada sungai lainnya untuk memperoleh pengetahuan tentang sedimen-sedimen sungai di Indonesia.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada Prof. Dr. Ir. Indratmo Soekarno, M.Sc. dan Dr. Ir. M. Cahyono, M.Sc., yang telah memberi masukan dalam pelaksanaan penelitian ini sehingga penelitian dapat selesai.

REFERENSI

Berlamont, Mary Ockenden, Erik Toorman and Johan Winterverp. 1993. The Characterisation of Cohesive Sediment Properties. Coastal Engineering, 21

Mitchener and Torfs, 1996. Erosion of Mud/Sand Mixtures, Coastal Engineering 29; 1-25

Van Rijn, L.C., 1993. Principles of Sediment Transport in Rivers, Estuaries and Coastal Seas. Delft Hydraulics. University of Utrecht Department of Physical Geography.

Wati A. Pranoto, 2010. Experimental Study of Sediment Settling Velocity Citanduy River, West Java, Civil Engineering Journal, Vol 1 (2): 88-97 ISSN 0853-5272

7

PENANGANAN KEKERINGAN BERBASIS DISASTERS RISK MANAGEMENT

Wanny K. Adidarma, Oky Subrata*, Levina, dan Herlina Roseline

Balai Hidrologi dan Tata Air, Pusat Litbang Sumber Daya Air

*oky.subrata@yahoo.com

Intisari

Intensitas kekeringan yang makin meningkat besaran, frekuensi dan sebarannya pada dasawarsa terakhir ini menengarai adanya perubahan karakteristik kekeringan sehingga diperlukan pengelolaan yang lebih serius. Wilhite sejak tahun 1993 telah mengembangkan metode perencanaan penanganan kekeringan (planning for drought) yang berbasis pada disasters risk management dan hanya dapat dilaksanakan jika tersedia perangkat lunak seperti monitoring, prediksi dan indikator pemicu kekeringan disamping peta risiko kekeringan. Studi ini, mencoba mengembangkan perangkat lunak tersebut di atas pada Wilayah Sungai Pemali Comal dengan data hujan bulanan yang tersedia cukup panjang dari tahun 1951 sampai sekarang, sehingga diharapkan metode yang digunakan dapat diterapkan di wilayah lain.

Kata Kunci: Kekeringan, SPI, SPEI, Prediksi, Indikator

LATAR BELAKANG Bencana hidrologi yang sering terjadi akhir-akhir ini adalah banjir dan kekeringan. Peubah banjir seperti puncak, volume serta tinggi dan sebaran genangan dapat dengan mudah diamati dianalisa dan diprakirakan karena dapat terlihat dan terukur. Sebaliknya, kekeringan tidak dapat terlihat secara nyata dan yang nampak hanya dampak dari kekeringan tersebut, padahal tindakan kesiap-siagaan yang efektif hanya dapat dilakukan jika ada jawaban terhadap pertanyaan berapa besarnya, durasinya, intensitasnya, distribusinya secara spasial dan temporal. Pertanyaan tersebut hanya dapat terjawab jika ada perangkat lunak yang menunjangnya.

Sejumlah perangkat lunak berbasis disasters risk management (Wilhite, 2006) telah dipersiapkan untuk WS Pemali Comal berlokasi di bagian barat wilayah Propinsi Jawa Tengah mencakup luas kurang lebih 5000 km2 dengan luas sawah 173.685 hektar (Dinas PU Pengairan, 1989). Kebutuhan air untuk irigasi di wilayah studi merupakan kebutuhan yang paling dominan jika dibandingkan kebutuhan air untuk keperluan lainnya, seperti perumahan, perkotaan, industri dan tambak. Pada masa mendatang kondisi seperti ini akan terus berlangsung (Geomarindex, 2001).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

8

METODOLOGI STUDI

Konsep Penanganan Kekeringan Menurut WilhitePerencanaan penanganan kekeringan berbasis drought risk management merupakan dokumen berisi panduan sebelum, selama dan sesudah bencana kekeringan terjadi. Biasanya, menjelaskan tentang peringkat, indikator, pemicu dan respons sekaligus berisi rencana dan penentuan penggunaannya dalam wadah Dewan Penanganan Kekeringan sebagai badan pengendali bekerja sama dengan komisi monitoring sebagai pemberi informasi tentang karakteristik kekeringan dan komisi kajian risiko sebagai pemberi informasi berkaitan dengan risiko dari dampak melalui beragam cara penanganan atau mitigasi serta satuan tugas sebagai pelaksana kegiatan mitigasi (Wilhite, 2006 dan FAO. 2008).

Indeks KekeringanIndeks kekeringan adalah nilai yang mampu mengukur besaran kekeringan. Metode yang dipilih untuk mengukur kekeringan meteorologi adalah Standardized Precipitation Index (SPI) dikembangkan oleh Mc. Kee (1993) dan Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) dikembangkan oleh Vincente (2009) menggunakan data hujan bulanan serta suhu udara sebagai dasar perhitungan. Kedua jenis indeks kekeringan bernilai negatif untuk menggambarkan defisit dengan peringkat ekstrim kering jika lebih kecil dari minus 2 untuk semua skala waktu yang dihitung berdasarkan Moving Average.

Kejadian kekeringan didefinisikan sebagai waktu di mana defisit bernilai negatif terus menerus sampai nilai positif terjadi lagi, tenggang waktu tersebut dikatakan durasi kekeringan. Jika nilai defisit dijumlahkan selama tenggang waktu durasi tersebut akan menggambarkan jumlah kekeringan, selanjutnya intensitas kekeringan dihitung berdasarkan jumlah dibagi durasi kekeringan (Salazar and Yevjevich, 1975).

Metode yang digunakan untuk merata-rata hujan dalam cakupan DAS maupun WS adalah Poligon Thiessen dengan menggunakan 15 pos hujan terpilih seperti terlihat pada Gambar 1. Jika faktor bobot yang diperoleh dari metode tersebut dikalikan dengan SPI atau SPEI di setiap pos maka diperoleh satu deret indeks kekeringan rata-rata untuk wilayah yang bersangkutan sehingga diperoleh durasi dan intensitas kekeringannya.

Perangkat lunak berupa model prediksi dikembangkan menggunakan pendekatan statistik. Deret indeks kekeringan SPI dengan berbagai skala waktu serta deret indeks kekeringan musim tertentu, seperti Desember-Januari-Februari (DJF), Maret-April-Mei (MAM), Juni-Juli-Agustus (JJA) dan September-Oktober-November (SON) merupakan variabel yang akan diprediksi. Dari percobaan yang dilakukan terlihat bahwa variabel input yang menghasilkan kesalahan terkecil dalam melakukan prediksi adalah parameter telekoneksi seperti South Oscillation Index (SOI), Indian Ocean Dipole Index (IOD) atau Nino 1+2, Nino3, Nino4, Nino3.4 yang bersumber dari Climate Forecast Sevice (Climate Prediction Centre - National Oceanic and Atmospheric Administration). Pemilihan jenis variabel input berdasarkan koefisien

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

9

korelasi antara indeks kekeringan dengan parameter telekoneksi. Kesalahan atau penyimpangan antara hasil simulasi dari persamaan polinomial dengan pengamatan diperkirakan melalui Root Mean Square Error (RMSE) seperti terlihat Persamaan (1).

Gambar 1 Peta Poligon Thiessen untuk WS Pemali Comal

5,0)1*)((( 2 nXYRMSE tt −∑= ................................................................. (1)

dengan keterangan:tY : SPI waktu ke t, hasil simulasi

tX : SPI waktu ke t, dihitung dari hujan

Model pemicu kekeringan merupakan ujung tombak dari rangkaian perangkat lunak yang dipersiapkan. Pemicu kekeringan berupa nilai indikator kekeringan spesifik yang mampu mengaktifkan respon dari suatu sistem pengelolaan. Pencarian indikator pemicu kekeringan memerlukan banyak percobaan untuk memperoleh indikator yang paling tepat menunjukkan gejala kekeringan tingkat parah maupun ekstrim yang akan terjadi.

Kajian risiko tidak dapat dilepaskan dari disasters risk management karena sangat diperlukan untuk menentukan secara spasial maupun temporal, lokasi dan waktu yang tepat untuk menerima perlakukan mitigasi. Perkiraan risiko bencana kekeringan dilakukan melalui proses yang melibatkan kajian konsekuensi dan kajian bencana (hazard analysis) serta perhitungan risiko yang merupakan kombinasi antara bencana dan konsekuensinya. Hasil kajian berbentuk peta risiko kekeringan merupakan kombinasi antara peta bencana kekeringan dan peta kerentanan menggunakan faktor bobot dari elemen-elemennya, sehingga diketahui secara spasial wilayah dengan risiko tinggi dan perlu penanganan lebih dari wilayah yang lain.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

10

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Monitoring KekeringanDari data hujan yang dimonitor secara tepat waktu di 15 pos hujan, dapat dihitung indeks kekeringan SPI dengan berbagai skala waktu. Indeks kekeringan SPI-3 dengan skala waktu 3 bulanan, dianggap dapat mewakili secara umum kondisi kekeringan di wilayah studi (WMO. No. 1090). Seri SPI skala waktu 3 bulan sampai dengan 9 bulan mengandung buaian yang mirip dengan seri debit yang sudah ditransfer menjadi normal (Pusair, 2013).

Hasil monitoring kekeringan dipetakan menjadi peta kekeringan bulanan seperti terlihat pada Gambar 2. sehingga dapat terdeteksi sebaran kekeringan secara spasial, sekaligus dapat dihitung pula intensitas dan durasi kekeringan.

Gambar 2. Peta Kekeringan Bulanan WS Pemali Comal (Defisit Makin Besar Makin Kering)

Sifat Kekeringan Musiman WilayahMusim yang paling sering terjadi kekeringan peringkat sedang (antara minus 1 dan minus 1,5) sampai peringkat sangat kering (lebih kecil dari minus 1,5) adalah pertama musim JJA dan kedua musim SON serta peringkat ketiga adalah musim MAM dan DJF. Selanjutnya, dilakukan percobaan untuk menghitung koefisien korelasi antara seri data jumlah hektar sawah terkena bencana kekeringan tahunan untuk tingkat kabupaten periode 1989-2010 (Kementerian Pertanian, 2011) dengan kekeringan yang digambarkan oleh SPI berbagai musim dengan periode yang sama. Koefisien korelasi yang diperoleh mengindikasikan bahwa ada hubungan yang kuat antara indeks kekeringan dengan dampaknya terhadap pertanian yaitu berkurangnya produksi padi terutama pada musim JJA atau musim kemarau.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

11

Prediksi KekeringanPrediksi yang menggunakan parameter telekoneksi dapat dioperasikan setiap bulan melalui indeks kekeringan skala waktu 1 bulan (SPI-1) serta melalui indeks kekeringan musiman JJA dan SON karena persamaan yang terbaik hanya berpusat pada JJA dan SON. Kriteria terbaik dicapai bila RMSE kurang dari 20%. Ramalan parameter telekoneksi dilakukan oleh NOAA diterbitkan setiap bulan untuk enam bulan kedepan, merupakan masukan bagi model persamaan yang sudah terbentuk disamping masukan lain yaitu indeks kekeringan bulan atau musim terakhir, seperti terlihat pada Tabel 1.

Dalam operasionalnya, seiring dengan bertambahnya waktu ada penambahan data hujan setiap bulannya di setiap pos hujan yang langsung dikonversikan menjadi indeks kekeringan, dengan demikian bentuk persamaan juga perlu disesuaikan. Diharapkan nilai RMSE akan terus bertambah kecil dengan bertambahnya data dan pada suatu waktu mungkin bentuk persamaan perlu disesuaikan.

Tabel 1. Penerapan Persamaan Prediksi untuk WilayahObservasi Prediksi Forecast NOAA

Bulan sekarang Bulan yad. Output dari Model Telekoneksit t+1 s/d t+6 SPI-1 JJA dan SON t+i s/d t+6

Januari Februari-Juli Februari-Juli Februari-JuliFebruari Maret-Agustus Maret-Agustus Maret-AgustusMaret April-September April-September April-SeptemberApril Mei-Oktober Mei-Oktober Mei-OktoberMei Juni-November Juni-November Juni-NovemberJuni Juli-Desember Juli-Desember JJA dan SON Juli-DesemberJuli Agustus-Januari Agustus-Januari JJA dan SON Agustus-Januari

Agustus September-Februari

September-Februari JJA dan SON September-

FebruariSeptember Oktober-Maret Oktober-Maret SON Oktober-Maret

Oktober November-April November-April SON November-AprilNovember Desember-Mei Desember-Mei SON Desember-MeiDesember Januari-Juni Januari-Juni Januari-Juni

Indikator Pemicu KekeringanHasil dari kajian memunculkan indikator pemicu berupa kekeringan bulan rawan Juni-Nov dengan durasi kekeringan lebih atau sama dengan 6 bulan. Alasan mengapa hal ini terjadi perlu dihubungan dengan pola tanam pada tahun kering yang jatuh pada bulan Juni, Juli, Agustus, September serta Musim Tanam III kebanyakan berada pada periode JJA (Juni Juli Agustus) sehingga memang tepat jika ramalan dan indikator tersebut di atas berpatokan pada musim JJA dan SON.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

12

SPI-1 Bulan 1 sampai 6 bulan ke

depan

SPI JJA = SPI-3 bulan Agustus

INDIKATOR

Durasi > 6 bulan -1< SPI JJA <-1,5

Tentukan Intensitas Kekeringan JJA Dengan Regresi

Tentukan Jumlah Kekeringan JJA Dengan Regresi

Durasi > 6 bulan

Hitung Durasi

PEMICU

HASIL RAMALAN

Bencana dari parah

sampai ekstrim

SPI JJA < -1.5

Bencana ekstrim

Gambar 3 Pengoperasian Indikator dan Pemicu Kekeringan untuk Penentuan Bahaya

Model indikator pemicu kekeringan menghasilkan teknik pendeteksian sebagaimana terlihat pada Gambar 3, dengan input hasil prediksi SPI-1 6 bulan kedepan, hasil prediksi SPI JJA, menggunakan Persamaan (2) sampai dengan Persamaan (7) dapat diperkirakan intensitas kekeringan JJA dan jumlah kekeringan JJA sehingga durasi dapat dihitung melalui jumlah dibagi intensitas kekeringan.

Persamaan untuk DAS Barat adalah sebagai berikut:0197,07180,0JJA Intensitas −= SPIJJA .................................................... (2)

1186,04435,3JJA KekeringanJumlah −= SPIJJA .................................... (3)

Persamaan untuk DAS Tengah adalah sebagai berikut:

0482,06805,0JJA Intensitas −= SPIJJA ................................................. (4)

0187,09198,3JJA KekeringanJumlah += SPIJJA ................................... (5)

Persamaan untuk DAS Timur adalah sebagai berikut:0515,05937,0JJA Intensitas −= SPIJJA .................................................... (6)

1094,03405,3JJA KekeringanJumlah −= SPIJJA ................................... (7)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

13

Peta Risiko KekeringanPeta bencana kekeringan dibuat berdasarkan kekeringan dengan berbagai periode ulang menggunakan SPEI karena analisis frekuensi tidak dapat diterapkan pada deret SPI.

Pemilihan jenis indeks kekeringan SPEI yang sesuai dilakukan berdasarkan hubungan antara berbagai bentuk indeks kekeringan dengan dampaknya pada tahun 1989-2012, dengan hasil bahwa SPEI-6 musim JJASON mempunyai hubungan terkuat (absolut koefisien korelasi > 0.7) dengan dampaknya (Adidarma dkk, 2014) . Dengan demikian, peta bencana kekeringan dengan berbagai periode ulang dibuat berdasarkan SPEI-6 JJASON, seperti terlihat pada Gambar 4, 5 dan 6.

Gambar 4. Peta Bencana Kekeringan WS Pemali Comal Periode Ulang 10 Tahun

Kombinasi peta bencana dan peta kerentanan akan menghasilkan peta risiko dengan berbagai periode ulang peta risiko yaitu periode ulang 10; 20 dan 50 tahun. Pada periode ulang 10 tahunan, potret kering terlihat di bagian hilir sepanjang pantai lebih parah dibandingkan dengan di bagian tengah dan hulu, pada periode 20 tahunan yang kekeringan yang lebih parah semakin luas sampai ke Gunung Slamet dan pada periode 50 tahunan mengalami perubahan drastis yaitu kekeringan lebih parah terkonsentrasi di Gunung Slamet dan pegunungan sebelah Timur serta menurun ke hilir menjadi kurang parah. Hal ini terjadi karena seri data kekeringan pos-pos dekat Gunung Slamet pada umumnya basah tetapi apabila terjadi defisit maka defisitnya lebih kecil jika dibandingkan dengan pos-pos yang berada di hilir sehingga menghasilkan kekeringan ekstrim untuk periode ulang tinggi (50 tahun) dan kekeringan biasa-sedang di periode ulang kecil (10 atau 20 tahun).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

14

Gambar 5. Peta Bencana Kekeringan WS Pemali Comal Periode Ulang 20 Tahun

Gambar 6. Peta Bencana Kekeringan WS Pemali Comal Periode Ulang 50 Tahun

Jika ditinjau dari sisi kerentanannya yaitu kesesuaian lahan, tata guna lahan dan infrastruktur, wilayah bagian tengah hulu lebih rentan dari bagian barat dan timur disebabkan terutama disebabkan terutama oleh kondisi topografi, sehingga peta risiko yang dihasilkannya juga terpengaruh menjadi peringkat tinggi, seperti terlihat pada Gambar 7, 8 dan 9.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

15

Gambar 7. Peta Risiko Kekeringan WS Pemali Comal Periode Ulang 10 Tahun

Gambar 8. Peta Risiko Kekeringan WS Pemali Comal Periode Ulang 20 Tahun

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

16

Gambar 9. Peta Risiko Kekeringan WS Pemali Comal Periode Ulang 50 Tahun

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanStudi Penanganan Kekeringan berbasis Disasters Risk Management untuk WS Pemali Comal dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Kegiatan penanganan kekeringan berlandaskan disasters risk management merupakan suatu mata rantai yang tidak boleh terputus agar mencapai sasaran akhir tindakan mitigasi yang tepat waktu dan lokasi. Elemen mata rantai tersebut adalah monitoring, prediksi dan indikator pemicu kekeringan yang dilengkapi dengan peta risiko kekeringan.

2. Kekeringan meteorologi diarahkan ke kekeringan pertanian karena data yang tersedia adalah data hujan dan data luasan sawah yang terkena bencana kekeringan.

3. Model prediksi dan indikator pemicu kekeringan untuk WS Pemali Comal berfokus pada musim Juni Juli Agustus (JJA) dan September Oktober November (SON), sesuai dengan musim masa tanam ke III.

RekomendasiUntuk mencapai tindakan mitigasi yang tepat selain berdasarkan pada informasi yang diberikan perlu didukung kajian komprehensif menggunakan model neraca air untuk lahan pertanian.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terimakasih penulis ucapkan untuk seluruh pihak yang terkait yang telah membantu dalam pelaksanaan studi penelitian ini.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

17

REFERENSI Dinas Pekerjaan Umum Pengairan Pemerintah Propinsi Daerah Tingkat I Jawa

Tengah. 1989. Peta Pengairan Propinsi Daerah Tingkat I Jawa Tengah, C.V. Citra Utama, Semarang.

Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan,Direktorat Jenderal Tanaman Pangan, Kementerian Pertanian. 2011. Buku Keragaan Data Banjir dan Kekeringan Pada Tanaman Pangan, Edisi Padi. Jakarta.

FAO. 2008. The Near East Drought Planning Manual : Guidelines for Drought Mitigation and Preparedness Planning. Food and Agriculture Organization of the United Nations Regional Office for the Near East and National Drought Mitigation Center, University Nebraska-Lincoln,

Geomarindex, P.T, dan Direktorat Jenderal Sumber Daya Air Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. 2001. Laporan Akhir Perencanaan Wilayah Sungai Pemali-Comal. Pekerjaan: Bantuan Teknis Kegiatan Perencanaan Sumber Daya Air Wilayah Sungai, Jakarta.

Mc. Kee T.B., Doesken N.J., dan Kleist J., 1993. The Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scales, In 8th Conference on Applied Climatology, Am. Meteor. Soc.. Page. 179-184, Boston.

Puslitbang Sumber Daya Air. 2013. Laporan Penelitian Prakiraan dan Pengendalian Kekeringan serta Pengembangan Peta Risiko Banjir dan Kekeringan, Balai Hidrologi dan Tata Air, Bandung.

Salazar, Pedro Guerrero and Vujica Yevjevich. 1975. Analysis of Drought Characteristics By The Theory of Runs, Hydrology Papers. Colorado State University, Fort Collins, Colorado.

Vicente-Serrano,SM, Santiago Begueria, and Juan L. Lopez-Moreno. 2009. A Multiscalar Drought Index Sensitive to Global Warming: The Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, Journal of Climate. Volume 23, page 1696, http://sac.csic.es/spei/

Wanny K. Adidarma dan William M. Putuhena, 2013. Perubahan ciri kekeringan pertanian di P. Jawa disajikan dalam Kolokium Puslitbang Sumber Daya Air Tahun 2013, Bandung.

Wanny K. Adidarma, Oky Subrata dan Herlina Roseline. 2014. Kajian bencana kekeringan sebagai persiapan untuk pembuatan peta risiko disajikan dalam Kolokium Puslitbang Sumber Daya Air Tahun 2014, 21-22 Mei 2014, Bandung.

Wilhite, Donald A.. 1993. On Planning for Drought: A Methodology, In Drought Assessment, Management, and Planning: Theory and Case Studies, eds Donald A. Wilhitepage 87-108.

Wilhite, Donald A., 2006. Drought Monitoring, Mitigation and Preparedness in the US: An End to End Approach, WMO Task Force Social Economic Application of Public Weather Services. 15-18 May 2006, Geneva.

WMO. 2012. Standardized Precipitation Index, User Guide, WMO-No. 1090. http://www.wmo.int/pages/prog/Isp/meteoterm_wmo_en.hmtl

18

PENGARUH ANGKUTAN SEDIMEN TERHADAP BANJIR DI BATANG LAMPASI KOTA PAYAKUMBUH,

SUMATERA BARAT

Zahrul Umar¹*, Lusi Utama², dan Lili Warti³1 Mantan Sekretaris Dinas PSDA Provinsi Sumatera Barat

2 Dosen Universitras Bung Hatta Padang3 Dosen Politeknik Negeri Padang

*zahrul_umar@yahoo.co.id

IntisariBatang Lampasi mengalir menuju muaranya di Batang Sinamar melewati Kota Payakumbuh, Batang Lampasi alirannya banyak membawa material sedimen sehingga menyebabkan pendangkalan. Akibatnya, pada musim hujan air sungai sering meluap dan menimbulkan banjir disepanjang daerah yang dilaluinya seperti kota Payakumbuh. Bencana banjir yang hampir terjadi setiap tahun telah menimbulkan kerugian yang cukup besar pada lahan persawahan, jalan dan pemukiman penduduk. Sedimen ini sebagian besar adalah hasil longsoran tebing akibat kaki tebing sungai tererosi dan tergerus oleh aliran sungai di bagian hulu dan terbawa kebahagian hilir. Batuan pada tebing sungai yang mudah longsor ini terdiri dari tufa batu apung yang merupakan hasil letusan gunung api yang berumur kuarter.. Kondisi batuan yang sedemikian menyebabkan tebing sungai mudah longsor karena beban sendiri, air hujan maupun oleh gerusan air sungai. Longsoran tebing sungai terjadi sepanjang tahun baik pada musim kemarau maupun musim penghujan yang mengakibatkan pendangkalan pada Batang Lampasi. Makalah ini menyajikan perhitungan besarnya sedimen dasar dan sedimen total yang menyebabkan pendangkalan di Batang Lampasi dengan menggunakan beberapa metode antara lain Meyer - Peter and Muller, Einstein, dan Frijlink untuk perhitungan angkutan sedimen dasar serta cara Engelud and Hansen serta Ackers and White untuk perhitungan angkutan sedimen total.

Kata Kunci: banjir, sedimen dasar, sedimen total, longsoran tebing.

PENDAHULUAN

1. Latar BelakangBanjir adalah meluapnya air dari palung sungai karena kapasitas tampungnya tidak mencukupi sehingga menggenangi daerah sekitarnya yang kerendahan. Penggenangan ini dapat menimbulkan kerugian harta benda, nyawa, terganggunya lalu lintas dan sebagainya. Salah satu penyebab banjir ini adalah terjadinya pendangkalan pada alur sungai yang disebabkan besarnya angkutan sedimen yang terjadi. Sedimen ini sebagian besar adalah hasil longsoran tebing akibat kaki

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

19

tebing sungai tererosi dan tergerus oleh aliran sungai di bagian hulu dan terbawa kebahagian hilir. Batuan pada tebing sungai yang mudah longsor ini terdiri dari tufa batu apung yang merupakan hasil letusan gunung api yang berumur kuarter. Batuan ini komponennya berupa batu apung putih sampai kekuning-kuningan dengan garis tengah 0.5 cm sampai dengan 10 cm dalam massa dasar kaca kelaran berkomposisi riolit yang mana komponennya tersemen lemah dan setempat-setempat mengandung krikil (Kastowo et al, 1996). Kondisi batuan yang sedemikian menyebabkan tebing sungai mudah longsor karena beban sendiri, air hujan maupun oleh gerusan air sungai. Longsoran tebing sungai terjadi sepanjang tahun baik pada musim kemarau maupun musim penghujan yang mengakibatkan pendangkalan pada batang lampasi sangat menghawatirkan. Lokasi Batang Lampasi dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Lokasi studi

2. Kajian PustakaBanjir adalah peristiwa meluapnya air sungai melebihi palungnya (PP RI No 38 Tahun 2011). Penyebab banjir ini menurut Kodoatie & Sugiyanto (2002) diklasifikasikan disebabkan oleh tindakan manusia dan oleh alam. Yang termasuk sebab-sebab banjir oleh tindakan manusia adalah: 1. Perubahan tata guna lahan2. Pembuangan sampah3. Kawasan kumuh disepanjang sungai4. Perencanaan system pengendalian banjir tidak tepat5. Penurunan tanah dan rob6. Tidak berfungsinya sistem drainase lahan7. Bendung dan bangunan air8. Kerusakan bangunan pengendalian banjir

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

20

Dan yang termasuk sebab-sebab alami diantaranya adalah:1. Erosi dan sedimentasi2. Curah hujan3. Pengaruh fisiografi/geofisik sungai4. Kapasitas sungai dan drainase yang tidak memadai5. Pengaruh air pasang6. Penurunan tanah dan rob7. Drainase dan lahan

a. Pengendalian BanjirBanjir merupakan salah satu kerusakan atau bencana yang disebabkan oleh daya rusak air, menurut Undang-undang Republik Indonesia No 7 Tahun 2004 Tentang Sumber Daya Air, pengendalian daya rusak air dilakukan secara menyeluruh yang mencakup upaya pencegahan, penanggulangan dan pemulihan. Pencegahan dilakukan baik melalui kegiatan fisik dan atau non fisik. Kegiatan yang bersifat fisik adalah pembangunan sarana dan prasarana serta upaya lainnya diantaranya:

1. Pengurangan puncak banjir yang pada umumnya dengan membuat waduk pengendalian banjir dibagian hulu

2. Melokalisir aliran banjir di dalam alur sungai yang diterapkan dengan tanggul, tembok banjir dan saluran tertutup

3. Penurunan muka puncak banjir dengan menaikkan kecepatan aliran dengan cara perbaikan alur sungai atau sudetan untuk mendapatkan kemiringan ideal

4. Pendistribusian debit banjir melalui pengaliran air pada sudetan atau banjir kanal kedaerah aliran sungai lain, perbaikan penampang sungai dan penanganan sedimentasi di muara.

5. Pengelolaan dataran banjir atau rawa-rawa kemudian ditampung pada polder untuk dialirkan melalui pompa ke banjir kanal menuju laut

6. Pengurangan limpasan banjir dengan pengolahan tanah menurut kontur dan galudan.

b. Angkutan sedimen sungaiDasar sungai biasanya tersusun oleh endapan dari material sedimen yang terbawa oleh aliran sungai dan material tersebut dapat terangkut kembali apabila kecepatan aliran cukup tinggi. Besarnya volume angkutan sedimen terutama tergantung daripada perubahan kecepatan aliran, karena perubahan musim penghujan dan kemarau, serta perubahan kecepatan yang dipengaruhi aktivitas manusia. Sebagai akibat dari perubahan volume angkutan sedimen terjadinya penggerusan di beberapa tempat serta terjadinya pengendapan ditempat lain pada dasar sungai

Sedimen menurut Mardjikoen P, (1987), dapat dibedakan dari cara angkutan serta asalnya . Cara angkutan sedimen terjadi dengan 2 cara yaitu: i) Bedload, gerak butir didasar sungai secara mengelinding, menggeser dan meloncat. ii) Suspended load , gerak butir di atas dasar sungai, berat butir secara terus menerus dikompensasi oleh gerak turbuilen aliran atau oleh aksi difusi medan aliran turbulen.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

21

Sedangkan cara angkutan menurut asalnya dapat dibedakan 2 yaitu: Bed material transport dan Washload. i) Bed material transport, asal bahan yang diangkut ada di dasar sungai, artinya angkutan nya ditentukan oleh keadaan dasar dan aliran, dapat berupa bed load dan suspended load. ii) Washload, bahan yang diangkut tidak bersal dari dasar sungai atau hanya sebagian kecil berasal dari dasar sungai setempat. Bahan washload ini berasal dari sumber luar (erosi) dan tidak mempunyai hubungan langsung dengan kondisi local.angkutannya hanya berupa supended load.

Perkiraan Muatan Sedimen Dasar dengan Rumus Empiris Berbagai persamaan untuk memperkirakan muatan sedimen dasar telah banyak dikembangkan, walaupun demikian penerapannya untuk penyelidikan di lapangan masih perlu pengkajian lebih lanjut. ada beberapa persamaan yang umum digunakan untuk memperkirakan muatan sedimen dasar (Mardjikoen P, 1987),

a. Persamaan Meyer-Peter dan Muller

Persamaan muatan sedimen dasar dari meyer-peter dapat ditulis sebagai berikut (Mardjikoen P, 1987):

γ µ γ γγ

w s ww

bR Ig

T. ( ) . , ( )d , ( ')/

/

/2 3

50

1 3

2 30 047 0 25= − +

dengan keterangan: Tb′ = berat sedimen (padat) dalam air tiap satuan lebar setiap satuan

waktu (ton/m.sekon) µ = Volume sedimen (padat) = Tb′/ (γs - γw). (m³/m.sekon)γw = berat jenis air (ton/m³)γs = berat jenis partikel muatan sedimen dasar (ton/m³)d50

= diameter butir (m) I = kemiringan garis energi/kemiringan dasar saluran (m/m) g = percepatan gravitasi (9,81 m/sekon2) R = jari-jari hidrolis (m)

b. Persamaan Einstein

Ψ∆

=.

. .

dR I

35

µ

Tb = ∅ . γs. g . (Δ)½. (g. d353)½

ψ = parameter intensitas aliran, berdasarkan Ψ ini dengan menggunakan grafik pada apendiks 1 diperoleh ∅.

∅ = parameter intensitas bed loadΔ = rapat massa relative semu = µ = ripple factorR = Radius hidraulik (m)I = kemiringan energy d35 = diameter butir (m)Tb = intensitas transport bed load ( )

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

22

c. Persamaan Frijlink

Ψ∆

'.

. .=

dR I

50

µ

Berdasarkan nilai ψ’, dengan menggunakan grafik pada apendiks 2

(Mardjikoen P, 1987), diperoleh nilai T

dm g R Ib

.� . . .∝

Tb = Volume sedimen (padat) tiap lebar sungai tiap satuan waktu (m³/m.sekon)

ψ = parameter intensitas aliran∆ = rapat massa relatif semu = µ = ripple factorR = Radius hidraulik (m)I = kemiringan energy dm = diameter butir median = d50(m)

Perkiraan Muatan Sedimen Total dengan Rumus Empiris Angkutan sedimen totral dapat dianggap sebagai penjumlahan bed load (Tb) dan suspended load (Ts), cara penjumlah ini dipakai oleh Einstein. Disamping cara ini dikenal juga cara langsung hitungan angkutan total (Ttotal) misalnya: a) Shinora dan Tsubaki (1959),b) Garde dan Alberston (1061), c) Colby (1964), d) Engelund dan Hansen (1967), dan e) Ackers dan White (1973).(Breusers.H.N.C, 1998). Dalam makalah ini penulis hanya menyajikan cara Engelund dan Hansen serta Ackers dan White.

a. Persamaan Engelund dan Hansen

∅ = −0 1 1 2 5, ,f ψ

Dengan

fU

gC

=τ

ρ( / )1 2

22 2=

b. Persamaan Ackers dan White

Fgr =

à U*’ =

Fgr = Sediment mobility number

Dgr = D ( )⅓ à ukuran butir tanpa dimensi

Ggr = ( )^n à parameter angkutan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

23

Hubungan antara parameter angkutan Ggr dan sediment mobility number Fgr

diberikan sebagai berikut:

G CFA

mgrgr= −

∧1

Dengan: c, A, m dan n adalah fungsi dari ukuran butir tanpa dimensi Dgr

(Breusers.H.N.C, 1998). Nilai c, A, m dan n dapat dilihat dalam grafik pada Apendiks 3

Debit Dominan Salah satu faktor yang mempengaruhi proses sedimentasi adalah debit aliran. Selama aliran sungai kecil angkutan sedimen juga kecil, sedangkan pada saat debit sungai besar sungai tersebut akan mengangkut sedimen yang cukup besar dengan ukuran sedimen dalam kisaran diameter yang lebih luas. Namun besarnya debit air yang mengalir di sungai selalu berubah dan tidak tetap . oleh karena itu dalam makalah ini debit aliran yang dipilih dalam menetapkan volume sedimen digunakan debit dominan yang besarnya berkisar antara debit tahunan sampai debit 2 tahunan (Siswoko, 2010). Panjang sungai yang terpengaruh oleh angkutan sedimen ini adalah sejauh 2 h/I = 4.640 m( Breusers H.N.C, 1988) yang dihitung dari bendung gerak Jaringan Irigasi Talawi kearah hulu.

METODOLOGI STUDI

Studi ini dilakukan dengan cara:

1) Menghitung debit banjir dengan metode Melchior

2) Menghitung angkutan sedimen dasar (bed load ) dan angkutan sedimen total (total load) dengan menggunakan hasil data penelitian tanah di laboratorium

3) Berdasarkan hasil perhitungan angkutan sedimen dihitung tinggi pendangkalan sungai setiap tahun

4) Merencanakan upaya pengendalian banjir akibat pendangkalan yang disebabkan tingginya angkutan sedimen

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

1 Hasil Studi

Perhitungan debit banjir Batang Lampasi mempunyai panjang sungai ± 48,19 Km dengan luas Daerah aliran sungai (DAS) ± 263,88 km², Hulu sungai berada di Bukit Galanggang baruah Kecamatan Suliki dan bermuara ke Batang Sinamar tepatnya di Kenagarian Taram, Kabupeten Limo Puluh Kota, Provinsi Sumatera Barat. (Gambar 2.).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

24

Gambar 2. Peta Daerah Aliran Sungai Batang Lampasi

Dengan menggunakan metode Melchior (Kamiana IM, 2011; Hadisusanto N, 2010) diperoleh besar debit Batang Lampasi sebesar :

1. Q 2 tahun = 141,20 m³/sekon2. Q 5 tahun = 212,87 m³/sekon3. Q10 tahun = 224,17 m³/sekon4. Q25 tahun = 262,71 m³/sekon

Perhitungan Angkutan sedimen

1. Analisis Karakteristik Sedimen Sampel sedimen yang telah diambil dari lokasi penelitian selanjutnya diperiksa di laboratorium. Pemeriksaan analisis di laboratorium ini bertujuan untuk menentukan ukuran butiran sedimen dan berat jenis sedimen . setelah analisis saringan dilakukan pengolahan data untuk mendapatkan grafik hubungan antara ukuran saringan dan komulatif prosentase. Untuk mendapatkan ukuran butiran D35, D50, dan D90 dapat langsung diplot pada grafik hubungan antara ukuran saringan dan komulatif prosentase lolos (Gambar 3.)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

25

Gambar 3. Hubungan antara ukuran saringan dan komulatif prosentase lolos

Berdasarkan Gambar 3. tersebut diatas diperoleh D35, = 0,0003 mm, D50 = 0,0004 mm, D90 = 2 mm.

2. Analisis angkutan sedimen dasar (bed load) dan angkutan sedimen total (total load) menggunakan debit dominan

Untuk analisis ini data debit yang digunakan adalah debit dominan yaitu debit dengan periode ulang 2 tahunan yang telah diperoleh dari perhitungan debit banjir menggunakan metode Melchior yaitu 141,2 m³/s. Angkutan sedimen dasar dihitung menggunakan Persamaan Meyer-Peter dan Muller, Persamaan Einstein dan Persamaan Frijlink.Angkutan sedimen total dihitung menggunakan persamaan Engelund dan Hansen serta persamaan Ackers dan White. (Mardjikoen P, 1987; Breusers H.N.C, 1988)

a. Perhitungan angkutan sedimen dasar (bed load)

1) Analisis persamaan Meyer-Peter dan Muller

γm R µ I Δ (mm) (ton/m.s) (m³/m.s)1 2,42 0,268 0,00125 1,513 0,0004 0,000194 0,000128

2) Analisis persamaan Einstein

φ γ g Δ (mm) (N/m.s) (m³/m.s)10 2,513 9,81 1,513 0,0003 0,0049 0,000206

3) Analisis persamaan Frijlink

ψ Δ D50(mm) μ R (m) I Tb (m³/m.s)0,747 1,513 0,0004 0,268 2,42 0,00125 4 0,000143

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

26

b. Perhitungan angkutan sedimen total (total load)

1). Persamaan Engelund dan Hansen

C Ū(m/s)

h(m) I f Ψ φ (mm) S

(m³/m.s)31,78 1,91 2,90 0,00125 0,0194 5,99 451,87 0,00040 0,014

2). Persamaan Acker dan WhiteD35

(mm) Dgr n A c m Fgr GgrS

(m³/m.s)0,0003 7,298 0,52 0,21 0,017 2,65 1,73 3,25 0,0062

Besar angkutan sedimen dasar (bed load) dan angkutan total (total load) untuk seluruh lebar sungai seperti Tabel 1. berikut:

Tabel 1. Debit sedimen seluruh lebar sungai per-tahun

No PersamaanLebar

sungai rata-rata (m)

Debit sedimen per meter lebar sungai

(m³/m.s)

Debit sedimen seluruh lebar

sungai (m³/m.s)

Debit sedimen seluruh lebar sungai

per tahun (m³)1 2 3 4 5 = 3 x 4 6

1

23

12

A. Bed loadMeyer-Peter dan MullerEinstenFrijlink

B. Total loadEngelund dan HansenAcker dan White

242424

2424

0,0001280,0002060,000143

0,0140,0062

0,0030720,0049440,00343

0,3360,149

96.878 155.914 108.232

10.596.096 4.698.864

PembahasanBerdasarkan debit sedimen pertahun tersebut diatas dapat dihitung tinggi pendangkalan sungai Batang Lampasi seperti pada Tabel 2. berikut:

Tabel 2. Tinggi endapan sedimen di sungai

No PersamaanPanjang sungai terpengaruh

endapan sedimen (m)

Debit sedimen seluruh lebar sungai per tahun

(m³)

Tinggi endapan sedimen di sungai

(m)1 2 3 4 5

1

23

12

A.Bed loadMeyer-Peter dan MullerEinstenFrijlink

B. Total loadEngelund dan HansenAcker dan White

4.6404.6404.640

4.6404.640

96.878 155.914 108.232

10.596.096 4.698.864

0,871,400,97

95,1542,20

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

27

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulana. Berdasarkan hasil analisis tinggi endapan sedimen tersebut diatas

menunjukkan bahwa metode angkutan dasar (bedload) lebih mendekati keadaan yang sebenarnya dilapangan dari pada metode angkutan sedimen total (total load).

b. Dengan menggunakan metode angkutan dasar (bedload) diperoleh perkiraan tinggi pendangkalan di sungai sebagai berikut:1. persamaan Meyer-Peter dan Muller tingginya pendangkalan sebesar

0,87 m pertahun, 2. persamaan Eintein 1,40 m pertahun 3. dan persamaan Frijlink 0,97 m pertahun.

c. Bendung gerak irigasi Talawi akan menahan laju sedimen mengalir ke bagian hilir, sehingga di bagian hulu bendung ini terjadi pendangkalan sungai yang signifikan, di lokasi tanggul yang kerendahan air meluap dan menyebabkan banjir. (Gambar 4.)

Rekomendasi1) Karena lokasi bendung irigasi Talawi ini terletak dekat pemukiman warga,

maka perlu dilakukan normalisasi sungai dan perkuatan tebing di bagian hulu bendung Talawi.

2) Perlu dibangun chekdam series di bagian hulu sungai Batang Lampasi untuk menahan laju sedimen ke arah hilir .

Gambar 4. Endapan sedimen di bagian hulu Bendung Gerak Irigasi Talawi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

28

REFERENSI

Breusers H.N.C, 1988. Lecture notes on sediment transport 1. International course in hydraulic engineering, Delft 1988

Hadisusanto.N, 2010. Aplokasi Hidrologi, halaman 159-169. Penerbit Jogja Mediautama, Malang

Kastowo, et al, 1996. Peta geologi lembar padang, Sumatera. Pusat penelitian dan Pengembangan Geologi

Kementrian Pekerjaan Umum, 2011. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 38 Tahun 2011 tentang Sungai

Kodoatie, Robert J dan Sugiyanto, 2002. Banjir- beberapa penyebab dan metode pengendaliannya dalam perspektif Lingkungan. Cetakan 1, Penerbit Pustaka Pelajar, Yogyakarta

Kamiana, I Made, 2011. Teknik Perhitungan debit rencana bangunan air, halaman 90-96. Penerbit Graha Ilmu Yogyakarta.

Mardjikoen P, 1987. Angkutan sedimen. Kursus singkat hidraulika untuk model DAS, PAU ilmu teknik Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Siswoko, 2010. Upaya mengatasi banjir secara menyeluruh, penerbit yayasan bandan penerbit badan pekerjaan umum PT Mediatama Saptakarya

Apendiks 1. Gambaran dari fungsi-fungsi persamaan Einstein (Ф* versus Ψ*)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

29

Apendiks 2. Penyederhanaan Persamaan Frijlink untuk angkutan sedimen dasar (bedload)

Apendiks 3. Fungsi-fungsi tanpa dimensi dari ukuran butir

30

KAJIAN SEDIMENT DELIVERY RATIO DI DAERAH TANGKAPAN WADUK KEDUNG OMBO

Dadang Ismu Hardiyanto1*, Bambang Agus Kironoto2 **, dan Fatchan Nurrochmad2***

1 Balai Besar Wilayah Sungai Pemali Juana, Kementerian Pekerjaan Umum, Semarang 2 Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

*d404ng@gmail.com, **kironoto12117@gmail.com, ***fatchan_nurr@yahoo.com

Intisari

Waduk Kedung Ombo merupakan salah satu waduk yang memiliki potensi yang cukup besar dalam menyediakan kebutuhan air baku dan air irigasi di Provinsi Jawa Tengah. Waduk Kedung Ombo terletak di hulu Sungai Serang dengan luas daerah tangkapan sebesar 598,04 km2. Daerah tangkapan Waduk Kedung Ombo mengalami erosi lahan yang cukup besar. Laju erosi lahan ini berdampak pada laju sedimentasi di tampungan Waduk Kedung Ombo sehingga mengakibatkan berkurangnya volume tampungan waduk. Laju erosi lahan di daerah tangkapan Waduk Kedung Ombo dianalisa menggunakan aplikasi Geografic Information System (GIS) dengan metode Universal Soil Loss Equation (USLE). Sediment Delivery Ratio (SDR) aktual dihitung menggunakan data echosounding dan SDR prediksi dihitung menggunakan persamaan SDR dari literatur. Hasil perhitungan menunjukkan laju erosi lahan di daerah tangkapan Waduk Kedung Ombo sebesar 154,08 ton/ha/tahun atau 9,53 mm/tahun. Nilai SDR aktual sebesar 0,293, sedangkan nilai SDR prediksi diperoleh sebesar 0,229. Hasil sedimen aktual dalam kurun waktu 9 tahun sebesar 15,01 juta m3, sedangkan hasil sedimen prediksi diperoleh sebesar 12,86 juta m3. Hasil sedimen terbesar berasal dari Subdas Gading yaitu sebesar 0,60 juta m3/tahun. Subdas Gading menjadi prioritas utama dalam pengendalian erosi dan sedimentasi di daerah tangkapan Waduk Kedung Ombo.

Kata Kunci: erosi, USLE, SDR

LATAR BELAKANG

Waduk Kedung Ombo mengalami peningkatan sedimentasi yang mengakibatkan pendangkalan waduk. Permasalahan sedimentasi ini telah menarik perhatian pemerintah, khususnya pengelola waduk yaitu Balai Besar Wilayah Sungai Pemali Juana. Beberapa penelitian tentang sedimentasi di Waduk Kedung Ombo telah dilakukan, salah satunya adalah Studi Optimalisasi Pola Ekploitasi dan Pemutakhiran Data Kapasitas Waduk Kedung Ombo dengan Pengukuran Echosounding oleh Pusat Studi Ilmu Teknik (PSIT) Universitas Gadjah Mada (UGM) pada tahun 2003.

Hasil studi tersebut menunjukkan laju sedimentasi rata-rata per tahun Waduk Kedungombo sebesar 0,87 juta m3, dengan perkiraan usia waduk hingga tahun 2094. Hasil pengukuran echosounding tahun 2012 menunjukkan laju sedimentasi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

31

per tahun sebesar 1,67 juta m3, dengan perkiraan usia waduk hingga tahun 2061. Data tersebut menunjukkan bahwa dalam kurun waktu sembilan tahun telah terjadi penurunan usia waduk sebesar 33 tahun.

Tujuan penelitian ini adalah :1) menghitung laju erosi lahan di daerah tangkapan Waduk Kedung Ombo.2) menghitung nilai Sediment Delivery Ratio (SDR) di daerah tangkapan Waduk

Kedung Ombo.3) memilih dan menganalisis persamaan Sediment Delivery Ratio (SDR) dari

literatur.4) menghitung hasil sedimen yang dihasilkan dari tiap-tiap subdas di daerah

tangkapan Waduk Kedung Ombo.

TINJAUAN PUSTAKA

Sejumlah model prediksi erosi lahan telah banyak dikembangkan, seperti Bogardi et.al. (1986), Morgan (1988), Kothayari et.al. (1994), Taley and Dalvi (1995), dan Sukla (1997) dalam Suripin (2004). Istilah pengangkutan sedimen (sediment delivery) telah banyak digunakan untuk menggambarkan hasil dari berbagai proses antara erosi lahan dan hasil sedimen di hilir, dan konsep Sediment Delivery Ratio (SDR) telah diperkenalkan oleh Glymph (1954), Maner (1958), dan Roehl (1962) dalam Walling (1983), dimana SDR didefinisikan sebagai rasio antara sedimen yang diangkutan di outlet (ton/km2/th) dengan erosi yang terjadi di daerah tangkapan (ton/km2/th).

Penelitian mengenai erosi dan sedimentasi di daerah tangkapan Waduk Kedung Ombo telah beberapa kali dilakukan, diantaranya : Studi Optimalisasi Pola Ekploitasi dan Pemutakhiran Data Kapasitas Waduk Kedung Ombo dengan Pengukuran Echo Sounding. Penelitian ini dilakukan oleh PSIT UGM pada tahun 2003. Pada penelitian ini Erosi lahan di DAS Waduk Kedung Ombo dihitung dengan menggunakan persamaan USLE (Universal Soil Loss Equation). Hasil perhitungan menunjukkan potensi erosi rata-rata adalah 71,46 ton/ha/tahun, atau 2,450 juta m3/tahun atau 3,97 mm/tahun. SDR dihitung dengan metode korelasi antara besarnya sedimentasi dengan erosi lahan. Hasil perhitungan erosi lahan dan besarnya sedimentasi yang masuk ke Waduk Kedung Ombo menunjukkan besarnya nilai SDR adalah sebesar 35.4%.

Pada tahun 2010 Kementerian Kehutanan melakukan penelitian berjudul Analisis Sumber Erosi dan Sedimentasi di Daerah Tangkapan Waduk (DTW) Kedung Ombo dengan Citra Satelit dan Sistem Informasi Geografis. Penelitian ini melakukan analisis sumber erosi dan sedimentasi di Daerah Tangkapan Waduk (DTW) Kedung Ombo dengan Citra Satelit dan Sistem Informasi Geografis. Penilaian erosi secara kualitatif melalui metode Soil Erosion Status (SES) diperoleh hasil bahwa DTW Kedung Ombo memiliki tiga klas erosi, yaitu sangat rendah, rendah dan sedang. Penilaian erosi secara kuantitatif dilakukan dengan metode MMF menunjukkan bahwa Kedung Ombo memiliki empat kelas erosi. Potensi erosi di Kedung Ombo didominasi oleh nilai 2,12 mm/tahun dengan luas 51656.07 ha, (89.46%).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

32

Pada tahun 2012 BBWS Pemali Juana melakukan kegiatan Inspeksi Besar Waduk Kedungombo. Kajian ini melakukan inspeksi besar dan evaluasi keamanan bendungan, dimana salah satu kegiatannya adalah menghitung besarnya sedimentasi di waduk dengan pembandingan volume waduk yang dihasilkan dari pengukuran (echosounding dan terestris) saat itu dan yang pernah dihasilkan sebelumnya. Hasil pengukuran periode 2003 s/d 2012 (9 tahun) menunjukkan telah terjadi perubahan volume waduk sebesar 15,01 juta m3 atau laju sedimentasi rerata tahunan sebesar 1,67 juta m3/tahun.

METODE PENELITIAN

Penelitian yang akan dilakukan mengambil wilayah studi di daerah tangkapan Waduk Kedung Ombo, dengan wilayah administrasi meliputi Kabupaten Grobogan, Kabupaten Boyolali, Kabupaten Semarang dan Kabupaten Sragen.

Data yang digunakan dalam penelitian ini meliputi data curah hujan, peta jenis tanah, peta kelerengan, peta penggunaan lahan, data echosounding, dan data karakteristik daerah tangkapan waduk.

Perhitungan Laju Erosi Lahan dihitung menggunakan Persamaan USLE (Persamaan 1) merupakan kombinasi 5 (lima) variabel adalah sebagai berikut:

A = R . K . LS . C . P ................................................................................. (1)

dengan, A : banyaknya tanah yang tererosi dalam (ton per hektar per tahun); R : faktor curah hujan dan aliran permukaaan (erosivitas hujan); K : faktor erodibilitas tanah; L : faktor panjang lereng; S : faktor kecuraman lereng; C : faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman; P : faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah.

Perhitungan laju erosi lahan dilakukan per unit lahan. Dengan bantuan aplikasi excel dalam melakukan perkalian antara faktor R, K, LS dan CP menggunakan persamaan USLE. Perhitungan laju erosi dilakukan per bulan dan tiap-tiap bulannya dijumlahkan sehingga diperoleh laju erosi per tahun.

Perhitungan Sediment Delivery Ratio (SDR) aktual dilakukan dengan membandingkan antara besarnya endapan sedimen yang masuk ke Waduk Kedung Ombo (hasil pengukuran echosounding) dengan hasil perhitungan laju erosi lahan.

Perhitungan SDR perkiraan dilakukan dengan menggunakan Persamaan 2 s/d 15 berikut :

Log (SDR) = 1,8768 – 0,14191 Log (3,861 A) ........................................... (2)

SDR = 0,41 A-0.3 ........................................................................................... (3)

Log (SDR) = 1,7935 – 0,14191 log (A) ...................................................... (4)

SDR = 0,42 A -0.125 ....................................................................................... (5)

SDR = -0,02 + 0,385 A-0,2 ............................................................................ (6)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

33

Log SDR = 2,962 + 0,869 log Rb – 0,854 log L ......................................... (7)

Log SDR = 4,5 – 0,23 Log A – 0,510 Colog (Rb/L) – 2,786 log Br ........... (8)

SDR = 0,627 SLP0,403 ..................................................................................... (9)

Log (SDR) = 2,94259 + 0,82362 log (Rb/L) ............................................. (10)

SDR = 1,366 x 10-11 (A)-0,0998 (Rb/L)0,3629 (CN)5,444 ................................... (11)

SDR = 4,40 x 10 -12 (A) -0,217 (Rb/L)0,3940 (CN) 5,680 .................................. (12)

SDR = 0,488-0,00064 A + 0,010 Qws ..................................................... (13)

SDR = 1,29 + 1,37 Ln Rc – 0,025 Ln A .................................................... (14)

Log (SDR) = 2,31 + 3,07 log Dd + 0,41 log SLP – 1,26 log (FL+FW) ........ (15)

dengan, A : luas basin; Rb:relief basin; L:panjang basin; Dd:drainage density; Br : bifurcation ratio; SLP : slope saluran utama; CN : SCS Curve Number; QWS : runoff tahunan (cm); Rc : gully density; (FL dan FW) : % hutan dan sawah.

HASIL PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan data dari 4 (empat) lokasi stasiun hujan. Data curah hujan harian di masing-masing stasiun dihitung rata-rata hujan bulanan. Data curah hujan rata-rata bulanan digunakan untuk menghitung erosivitas hujan bulanan.

Nilai erosivitas hujan bulanan diinputkan ke dalam peta polygon thiesen yang telah dibuat sebelumnya (Gambar 1). Data yang diinputkan akan berupa data atribut dan diinput menggunakan software ArcGIS. Luas pengaruh masing-masing stasiun hujan dapat dilihat pada Tabel 1, makin besar luas pengaruh stasiun hujan maka makin besar pengaruhnya terhadap nilai erosi lahan.

Tabel 1. Luas Poligon Thiesen Stasiun Hujan

No Nama Stasiun Poligon ThiesenLuas (Ha) Prosentase (%)

1 Karanggede 24.898 41,632 Padasplorot 9.314 15,573 Kedung Kancil 15.335 25,644 Kedung Ombo 10.257 17,15

Jumlah 59.804 100,00

Jenis tanah dan nilai faktor erodibilitas tanah di DTH Waduk Kedung Ombo disajikan pada Tabel 2 dan Gambar 2.

Tabel 2. Jenis Tanah dan Nilai Erodibilitas Tanah

No. Unit Jenis Tanah Erodibilitas Tanah (K) LuasHa %

1 Aluvial coklat 0,47 3.317 5,552 Grumusol 0,2 745 1,253 Latosol coklat 0,43 33.451 55,934 Regosol 0,4 22.291 37,27

Jumlah 59.804 100,00

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

34

Gambar 1. Peta Poligon Thiesen DTH Waduk Kedung Ombo.

Indeks panjang dan kemiringan lereng (LS) ditentukan berdasarkan peta kemiringan lereng. Peta kemiringan lereng dan indeks LS disajikan pada Gambar 3. Luas tiap-tiap kemiringan lereng dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Kemiringan Lereng dan Indeks LS

Kelas Kemiringan Lereng (%) Indeks LS LuasHa %

I 0 - 8 0,4 32.949 55,09II 8 - 15 1,4 18.413 30,79III 15 - 25 3,1 5.157 8,62IV 25 - 40 6,8 1.654 2,77V > 40 9,5 1.606 2,69

Jumlah 59.804 100,00

Gambar 2. Peta Erodibilitas Tanah DTH Waduk Kedung Ombo

Gambar 3. Peta Indeks Panjang dan Kemiringan Lereng

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

35

Nilai indeks CP dapat ditentukan dan dihitung berdasarkan peta penggunaan lahan. Peta penggunaan lahan dapat dilihat pada Gambar 4. Nilai-nilai faktor R, K, LS dan CP yang telah dihitung digunakan untuk menghitung besarnya erosi per unit lahan. Hasil perhitungan erosi lahan disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Erosi Lahan

No BulanCurah Hujan Rata-rata Erosi

(mm/bln) ton/bulan mm/bulan1 Januari 381 1.683.335,50 1,742 Februari 279 1.508.942,23 1,563 Maret 303 1.227.824,30 1,274 April 226 786.888,82 0,815 Mei 133 430.060,67 0,456 Juni 60 205.760,41 0,217 Juli 37 108.223,75 0,118 Agustus 21 66.239,08 0,079 September 35 90.799,19 0,0910 Oktober 146 693.490,90 0,7211 November 283 1.086.852,67 1,1312 Desember 320 1.314.135,84 1,36

A (ton/tahun) 9.202.553,36A (ton/ha/tahun) 154,08

A (m3/tahun) 5.689.368,38A (mm/tahun) 9,53

Hasil perhitungan erosi diklasifikasikan kedalam Tingkat Bahaya Erosi (TBE). Hasil perhitungan dan klasifikasi tingkat bahaya erosi disajikan pada Tabel 5 dan Gambar 5.

Tabel 5. Klasifikasi Bahaya Erosi DTH Waduk Kedung Ombo

KlasErosi

Tingkat BahayaLuas

(Ton/Ha/Tahun) (Ha) (%)I < 15 Sangat Ringan 10.160 16,99II 15 < 60 Ringan 17.503 29,27III 60 ≤ 180 Sedang 15.901 26,59IV 180 ≤ 480 Berat 10.838 18,12V ≥ 480 Sangat Berat 5.324 8,90

Jumlah 59.804 100,00

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

36

Gambar 4. Peta Penggunaan Lahan DTH Waduk Kedung Ombo

Nilai SDR dihitung berdasarkan volume hasil sedimen yang masuk ke waduk dan volume erosi di lahan. Hasil pengukuran echosounding tahun 2003 dan 2012 menunjukkan besarnya hasil sedimen yang masuk ke waduk dalam kurun waktu 9 tahun sebesar 15,01 juta m3. Hasil perhitungan erosi lahan di DTH Waduk Kedung Ombo per tahun sebesar 5,69 juta m3 sehingga dalam kurun waktu 9 tahun diperkirakan potensi erosi sebesar 51,20 juta m3. Nilai SDR dapat dihitung sebagai berikut :

SDR =15,01 juta

= 0,293 atau 29,3 %15,01 juta

Hasil perhitungan karakteristik daerah tangkapan Waduk Kedung Ombo direkapitulasi pada Tabel 6.

Gambar 5. Peta Erosi Lahan dan TBE di DTH Waduk Kedung Ombo

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

37

Tabel 6. Rekapitulasi karakteristik DTH Waduk Kedung OmboParameter Nilai Satuan

Luas, A 598,04 km2

Panjang basin, L 72,69 kmRelief basin, Rb 3074 mSlope sungai utama, SLP 3,59 %Bifurcation ratio, Br 5,3 -Runoff tahunan, Qws 121 cmIndeks SCS Curve Number, CN 77,6 -Gully density, Rc 0,61 km/km2

Drainage density, Dd 2,38 km/km2

Persentase hutan, FL 0 %Persentase sawah, FW 31,12 %

Hasil perhitungan karakteristik daerah tangkapan hujan Waduk Kedung Ombo digunakan untuk menghitung besarnya nilai SDR perkiraan. Rekapitulasi hasil perhitungan SDR perkiraan menggunakan persamaan dari literatur disajikan pada Tabel 7.

Tabel 7. Rekapitulasi SDR PerkiraanNo Pengarang SDR Prediksi SDR Aktual % Error1 Maner (1962) 0,251 0,293 14%2 Renfro (1975) 0,251 0,293 14%3 Williams (1977) 0,229 0,293 22%4 Vanoni (1975) 0,213 0,293 27%5 Rohl (1962) 0,172 0,293 41%6 Williams & Berndt (1972) 0,164 0,293 44%7 Mou & Meng (1980) 0,452 0,293 54%8 Auerswald (1992) 0,110 0,293 63%9 Williams (1977) 0,482 0,293 65%10 Boyce (1975) 0,080 0,293 73%11 Mutchler & Bowie (1975 0,013 0,293 96%12 Maner (1958)) 0,615 0,293 110%13 Renfro (1975) 0,641 0,293 119%14 Suripin (2002) 0,654 0,293 123%

Sumber utama hasil sedimen di DTH Waduk Kedung Ombo dihitung dengan membagi DTH Waduk Kedung Ombo menjadi beberapa subdas. DTH Waduk Kedung Ombo dibagi menjadi 12 subdas (Gambar 6). Hasil perhitungan erosi lahan masing-masing subdas dapat dilihat pada Tabel 8. Karakteristik masing-masing subdas di DTH Waduk Kedung Ombo disajikan pada Tabel 9. Nilai karakteristik masing-masing subdas digunakan untuk menghitung nilai SDR perkiraan menggunakan persamaan 12 seperti terlihat pada Tabel 10.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

38

Tabel 8. Laju Erosi Lahan Subdas di DTH Waduk Kedung Ombo

Nama SubDAS Luas Erosi LahanHa % Ton/ha/th mm/th

Klampok 1179 1,97 82,86 5,11Kliyong 1532 2,56 117,21 7,24Karangboyo 5751 9,62 185,74 11,47Braholo 8434 14,10 193,25 11,93Gading 10038 16,78 314,17 19,39Kedungkancil 10757 17,99 95,73 5,91Tengah 1525 2,55 118,03 7,29Sambas 938 1,57 102,85 6,35Gebang 2120 3,55 94,22 5,82Mugur 1279 2,14 85,82 5,30Nganji 1296 2,17 52,11 3,22Kedunggoro 1098 1,84 232,91 14,38

Tabel 9. Karakteristik Subdas di DTH Waduk Kedung Ombo

Nama Sub DAS Parameter Ratio Relief PanjangA (ha) Rb (m) L (km) CN

Klampok 1.179 154 10,45 79,07 14,70Kliyong 1.532 175 10,41 77,06 16,81Karangboyo 5.751 550 26,71 77,44 20,59Braholo 8.434 500 38,26 75,59 13,07Gading 10.038 2.775 29,73 70,74 93,32Kedungkancil 10.757 238 25,16 72,88 9,44Tengah 1.525 100 7,84 78,31 12,76Sambas 938 100 4,68 76,43 21,36Gebang 2.120 513 11,22 65,02 45,69Mugur 1.279 325 7,72 66,04 42,09Nganji 1.296 100 7,12 73,49 14,04Kedunggoro 1.098 238 8,77 81,76 27,08

Tabel 10. Rekapitulasi SDR Perkiraan Subdas di DTH Waduk Kedung Ombo

Nama SubDAS SDR Prediksi Hasil SedimenTon/ha/th mm/th juta m3/th

Klampok 0,448 37,16 5,11 0,03Kliyong 0,386 45,20 7,24 0,04Karangboyo 0,322 59,89 11,47 0,21Braholo 0,216 41,79 11,93 0,22Gading 0,310 97,37 19,39 0,60Kedungkancil 0,147 14,04 5,91 0,09Tengah 0,379 44,77 7,29 0,04Sambas 0,450 46,30 6,35 0,03Gebang 0,203 19,13 5,82 0,03Mugur 0,240 20,58 5,30 0,02Nganji 0,285 14,83 3,22 0,01Kedunggoro 0,700 163,12 14,38 0,11

Jumlah 1,43

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

39

Gambar 6. Peta Sub Das Daerah Tangkapan Waduk Kedung Ombo

PEMBAHASAN

Total potensi erosi lahan yang terjadi diperoleh berdasarkan hasil perhitungan erosi lahan (Tabel 4) adalah sebesar 9,53 mm/tahun atau 5,69 juta m3/tahun. Erosi ≥ 1,00 mm/bulan terjadi pada bulan Januari, Februari, Maret, November dan Desember. Hal ini terjadi disebabkan oleh curah hujan yang cukup besar yaitu ≥ 270 mm/bulan.

Batas toleransi erosi menurut Arsyad (1989) untuk tanah dengan permeabilitas lambat adalah 1,6 mm/tahun dan untuk tanah dengan permeabilitas sedang adalah 2,0 mm/tahun. Dengan demikian tingkat bahaya erosi di DTH Waduk Kedung Ombo sudah melebihi batas toleransi, sehingga pengendalian erosi harus dilakukan terutama untuk lahan dengan kategori berat dan sangat berat.

Nilai SDR aktual diperoleh sebesar 0,293, artinya bahwa volume sedimen yang masuk ke outlet (Waduk Kedung Ombo) sebesar 29,3% dari volume erosi yang terjadi di daerah tangkapannya.

Hasil perhitungan SDR aktual dan SDR perkiraan menunjukkan nilai persentase perbedaan antara SDR aktual dan SDR perkiraan. Tabel 7 menunjukkan nilai persen perbedaan berkisar antara 14% hingga 123%. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh perbedaan faktor karakteristik daerah tangkapan hujan di lokasi penelitian.

Pemilihan persamaan SDR perkiraan berdasarkan kriteria berikut : a. persamaan memiliki persentase perbedaan paling kecil terhadap SDR aktual.b. diutamakan persamaan yang menggunakan lebih dari satu parameter.c. diutamakan persamaan yang menggunakan parameter yang tidak konstan d. diutamakan persamaan yang memiliki kemiripan parameter dengan lokasi

penelitian.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

40

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa Persamaan 12 merupakan persamaan SDR perkiraan yang paling sesuai untuk DTH Waduk Kedung Ombo. Persamaan 12 memiliki 3 (tiga) parameter utama yang mempengaruhi besarnya nilai SDR yaitu luas DAS, ratio relief-panjang basin dan indeks CN. Indeks CN memiliki pengaruh yang paling besar bila dibandingkan dengan parameter yang lain.

Tabel 10 menunjukkan total hasil sedimen prediksi adalah sebesar 1,43 juta m3/tahun. Hasil sedimen prediksi dalam kurun waktu 9 (sembilan) tahun diperoleh sebesar 12,86 juta m3. Hasil sedimen aktual sebesar 15,01 juta m3, sehingga terdapat perbedaan sebesar 14%. Nilai perbedaan ini lebih kecil bila dibandingkan dengan hasil perhitungan 1 (satu) DAS yaitu sebesar 22%.

Tabel 8 menunjukkan erosi terbesar terjadi di Subdas Gading. Penyebab utama besarnya laju erosi ini adalah kemiringan lereng yang cukup terjal. Penyebab lain erosi di Subdas Gading adalah penggunaan lahan. Metode pengendalian erosi yang sesuai untuk Subdas Gading meliputi tanaman penutup tanah secara terus-menerus, pertanaman berganda, penghutanan kembali, pembuatan terras dan saluran pembuang air.

Tabel 10 menunjukkan hasil sedimen terbesar berasal dari Subdas Gading. Hal ini disebabkan oleh tingginya ratio relief dan panjang basin di Subdas Gading. Faktor lain yang mempengaruhi hasil sedimen adalah CN. Faktor CN dipengaruhi oleh jenis tanah dan penggunaan lahan. Metode pengendalian sedimen yang sesuai untuk Subdas Gading meliputi pembuatan check dam, balong, dan rorak.

KESIMPULAN

1. Laju erosi lahan yang terjadi di DTH Waduk Kedung Ombo adalah sebesar 9,53 mm/tahun atau 5,69 juta m3/tahun. Laju erosi tersebut telah melebihi batas toleransi.

2. Nilai SDR aktual di DTH Waduk Kedung Ombo diperoleh sebesar 0,293 atau 29,3%, sedangkan nilai SDR prediksi bervariasi antara 0,013 hingga 0,654.

3. Persamaan SDR perkiraan yang sesuai untuk DTH Waduk Kedung Ombo adalah Persamaan 12. Pemilihan persamaan ini berdasarkan kedekatan nilai SDR, variasi dan jenis parameter yang digunakan.

4. Laju erosi lahan terbesar berasal dari Subdas Gading yaitu sebesar 314,17 ton/ha/th atau 19,39 mm/th. Hasil sedimen terbesar berasal dari Subdas Gading yaitu sebesar 0,60 juta m3/tahun. Penyebab utama besarnya hasil sedimen di Subdas Gading adalah ratio relief-panjang basin yaitu sebesar 93,32.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

41

SARAN

1. Upaya-upaya pengendalian erosi lahan di DTW Kedung Ombo perlu dilakukan terutama pada area yang memiliki potensi erosi besar dan sangat besar.

2. Ratio nisbah pengangkutan sedimen yang cukup tinggi membuktikan bahwa telah terjadi kerusakan di DTH Waduk Kedung Ombo. Berbagai upaya perlu dilakukan untuk menurunkan nilai SDR.

3. Alternatif metode prediksi hasil sedimen yang masuk ke Waduk Kedung Ombo dapat menggunakan Persamaan 12. Namun demikian memodifikasi atau membuat rumus baru akan memberikan hasil yang lebih akurat.

4. Metode perhitungan erosi lahan sebaiknya membagi DAS menjadi beberapa subdas. Prioritas penanggulangan erosi lahan sebaiknya dimulai dari subdas yang menghasilkan hasil sedimen tertinggi yaitu Subdas Gading.

REFERENSI

Arsyad, S., 1989, Konservasi Tanah dan Air, IPB, Bogor.Asdak, C., 2010, Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Cetakan

Kelima, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.Caturbina Guna Persada, 2012, Inspeksi Besar Waduk Kedungombo, Balai Besar

Wilayah Sungai Pemali Juana, Semarang.Maou dan Meng, Sediment Delivery Ratio As Used In The Computation of Watershed

Sediment Yield, http://www.hydrologynz.org.nz/downloads/ JoHNZ_1981_v20_1_Jinze.pdf, diakses November 2013.

Ouyang, D. Dan J. Bartholic, 1997, Predicting Sediment Delivery Ratio in Saginaw Bay Watershed, http://35.8.121.139/~ouyangda/sdr/sag-sdr.htm, diakses Juni 2013.

Pusat Studi Ilmu Teknik UGM, 2003, Study Optimalisasi Pola Ekploitasi dan Pemutakhiran Data Kapasitas Waduk Kedung Ombo dengan Pengukuran Echo Sounding, PPSAJ Jratunseluna Semarang.

Suripin, 2002, Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air, Penerbit Andi Yogyakarta.Walling, D.E., 1983. The Sediment Delivery Problem, http://www.wou.edu/las/

physci/taylor/g473/refs/walling_1983.pdf, diakses Juli 2013.William, J.R., 1977, Sediment Delivery Ratios Determined with Sediment and

Runoff Models, http://itia.ntua.gr/hsj/redbooks/122/iahs_122_0168.pdf, diakses November 2013.

42

RENCANA AKSI DALAM PENGANGGULANGAN RISIKO BENCANA KEKERINGAN DI INDONESIA

Sri Astiti*, Sutarja, dan Norken

Pusat Studi Bencana, Universitas Udayana, Jln. PB. Sudirman Denpasar-Bali

*wayansriastiti@yahoo.co.id

Intisari

Indonesia sebagai negara kepulauan memiliki variablitas iklim yang sangat tinggi baik berdasarkan waktu maupun tempat.Variabiltas yang tinggi tersebut bisa mengakibatkan bencana diantaranya adalah kekeringan yang amat luas, kompleks, dan juga rentang waktu yang panjang setelah berakhirnya kekeringan. Melalui kajian yang telah dilakukan di seluruh Indonesia diperoleh 10 provinsi yang memiliki resiko kekeringan yang sangat tinggi. Kesepuluh provinsi tersebut adalah: Jawa Barat, Jawa Timur, Banten, Sumatra Utara, Nusa Tenggara Barat, Kalimantan Selatan, Aceh, Lampung, Jambi, dan Daerah Istimewa Jogyakarta.Oleh karena itu sangat penting dilakukan kajianyang mendalamtentang rencana aksi dalam penanggulangan resiko kekeringan yang terjadi di Indonesia. Kajian ini menggunakan metode deskriptif – kualitatif. Data dan informasi diperoleh dari Badan Nasional Penanggulangan Bencana, kunjungan langsung ke lapangan dengan melakukan observasi dan berdasarkan studi literature. Melalui hasil kajian dari 10 provinsi yang memiliki resiko kekeringan tersebut, diperoleh program rencana aksi yang relevan untuk menanggulangi resiko kekeringan meliputi: (1)Pemutahiran peta potensi, bencana, dan resiko kekeringan, tersedianya peta potensi, bencana dan resiko kekeringan yang akurat di setiap kabupaten di seluruh Indonesia. (2) Program Pencegahan, dengan tersusunnya rencana penanggulangan bencana dari tingkat pusat sampai tingkat daerah secara terpadu(3) Program Pengalihan Risiko, terjaminnya kemanan dan kenyamanan petani yang terkena bencana kekeringan (4) Program Mitigasi, pengenalan dan pemantauan resiko bencana kekeringan, (5) Program Kesiapsiagaan, peningkatan kapasitas informasi dini tentang akan terjadi bencana kekeringan (6) Peringatan dini bencana kekeringan kepada masyarakat, menyebarluaskan informasi peringatan dini bencana kekeringan kepada masyarakat dan penyusuanan kalender tanam terpadu,. (7) Program Tanggap Darurat, peningkatan kapasitas tanggap daruratdan (8) Program Pemulihan, pengkajian kerusakan/kerugian.

Kata Kunci: Rencana, penanggulan, resiko, bencana, kekeringan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

43

PENDAHULUAN

Indonesia merupakan negara kepulauan yang dilalui oleh garis katulistiwa serta terletak diantara dua benua dan dua samudera. Kondisi tersebut menyebabkan negara kepulauan Indonesia memliki variablitas iklim yang sangat tinggi baik berdasarkan waktu maupun tempat. Variabiltas yang tinggi tersebut bisa mengakibatkan bencana diantaranya adalah kekeringan menimbulkan kerugian material dan non-material senilai triliunan rupiah serta mengancam produksi tanaman pangan yang merupakan mata pencaharian sebagian besar penduduk Indonesia.

Kekeringan tidak memiliki definisi universal karena standar tingkat kekeringan yang berbeda-beda dari setiap bidang ilmu (Dracup, 1991). Akan tetapi secara umum kekeringan adalah periode masa kering yang lebih lama dari kondisi normal dan menyebabkan ketersediaan air yang jauh di bawah kebutuhan air (Nagarajan, 2009). Kekeringan dapat diklasifikasikan berdasarkan karakteristik dan dampak yang ditimbulkan. Terdapat empat kategori kekeringan, yaitu kekeringan meteorologis, kekeringan pertanian, kekeringan hidrologi, dan kekeringan sosial-ekonomi (Boken, 2005; Nagarajan, 2009; Wang et al., 2011). Kekeringan meteorologis berkaitan dengan tingkat curah hujan di bawah normal dalam satu musim dimana kekeringan meteorologis merupakan indikasi pertama adanya kekeringan (Bappenas, 2003). Disisi lain, kekeringan hidrologi dan pertanian merupakan manifestasi fisik dari kekeringan meteorologis (Boken, 2005).

Kekeringan merupakan salah satu problem yang sangat serius di Indonesia. Penyebab kekeringan adalah menurunnya curah hujan pada periode yang lama yang disebabkan oleh interaksi atmosfer dan laut serta akibat ketidakteraturan suhu permukaan laut yang terjadi di Indonesia dan sekitarnya, diantaranya adalah fenomena El Nino, positif IOD (Indian Ocean Dipole), dan siklus monsun. Menurut Irawan (2003), kekeringan di Indonesia biasanya berhubungan dengan kejadian anomali iklim seperti El Nino dan positif IOD. Dari 43 kejadian kekeringan di Indonesia antara tahun 1884 – 1998, hanya 6 kejadian kekeringan yang tidak berhubungan dengan fenomena El Nino yang terjadi di Samudera Pasifik. Menurut laporan Field et al. (2009), D’Arrigo and Smerdon (2008), dan D’Arrigo and Wilson (2008), kekeringan di Indonesia juga dipengaruhi oleh positif IOD yang merupakan fenomena iklim regional di Samudera Hindia. Kekeringan di Indonesia memiliki dampak serius terhadap sektor pertanian seperti terbatasnya air irigasi, berkurangnya areal tanam, berkurangnya produktivitas lahan, berkurangnya produksi tanaman, serta berkurangnya pendapatan petani.

Hasil analisis As-syakur et al. (2013) mengenai pola spasial hubungan antara curah hujan dengan ENSO dan IOD menunjukan bahwa kedua fenomena tersebut mempengaruhi fluktuasi hujan selama musim monsun JJA (Juni-Juli-Agustus) dan SON (September-Oktober-November). Sedangkan saat musim monsun DJF (Desember-Januari-Februari) dan MAM (Maret-April-Mei) pengaruh kedua fenomena tersebut tidak jelas khusunya di dalam wilayah Indonesia. Secara spasial temporal terlihat bahwa ada pergerakan dinamis hubungan ENSO dan IOD dengan curah hujan di Indonesia dimana permulaan pengaruh ENSO dan IOD terjadi pada

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

44

masa JJA di wilayah barat daya Indonesia dan berakhir pada masa DJF di wilayah timur laut Indonesia.

Kekeringan dapat menimbulkan dampak yang amat luas, kompleks, dan juga rentang waktu yang panjang setelah berakhirnya kekeringan. Dampak yang luas dan berlangsung lama tersebut disebabkan karena air merupakan kebutuhan pokok dan vital seluruh mahluk hidup yang tidak dapat digantikan dengan sumberdaya lainnya. Untuk dapat mengintegrasikan seluruh stekholder yang ada di Indonesia, perlu adanya suatu rencana aksi dalam bentuk pemilahan prioritas kawasan yang memiliki ancaman kekeringan paling tinggi di Indonesia sehingga program-program bisa dimunculkan dan rencana anggara biaya juga dapat diketahui sehingga memudahkan pengambilan keputusan dalam tingkat struktural yang jelas antar semua pihak. Adapun tujuan dari kajian ini adalah untuk menyusun rencana aksi dalam menanggulangi risiko bencana kekeringan di Indonesia. Hal ini penting dilakukan untuk (1) Menyusun pilihan tindakan yang perlu mendapat perhatian utama, berikut program kegiatan, fokus prioritas dan anggaran indikatif yang diperlukan; dan (2) Memberikan acuan kepada kementerian dan lembaga pemerintah, dan seluruh pemangku kepentingan penanggulangan bencana di Indonesia agar dapat melaksanakan penanggulangan bencana secara terencana, terpadu, terkoordinasi dan menyeluruh.

MATERI DAN METODE

Kajian ini menggunakan metode deskriptif–kualitatif yang menekankan pada penggambaran dan pemahaman fenomena yang kompleks pada hubungan antar faktor yang berpengaruh terhadap bencana kekeringan. Data dan informasi diperoleh dari Badan Nasional Penanggulangan Bencana dan berdasarkan studi literatur sehingga dapat saling menutupi kelemahan dan melengkapi data/informasi yang dibutuhkan serta menangkap realitas masalah menjadi lebih diandalkan. Studi literatur dilakukan untuk mengetahui kesimpulan dan aksi yang telah dilakukan (Sitorus, 1989; Nazir, 1999 dalam Maarif, 2011). Beberapa studi literatur dilakukan guna mengkaji beberapa metode atau pengalaman di berbagai daerah yang telah berhasil dilakukan dalam mengatasi kekeringan.

Untuk melengkapi data kajian juga dilakukan ground chek ke sepuluh provinsi prioritas dengan mewawancari ketua Badan Penanggulanan Bencana Daerah (BPBD) dan diskusi dengan perguruan tinggi negeri setempat. Pengalaman tersebut digunakan sebagai lesson learnt untuk diadopsi sebagai alternatif dalam kajian akademis master plan bencana kekeringan di Indonesia.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Prioritas bencana kekeringan dibuat berdasarkan analisis matrik tingkat risiko dan kecendrungan risiko. Sedangkan tingkat risiko diproleh dari tingkat keterpaparan dan tingkat kapasitas. Tingkat kapasitas diasumsikan sedang, karena adanya lembaga BPBD disetiap propinsi dan Peraturan Pemerintah. Dari seluruh propinsi yang ada di Indonesia diproleh 10 Propinsi yang prioritas untuk ditanggulangi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

45

bencana kekeringannya secara berurutan sesuai dengan sekala prioritas yakni: Jawa Barat, Jawa Timur, Banten, Sumatra Utara, Nusa Tenggara Barat, Kalimantan Selatan, Aceh, Lampung, Jambi, dan Daerah Istimewa Jogyakart, seperti Gambar 1.

3 Tinggi2 Sedang1 Rendah

Gambar 1. Peta Prioritas Bencana Kekeringan Per Provinsi

Luas wilayah ancaman dan jumlah jiwa terpapar setiap Propinsi prioritas yang dirangkum dari setiap Kabupaten dari Propinsi masing-masing dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Luas Ancaman dan Jiwa Terpapar pada daerah Prioritas per ProvinsiNo. Provinsi Luas Ancaman Jiwa Terpapar1 Jawa Barat 375,557 16,460,4752 Jawa Timur 180,932 7,864,0553 Banten 79,537 3,531,5174 Sumatera Utara 24,206 2,469,0545 Nusa Tenggara Barat 22,419 599,0406 D.I. Yogyakarta 3,217 502,9077 Kalimantan Selatan 8,092 498,4328 Jambi 4,694 271,1969 Lampung 5,218 266,41510 Aceh 5,719 148,820

Total 709,591 32,611,911

Strategi Penanggulangan Bencana KekeringanHasil Kajian menghasilkan tujuh strategi penanggulangan bencana kekeringan, yaitu :

1. Penerapan dan penegakan peraturan perundang-undangan terkait bencana kekeringan;

2. Optimalisasi tata guna lahan spesifik wilayah dan berbasis risiko bencana;3. Pemanfaatan teknologi terbaru yang efektif dan efisien untuk mengelola

segala sumber air; 4. Mengalokasikan anggaran yang lebih rasional untuk setiap tahapan

penyelenggaraan penanggulangan bencana mulai dari pencegahan, mitigasi, kesiapsiagaan, tanggap darurat hingga pemulihan;

5. Mengembangkan kapasitas dan tata kelola kelembagaan penanggulangan bencana;

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

46

6. Pemanfaatan kearifan lokal dalam pengelolaan sumber daya air;7. Peningkatan partisipasi dunia usaha;

Program Prioritas Penanggulangan Bencana KekeringanUntuk penanggulangan bencana kekeringan, perlu dilakukan berbagai program prioritas sehingga penanggulangan bencana kekeringan menjadi lebih terarah dan terpadu. Adapun program-program yang dilakukan adalah:

1. Pemutahkiran peta potensi bencana dan risiko kekeringanProgram ini untuk menyamakan persepsi yang berkaitan dengan definisi kekeringan untuk dituangkan dalam peta kekeringan yang mudah dipahami oleh semua pihak. Tujuannya membentuk bahasa yang sama dalam memandang kekeringan ini dijadikan dasar sebagai suatu bencana.

2. Program PencegahanProgram pencegahan dimaksudkan untuk mendeteksi sedini mungkin potensi bencana kekeringan dan berupaya menghindarkan masyarakat dari bencana tersebut. Program pencegahan dapat dilakukan melalui beberapa kegiatan utama seperti :a. Sinkronisasi regulasi penanggulangan bencana kekeringanb. Perencanaan penanggulangan kekeringan secara tepat, menyeluruh dan

terpadu

3. Program Pengalihan RisikoProgram pengalihan risiko bencana kekeringan merupakan upaya untuk memindahkan risiko masyarakat kepada pihak ketiga dan upaya untuk menghindarkan masyarakat dari paparan bencana kekeringan. Beberapa kegiatan utama yang dapat dilakukan untuk mengalihkan bencana kekeringan adalah sebagai berikut :

a. Perlindungan bagi petani melalui Asuransi Pertanianb. Relokasi masyarakat

4. Program MitigasiMitigasi atau sering juga disebut dengan pengurangan risiko secara prinsip dapat dilakukan dengan 2 (dua) sistem yaitu mitigasi struktural dan mitigasi non struktural. Mitigasi struktural dapat dilakukan melalui beberapa kegiatan utama seperti :a. Pengamanan dan konservasi kawasan hulu dan DASb. Optimalisasi pemanfaatan air permukaan c. Pembangunan bangunan pengelola air

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

47

Sedangkan mitigasi non struktural dapat dilakukan melalui kegiatan :d. Perlindungan daerah resapan aire. Penelitian tentang sumber dan cadangan air

5. Program Kesiapsiagaan dan Peringatan diniProgram Kesiapsiagaan dan peringatan dini bencana kekeringan dilakukan pada masa sesaat sebelum terjadi bencana. Pada phase ini informasi dan data yang akurat merupakan kebutuhan mutlak bagi penyelenggara penanggulangan bencana kekeringan. Untuk itu perlu dilakukan beberapa kegiatan utama meliputi :a. Pendidikan dan Pelatihanb. Penyebarluasan informasi kekeringan

6. Peringatan dini bencana kekeringan kepada masyarakatProgram ini merupakan upaya untuk menyebarluaskan informasi akan terjadinya potensi kekeringan dalam suatu kalender musim. Tujuannya agar masyarakat terkait yang mempunyai pengaruh terhadap kejadian ini melakukan upaya ketahanan mandiri melalui pola terstruktur untuk meminimalkan pengaruhnya.

7. Program Tanggap DaruratProgram tanggap darurat dilaksanakan sesaat setelah bencana kekeringan terjadi dan dipastikan menimbulkan dampak signifikan terhadap kehidupan manusia dan lingkungan sekitarnya. Untuk merespon keadaan tersebut maka dilakukan kegiatan utama yaitu pemenuhan kebutuhan dasar masyarakat terdampak bencana.

8. Program PemulihanProgram pemulihan dilaksanakan setelah phase tanggap darurat selesai. Program pemulihan tersebut meliputi kegiatan utama berupa penanganan situasi dan kondisi daerah bencana menjadi lebih baik dari keadaan sebelum terjadi bencana kekeringan.

Rencana Aksi Penanggulangan Bencana KekeringanRencana aksi ini merupakan penjabaran dari hasil ground chek dan wawancara dengan nara sumber di Daerah yang telah dikerjakan di daerah masing masing Provinsi. Rincian kegiatan rencana aksi tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

48

Tabel 2. Program Prioritas Kegiatan, Sasaran dan Keterlibatan dalam Penanggulangan Bencana Kekeringan

No Program Kegiatan Sasaran Instansi Penanggung Jawab

1 Pemutahiran peta potensi, bencana, dan risiko kekeringan

Pemutahiran peta potensi, bencana dan risiko kekeringan yang telah ada

Tersedianya peta potensi, bencana dan risiko kekeringan yang akurat di setiap kabupaten di seluruh Indonesia

Perguruan tinggi, BMKG, BNPB

Uji akurasi dan verifikasi peta potensi, bencana dan risiko kekeringanPenyebarluasan peta potensi, bencana dan risiko kekeringan ke seluruh kabupaten di seluruh Indonesua

2 Program Pencegahan

Sinkronisasi regulasi penanggulangan bencana kekeringan

Terkoordinasinya rencana dan kebijakan secara lintas sektoral

BNPB, BMKG, Kementrian PU, Kementerian Hukum dan HAM, Kementerian Kehutanan,

Perencanaan penanggulangan kekeringan secara tepat, menyeluruh, dan terpadu

Tersusunnya rencana penanggulangan bencana dari tingkat pusat sampai tingkat daerah secara terpadu

Kementerian Pertanian dan Kehutanan,

BNPB, BPBD daerah3 Program

Pengalihan Risiko

Perlindungan bagi petani melalui Asuransi Pertanian

Terjaminnya kemanan dan kenyamanan petani yang terkena bencana kekeringan

Kementerian tenaga kerja dan Transmigrasi, Kementerian Koperasi dan UKM, Kementerian keuangan

BNPB, BPBDRelokasi masyarakat Masyarakat terhidar dari

wilayah bencanaKementerian Tenaga Kerja dan Transmigrasi, BNPB, BPBD, Pemda

4

Program Mitigasi

Pengenalan dan Pemantauan risiko bencana kekeringan

Peningkatan pengetahuan terhadap risiko bencana kekeringan

Kementerian Pertanian dan Kehutanan, Kementerian Pendidikan, kementerian Ristek, Kementerian Lingkungan Hidup, BMKG, BNPB

Pengamanan dan konservasi kawasan hulu dan DAS

Terbentuknya kawasan DAS lestari

Kementerian Kehutanan, Kementerian Lingkungan Hidup, Kementerian PU, Pemda

Optimalisasi pemanfaatan air permukaan

Efisiensi pemanfaatan air permukaan

Kementerian Pertanian, Kementerian PU. Kementerian Ristek

Perlindungan daerah resapan air Meningkatkan cadangan air pada daerah resapan air

Kementerian Kehutanan, Kementerian Lingkungan Hidup.

5 Program Kesiapsiagaan

Pendidikan dan Pelatihan Meningkatnya pengetahuan dan keterampilan dalam antisipasi bahaya kekeringan

Kementerian Pendidikan, BNPB/BPBD, BMKG, Pemda

Penyebarluasan informasi kekeringan Diketahuinya informasi bahaya kekeringan secara luas

Menkominfo, BMKG, Pemda

Peningkatan kapasitas informasi dini tentang akan terjadi bencana kekeringan

Meningkatnya kemampuan beradaptasi terhadap bencana kekeringan

Menkominfo, Kemenristek, Kementerian Pertanian, BMKG, BPBD, Deptan

6 Peringatan dini bencana kekeringan kepada masyarakat

Menyiapkan informasi waktu kekeringan setiap awal maret setiap tahun

Tersedianya informasi kekeringan sebelum kejadian terjadi bencana kekeringan

BMKG, BPBD, BNPB, Perguruan Tinggi, kementerian pertanian

Menyebarluaskan informasi peringatan dini bencana kekeringan kepada masyarakatPenyusunan kalender tanam terpadu

7 Program Tanggap Darurat

Peningkatan kapasitas tanggap darurat Tersedianya sarana dan prasarana tanggap darurat

Kementerian Sosial, Kementerian Keuangan, BNPB, BPBD, Pemda

8 Program Pemulihan

Pengkajian kerusakan/kerugian Diketahuinya kerusakan dan kerugian akibat bencana kekeringan

Kementerian Sosial, Kemenristek, Kementerian Keuangan, BNPB, Pemda

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

49

KESIMPULAN

Program rencana aksi yang relevan untuk penanggulan risiko bencana kekeringan di Indonesia meliputi: (1) Pemutahiran peta potensi, bencana, dan risiko kekeringan, tersedianya peta potensi, bencana dan risiko kekeringan yang akurat di setiap kabupaten di seluruh Indonesia. (2) Program Pencegahan, dengan tersusunnya rencana penanggulangan bencana dari tingkat pusat sampai tingkat daerah secara terpadu (3) Program Pengalihan Risiko, terjaminnya kemanan dan kenyamanan petani yang terkena bencana kekeringan (4) Program Mitigasi, pengenalan dan pemantauan risiko bencana kekeringan, (5) Program Kesiapsiagaan, peningkatan kapasitas informasi dini tentang akan terjadi bencana kekeringan (6) Peringatan dini bencana kekeringan kepada masyarakat, menyebarluaskan informasi peringatan dini bencana kekeringan kepada masyarakat dan penyusuanan kalender tanam terpadu,. (7) Program Tanggap Darurat, peningkatan kapasitas tanggap darurat dan (8) Program Pemulihan, pengkajian kerusakan/kerugian.

UCAPAN TERIMAK KASIH

Ucapan terimaksih yang sedalam dalamnya disampaikan kepada BNPB yang telah memberikan dana, BPBD dan perguruan tinggi yang memebrikan segala informasi yang diperlukan sehingga kajian ini bisa dilakukan sesuai dengan harapan. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada semua pihak yang telah membantu memberikan data, informasi, dukungan baik moril maupun materiil.

REFERENSI

As-syakur A.R., I.W.S. Adnyana, M.S. Mahendra, I.W. Arthana, I.N. Merit, I.W. Kasa, N.W. Ekayanti, I.W. Nuarsa and I.N. Sunarta. (2013) Observations of spatial relationships of rainfall response to ENSO and IOD over Indonesia using remote sensing data. International Journal of Climatology (In review).

Bappenas (2003) Pedoman Teknis Kekeringan. Badan Perencanaan dan Pembangunan Nasional, Jakarta.

Boken, V.K. (2005) Agricultural Drought and Its Monitoring and Prediction: Some Concepts. In Monitoring and Predicting Agricultural Drought: A Global Study. Vijendra K. Boken, Arthur P. Cracknell, and Ronald L. Heathcote (Ed.): sponsored by the World Meteorological Organization. Oxford University Press, New York-USA.

Bordi, I., S. Frigio, P. Parenti, A. Speranza, and A. Sutera. (2001) The Analysis of the Standardized Precipitation Index in the Mediterranean area: large-scale patterns. Annali Di Geofisica 44: 965 - 978.

D’Arrigoa R, Wilson R. (2008) El Niño and Indian Ocean influences on Indonesian drought: implications for forecasting rainfall and crop productivity. International Journal of Climatology 28: 611–616.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

50

Delbanco SF, Parker ML, McIntosh M, Kannel S, Hoff T, Stewart FH. (1998) Missed Opportunities: Teenagers and Emergency Contraception. Archives of Pediatrics and Adolescent Medicine 152: 727–733

Dracup, J.A. (1991) Drought monitoring. Stochastic Hydrology and Hydraulics 5: 261-266.

Field, R.D., G.R. van der Werf, and S.S.P. Shen, (2009) Human amplification of drought-induced biomass burning in Indonesia since 1960. Nature Geosci., 2, 185-188, doi:10.1038/NGEO443.

Ghulam, A., Z-L. Li, Q. Qin,and Q. Tong. (2007) Exploration of the spectral space based on vegetation index and albedo for surface drought estimation. Journal of Applied Remote Sensing 1: 1-12.

Henny, P.A., (2011) Kondisi dan Konsep Penanggulangan Bencana Kekeringan di Jawa Tengah, Seminar Nasional Mitigasi dan Ketahanan Bencana 26 Juli 2011, UNISSULA Semarang ISBN 978-602-8420-85-3

Irawan, B. (2003) Multilevel impact assessment and coping strategies against El Nino: case of food crops in Indonesia. CGPRT Centre Working Paper No. 75, Regional Co-ordination Centre for Research and Development of Coarse Grains, Pulses, Roots and Tuber Crops in the Humid Tropics of Asia and the Pacific: United Nations, 105 pp.

Kogan, F.N. (1997) Global Drought Watch from Space. Bulletin of the American Meteorological Society 78. 621–636.

51

INOVASI TEKNOLOGI KEAIRAN YANG BERKELANJUTAN PENGELOLAAN AIR HUJAN

LINGKUP RUMAH TANGGA

SusilawatiProgram Studi Teknik Sipil, Universitas Katolik Widya Mandira Kupang

srsusipi@yahoo.com atau sr.susi.dp@gmail.com

IntisariProvinsi kepulauan NTT mempunyai karakter iklim spesifik yang menyebabkan berbagai masalah terkait keairan. Hal ini berakibat pada kehidupan masyarakat, karena tidak terpenuhinya kebutuhan air. Berbagai upaya teknologi telah dilakukan, namun permasalahan belum teratasi, bahkan muncul fenomena baru dalam masyarakat yang semakin tergantung dari apa yang dikatakan proyek. Masyarakat semakin berorientasi proyek yang diterjemahkan sebagai adanya uang. Berakhirnya proyek, berarti upaya yang dilakukan berhenti/tidak berkelanjutan. Keprihatinan ini memicu pemikiran lebih lanjut untuk mengembangkan suatu inovasi teknologi keairan yang berkelanjutan dalam suatu pengelolaan air hujan untuk memenuhi kebutuhan air dalam skala rumah tangga. Prinsip dasar inovasi ini adalah: air hujan yang jatuh di pekarangan/sekitar rumah tinggal, dikelola secara baik dengan jalan menangkap/menjebak/menyimpan sehingga tidak akan pergi dari lingkungan sekitar, untuk dimanfaatkan saat diperlukan. Pengelolaan terdiri berbagai cara: air hujan yang jatuh pada atap dan pekarangan ditangkap/dijebak/disimpan untuk dimanfaatkan saat dibutuhkan; sedangkan kelebihan air hujan dikelola untuk ditangkap/disimpan agar bisa dimanfaatkan juga. Inovasi ini dikembangkan secara terpadu dengan keterlibatan aktif masyarakat yang ditopang suatu stimulan dari kepedulian pihak terkait. Implementasinya dilakukan oleh masyarakat dan untuk masyarakat, dalam lingkup nyata yaitu rumah tinggal, sehingga keberlanjutan sistem ini lebih dapat diandalkan. Pengembangan sistem diharapkan mampu mendongkrak kemandirian masyarakat dalam hal ketahanan pangandan peningkatan kesejahteraan.

Kata Kunci: inovasi teknologi keairan, pengelolaan air hujan, partisipasi masyarakat, ketahanan pangan, keberlanjutan.

PENDAHULUAN

Latar Belakang StudiNTT, merupakan suatu provinsi yang terdiri dari pulau-pulau dan mempunyai karakter iklim yang spesifik, menyebabkan berbagai masalah muncul terkait keairan. Hal ini berdampak pada kehidupan masyarakat, karena tidak terpenuhinya kebutuhan air, baik untuk kehidupan rumah tangga, maupun usaha pokok rumah tangga berupa pertanian. Dampak lebih lanjut adalah ketahanan pangan, kesehatan dan kesejahteraan masyarakat.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

52

Berbagai teknologi telah dilakukan, misalnya dengan mengembangkan sistem embung ataupun sumur bor dalam, namun permasalahan masih belumteratasi, bahkan muncul fenomena baru dalam masyarakat yang semakin tergantung dari apa yang dikatakan proyek. Masyarakat semakin kuat memiliki orientasi proyek yang diterjemahkan sebagai adanya uang, sehingga dengan berakhirnya proyek, maka bangunan ataupun upaya yang dilakukan terhenti dan tidak berkelanjutan,dan masyarakat tetap mengalami kehidupan yang di bawah garis sejahtera. Lebih buruk lagi keadaannya adalah mental masyarakat pun menjadi mental miskin atau di bawah garis sejahtera.Keprihatinan ini memicu pemikiran lebih lanjut untuk mengembangkan suatu inovasi teknologi keairan yang berkelanjutan dalam suatu pengelolaan air hujan untuk memenuhi kebutuhan air dalam lingkup rumah tangga yang diharapkan akan berkelanjutan.

Kajian PustakaKajian pustaka lebih ditekankan pada kajian tentang pengembangan sumber daya air yang diupayakan selama ini seperti pengembangan sistem embung yang merupakan teknologi panen air hujan, ataupun lainnya (Susilawati, 2011a, 2013). Kajian lainnya diarahkan pada inovasi teknologi keairan berupa pengelolaan air hujan untuk memenuhi kebutuhan air yang dapat berkelanjutan, dengan memperhatikan kearifan lokal maupun partisipasi masyarakat (Susilawati, 2011a, 2012).

Dari kajian tentang pengembangan sistem embung, beberapa kesimpulan dan saran yang dapat dicatat (Susilawati, 2011a, 2013) terkait dengan: kurang seimbangnya antara luasan daerah tangkapan hujan, kapasitas tampung embung dan layanan kebutuhan air embung; tidak adanya perlindungan lereng ataupun dinding tanah yang telah dikupas sehingga laju erosi alur dan proses sedimentasi ke kolam embung tak terkendali, maka perlu penerapan sistem rumput vetiver dalam perencanaan sebagai pelindung lereng dan erosi alur, agar ditindak lanjuti dalam kegiatan pelaksanaan; dan penentuan lokasi embung hendaknya sekecil mungkin mengganggu ekologi sistem, sehingga inovasi teknologi akan terjamin keberlanjutannya.

Inovasi teknologi keairan berupa pengelolaan air hujan untuk memenuhi kebutuhan air pada dasarnya memakai prinsip bahwa air hujan yang jatuh di pekarangan ataupun sekitar rumah tinggal, dikelola secara baik dengan jalan menangkap/menjebak/ menyimpan sehingga tidak akan pergi dari lingkungan sekitar tempat tinggal, untuk dimanfaatkan pada saat-saat diperlukan (Susilawati, 2014).

Upaya pengelolaan terdiri dari 4 aspek, yang dikembangkan secara terpadu dengan keterlibatan aktif dari masyarakat sendiri yaitu pemilik rumah tangga dan ditopang oleh suatu stimulan dari kepedulian pihak terkait:

1. Air hujan yang jatuh pada atap, ditangkap dalam suatu konstruksi selokan penyaring mengelilingi atap rumah, kemudian dialirkan dalam suatu kolam penampungan, untuk dapat dimanfaatkan sebagai ketersediaan air baku rumah tangga

2. Air hujan yang jatuh pada pekarangan, diarahkan menuju beberapa tangkapan sesuai dengan topografi lokasi rumah tinggal, untuk ditampung/disimpan dan dimanfaatkan sebagai ketersediaan air pertanian yang menjadi topangan hidup keluarga

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

53

3. Saat air hujan berlebih, dibuat suatu konstruksi drainase pertanian, yang dihubungkan dengan konstruksi kolam tampung air pertanian

4. Saat air hujan masih berlebih, dikembangkan tampungan konservasi yang meresapkan air ke dalam tanah sebagai imbuhan air tanah.

Masalah pokok pengelolaan air hujan untuk pertanian adalah (Susilawati, 2011b): 1. Bagaimana menangkap air hujan yang jatuh, meresapkannya ke dalam tanah

dan/atau menampungnya, mempergunakannya untuk pertanian waktu musim kering,

2. Mengeringkan kelebihan air dalam tanah waktu curah hujan tinggi, menampungnya, dan mempergunakannya untuk pertanian waktu musim kering.

Pengelolaan air hujan untuk pertanian dapat dilakukan dalam dua opsi: 1. Dalam konteks menjebak air hujan yang mengalir melalui alur-alur aliran/

drainase alam atau sungai musiman dengan sistem jebakan air berantai.

Gambar 1. Sistem jebakan air berantai untuk memenuhi kebutuhan air pertanian

2. Dalam skala rumah tangga, yaitu lahan dan rumah dari masyarakat dengan sistem kolam jebakan dan selokan penangkap air hujan. Air hujan yang jatuh pada atap rumah ditangkap konstruksi selokan filter yang dialirkan ke kolam tampungan air bersih. Begitu juga untuk air hujan yang jatuh di pekarangan akan diarahkan untuk dialirkan ke dalam kolam tampungan air pertanian yang dilapisi oleh geotextile.Kolam-kolamini menjadi potensi ketersediaan air untuk kebutuhan rumah tangga maupun kebutuhan pertanian (Gambar 2).

Gambar 2. Kolam tampung air hujan untuk pertanian

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

54

Saat intensitas hujan tinggi dengan durasi cukup lama, maka akan terjadi situasi waterlogging, yang perlu sistem drainase pada lahan pertanian agar tanah tidak jenuh air. Air drainase pertanian dialirkan kembali ke kolam tampungan air pertanian atau ke kolam konservasi (Gambar 3).

Gambar 3. Drainase dialirkan ke kolam konservasi/kolam tampung untuk irigasi

Demikianlah dapat dikelola air hujan yang jatuh pada sekitar rumah tinggal masyarakat secara optimal dan dimanfaatkan seefisien mungkin. Untuk memenuhi kebutuhan air bersih rumah tangga, dapat pula diatur dengan membangun kolam-kolam tampungan sekitar rumah tinggal secara terpisah antara kolam tampungan air bersih, kolam tampungan air pertanian, maupun kolam konservasi (Gambar 4).

Gambar 4. Pengeloaan air hujan - kolam tampung air pertanian - kolam tampung air bersih dan kolam konservasi

Kolam tampungan air bersih dikonstruksi terpadu dengan selokan penangkap air hujan yang dirancang sedemikian rupa sehingga selokan tersebut dapat berfungsi sebagai selokan untuk proses filterisasi maupun mineralisasi (Gambar 6).Proses filterisasi ini dengan memanfaatkan teknologi sederhana, yaitu mengisi selokan penangkap air hujan dengan baru koral, pasir, arang dan ijuk sebelum masuk ke dalam kolam penampung air bersih. Sedangkan proses mineralisasi terjadi ketika air mengalir diantara bebatuan dan permukaan tanah.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

55

Gambar 5. Proses pengelolaan air hujan ke kolam tampung air bersih

Keterpaduan sistem pengelolaan air hujan untuk memenuhi kebutuhan air ini dilakukan oleh masyarakat dan ditujukan untuk masyarakat, dalam lingkup nyata yaitu rumah tinggal keluarga, sehingga keberlanjutan dari sistem ini lebih dapat diandalkan. Pengembangan sistem ini diharapkan juga mampu mendongkrak kemandirian masyarakat dalam hal ketahanan pangan, sehingga akan mendongkrak pula posisi masyarakat dalam hal kesejahteraan.

Landasan TeoriProsedur yang digunakan dalam menyelesaikan masalah keairan untuk menemukan suatu inovasi teknologi keairan berkelanjutan digambarkan seperti dalam Gambar 6, yang dijelaskan sebagai berikut:

Gambar6. Prosedur landasan teori

1. Data hidroklimatologi merupakan data iklim bulanan, yang akan digunakan untuk menghitung/menganalisis evapotranspirasi potensial; dan data hujan harian untuk analisis hidrologi ketersediaan air maupun kebutuhan air pertanian. Data dikumpulkan dalam kurun waktu minimal 10 tahun.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

56

2. Data yang terkumpul sebelum digunakan untuk analisis lebih lanjut, diuji kelayakan dari data tersebut. Uji kelayakan data menggunakan program komputer DATSCR (Dahmen and Hall, 1996) meliputi: a. Pemeriksaan secara visual dari plot data seri b. Pemeriksaan adanya trendc. Pemeriksaan Stabilitas Variance dan Mean (Stationary)d. Pemeriksaan adanya Independensi

Untuk mengetahui adanya trend, digunakan metode Spearman’s Rank Correlation. Metode ini didasarkan pada Spearman’s Rank Correlation Coeffisient(Rsp). Untuk melakukan pemeriksaan stabilitas variance, sampel data dibagi dua atau tiga sama besar atau hampir sama besar. Distribusi dari rasio variance sampel data yang mengikuti distribusi normal dikenal sebagai distribusi F, yaitu distribusi Fisher. Walaupun sampel data tidak mengikuti distribusi normal, uji dengan distribusi F akan memberikan indikasi yang dapat dipertanggung jawabkan tentang stabilitas dari variance.

Untuk melakukan pemeriksaan independensi dari seri data digunakan serial-correlationcoefficient. Apabila seri data adalah acak sempurna, maka fungsi auto-correlation dari populasi akan sama dengan nol untuk semua lag kecuali nol. Untuk pemeriksaan independensi ini cukup dilakukan perhitungan dengan menggunakan serial-correlationcoefficient dengan lag 1, yaitu korelasi antara data pengamatan yang berdekatan dalam seri data.

3. Analisis ploting posisi dilakukan untuk mengestimasi data curah hujan yang ada dengan menghitung/mengeplotkan data pada grafik probabilitas dalam langkah-langkah sebagai berikut: a. Tabulasikan data curah hujan tahunan yang adab. Atur data dalam urutan nilai yang menurunc. Tabulasikan ploting posisi menurut: ......................... (1)

dengan N = jumlah data; m = nomor urut; Fa = ploting posisi Plot nilai pada kertas grafik log-normal

d. Pilih nilai tahunan untuk kemungkinan terlampaui 20 %, 50 % dan 80 % e. Nilai curah hujan bulanan untuk tahun kering dihitung dengan persamaan:

Pidry = Piav × Pdry .................................................................................. (2)Pav

dengan : Pidry = curah hujan rata-rata bulanan pada bulan i Piav = curah hujan bulanan dalam tahun kering pada bulan i Pdry = curah hujan rata-rata tahunan Pav = curah hujan tahunan pada 80 % kemungkinan terlampaui

Dengan cara yang sama dapat dihitung curah hujan bulanan untuk tahun normal (50%) dan tahun basah (20%)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

57

4. Analisis ketersediaan airdidapatkan setelah mengolah data hujan harian menjadi data hujan tahun basah, kering maupun normal. Pada prinsipnya, analisis ketersediaan air yang dilakukan adalah untuk menemukan potensi air hujan yang dapat ditangkap/dijebak ataupun dikelola untuk mendukung kebutuhan air rumah tangga maupun pertanian. Untuk skala lahan rumah tinggal, analisis ketersediaan air ini dihitung dengan metode rasional biasa, yaitu potensi volume air yang didapat (V) sama dengan luas area tangkapan hujan (A) dikalikan jumlah hujan (P) dikalikan lagi koefisien pengaliran (c).

V = c x P x A .............................................................................................. (2)

5. Analisis kebutuhan air untuk irigasi pertanian adalah selisih dari kebutuhan air untuk tanaman dan ketersediaan air curah hujan efektif yang besarnya adalah:

Ireq : ETcrop – Reff ........................................................................................ (3)

dengan: Ireq : kebutuhan air untuk irigasi pertanian Reff : curah hujan efektif ETcrop : kebutuhan air untuk tanaman

Besarnya curah hujan yang secara efektif dapat dimanfaatkan oleh tanaman dapat dihitung dengan berbagai metode, yaitu: fixedpercentage, dependable rain, empirical formula dan USDA Soil Conservation Service Method (FAO, 1989). Untuk metode persentase yang tetap, besarnya curah hujan efektif adalah:

Reff = α x R .................................................................................................. (4)

dengan: Reff : curah hujan efektif (mm) α : persentase curah hujan efektif (%) R : besarnya curah hujan (mm)

Dari persamaan 14, bila selisih harga adalah negatif, berarti besaran ini adalah kebutuhan air untuk drainase pertanian (D). Hal ini berarti bahwa curah hujan efektif lebih besar dari pada kebutuhan air untuk tanaman. Berarti pula bahwa kelengasan tanah sangat jenuh air, sehingga perlu dikeringkan agar tanaman tidak mati.

6. Analisis keseimbangan air – optimasi, dengan menggunakan program Microsoft Excel

7. Sistem operasional dan pemeliharaan dari inovasi teknologi ini dapat dilakukan oleh masyarakat sendiri secara sederhana dan tidak membutuhkan biaya yang besar.

8. Analisis keberlanjutan dari sistemdidasarkan pada biaya operasional maupun pemeliharaan yang perlu dikeluarkan oleh masyarakat. Dengan biaya yang sangat minimal dan terjangkau ini, maka keberlanjutan dari sistem lebih bisa diandalkan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

58

METODOLOGI STUDI

Metodologi studi dalam penelitian ini dijelaskan seperti dalam diagram alir Gambar 7, yang terdiri dari:

1. Studi Keadaan Awal, meliputi latar belakang dan permasalahan, yang memicu dikembangkannya inovasi teknologi keairan ini, dengan didasarkan pada kearifan lokal, partisipasi masyarakat dan keberlanjutan dari sistem.

2. Studi Pustaka, untuk menemukan konsep pikir dan landasan teori dari pengembangan inovasi teknologi keairan yang berkelanjutan.

3. Studi Simulasi, meliputi analisis dalam simulasi yang terdiri dari analisis hidrologi, ketersediaan-kebutuhan air, keseimbangan air. Studi simulasi ini diikuti dengan pembahasan dan diskusi yang akan lebih mempertajam analisis untuk menemukan hasil yang lebih baik.

4. Kesimpulan dan saran yang dapat dipetik dari studi penelitian ini.

Gambar 7. Diagram alir metodologi studi

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Hasil studi penelitian yang dituliskan dalam sub-bab ini berupa hasil analisis simulasi yang terdiri dari analisis ketersediaan air, kebutuhan air, dan keseimbangan air-optimasi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

59

Lokasi studi adalah tempat tinggal dari Kepala Desa Uitiuhtuan dari GPS (Gambar 8)

Gambar 8. Peta lokasi studi – rumah tinggal dan pekarangan Bpk. Samsu

Dari hasil survey GPS, dikoreksi dengan peta satelit Google Earth untuk mendapatkan lokasi yang lebih baik (Gambar 10)

Gambar 9. Peta satelit kompleks rumah Bpk. Samsu (Google Earth Pro)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

60

Luasan lahan yang ada ditunjukkan seperti dalam Tabel 1. berikut ini.

Tabel 1. Luasan lahan pertanianTabel 1. Luasan lahan pertanianLuas Keliling Satuan

padi 1 1,392 151 sq.meter/meterpadi 2 2,813 225 sq.meter/meterpadi 3 798 113 sq.meter/meterpadi 4 844 127 sq.meter/meterjagung 1 1,847 210 sq.meter/meterjagung 2 7,534 359 sq.meter/meterjagung 3 3,764 319 sq.meter/metersayur 570 105 sq.meter/metercabe 1 1,499 199 sq.meter/metercabe 2 1,036 152 sq.meter/meterbawang 1,299 191 sq.meter/meterTotal luas: 23,396.00 Tanam 14,037.60 60%Terbuka 9,358.40 40%

Keterangan

Pola tanam yang diterapkan ditunjukkan dalam Gambar 11, berikut ini:

Gambar 10. Pola tanam yang diterapkan untuk pertanian di lahan Bpk. Samsu

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

61

Analisis perhitungan ketersediaan-kebutuhan-neraca air dan dimensi kolam air bersih, kolam konservasi serta kolam air pertanian, ditunjukkan seperti dalam Tabel 2.

Tabel 2. Analisis ketersediaan-kebutuhan-neraca air dan kapasitas kolam tampungTabel 2. Analisa ketersediaan-kebutuhan-neraca air dan kapasitas kolam tampungLuas Keliling Satuan Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total

Data lokasi - data hujan - penguapanBatas rumah 381 85 sq.meter/meterBatas pekarangan 38,221 778 sq.meter/meterPiwet mm/bulan 463.23 483.02 301.87 105.13 22.97 9.62 7.54 1.53 4.08 24.27 124.96 329.79 1,878.03Pinor mm/bulan 356.33 371.55 232.21 80.87 17.67 7.40 5.80 1.17 3.14 18.67 96.12 253.69 1,444.64Pidry mm/bulan 304.07 317.06 198.15 69.01 15.08 6.32 4.95 1.00 2.68 15.93 82.03 216.48 1,232.76ETo mm/bulan 111.60 130.48 126.17 122.40 169.88 170.10 202.43 230.95 236.10 229.09 206.10 150.66 2,085.96

Air bersih rumah tangga:Ketersediaan air (wet) cubic meter 105.90 110.42 69.01 24.03 5.25 2.20 1.72 0.35 0.93 5.55 28.57 75.39 429.32Ketersediaan air (nor) cubic meter 81.46 84.94 53.08 18.49 4.04 1.69 1.33 0.27 0.72 4.27 21.97 57.99 330.24Ketersediaan air (dry) cubic meter 69.51 72.48 45.30 15.78 3.45 1.44 1.13 0.23 0.61 3.64 18.75 49.49 281.81

Kebutuhan air bersih: 6 orang 300 liter 9.30 8.40 9.30 9.00 9.30 9.00 9.30 9.30 9.00 9.30 9.00 9.30 109.50Kapasitas air perlu ditampung: cubic meter 100.40 164.48 200.47 207.25 201.40 193.84 185.67 176.60 168.21 162.56 0.00 40.19Kolam air bersih 2x3x2.5 15.00 cubic meter 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00Kolam konservasi 3x4x3 36.00 cubic meter 85.40 149.48 185.47 192.25 186.40 178.84 170.67 161.60 153.21 147.56 25.19

Air untuk pertanian:Ketersediaan air (wet) cubic meter 7,916.18 8,254.33 5,158.63 1,796.55 392.59 164.47 128.82 26.07 69.78 414.83 2,135.47 5,635.80 32,093.52Ketersediaan air (nor) cubic meter 6,089.37 6,349.49 3,968.18 1,381.96 301.99 126.52 99.09 20.05 53.67 319.10 1,642.67 4,335.23 24,687.32Ketersediaan air (dry) cubic meter 5,196.26 5,418.23 3,386.18 1,179.28 257.70 107.96 84.56 17.11 45.80 272.30 1,401.74 3,699.39 21,066.52

Kebutuhan air pertanian: 14,000 1.40 hectare Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov DecKebutuhan air (wet) Irr.req.(l/s/h) 0 0 0.22 0.45 0.3 0.74 0.23 0 1.66 0.58 0.03 0.00

cubic meter 0.00 0.00 824.95 1,632.96 1,124.93 2,685.31 862.44 0.00 6,023.81 2,174.86 108.86 0.00 15,438.12Kebutuhan air (nor) Irr.req.(l/s/h) 0.00 0.00 0.27 0.46 0.31 0.75 0.23 0.00 1.68 0.64 0.09 0.13

cubic meter 0.00 0.00 1,012.44 1,669.25 1,162.43 2,721.60 862.44 0.00 6,096.38 2,399.85 326.59 487.47 16,738.44Kebutuhan air (dry) Irr.req.(l/s/h) 0.00 0.00 0.27 0.46 0.31 0.75 0.23 0.00 1.69 0.64 0.10 0.10

cubic meter 0.00 0.00 1,012.44 1,669.25 1,162.43 2,721.60 862.44 0.00 6,132.67 2,399.85 362.88 374.98 16,698.53Kapasitas air perlu ditampung:

Ketersediaan air (wet) 7,916.18 8,254.33 5,158.63 1,796.55 392.59 164.47 128.82 26.07 69.78 414.83 2,135.47 5,635.80 32,093.52Ketersediaan air (nor) 6,089.37 6,349.49 3,968.18 1,381.96 301.99 126.52 99.09 20.05 53.67 319.10 1,642.67 4,335.23 24,687.32Ketersediaan air (dry) 5,196.26 5,418.23 3,386.18 1,179.28 257.70 107.96 84.56 17.11 45.80 272.30 1,401.74 3,699.39 21,066.52

Kebutuhan air (wet) 0.00 0.00 824.95 1,632.96 1,124.93 2,685.31 862.44 0.00 6,023.81 2,174.86 108.86 0.00 15,438.12Kebutuhan air (nor) 0.00 0.00 1,012.44 1,669.25 1,162.43 2,721.60 862.44 0.00 6,096.38 2,399.85 326.59 487.47 16,738.44Kebutuhan air (dry) 0.00 0.00 1,012.44 1,669.25 1,162.43 2,721.60 862.44 0.00 6,132.67 2,399.85 362.88 374.98 16,698.53

5,196.26 10,614.49 12,988.24 12,498.27 11,593.54 8,979.90 8,202.01 8,219.13 2,132.26 4.71 1,038.86 0.00Kolam air pertanian 1 20x40x5 4,000 cubic meterKolam air pertanian 2 20x40x6 4,000 cubic meterKolam air pertanian 3 25x40x7 5,000 cubic meter

Total 13,000 cubic meter

Keterangan

Dari tabel 2 dapat ditemukan dimensi dari kolam air bersih diambil: 2 x 3 x 2.5 = 15.00 m3 volume karena dari optimasi kapasitas kolam air bersih ditemukan bahwa dengan kapasitas volume 15 m3 sudah dapat memenuhi kebutuhan air bersih, bahkan air yang tertampung masih berlebihan, sehingga dibutuhkan kolam konservasi yang dibuat dengan dimensi 3 x 4 x 3 = 36.00 m3 volume. Untuk memenuhi kebutuhan air pertanian, dibutuhkan kapasitas tampung air pertanian sebesar 13.000 m3 volume. Maka dibuat 3 buah kolam dengan dimensi:

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanDari studi penelitian ini dapat ditarik kesimpulan bahwa: inovasi teknologi keairan berkelanjutan pengelolaan air huja lingkup rumah tangga dapat memenuhi kebutuhan air bersih rumah tangga dengan kapasitas kolam tampung air bersih sebesar 15 m3, maupun air pertanian dengan 3 kolam tampung air pertanian sejumlah 13,000 m3. Air hujan yang dapat ditampung masih berlebihan, sehingga diperlukan kolam konservasi sebesar 36 m3. Lahan yang ditanami dalam musim tanam pertama dan kedua sebesar 1.40 Ha, musim tanam ketiga sebesar 0.35 Ha, dengan tanaman padi ladang, jagung, kacang hijau, sayuran, bawang merah dan cabe, seperti ditunjukkan dalam pola tanam.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

62

RekomendasiSebagai rekomendasi yang perlu diperhatikan agar dapat dicapai suatu hasil yang lebih baik, adalah aspek-aspek terkait dengan: peletakan lokasi dari kolam tampung air, agar tepat di daerah cekungan, dan tidak terlalu jauh jaraknya dengan tempat yang memerlukan air tersebut.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada:

1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, yang telah memberikan dana Hibah Penelitian dengan SKIM Hibah Bersaing, sehingga mendukung pengembangan konsep pengelolaan air hujan untuk pertanian, terutama untuk pengembangan sumber daya air guna memenuhi kebutuhan air baku pada pulau-pulau kecil daerah kering Indonesia.

2. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Katolik Widya Mandira Kupang, yang telah memberikan dana Hibah Penelitian sehingga mendukung penulisan makalah ini.

REFERENSI

Dahmen and Hall, 1996. Engineering Hydrology, Lecture note of IHE-Delft, The Netherlands.

FAO – Land and Water Development division, 1989. Manual for Cropwat, Rome – Italy.

Susilawati, 2011a. Evaluasi Pengembangan Sistem Embung. Pengelolaan Air Hujan untuk Pertanian pada Pulau Kecil Daerah Kering Indonesia, halaman 69-84, Gita Kasih, Kupang.

Susilawati, 2011b. Kerangka Pikir. Pengelolaan Hujan untuk Pertanian pada Pulau Kecil Daerah Kering Indonesia, halaman 55-66, Gita Kasih, Kupang.

Susilawati, 2012. Bentuk dan Peran Kearifan Lokal untuk Mendukung Kemandirian Masyarakat Pulau Terpencil dalam Ketahanan Pangan. Prosiding PIT-HATHI 29.

Susilawati, 2013. Kajian Implementasi Inovasi Teknologi dalam Mengatasi Permasalahan Sumber Daya Air di NTT.Prosiding PIT-HATHI 30.

Susilawati, 2014. Inovasi Sistem Irigasi dan Drainase dalam Pengelolaan Air Hujan untuk Pertanian. Makalah dipresentasikan dalam Konferensi Nasional INACID di Palembang, 16-17 Mei 2014.

63

PENGARUH GEOMETRI PENAMPANG MELINTANG SALURAN TERHADAP KOEFISIEN KEKASARAN

MANNING UNTUK SALURAN PRISMATIK BERBAHAN POLYVINIL CHLORIDE

Mas Mera* dan Rico Dwi Buana Putra

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Andalas

*masmera@ft.unand.ac.id

Intisari

Koefisien kekasaran Manning sangat berpengaruh terhadap kapasitas saluran dalam mengalirkan debit aliran. Untuk itu, penelitian ini mempelajari pengaruh geometri penampang melintang saluran terhadap nilai koefisien kekasaran saluran dalam formula aliran seragam Manning, khususnya untuk talang berbahan PVC (PolyVinil Chloride) melalui model fisis di laboratorium. Talang yang digunakan ada tiga buah dengan panjang yang sama, yaitu 4 m. Dua di antaranya bergeometri setengah lingkaran (diameter 171 mm dan 135 mm), dan satu lagi bergeometri segi-empat (lebar 12 cm dan tinggi 10 cm). Debit aliran ditentukan dengan cara menampung aliran air pada hilir saluran menggunakan ember yang sudah diketahui volumenya, dan dicatat selang waktunya hingga ember penuh. Hal ini dilakukan sebanyak lima kali untuk mendapatkan debit aliran rata-rata untuk setiap variasi kemiringan saluran. Setelah itu, kedalaman aliran diukur di lima posisi yang berbeda tetapi masih di tengah-tengah aliran. Variasi kemiringan saluran dimulai dari 0,01 m / 4 m sampai 0,1 m / 4 m dengan pertambahan 0,01 m / 4 m. Percobaan ini menghasilkan nilai koefisien Manning yang bervariasi dari 0,006 sampai 0,012 untuk talang berdiameter 171 mm, dari 0,005 sampai 0,011 untuk talang berdiameter 135 mm, dan dari 0,013 sampai 0,026 untuk talang segi-empat. Penampang dengan geometri yang sama walau berbeda ukuran menghasilkan nilai koefisien yang ‘nyaris’ sama, tetapi dengan geometri yang berbeda menunjukkan bahwa penampang segi-empat menghasilkan nilai koefisien yang lebih besar. Untuk perencanaan saluran ke depan, pemilihan bentuk geometri seharusnya jadi pertimbangan.

Kata Kunci: koefisien kekasaran Manning, Talang air PVC, geometri saluran, kemiringan saluran

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

64

LATAR BELAKANG Menurut Chow (1973), koefisien kekasaran Manning saluran dipengaruhi oleh: kekasaran permukaan dinding dan dasar saluran; tanaman yang tumbuh dalam tubuh saluran; ketidak-teraturan saluran; trase saluran; pengendapan dan penggerusan yang terjadi di dasar saluran; hambatan seperti pilar jembatan dan balok sekat; taraf air dan debit. Tetapi Chow (1973) menegaskan bahwa belum ada bukti nyata bahwa ukuran dan bentuk saluran merupakan faktor penting yang mempengaruhi nilai koefisien kekasaran saluran (Mera, 2010). Koefisien kekasaran saluran dapat ditentukan dengan melakukan pemodelan secara fisis di laboratorium dan menggunakan formula aliran seragam Manning seperti yang dilakukan oleh Djajadi (2009), dan Mera dan Robi (2013).

Djajadi (2009), misalnya, menentukan beberapa koefisien kekasaran Manning untuk saluran prismatik berbentuk trapesium di laboratorium. Saluran tersebut terbuat dari batu-bata kemudian dilapisi dengan empat macam lapisan permukaan secara bergantian. Percobaan pertama, saluran diplaster dengan mortar semen saja, kemudian ditentukan koefisien kekasarannya. Percobaan kedua, saluran yang telah diplaster ditaburi dengan agregat halus. Percobaan ketiga dan keempat hampir sama dengan percobaan kedua tetapi ditaburi dengan agregat ukuran menengah untuk percobaan ketiga dan agregat ukuran lebih kasar untuk percobaan keempat. Dari keempat percobaan ini, Djajadi mendapatkan empat macam koefisien kekasaran, dimana satu jenis kekasaran mempunyai satu koefisien kekasaran Manning. Disamping itu, Djajadi juga melakukan percobaan dengan melakukan kombinasi (komposit) kekasaran antara dinding dan dasar saluran, yaitu dinding dan dasar saluran mempunyai kekasaran yang berbeda. Penentuan koefisien kekasaran komposit inilah yang menjadi fokus dari penelitian Dajadi. Kemiringan memanjang dasar saluran pada percobaan Djajadi dibuat tetap.

Mera dan Robi (2013) menentukan koefisien kekasaran talang primastik PVC berpenampang melintang segi-empat di laboratorium. Berbeda dengan Djajadi (2013), pada percobaan Mera dan Robi, kemiringan memanjang dasar saluran dibuat bervariasi sehingga diperoleh suatu rentang koefisien koefisien kekasaran Manning dari minimum ke maksimum. Kondisi aliran seragamnya juga bervariasi, mulai dari keadaan sub-kritis ke keadaan super-kritis.

Dingman (2009) malaporkan bahwa rumus Manning tersebut tidak diturunkan berdasarkan prinsip-prinsip mekanika fluida dan juga tidak berdasarkan analisis statistis yang teliti. Berdasarkan alasan-alasan ini, maka masih ada kemungkinan mencari faktor-faktor lain yang mempengaruh nilai koefisien kekasaran. Tujuan utama penelitian ini adalah melihat pengaruh geometri penampang melintang saluran terhadap koefisien kekasaran Manning pada saluran primastik khususnya berbahan PVC (PolyVinil Chloride). Tujuan khususnya adalah: (a) membuat model fisis di laboratorium yang terdiri dari penyangga saluran yang dapat diatur kemiringan salurannya, bak hulu dan hilir, reservoar, pompa, dan tiga buah saluran talang (lihat Gambar 1); (b) menentukan koefisien kekasaran saluran talang PVC yang mempunyai geometri setengah lingkaran (diameter 171 mm dan 135 mm) dan bergeometri segi-empat; dan (c) membandingkan hasil koefisien kekasaran yang diperoleh.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

65

Gambar 1. Model fisis di laboratorium

METODOLOGI STUDI

Peneliti sebelumnya (Djajadi, 2009; dan Mera dan Robi, 2013) lebih fokus pada penentuan koefisien kekasaran Manning saluran, baik untuk permukaan homogen maupun permukaan heterogen (komposit). Pada penelitian sekarang ini, lebih dititik-beratkan pada pengaruh bentuk (geometri) penampang dari bahan saluran yang sama terhadap koefisien kekasaran Manning saluran. Untuk itu, perlu terlebih dahulu menentukan nilai koefisien kekasaran Manning saluran, yaitu masing-masing untuk saluran setengah lingkaran berdiameter 171 mm, saluran setengah lingkaran berdiameter 135 mm, dan saluran segi-empat dengan lebar 12 cm. Ketiga saluran ini terbuat dari bahan yang sama, yaitu PVC. Cara penentuan koefisien kekasaran Manning saluran pada penelitian ini sama seperti yang dilakukan peneliti sebelumnya.

Seperti pada Gambar 1, sebuah model fisis dibuat di laboratorium yang dilengkapi dengan penyangga saluran yang terbuat dari rangka besi. Penyangga saluran ini dibuat sedemikian rupa sehingga kemiringan saluran dapat diatur sesuai dengan keinginan. Di hulu saluran terdapat sebuah bak penenang. Air mengalir dari bak penenang ke saluran. Pada hilir saluran terdapat sebuah bak penampung untuk menampung air yang keluar dari saluran. Air dari bak penampung dialirkan ke reservoar dengan pompa. Kemudian dari reservoar air dipompakan ke bak penenang. Setelah selesai menentukan koefisien kekasaran Manning dari saluran pertama, maka saluran pertama diganti dengan saluran kedua, demikianlah seterusnya.

Untuk menentukan debit aliran Qi diperlukan variabel volume aliran Vi dalam selang waktu ∆ti. Volume Vi diperoleh dengan cara menampung air dengan ember yang keluar di ujung saluran. Kemudian lama waktu ∆ti yang diperlukan untuk mendapatkan volume Vi diukur dengan stopwatch.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

66

i

ii t

VQ∆

= ....................................................................................................... (1)

dengan, Qi : debit aliran yang ke-i (m3/s) Vi : volume tampungan air pada ember ke-i (m3) ∆ti : selang waktu menampung air ke-i (s)

Pada percobaan ini, pengukuran dilakukan lima kali untuk setiap perubahan kemiringan S. Perubahan kemiringan dimulai dari 0,01 m / 4 m sampai 0,1 m / 4 m dengan tahapan 0,01 m / 4 m. Debit aliran rata-rata Q adalah rata-rata aritmetik dari ke lima debitnya untuk setiap kemiringannya.

∑=

=5

151

iiQQ .................................................................................................. (2)

dengan, Q : debit aliran rata-rata untuk setiap kemiringan (m3/s) Qi : debit aliran yang ke-i (m3/s)

Setelah mengukur debit aliran, dilanjutkan dengan mengukur kedalaman aliran yj di lima titik yang berbeda tetapi masih di tengah-tengah aliran untuk mendapatkan aliran rata-rata

∑=

=5

151

jjyy .................................................................................................. (3)

dengan, y : kedalaman aliran rata-rata (m) yj : kedalaman aliran pada posisi j (m)

Akhirnya, koefisien kekakasaran n Manning diperoleh dari rumus aliran seragam Manning.

21

321 SR

nv = ................................................................................................... (4)

dengan, v : kecepatan rata-rata (m/s)n : koefisien kekasaran ManningR : jari-jari hidrolik (m), yang merupakan fungsi dari kedalaman

aliran yS : kemiringan dasar saluran (m/m)

Kecepatan rata-rata v dapat diperoleh dari debit aliran rata-rata Q dibagi dengan luas basah penampang saluran A. Untuk memudahkan, maka rumus Manning dapat ditulis seperti

nQ

AR S=1 2

312 ............................................................................................... (5)

dengan, A : luas basah penampang saluran (m2), yaitu luas penampang melintang aliran yang merupakan fungsi dari kedalaman aliran y

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

67

Percobaan ini dilakukan secara bergantian, masing-masing untuk saluran setengah lingkaran berdiameter 171 mm, saluran setengah lingkaran berdiameter 135 mm, dan saluran segi-empat dengan lebar 12 cm.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASANNilai koefisien kekasaran n Manning dari ketiga macam talang PVC tersebut (dua geometri setengah lingkaran, satu geometri segi-empat) untuk berbagai macam kemiringan dapat dilihat pada Gambar 2.

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,0025 0,0050 0,0075 0,0100 0,0125 0,0150 0,0175 0,0200 0,0225 0,0250

Koe

fisi

en K

akes

aran

Man

ning

Kemiringan (m/m)

Talang-1

Talang-2

Talang-3

Gambar 2. Perbandingan nilai koefisien kekasaran n Manning dari ketiga saluran terhadap beberapa variasi kemiringan

Dari Gambar 2 dapat dilihat, secara umum nilai koefisien kekasaran n Manning cenderung menurun dengan meningkatnya kemiringan dasar saluran. Dari kemiringan 0,01 m / 4 m (= 0,0025 m/m) ke 0,0050 m/m terjadi penurunan yang tajam pada Talang-1 (talang setengah lingkaran dengan diameter 171 mm), tetapi hal ini tidak terjadi pada Talang-2 (talang setengah lingkaran dengan diameter 135 mm). Sedangkan pada Talang-3 (talang segi-empat) malah terjadi kenaikan nilai n Manning. Untuk analisis selanjutnya, maka kemiringan 0,0025 m/m dan yang lebih rendah tidak dipertimbangkan. Nilai koefisien kekasaran n Manning untuk Talang-1 berkisar antara 0,006 sampai 0,012. Sementara Talang-2 mempunyai nilai n Manning yang berkisar antara 0,005 sampai 0,011. Secara umum, nilai dan kecenderungan dari kedua talang bergeometri setengah lingkaran ini ‘nyaris’ sama. Hal ini mengindikasikan bahwa bahan yang sama dengan geometri yang sama pula walaupun berbeda ukuran memberikan nilai n Manning yang ‘sama’. Perbedaan yang ‘sedikit’ ini kemungkinan disebabkan oleh taraf air yang sedikit lebih tinggi pada Talang-2. Seperti yang dikemukakan oleh Chow (1973) bahwa peningkatan taraf air dapat mengurangi nilai koefisien kekasaran.Diskrepansi terjadi pada Talang-3 yang mempunyai penampang melintang segi-empat. Nilai n Manning berkisar antara 0,013 sampai 0,026. Tidak seperti pada talang bergeometri setengah lingkaran yang mempunyai nilai n yang cenderung menurun tanpa fluktuatif seiring menerjalnya kemiringan dasar saluran, nilai n pada talang bergeometri segi-empat ini fluktuatif walaupun kecenderungannya menurun juga

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

68

seiring meningkatnya kemiringan dasar saluran. Nilai n Manning untuk Talang-3 ini lebih tinggi dari nilai n Manning untuk Talang-1 dan Talang-2. Hal ini mengindikasikan bahwa meskipun bahan permukaan tubuh saluran sama tetapi geometrinya berbeda maka akan menghasilkan nilai n Manning yang berbeda pula.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanDari percobaan laboratorium dan persamaan aliran seragam Manning diperoleh bahwa nilai koefisien kekasaran n Maning untuk talang PVC (PolyVinil Chloride) adalah: untuk talang setengah lingkaran berdiameter 171 mm berkisar antara 0,006 sampai 0,012; untuk talang setengah lingkaran berdiameter 135 mm berkisar antara 0,005 sampai 0,011; dan untuk talang segi-empat dengan lebar 12 cm berkisar antara 0,013 sampai 0,026. Hal ini mengindikasikan bahwa bentuk geometri penampang melintang saluran prismatik khususnya untuk talang PVC sangat berpengaruh terhadap nilai koefisien kekasaran n Manning. Geometri segi-empat mempunyai nilai n Manning yang relatif lebih besar dari n Manning yang bergeometri setengah lingkaran.

RekomendasiPenelitian ini masih sedang dan akan kami lanjutkan untuk beberapa bahan pembentuk saluran dan beberapa geometri penampang yang lain untuk memastikan apakah bentuk geometri merupakan faktor penting dalam menentukan koefisien kekasaran n Manning saluran.

UCAPAN TERIMA KASIH Terima-kasih kepada Jurusan Teknik Sipil dan Fakultas Teknik Universitas Andalas yang membantu dana penelitian ini melalui RKAKL JTS UNAND. Penelitian ini merupakan bagian dari penelitian kami tentang “Pengaruh Geometri Penampang Melintang Saluran Terhadap Koefisien Kekasaran Saluran”.

REFERENSI Dingman, S.L., 2009. Fluvial Hydraulics, Oxford University Press, 570p.

Djajadi, R, 2009. Comparative Study of Equivalent Manning Roughness Coefficient for Channel with Composite Roughness, Civil Engineering Dimension, Vol. 11(2), p113-118. ISSN 1410-9530 (Print) 1979-570X (Online).

Mera, M., 2010. Hidrolika Saluran-terbuka, CV. Ferila Padang, ISBN 978-602-9081-03-9.

Mera, M. dan R. Robi, 2013. Technical Notes: Determination of Manning Roughness Coefficient for PVC Gutters, Jurnal Teknik Sipil ITB, Vol 20 No. 2, p153-160, ISSN: 0853-2982.

Chow, V. T., 1973. Open-channel Hydraulics, McGraw-Hill Book Company.

69

PEMANFAATAN SUNGAI JATI DAN RIAM KAKO SEBAGAI UPAYA MENGATASI MASALAH AIR BERSIH DI

KABUPATEN KETAPANG

Stefanus B. Soeryamassoeka

Pengurus HATHI Kalimantan Barat, Staf Pengajar Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura

benzst72@gmail.com

Intisari

Kabupaten Ketapang merupakan salah satu bagian dari wilayah administrasi Provinsi Kalimantan Barat. Saat ini, sarana dan prasarana di Kabupaten Ketapang cukup memadai dan layak bagi masyarakat. Namun sebagian belum berjalan secara optimal, salah satunya adalah sarana dan prasarana air bersih. Oleh karena itu, dicoba untuk melakukan suatu studi kelayakan terhadap sumber air baku Sungai Jati dan Riam Kako sebagai upaya mengatasi masalah air bersih di Kabupaten Ketapang. Secara umum hambatan dari produktivitas Instalasi Pengolahan Air di Kabupaten Ketapang adalah keterbatasan sumber air baku. Kendala yang paling sering muncul dalam persoalan ini antara lain adalah tidak terjaminnya kontinuitas penyediaan air baku pada daerah pesisir pantai disebabkan intrusi air laut pada waktu musim kemarau. Sedangkan kendala pada daerah pedalaman maraknya kegiatan Penambangan Emas Tanpa Ijin (PETI) menyebabkan kualitas air pada sumber air baku yang ada terancam tercemar mercury (Hg), sehingga sumber air yang ada tidak memenuhi syarat sebagai air baku. Dari kajian yang dilakukan diketahui bahwa dari survey yang dilakukan dan analisis terhadap data lapangan dan sebagainya diketahui bahwa Sungai Jati di Kecamatan Simpang Dua dan Riam Kakao di Kecamatan Simpang Hulu layak untuk dijadikan sumber air baku air bersih bagi masyarakat, karena kuantitas, kualitas dan kontinuitasnya memenuhi. Beberapa langkah yang harus dilakukan agar kondisi alamiah sumber air baku yang dikaji tetap bertahan sesuai dengan apa yang diharapkan adalah; perlu adanya kerjasama para pemangku kepentingan, dalam mempertahankan kondisi alamiah sumber air baku yang ditinjau, perlu adanya upaya untuk konservasi sumber air baku yang meliputi pengaturan tataguna lahan berupa pengembalian fungsi lahan sebagai daerah tangkapan air hujan serta penanaman hutan yang gundul serta lingkungan di sekitar sumber air baku harus dapat terjaga sehingga dapat menjamin kelangsungan penyediaan air baik dari segi kualitas, kuantitas, maupun kontinuitas.

Kata Kunci: Sungai Jati, Riam Kakao, air bersih

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

70

PENDAHULUAN

1. Latar BelakangKabupaten Ketapang merupakan salah satu bagian dari wilayah administrasi Provinsi Kalimantan Barat. Saat ini, sarana dan prasarana di Kabupaten Ketapang cukup memadai dan layak bagi masyarakat. Namun sebagian belum berjalan secara optimal, salah satunya adalah sarana dan prasarana air bersih. Seiring dengan laju pertumbuhan dan perkembangan Kabupaten Ketapang, maka dipandang perlu untuk mengoptimalkan sarana dan prasarana air bersih yang yang ada di Kabupaten Ketapang.

Salah satu kebijakan pemerintah saat ini yang mengacu kepada penjabaran Undang-undang Sumber Daya Air, bahwa pemanfaatan air baku diusahakan didekatkan dengan unit-unit pengguna, artinya kebijakan yang dibuat dewasa ini mengarah kepada masyarakat di kecamatan-kecamatan, dimana diharapkan disetiap kecamatan yang ada dapat memanfaatkan sumber-sumber air bakunya menjadi unit-unit pelayanan yang dapat melayani masyarakat sekitar. Oleh karena itu, dilakukan suatu studi kelayakan terhadap dua sumber air baku yakni Sungai Jati di Kecamatan Simpang Dua dan Riam Kako di Kecamatan Simpang Hulu, agar tingkat kebutuhan air penduduk di kedua Kecamatan itu dapat terpenuhi.

Secara umum hambatan dari produktivitas Instalasi Pengolahan Air di Kabupaten Ketapang adalah keterbatasan sumber air baku. Kendala yang paling sering muncul dalam persoalan ini antara lain adalah tidak terjaminnya kontinuitas penyediaan air baku pada daerah pesisir pantai disebabkan intrusi air laut pada waktu musim kemarau. Sedangkan kendala pada daerah pedalaman maraknya kegiatan Penambangan Emas Tanpa Ijin (PETI) menyebabkan kualitas air pada sumber air baku yang ada terancam tercemar mercury (Hg), sehingga sumber air yang ada tidak memenuhi syarat sebagai air baku.

2. Tujuan Tujuan dari penelitian ini untuk mengidentifikasi kelayakan potensi sumber air baku Sungai Jati dan Riam Kako dijadikan sumber air bersih berdasarkan hasil analisis data guna membantu mengatasi masalah air bersih di Kabupaten Ketapang, Kalimantan Barat.

3. ManfaatManfaat yang diharapkan dari Studi Kelayakan Sungai Jati dan Riam Kako ini secara rinci bagi masing-masing pihak adalah sebagai berikut:

a. Bagi Pemerintah1. Memberikan informasi sumber air baku yang potensial dari segi kualitas,

kontinuitas dan kuantitas yang dapat dikembangkan demi menunjang pembangunan di kawasan Kabupaten Ketapang.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

71

2. Membantu pengambilan keputusan dalam pemilihan alternatif lokasi sumber air baku yang layak dikembangkan dari sisi teknis maupun lingkungan.

3. Sebagai pedoman awal bagi detail desain dan pelaksanaan pembangunan fisik di bidang sumber daya air, khususnya air baku, dimana dalam pelaksanaannya dapat terjadi kerjasama dari instansi terkait; Balai Wilayah Sungai Kalimantan I, Cipta Karya dan PDAM.

b. Bagi MasyarakatHasil dari studi ini dapat ditindak lanjuti dengan detail desain dan pekerjaan fisik sarana dan prasarana air bersih di wilayah studi yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat sehingga tingkat kesejahteraan masyarakat dapat meningkat.

4. Tinjauan Pustaka

Pengertian AirAir merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia dalam kehidupan sehari-hari. Selain dikonsumsi sebagai air minum, mandi, masak, air juga digunakan untuk keperluan dalam bidang pertanian, perikanan, industri, transportasi dan lain sebagainya. Menurut UU R.I. No. 7 Tahun 2004, Bab I, Pasal 1, ayat 2, air adalah semua air yang terdapat pada, di atas, ataupun di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan, dan air laut yang berada di darat. Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 16 tahun 2005 pasal 1; air baku untuk air minum rumah tangga, yang selanjutnya disebut air baku adalah air yang dapat berasal dari sumber air permukaan, cekungan air tanah dan/atau air hujan yang memenuhi baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum. Air minum adalah air minum rumah tangga yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum.

Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Kebutuhan akan air bersih bagi manusia semakin meningkat sesuai dengan bertambahnya jumlah penduduk. Penyediaan air bersih yang cukup dapat menjamin terpeliharanya kesehatan masyarakat terutama untuk mencegah penyakit yang ditularkan melalui air, seperti typhus, cholera, disentri

Kebutuhan Air BersihKebutuhan air bersih bagi manusia semakin meningkat sesuai dengan tingkat kehidupan manusia. Kebutuhan air bersih suatu daerah akan tergantung pada beberapa faktor yang mempengaruhi daerah tersebut, diantaranya keadaan iklim, seperti temperatur, curah hujan dan kelembaban udara, harga air, masyarakat harus membayar air yang dipergunakan, tingkat kebutuhan penduduk, pemakaian air dipengaruhi oleh status ekonomi dari para pelanggan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

72

Kebutuhan air bersih suatu daerah meliputi, kebutuhan air untuk domestik dan non domestik. Menurut NSPM KIMPRASWIL; Pedoman/Petunjuk dan Manual, kebutuhan air domestik terdiri atas kebutuhan rumah tangga dan hidran umum. Besarnya berdasarkan atas banyaknya jumlah penduduk dengan perbandingan pelayanan sambungan rumah tangga dan hidran umum.

Standar kebutuhan air untuk tiap orang menurut NSPM KIMPRASWIL; Pedoman/Petunjuk Dan Manual, Edisi Pertama, Desember 2002, Bagian 6 (Volume II dan III); 24 seperti berikut ;

- Hidran Umum (HU), persentase pelayanan tergantung dari Hasil Studi dan kebijakan daerah yaitu berkisar antara 20-40% dari pelayanan dengan tingkat pelayanan tergantung dari hasil studi dan kebijakan daerah yaitu berkisar antara 50-100 jiwa/HU).

- Sambungan Rumah (SR), tergantung dari Hasil Studi dan kebijakan daerah yaitu berkisar antara 60-80% dari pelayanan, tingkat pelayanan tergantung kategori kota (metropolitan 190 jiwa/SR, kota besar 170 jiwa/SR, kota sedang 150 jiwa/SR, kota kecil 130 jiwa/SR, kecamatan 100 jiwa/SR, dengan perkiraan 1SR melayani 5-6 jiwa

- Pemadam Kebakaran, persentase pelayanan Kebutuhan Pemadam kebakaran diambil 20% dari kapasitas reservoir atau 5% dari kebutuhan domestik

Menurut NSPM KIMPRASWIL; Pedoman/Petunjuk Dan Manual, kebutuhan air non domestik adalah kebutuhan air bersih di luar kebutuhan untuk rumah tangga seperti berikut;

- Pemakaian air untuk kantor, kebutuhan 100-200/lt/hari untuk tiap karyawan- Pemakaian air untuk rumah sakit 250-1000 l/hari , per pasien, untuk pasien

luar 8liter/hari, karyawan 8lt/hari.- Gedung bioskop 10 lt/hari untuk tiap pengunjung.- SD/SLTP 40-50 lt/hari per murid untuk guru 100 lt/hari- SLTA dan yang lebih tinggi 80 lt/hari per murid untuk guru 100 lt/hari- Laboratorium 100-200 lt/hari/karyawan- Toserba 3 lt/hari/pengunjung, untuk karyawan 100 lt/hari- Industri/Pabrik; buruh pria 80 lt/hari/org/shift, buruh pria 100 lt/hari/org/

shift.- Stasiun/terminal 3 lt/hari/penumpang.- Restoran 30 lt/hari per pengunjung, untuk penghuni 160 lt/hari- Hotel 250-300 lt/hari untuk setiap tamu- Perkumpulan sosial lt/hari untuk setiap tamu- Tempat ibadah 10 lt/hari untuk tiap jamaah.

Untuk mengetahui besarnya kebutuhan air pada tahun ke depan, maka dilakukan perhitungan dengan terlebih dahulu melakukan proyeksi jumlah penduduk.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

73

Kualitas Air Untuk memenuhi kebutuhan dan meningkatkan pelayanan air bersih bagi penduduk, diperlukan air baku dengan kualitas yang memadai dan cukup untuk dapat diolah sebagai air bersih. Kualitas air ditentukan melalui sifat-sifat fisika yang meliputi indikasi fisik air, dan sifat kimianya yang ditandai dengan jenis maupun besar kandungan mineralnya. Kualitas air harus memenuhi syarat kesehatan yang meliputi persyaratan mikrobiologis, fisika, kimia, dan radio aktif.

Kuantitas Air Untuk mengetahui kuantitas air (debit andalan) di sumber air baku Sirin Meragun, digunakan metoda Mock. Sebenarnya cukup banyak model yang bisa dipakai untuk menganalisis ketersediaan air, hanya saja untuk kondisi di Indonesia sebaiknya menggunakan model ini, seperti yang disarankan oleh Direktorat Jendral Pengairan dalam Pedoman Study Proyek-proyek Pengairan pada PSA 003 (1985), sampai didapat metode yang paling sesuai untuk menganalisis ketersediaan air. Hal ini karena Dr. Mock menurunkan model ini setelah mengadakan penelitian di Indonesia, model ini menggunakan parameter yang cukup lengkap yang sesuai dengan kondisi yang ada di Indonesia. Adapun data-data yang dibutuhkan dalam perhitungan debit andalan dengan metoda Mock ini adalah: data curah hujan, data klimatologi: suhu, persentase penyinaran matahari, kelembaban nisbi, kecepatan angin, data catchment area.

5. MetodologiMetode pelaksnaan kegiatan studi ini secara garis besar terbagi atas;

a. Pengumpulan Data Sekunder Data sekunder didapat dari berbagai instansi yang terkait, baik tingkat desa, kecamatan, kabupaten bahkan propinsi. Yang termasuk data sekunder dalam pekerjaan ini adalah; data hidrologi; data klimatologi (suhu, penyinaran matahari, kelembaban nisbi, kecepatan angin) dari stasiun pencatat suhu terdekat, data curah hujan maksimum 1 harian dari stasiun pencatat hujan terdekat, data debit AWLR (jika ada), data statistik; data kependudukan, data kondisi umum wilayah pekerjaan, data jumlah sarana dan prasarana di lokasi studi, peta (peta topografi, peta sungai, peta tata guna lahan dan sebagainya), data kondisi tanah; jenis tanah, struktur tanah, data pembanding dan pelengkap dari pekerjaan terdahulu ataupun yang pernah dilakukan di lokasi pekerjaan yang compatible dengan studi ini.

b. Pengumpulan Data PrimerData primer diperoleh dari hasil observasi lapangan, kegiatan survey dan pengukuran di lapangan. Yang termasuk data primer dalam pekerjaan ini adalah; data pengukuran penampang sungai, data kecepatan aliran, data parameter kualitas air dari hasil pemeriksaan uji laboratorium, data pengukuran elevasi, jarak sumber air baku ke pemukiman terdekat, data kondisi sosial-ekonomi dan kondisi lingkungan wilayah penelitian

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

74

c. Metode Analisis Analisis Debit Lapangan (Debit pengukuran) Untuk menghitung debit pengukuran dilakukan dengan mengkompilasi data

penampang sungai dan data kecepatan aliran rata-rata.

Pengolahan Data Untuk Mendapatkan Kebutuhan Air Penduduk Untuk mengetahui besarnya kebutuhan air pada tahun ke depan, maka dilakukan

perhitungan dengan terlebih dahulu melakukan proyeksi jumlah penduduk dengan metoda aritmatika, geometrik dan least square. Dalam perhitungan dilakukan uji terhadap ketiga metode di atas, berdasarkan standar deviasi terkecil, sehingga didapat metode yang akan digunakan untuk memproyeksikan jumlah penduduk guna memprediksi kebutuhan air penduduk.

Pengolahan Data Untuk Mendapatkan Evapotranspirasi Untuk Perhitungan Evapotranspirasi dilakukan dengan spreadsheet yang

terpisah dengan metode Mock ini. Metode Evapotranspirasi yang digunakan adalah dengan metode Penman-FAO.

Pengolahan Data Untuk Mendapatkan Debit Andalan (Ketersediaan Air) Pengolahan data untuk mendapatkan nilai kuantitas air di Beberapa Sumber Air

baku yang terdapat di Kabupaten Ketapang dilakukan dengan menggunakan metode Mock. Perhitungan debit ini dilakukan tiap-tiap bulan dalam satu tahun pengamatan. Perhitungan debit bulanan rata-rata dengan metode Mock dibuat dalam spreadsheet.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Hasil Survey LapanganBerdasarkan hasil survey yang telah dilakukan di lapangan, yaitu lokasi sumber air Sungai Jati berada pada Dusun Kembera Kecamatan Simpang Dua dan sumber air Riam Kako berada pada Desa Sei Bansi Kecamatan Simpang Hulu dapat diketahui bahwa secara fisik kondisi sumber air di kedua lokasi baik dan cocok dijadikan sumber air bersih.

a. Lokasi SAB S. Jati b. Lokasi SAB Riam Kako

Gambar 1. Kondisi Fisik Sumber Air Baku yang Ditinjau

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

75

Dari peninjauan lokasi dilapangan dapat diketahui posisi global serta data pengukuran debit lapangan.

Survey yang dilakukan berupa pengambilan sampel tanah, pengambilan sampel air untuk pemeriksaan kualitas air, pengukuran dimensi sumber air, kecepatan aliran, pengukuran suhu lapangan dan pengukuran pH lapangan.

Tabel 1. Hasil Pengukuran Lapangan Sumber Air Sungai Jati dan Riam KakaoNama SAB Lokasi T

(m)B

(m)y

(m)A

(m2)v

(m/det)Q

(m3/det) pH Suhu

Sungai Jati

Dusun Kembra, Kec. Simpang Dua 5.10 3.96 0.57 2.58 0.16 0.41 6.00 26.00

Riam Kako

Desa S. Bansi Kec. Simpang Hulu 7.50 6.30 0.60 4.14 0.33 1.37 6.00 26.00

2. Hasil Analisis Debit Andalan Untuk mengetahui apakah SAB rencana dapat memenuhi kebutuhan bila ditinjau dari ketersediaannya, maka dilakukan analisis perhitungan ketersediaan air SAB. Ketersediaan air dihitung untuk mengetahui apakah sumber air baku dapat memenuhi kebutuhan bila ditinjau dari segi kuantitasnya, untuk itu digunakan Metode Mock dalam menghitung debit bulanan dan selanjutnya menggunakan Metode Weibull untuk mendapatkan debit andalan. Untuk penyediaan air minum (PDAM) digunakan debit andalan 99% (Soemarto, 1999), sehingga didapat debit andalan 99% untuk sumber air baku Sungai Jati sebesar 77,24 lt/sekon dan untuk sumber air Riam Kao sebesar 257,80 lt/sekon.

3. Hasil Analisis Kebutuhan Air PendudukPerhitungan kebutuhan air bersih di Kecamatan Simpang Hulu dan Simpang Dua yang menjadi prioritas perencanaan dalam pekerjaan ini didasarkan pada kebutuhan air bersih sampai dengan 15 tahun kedepan yaitu tahun 2029 menurut klasifikasi dan kualitas pemakaian air bersih. Kebutuhan air bersih suatu wilayah tergantung beberapa faktor antara lain taraf hidup masyarakat, kebiasaan sehari-hari dan kemudahan mendapatkan air. Kebutuhan air bersih suatu wilayah meliputi kebutuhan air domestik dan non domestik.

Dari hasil perhitungan diketahui bahwa kebutuhan air penduduk Kecamatan Simpang Dua sebesar 58,332 lt/sekon dan Kecamatan Simpang Hulu sebesar 162, 277 lt/sekon

4. Hasil Analisis Kontinuitas AirAnalisis kontinuitas air dilakukan dengan melakukan pengurangan debit andalan terhadap debit kebutuhan air penduduk, yang hasilnya seperti tabel berikut;

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

76

Tabel 2. Hasil Perhitungan Debit Andalan, Kebutuhan Air dan KontinuitasNama SAB Lokasi Q99%

(lt/sek)Rencana Daerah

Layanan

Kebutuhan Air Daerah Rencana

(lt/sek)Selisih (lt/sek)

Sungai Jati

Dusun Kembra, Kec. Simpang Dua 77.24 Kec. Simpang

Dua 58.33 18.91

Riam Kako

Desa S. Bansi Kec. Simpang Hulu 257.80 Kec. Simpang

Hulu 162.28 95.52

Dari perhitungan kontinuitas di atas, dapat dilihat bahwa sumber air Sungai Jati cukup untuk memenuhi kebutuhan air penduduk di Kecamatan Simpang Dua sampai dengan tahun2029, demikian juga Riam Kako cukup untuk memenuhi kebutuhan air di Kecamatan Simpang Hulu, sampai tahun 2029.

5. Hasil Analisis Kualitas AirDari hasil analisis kualitas air yang telah dilakukan di laboratorium uji Dinas Kesehatan RSUD dr. Sudarso, Pontianak (terlampir), terlihat bahwa sumber air baku Air yang direncanakan layak untuk dijadikan sebagai sumber air baku, karena untuk semua parameter yang diuji memenuhi syarat yang tercantum dalam PP RI No. 82 Tahun 2001

6. Hasil Analisis Aksesibilitas1. Sumber air Sungai Jati berada pada Dusun Kembera Kecamatan Simpang Dua

dengan posisi global 00°56’45,4” LS - 110°18’30,2” BT elevasi 82 meter. Waktu tempuh dari kecamatan sampai ke Dusun Kembera selama 90 menit dengan kondisi jalan tanah kering menggunakan sepeda motor. Kemudian dilanjutkan dengan jalan kaki selama 20 menit dari Dusun Kembera menuju sumber air Sungai Jati.

2. Riam Kako berada pada Desa Sei Bansi Kecamatan Simpang Hulu dengan posisi global 00°30’54,0” LS - 110°28’37,9” BT dan elevasi 122 meter. Waktu tempuh dari kecamatan sampai ke desa selama 1 jam menggunakan sepeda motor dengan kondisi jalan tanah kering pada saat survey. Dilanjutkan dengan jalan kaki selama 30 menit dari desa menuju sumber air Riam Kako.

7. Hasil Analisis LingkunganAnalisis lingkungan yang telah dilakukan pada daerah sekitar lokasi sumber air baku Sungai Jati dan Riam Kako memberikan hasil yang baik karena lokasi sumber air baku terletak pada jarak yang tidak terpengaruh oleh intrusi air asin dan kondisi lingkungan di sekitar lokasi sumber air baku Gunung Kediuk masih terjaga sehingga secara keseluruhan kondisi lokasi ini dapat mempertahankan kemampuan sumber air untuk memenuhi kuantitas, kontinuitas, dan kualitas air dari sumber air baku

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

77

8. Hasil Analisis TanahHasil analisis sampel tanah sumber air baku dimaksudkan untuk mendapatkan data jenis tanah. Adapun sampel tanah didapatkan dengan cara Hand Bor sampai kedalaman 3,00 meter pada masing-masing sumber air. Hasil analisis laboratorium dari laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik UNTAN.

Dari hasil uji bor tangan sampai kedalaman 3,00 meter dapat disimpulkan bahwa kondisi tanah di sumber air Riam Kako, Riam Tada, Siling Mabuluh dan Sungai Jati memiliki karakteristik yang mirip. Kondisi tanah sampai kedalaman 3,00 meter sebagian besar didominasi oleh pasir dan pasir lanauan.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

1. Kesimpulan

Dari studi yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa;a. Jika dilihat dari fisik, hasil analisis kuantitas air, kualitas air dan kontinuitas

air, serta analisis lingkungan dapat disimpulkan bahwa sumber air Sungai Jati dan Riam Kako layak untuk dikembangkan sebagai sumber air bersih bagi penduduk Kabupaten Ketapang, khususnya penduduk di Kecamatan Simpang Dua dan Simpang Hulu.

b. Studi ini dapat dilanjutkan dengan detail desain sumber air baku dengan memanfaatkan sumber air Sungai Jati dan Riam Kako bagi penduduk Kabupaten Ketapang, khususnya Kecamatan Simpang Dua dan Kecamatan Simpang Hulu.

2. RekomendasiBeberapa langkah yang harus dilakukan agar kondisi alamiah sumber air baku yang dikaji tetap bertahan sesuai dengan apa yang diharapkan adalah; a. Perlu adanya kerjasama para pemangku kepentingan, dalam mempertahankan

kondisi alamiah sumber air baku yang ditinjau b. Perlu adanya upaya untuk konservasi sumber air baku yang meliputi

pengaturan tataguna lahan berupa pengembalian fungsi lahan sebagai daerah tangkapan air hujan serta penanaman hutan yang gundul.

c. Lingkungan di sekitar sumber air baku harus dapat terjaga sehingga dapat menjamin kelangsungan penyediaan air baik dari segi kualitas, kuantitas, maupun kontinuitas.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, pusat segala ilmu dan pengetahuan, karena tanpa berkat dan rahmatNYa kami bukanlah apa-apa. Selanjutnya kami ucapkan terimakasih kepada segenap Panitia PIT HATHI XXXI tahun 2014, Padang serta Pengurus HATHI cabang Kalimantan Barat yang

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

78

telah memberikan kami kesempatan untuk menyajikan hasil studi kami, instansi terkait di Kabupaten Pontianak, dan juga P.T. Bahana Citra Khatulistiwa Kosultan Teknik di Pontianak atas data-data dan informasi yang telah diberikan, dan mereka yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu, namun juga berjasa atas terwujudnya makalah ini, sehingga siap diajukan ke dalam prosiding PIT HATHI XXXI tahun 2014, Padang

REFERENSI

Asdak, Chay. 1995, “Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai”, Gadjah Mada Univercity Press, Yogyakarta

Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, Badan Penelitian Dan Pengembangan, Desember 2002, “ Pedoman / Petunjuk Teknik Dan Manual bagian 5 (volume I) dan bagian 6 (volume I-VI)”, Edisi Pertama.

Mock, F.J. 1973. “Water Availability Appraisal in Indonesia (Land Capability Appraisal”)”, Basic Study Prepared for the FAO/UNDP Land Capability Appraisal Project, Bogor, Indonesia.

Pemerintah Kabupaten Ketapang, Badan Pusat Statistik Kabupaten Ketapang “Kabupaten Ketapang Dalam Angka 2000-2013”.

Pemerintah Kabupaten Ketapang, Badan Pusat Statistik Kabupaten Ketapang “Kecamatan Simpang Dua Dalam Angka 2000-2013”.

Pemerintah Kabupaten Ketapang, Badan Pusat Statistik Kabupaten Ketapang “Kecamatan Simpang Hulu Dalam Angka 2000-2013”.

Peraturan Pemerintah Nomor 16 Tahun 2005 tentang Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum (Lembaran Negara Republik Indonesia Tahun 2005 Nomor 33, Tambahan Lembaran Negara Republik Indonesia Nomor 4490), Kementerian Hukum dan Hak Asasi Manusia.

Soemarto, CD, 1999, ”Hidrologi Teknik”, Edisi Kedua, Penerbit Erlangga.

Undang-undang Republik Indonesia No. 7 Tahun 2004 Tentang Sumberdaya Air.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

79

Lampiran

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

80

81

STUDI PEMANFAATAN BLOK BETON BERPORI SEBAGAI ALTERNATIF PEMECAH GELOMBANG

YANG RAMAH LINGKUNGAN

Tamrin1*, Saleh Pallu2, Herman Parung3, dan Arsyad Thaha4

1Mahasiswa Program Doktor Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin2Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin,

*fts_tamrin@yahoo.com

Intisari

Kerusakan pantai pada umumnya disebabkan karena tingginya gelombang yang sampai ke pantai, dan diperparah olehrusaknya terumbu karang atau mangrove yang berfungsi sebagai peredam energi gelombang secara alami, sehingga penelitian ini bertujuan untuk mengkaji kinerja struktur pelindung pemecah gelombang tipe blok beton berporiterhadap tingkat pengurangan tinggi gelombang dimana tipe blok beton berpori ini dapat berfungsi sebagai pengganti terumbukarang dan dari hasil penelitian menunjukkan bahwa blok beton berpori dapat meredam gelombang hingga 70%, sehingga dapat simpulkan bahwa tipe blok beton berpori dapat dikembangkan menjadi salahsatu bentuk bangunan pengaman pantai yang ekonomis dan ramah lingkungan, hal ini disebabkan karena disamping tingkat redaman gelombang yang cukup bagus, lubang blok beton berpori juga dapat mengurangi volume beton dan mengurangi tinggi Run up gelombang sehingga tinggi bangunan dapat di minimalkan, fungsi lain dari lubang blok beton berpori adalah dapat dijadikan tempat berkembang biaknya biota laut seperti halnya fungsi terumbu karang.

Kata Kunci: blok beton berpori, gelombang, terumbu karang

PENDAHULUAN

Pada umumnya kerusakan pantai disebabkan karena karena tingginya gelombang yang sampai ke pantai yang biasanya hal ini diakibatkan oleh cuaca yang buruk, namun keadaan ini diperparah akibat rusaknya terumbu karang atau mangrove yang berfungsi sebagai peredam energi gelombang secara alami, sehingga diperlukan perencanaan struktur pelindung pantai yang memiliki tingkat keamanan yang tinggi dan bersifat ekonomis.

Pada awalnya manusia berpikir bahwa batu lapis lindung penyusun pemecah gelombang itu haruslah menggunakan batu yang besar, namun seiring dengan berkurangnya batu yang berukuran besar maka konstruksi pemecah gelombang akhirnya beralih ke batu buatan yang dibuat dari beton dan dibentuk sesuai dengan konsep pembuatnya yang akhirnya menemukan fakta baru bahwa kestabilan pemecah gelombang itu bukan hanya ditentukan oleh berat batunya saja namun

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

82

juga sangat ditentukan oleh interlocking antara batu. Dalam perkembangannya pelaksanaan pembangunan pemecah gelombang jenis ini belum bisa mengatasi secara baik dampak lingkungan yang ditimbulkan, belum lagi sulitnya dilaksanakan pada daerah yang tidak memiliki kuari yang cukup, sehingga perlu dipikirkan bentuk peredam yang ekonomis, ramah terhadap lingkungan dan dapat diproduksi massal. Untuk itu penelitian ini dipandang perlu untuk melakukan kajian pembuatan blok beton berpori yang diharapkan bisamengurangi penggunaan beton dan bisa menjadi tempat berkembang biaknya biota laut.

Sejak diusulkan pertama kalinya oleh Jarlan (1961), pemecah gelombang berpori telah banyak digunakan untuk mengurangi gaya gelombang yang mengenai bagian depan dari vertical wall breakwater (Quinn, 1972). Salah satu karakteristik penting dari pemecah gelombang berpori adalah energi gelombang akan terpecah ketika mengenai dinding bagian depan yang permeable dan berpori. Selain itu, gelombang yang datang akan terus melewati lubang yang ada, hal ini akan mengurangi terjadinya pantulan/refleksi gelombang di depan struktur breakwater. pemecah gelombang berpori adalah suatu struktur pemecah gelombang dengan mengambil bentuk pemecah gelombang tipe blok beton, namun bagian dinding depan yang menghadap ke lautan lepas diberi lubang yang tembus ke dinding bagian belakang. Kinerja dari jenis pemecah gelombang ini sangat tergantung pada porositas dinding luar dan lebar relatif susunan blok beton terhadap panjang gelombang. Parameter lain seperti gelombang tinggi, periode, tingkat keteraturan gelombang, arah gelombang dan kedalaman perairan juga ikut mempengaruhi. Tekanan gelombang pada dinding berlubang lebih sedikit dari dinding yang solid, sebagaimana yang telah ditemukan oleh Bergmann dan Oumeraci (1998).Investigasi penelitian dilakukan oleh Armono dan Hall (2002) untuk gelombang transmisi pada breakwater terendam yang terbuat dari terumbu karang buatan/HollowHemisphericalShapeArtificialReefs (HSAR).Investigasi mengenai pemecah gelombang berpori juga dilakukan oleh Ariyarathne (2007), yang sejalan dengan hasil penelitian oleh Kondo (1979), Suh, dkk.(2001) dan Hagiwara (1984). Rageh dan Koraim (2009) meneliti breakwater bentuk dinding vertikal dengan celah horizontal, dimana hasil penelitiannya memberikan kesimpulan bahwa model breakwater bentuk dinding vertikal dapat mendisipasi gelombang datang hingga 50% dengan penempatan breakwater pada h/L=0,25-0,35 dengan h adalah kedalaman perairan dan L adalah panjang gelombang. Kemudian tahun 2010 Wurjanto dkk meneliti tingkat efektivitas perforated skirt breakwater (PSB) pada kategori gelombang panjang dan menyimpulkan bahwa semakin besar nilai draft breakwater (s), maka nilai koefisien transmisi semakin kecil (Kt) atau semakin besar energi dispasi yang terjadi. Semakin kecil nilai koefisien Kt berarti semakin baik fungsi dari breakwater.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah laboratorium 2D dengan menggunakan flume gelombang di laboratorium Hidrolika dan Teknik Pantai Universitas Hasanuddin.Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan blok beton berpori yang efektif untuk mengurangi tinggi gelombang.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

83

KAJIAN PUSTAKA

Persamaan Gelombang Airy

Karakteristik Gelombang yang mengenai suatu rintangan maka sebagian energinya akan dihancurkan melalui proses gesekan, turbulensi dan gelombang pecah. Sisanya akan dipantulkan dan ditransmisikan. Pembagian besarnya energi gelombang yang dipantulkan (refleksi),dihancurkan(disipasi)danyang diteruskan (transmisi) tergantung dari karakteristik gelombang datang (periode dan tinggi gelombang), tipe perlindungan pantai (permukaan halus atau kasar, lulus air atau tidak) dan dimensi serta geometri perlindungan (kemiringan, elevasi dan lebar halangan) serta kondisi lingkungan setempat (kedalaman air dan kontur dasar pantai). Besarnya energi gelombang yang diredam/diabsorpsi (disipasi) Hd adalah energi gelombang datang (Hi) dikurangi energi yang direfleksikan dan ditansmisikan (Ht). Parameter gelombang berdasarkan teori Airy adalah parameter yang dikembangkan berdasarkan asumsi kurva sinus harmonis (Triatmodjo, 1999), dengan beberapa karakteristik gelombang di antaranya panjang gelombang (L), yang selengkapnya dapat digambarkan sbb:

Gambar 1. Gelombang Airy

Beberapa notasi yang digunakan adalah :d : jarak antara muka air rerata dan dasar laut (m)ƞ (x,t) : fluktuasi muka air terhadap muka air rerata (m)a : amplitudo gelombang (m)H : tinggi gelombang = 2 a (m)L : panjang gelombang (m)T : periode gelombang, interval waktu yang diperlukan oleh partikel

air untuk kembali pada kedudukan yang sama dengan kedudukan sebelumnya. (sec)

C : kecepatan rambat gelombang = L/T (m/sec)k : angka gelombang 2π/L σ : frekuensi gelombang 2π/T u,v : kecepatan orbital gelombang (m/sec)

Dalam gambar tersebut gelombang bergerak dengan cepat rambat C di air dengan kedalaman d. Dalam hal ini yang bergerak (merambat) hanya bentuk (profil) muka

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

84

airnya. Tidak seperti dalam aliran air di sungai di mana partikel (massa) air bergerak se arah aliran, pada gelombang partikel air bergerak dalam satu orbit tertutup sehingga tidak bergerak maju. Suatu pelampung yang berada di laut hanya bergerak naik turun mengikuti gelombang dan tidak berpindah (dalam arah penjalaran) dari tempatnya semula. Posisi partikel setiap saat selama gerak orbit tersebut diberikan oleh koordinat horisontal (ξ) dan vertikal (ε) terhadap pusat orbit. Komponen kecepatan vertikal pada setiap saat adalah u dan v, dan elevasi muka air terhadap muka air diam (sumbu x) di setiap titik adalah η.

1. Profil muka airProfil muka air merupakan fungsi ruang (x) dan waktu (t) yang mempunyai bentuk berikut ini.

η(x,t)=H/2cos(kx-σt) ................................................................................ (1)

Persamaan (1) menunjukan bahwa fluktuasi muka air adalah periodik terhadap x dan t, dan merupakan gelombang sinusoidal dan progresif yang menjalar dalam arah sumbu x positif.

Gambar 1. adalah bentuk gelombang dari persamaan (1) untuk nilai t yaitu ; dengan T adalah periode gelombang.

Gambar tersebut menunjukan bahwa sesuai dengan perubahan waktu gelombang menjalar dalam arah sumbu x dengan cepat rambat L/T, dengan L adalah panjang gelombang, dari kiri ke kanan sesuai dengan perubahan waktu.

2. Cepat rambat dan panjang gelombangCepat rambat (C) dan panjang gelombang (L) diberikan oleh persamaan berikut ini.

.............................................................. (2)

........................................................... (3)

Pemecah GelombangPemecah gelombang adalah bangunan yang digunakan untuk memecah dan menghamburkan gelombang yang menuju pelabuhan atau pantai. Bangunan ini memisahkan daerah perairan dari laut bebas, sehingga perairan pelabuhan tidak banyak dipengaruhi oleh gelombang besar di laut.

Gambar 2. Contoh pemecah gelombang

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

85

Bentuk pemecah gelombang terbagi atas 4 yakni:1. Pemecah Gelombang sisi miring2. Pemecah Gelombang sisi tegak 3. Pemecah Gelombang campuran 4. Pemecah Gelombang tenggelam

2.2. Pemecah Gelombang Tipe Terumbu BuatanTerumbu buatan (artificialreef) bukanlah hal baru, di Jepang dan Amerika usaha ini telah dilakukan lebih dari 100 tahun yang lalu. Mula-mula dilakukan dengan menempatkan aterial natural berukuran kecil sebagai upaya untuk menarik dan meningkatkan populasi ikan. Di Indonesia, terumbu buatan mulai disadari peranan dan kehadirannya oleh masyarakat luas sejak tahun 1980-an, pada saat dimana Pemda DKI. Jakarta menyelenggarakan program bebas becak, dengan merazia seluruh becak yang beroperasi di ibu kota dan kemudian mengalami kesulitan dalam penampungannya, sehingga pada akhirnya bangkai becak tersebut dibuang ke laut. Beberapa tipe terumbu karang buatan dapat disajikan sbb:

Gambar 3 Contoh tipe terumbu karang buatan

Saat ini sedang terjadi pergeseran paradigma rekayasa pantai dari pendekatan rekayasa teknis yang lugas (hard engineering approach) ke arah pendekatan yang lebih ramah lingkungan (soft Engineering approach). Salah satu contoh misalnya adalah pembangunan pemecah gelombang (breakwater) yang semula ambangnya selalu diatas muka air laut, kini diturunkan elevasinya sehingga terletak dibawah muka air laut (Armono 2003)

METODOLOGI

Rancangan PenelitianHukum dasar pemodelan laboratorium adalah adalah membentuk kembali fenomena yang ada di prototipe dalam skala yang lebih kecil, sehingga fenomena yang terjadi di model akan sebangun dengan yang ada di prototipe.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

86

Ada 3 kriteria yang harus dipenuhi oleh model sesuai dengan sifat fenomena yang diamati yaitu sebangun geometrik, sebangun kinematik dan sebangun dinamik. Sebangun geometrik adalah suatu kesebangunan dimana bentuk yang ada di model sama dengan bentuk prototipe tetapi ukuran bisa berbeda. Perbandingan antara semua ukuran panjang antara model dan prototipe adalah sama. Pada sebangun geometrik, skala panjang arah horisontal (skala panjang) dan skala panjang arah vertikal (skala tinggi) adalah sama sedangkan pada distorted model skala panjang dan skala tinggi tidak sama. Sebangun kinematik adalah kesebangunan yang memenuhi kriteria sebangun geometrik dan perbandingan kecepatan dan percepatan aliran di dua titik pada model dan prototipe pada arah yang sama adalah sama besar. Skala kecepatan diberi notasi nu, skala percepatan na, dan skala waktu nT. Sebangun dinamik adalah kesebangunan yang memenuhi kriteria sebangun geometrik dan kinematik, serta perbandingan gaya-gaya yang bekerja pada model dan prototipe untuk seluruh pengaliran pada arah yang sama adalah sama besar. Pada penelitian ini, akan menggunakan skala panjang yang sama dengan skala tinggi (undistorted models) dan menggunakan kesebangunan Froude. Metode Analisis Dimensi Bilangan tak berdimensi digunakan untuk menyatakan hubungan antar parameter serta dipakai untuk menggambarkan hasil-hasil penelitian. Untuk menentukan bilangan tak berdimensi dapat dilakukan dengan analisis dimensi.

Beberapa cara/metode yang umum digunakan untuk analisis dimensi yaitu Metode Basic Echelon, Metode Buckingham, Metode Rayleight, Metode Stepwise dan Metode Langhaar. Untuk penelitian ini digunakan metode Langhaar karena variabel yang berpengaruh relatif sedikit serta metode ini tersusun sistemik.Metode Langhaar menjelaskan fenomena model hidraulik dengan n parameter Pi dengan i = 1,2,3, ………….. n. Jika parameter tersusun oleh m elemen pokok, maka produk bilangan tak berdimensi dapat diturunkan sejumlah(n-m).Untuk keperluan teknik hidraulik biasanya ada 3 elemen pokok yaitu Massa (M), Panjang (L) dan Waktu (T).

Penelitian ini dilakukan dengan pemodelan fisik 2D dilakukan di Laboratorium Hidrolika & Teknik Pantai Universitas Hasanuddin. Model pemecah gelombang dengan menggunakan susunan blok beton berpori. Untuk dapat mengetahui pengaruh lubang terhadap efektifitas pengunaannya dalam meredam gelombang, maka akan dilakukan simulasi dengan masing-masing 3 macam tinggi (H) yang berkisar 2 cm – 4.5 cm dan periode (T) gelombang yang berkisar 1,45 sekon – 2 sekon serta 3 macam kedalaman air (d) yaitu 18.5cm;21.5cmdan24cm. Untuk memenuhi persyaratan penyekalaan semua variable, maka digunakan skala geometric 1:20.

Tahapan Penelitiana. Tahap PersiapanTahap ini meliputi kajian pustaka mengenai teori dasar dan penelitian-penelitian terdahulu yang berkaitan, persiapan alat dan bahan.

b. Desain Benda UjiMembuat benda uji sesuai dengan rancangan penelitian mulai dari bayaknya lubang pada balok berpori dan sudut kemiringan peredam gelombang.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

87

c. Tahap PengujianSkema pengujian stabilitas lapis lindung pemecah gelombang dengan menggunakan balok beton berporus dilakukan dengan beberapa tahapan1. Menguji kapasitas redaman satu lubang dengan variasi panjang lubang2. Menguji kemampuan redaman balok berporus pada saluran gelombang

dengan bermacam variasi lubang dan bentuk kemiringan3. Melakukan beberapa variasi pengujian baik dengan mengubah tinggi

gelombang maupun periode gelombang adalah sbb :

Gambar 4. Model uji laboratorium

d. Tahap Analisis Hasil PenelitianSetelah semua pengujian dilakukan, selanjutnya dilakukan analisis terhadap hubungan Kr VS B/L,Hubungan Kt VS B/L, Hubungan Kr Vs D/Hi, Hubungan Kt VS D/Hi, hubungan Kr/d dst.

PEMBAHASANPanjang gelombang dalam penelitian ini di hitung dengan menggunakan persamaan dispersi

ω2 = gk. tanh. kl ........................................................................................... (4)

Persamaan tersebut kemudian di ubah menjadi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

88

XXCataukhkhg

h tanh.......tanh.2

==ω

kh. tanh. kh ... atau C=X.tanh X .................................................... (5)

Keterangan:

ghC

2ω=

dimana h = kedalaman perairan

Lπω 2

=

Dengan menyelesaikan persamaan tersebut maka dapat diselesaikan sbb :

XCoshXX

XXCX2tanh

tanh.

+

−=∆ ............................................................................. (6)

Dengan cara mencoba nilai X1 sembarang, maka panjang gelombang dapat dihitung dengan melakukan iterasi untuk agar nilai nilai ΔX telah mendekati angka 0, Jika nilai ΔX belum mendekati 0 maka X2 diambil dengan cara menambahkan X2 = X1+ΔX dan selanjutnaya nilai X2 dimasukkan ke persamaan 6 untuk menghitung ΔX. Nilai yang diambil untuk menggani X adalah nilai itersi terakhir, dan panjang gelombang dihitung dengan X = kh dimana k = 2π dan h adalah kedalaman perairan, Selanjutnya nilai tersebut disajikan dalam tabel berikut:

Tabel 1. Perhitungan Panjang gelombang L pada tipe susunan model BLK1-T2=1.45 sekon

Susunan Model Type Percobaan Variasi kedalaman

Type Percobaan Variasi Baris

Panjang Gel (L)

BKL-T2=1.45-h1.H1BKL-T2=1.45-h1.H1.N1BKL-T2=1.45-h1.H1.N2BKL-T2=1.45-h1.H1.N3

181.58181.58181.58

BLK1-T2=1.45-h1 BKL-T2=1.45-h1.H2BKL-T2=1.45-h1.H1.N1BKL-T2=1.45-h1.H1.N2BKL-T2=1.45-h1.H1.N3

181.58181.58181.58

BKL-T2=1.45-h1.H3BKL-T2=1.45-h1.H1.N1BKL-T2=1.45-h1.H1.N2BKL-T2=1.45-h1.H1.N3

181.58181.58181.58

Dengan melakukan perhitungan B/L Vs Kt dan B/L Vs Kr begitu juga D/Hi Vs Kt dan D/Hi Vs Kr maka akan didapat hubungan kemampuan blok beton mereduksi gelombang dibelakang pemecah gelombang, hal ini dapat dilihat dalam contoh perhitungan pada Tabel 2.

Kemampuan blok beton mereduksi tinggi gelombang disebabkan karena energi gelombang akan akan diserap oleh pori beton yang akhirnya akan mengurangi tinggi gelombang dibelakang pemecah gelombang, yang selangkapnya akan dapat disajikan dalam Gambar 4, 5, 6, 7, 8, dan 9.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

89

Tabe

l 2.

Kem

ampu

an B

lok

Bet

on M

ered

uksi

Gel

omba

ng P

ada

Tipe

BLK

1-T2

=1.4

5 se

kon.

TIP

E P

ER

CO

BA

AN

Panj

ang

Gel

(L) c

m

Panj

ang

(B) c

m

Dep

an M

odel

B

elak

ang

Mod

el

Hi

Hr

Ht

Hi-r

ef

Hi-t

ras

Kr

Kt

H/d

d/L

D/H

i B

/L H

t/gt^

2 VA

RIA

SI B

AR

IS H

Max

H

min

H

Max

H

min

BLK

1-T2

=1.

45-h

1.H

118

1,58

30

,000

2,

50

1,20

1,

80

0,10

3,

10

0,65

0,

95

1,85

0,

95

0,35

0,

51

0,01

1,

1565

2,99

0,

1652

0,09

13

BLK

1-T2

=1.

45-h

1.H

118

1,58

45

,000

2,

60

1,10

1,

80

0,20

3,

15

0,75

1,

00

1,85

1,

00

0,41

0,

54

0,02

1,

1565

2,84

0,

2478

0,09

61

BLK

1-T2

=1.

45-h

1.H

218

1,58

15

,000

3,

60

2,10

2,

60

1,40

4,

65

0,75

2,

00

2,85

2,

00

0,26

0,

70

0,02

1,

1565

1,42

0,

0826

0,19

22

BLK

1-T2

=1.

45-h

1.H

218

1,58

30

,000

3,

60

1,70

1,

90

0,90

4,

45

0,95

1,

40

2,65

1,

40

0,36

0,

53

0,02

1,

1565

2,03

0,

1652

0,13

45

BLK

1-T2

=1.

45-h

1.H

218

1,58

45

,000

3,

60

1,50

2,

00

0,30

4,

35

1,05

1,

15

2,55

1,

15

0,41

0,

45

0,02

1,

1565

2,47

0,

2478

0,11

05

BLK

1-T2

=1.

45-h

1.H

318

1,58

15

,000

4,

10

2,70

3,

20

2,00

5,

45

0,70

2,

60

3,40

2,

60

0,21

0,

76

0,03

1,

1565

1,09

0,

0826

0,24

98

BLK

1-T2

=1.

45-h

1.H

318

1,58

30

,000

4,

10

2,30

2,

50

1,40

5,

25

0,90

1,

95

3,20

1,

95

0,28

0,

61

0,03

1,

1565

1,46

0,

1652

0,18

74

BLK

1-T2

=1.

45-h

1.H

318

1,58

45

,000

4,

20

2,10

2,

60

0,70

5,

25

1,05

1,

65

3,15

1,

65

0,33

0,

52

0,03

1,

1565

1,72

0,

2478

0,15

85

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

118

1,58

15

,000

2,

60

0,70

2,

10

0,50

2,

95

0,95

1,

30

1,65

1,

30

0,58

0,

79

0,01

1,

1565

2,18

0,

0826

0,12

49

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

118

1,58

30

,000

2,

50

0,80

1,

90

0,50

2,

90

0,85

1,

20

1,65

1,

20

0,52

0,

73

0,01

1,

1565

2,37

0,

1652

0,11

53

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

118

1,58

45

,000

2,

50

0,80

1,

70

0,20

2,

90

0,85

0,

95

1,65

0,

95

0,52

0,

58

0,01

1,

1565

2,99

0,

2478

0,09

13

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

218

1,58

15

,000

3,

50

1,20

3,

20

1,00

4,

10

1,15

2,

10

2,35

2,

10

0,49

0,

89

0,02

1,

1565

1,35

0,

0826

0,20

18

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

218

1,58

30

,000

3,

50

2,70

2,

70

0,90

4,

85

0,40

1,

80

3,10

1,

80

0,13

0,

58

0,02

1,

1565

1,58

0,

1652

0,17

30

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

218

1,58

45

,000

3,

50

1,10

2,

20

0,70

4,

05

1,20

1,

45

2,30

1,

45

0,52

0,

63

0,02

1,

1565

1,96

0,

2478

0,13

93

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

318

1,58

15

,000

4,

40

1,90

3,

90

1,70

5,

35

1,25

2,

80

3,15

2,

80

0,40

0,

89

0,03

1,

1565

1,01

0,

0826

0,26

90

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

318

1,58

30

,000

4,

50

1,80

3,

40

1,60

5,

40

1,35

2,

50

3,15

2,

50

0,43

0,

79

0,03

1,

1565

1,14

0,

1652

0,24

02

BLK

1-T2

=1.

45-h

2.H

318

1,58

45

,000

4,

40

1,90

2,

50

1,00

5,

35

1,25

1,

75

3,15

1,

75

0,40

0,

56

0,03

1,

1565

1,62

0,

2478

0,16

81

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

118

1,58

15

,000

2,

80

0,60

1,

40

0,20

3,

10

1,10

0,

80

1,70

0,

80

0,65

0,

47

0,01

1,

1565

3,55

0,

0826

0,07

69

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

118

1,58

30

,000

2,

80

0,60

1,

20

0,20

3,

10

1,10

0,

70

1,70

0,

70

0,65

0,

41

0,01

1,

1565

4,06

0,

1652

0,06

73

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

118

1,58

45

,000

2,

80

0,70

1,

20

0,30

3,

15

1,05

0,

75

1,75

0,

75

0,60

0,

43

0,02

1,

1565

3,79

0,

2478

0,07

21

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

218

1,58

15

,000

3,

60

1,40

2,

20

0,50

4,

30

1,10

1,

35

2,50

1,

35

0,44

0,

54

0,02

1,

1565

2,10

0,

0826

0,12

97

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

218

1,58

30

,000

3,

60

1,40

2,

00

0,50

4,

30

1,10

1,

25

2,50

1,

25

0,44

0,

50

0,02

1,

1565

2,27

0,

1652

0,12

01

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

218

1,58

45

,000

3,

60

1,50

2,

10

0,10

4,

35

1,05

1,

10

2,55

1,

10

0,41

0,

43

0,02

1,

1565

2,58

0,

2478

0,10

57

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

318

1,58

15

,000

4,

50

2,00

2,

80

1,10

5,

50

1,25

1,

95

3,25

1,

95

0,38

0,

60

0,03

1,

1565

1,46

0,

0826

0,18

74

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

318

1,58

30

,000

4,

40

2,00

2,

60

1,10

5,

40

1,20

1,

85

3,20

1,

85

0,38

0,

58

0,03

1,

1565

1,54

0,

1652

0,17

78

BLK

1-T2

=1.

45-h

3.H

318

1,58

45

,000

4,

10

2,10

2,

70

0,70

5,

15

1,00

1,

70

3,10

1,

70

0,32

0,

55

0,02

1,

1565

1,67

0,

2478

0,16

33

BLK

1-T2

=2.

00-h

1.H

125

7,73

15

,000

2,

20

0,80

1,

10

0,30

2,

60

0,70

0,

70

1,50

0,

70

0,47

0,

47

0,01

0,

8148

4,06

0,

0582

0,06

73

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

90

Gambar 4. Grafik pengaruh panjang lubang terhadap B/L terhadap koefisien

transmisi (Kt)

Gambar 5. Grafik pengaruh lubang terhadap B/L terhadap koefisien

refraksi (Kr)

Gambar 6. Grafik pengaruh diameter lubang D/Hi terhadap koefisien transmisi (Kt)

Gambar 7. Grafik pengaruh diameter lubang D/Hi terhadap koefisien refraksi (Kr)

Gambar 8. Peredam gelombang blok beton berpori

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

91

Gambar 9. Berat model blok beton berpori

Berat blok beton berpori dalam model antara 0.315 s/d 0.340 kilogram setara dengan 544 kg s/d 587 kg, dengan berat tersebut blok beton berpori dapat dicetak diluar lokasi dan dipasang sesuai dengan kebutuhan yang telah direncanakan.

Bentuknya yang berlubang akan berfusi seperti terumbukarang dan dan dapat ditempati biotalaut untuk berkembang biak.Berdasarkan hasil penelitian yang dituangkan dalam grafik diatas dapat dijelaskan bahwa, hubungan kecuraman gelombang (B/L) Vs Kt, B/L Vs Kr Pengaruh diameter terhadap Kt dan Kr dapat terlihat dengan jelas dan dari hasil stersebut dapat disampaikan sbb:1. Jika nilai Kr semakin besar maka kemampuan pemecah gelombang meredam

gelombang semakin baik, hal ini ditunjukkan bahwa dari hasil laboratorium diperlihatkan bahwa dengan demikian dengan bertambahnyabaris blok beton (B) maka maka akan terjadi meningkatan redaman terhadap tinggi gelombang, dan hal ini terlihat dengan makin mengecilnya tinggi gelombang dibelakang pemecah gelombang.

2. Arus yang terjadi dibelakang pemecah gelombang akan menjadi tempat biota laut untuk bermain.

3. Jika nilai D/Hi membesar maka kemampuan redaman blok beton juga mengecil, seiring dengan hal tersebut juga terjadi pengurangan refrelesi di depan pemecah gelombang.

4. Kemampuan redamam blok beton sangat ditentukan oleh banyaknya pori dalam blok dan jumlah baris blok yang disusun (B)

5. Koefisien transmisi (kt) akan mengecil seiring dengan bertambahnya tinggi gelombang (H) dengan diameter (D) yang dibuat tetap hal ini berbanding terbalik koefisien refraksi (kr) dimana nilai Kr akan meningkat seiring dengan bertambahnya tinggi gelombang (H) dengan diameter (D) dibuat tetap

KESIMPULAN 1. Berdasarkan hasil penelitian ini maka dapat disimpulkan bahwa blok beton

berpori dapat dikembangkan untuk dijadikan salasatu bentuk tipe pemecah gelombang yang rama lingkungan, hal ini telah ditunjukkan oleh kemampuan porinya yang yang berfungsi meredam gelombang hingga 80% dan menjadi pengganti fungsi terumbukarang sehingga dapat dijadikan tempat untuk berkembang biaknyabiotalaut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

92

2. Semakin panjang susunan blok (B) maka tingkat redamannya akan semakin baik dan semakin banyak pori dalam satu blok beton (D) juga akan meningkatkan fungsi redam pada blok beton berpori.

REFERENSIAlvarez, I.E., Rubio, R., dan Ricalde, H., 2007. Beach restoration with geotextile

tubes as submerged breakwaters in Yucatan, Mexico. Geotextiles and Geomembranes, Vol. 22, pp. 233-241.

Armono, H.D., dan Hall, K.R., 2002. Wave Transmission On Submerged Breakwaters Made Of Hollow Hemispherical Shape Artificial Reefs. Canadian Coastal Conference.

Andojo Wurjanto dkk, 2010. Pemodelan Fisik 2-D untuk Mengukur Tingkat Efektivitas Perforated Skirt Breakwater pada Kategori Gelombang Panjang. Jurnal Teoretis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil, Volume hal 17 211-216

Bergmann, H., Kudella, M., dan Oumeraci, H., 1998. Wave loads and pressure distribution on permeable vertical walls.

Bloxam, M., Maxted G., dan Murray J., 2003. Wave Energy Dissipating Wharf: Raffles Marina Breakwater, Singapore. Coasts & Ports Australasian Conference, Paper No. 95.

CIRIA CUR, 1991. Manual On The Use Of Rock Coastal And Shoreline Engineering, A.A Balkema Rotterdam. p.246 – 249

Jaff, 2007. The effect of porosity of submerged breakwater structures on non-breaking wave transformations. Malaysian Journal of Civil Engineering, 19 (1), pp. 17-25.

Hagiwara, K., 1984. Analysis of Upright Structure for Wave Dissipation Using Integral Equation, Proc. 19th Conf. on Coastal Engineering A.S.C.E. pp. 2810–2826.

Jarlan, G.E., 1961. A Verforated Vertical Wall Break-water. Dock Harbour Auth. XII 486, 1961, pp. 394–398.

Kondo, K., 1979, Analysis of Breakwaters Having Two Porous Walls, Proc. Coastal Structures ‘79

Shin, E.C. and Oh, Y.I., 2007, Coastal erosion prevention by geotextile tube technology. Geotextiles and Geomembranes, Vol. 25, pp. 264-277.

Tamrin, Danjce Kardana, Saleh Pallu, 2012. Modeling of Wave Induced Current And Beach Morphologi Change. ISLT 2012, pp 986-990

Tamrin, 2012. Analisis Prediction of Tidal River And Sea of East Kalimantan With The Lastsquare Method. ISID 2013, pp 27-30

Tamrin, Saleh Pallu, Herman Parung, Arsyad Thaha, 2013, Strengh Test of Serrated Beam for Armor Layer Breakwater. APAC 2013, pp. 238-242

93

PERTIMBANGAN HIDROLOGI LOKASI EMBUNG SEPAKU SEMOI GUNA PEMENUHAN AIR BAKU KABUPATEN PENAJAM PASER UTARA KALTIM

SSN. Banjarsanti

Staf Pengajar Teknik Sipil Politeknik Negeri Samarinda, Anggota HATHI Cabang Kalimantan Timur

ssnbanjarsanti@gmail.com

IntisariEmbung Sepaku Semoi berada di Desa Suko Mulyo Kecamatan Sepaku Kabupaten Penajam Paser Utara, Kalimantan Timur. Luas DAS Sepaku Semoi 1.034 km2 ,Panjang Sungai 12 km dengan nama sungai adalah Sungai Sepinggan dan Sungai Tengkorak yang memiliki lebar antara 5 m - 10 m dan kedalaman rata-rata 1,5 meter, secara umum kondisi topografi Kabupaten Penajam Paser Utara berbukit-bukit, dengan curah hujan rata-rata sebesar 174,6 mm. Permasalahan di Sepaku Semoi saat ini adalah memerlukan air baku, guna memenuhi kebutuhan tersebut masyarakat memanfaatkan sungai yang ada, untuk itu akan dibangun embung yang berfungsi menampung air dimusim hujan, untuk itu dicari lokasi embung pada daerah berbukit dengan DAS yang cukup potensial, dan formasi geologi tidak porous. Langkah yang dilakukan untuk membangun embung adalah dengan menentukan lokasi embung, untuk itu dilakukan orientasi lokasi embung, dan mempertimbangkan secara Teknis Hidrologis seperti Topografi yaitu embung dibuat pada bagian sungai yang lurus, apabila ditikungan dikhawatirkan akan terjadi meander. Pertimbangan Hidrologi berdasarkan analisis hidrologi, DAS, dan debit pengaliran dasar (base flow) yang berpengaruh pada debit banjir, dengan pertimbangan utama pada debit andalan Sungainya, dan Geologi yaitu tipe embung urugan dengan pertimbangan bahan tanah mudah didapatkan dan murah, serta kondisi daya dukung pondasi harus stabil, dan dihindari tanah organik.

Kata Kunci: Penentuan lokasi embung, pertimbangan teknis hidrologis, kapasitas tampung embung

PENDAHULUANKebutuhan akan air baku adalah kebutuhan pokok bagi masyarakat sehingga pemerintah seyogyanya menyediakan kebutuhan akan air baku guna mendukung kesejahteraan masyarakat Kabupaten Penajam Paser Utara. Guna mendukung misi penyediaan air baku, khususnya untuk keperluan kebutuhan air domestik di Kabupaten Penajam Paser Utara, maka dilaksanakan kajian teknis hidrologis guna pertimbangan perletakan Embung Sepaku Semoi, dengan demikian diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai potensi, lokasi serta informasi awal tentang lokasi-lokasi yang akan dikembangkan untuk embung dalam rangka pemenuhan kebutuhan air baku di daerah tersebut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

94

Kajian yang dilaksanakan dalam kegiatan ini adalah :1. Analisis hidrologi guna mengetahui potensi air sungai dan banjir yang ada di

sungai tersebut, yang terdiri atas analisis curah hujan, evapotranspirasi, debit andalan, debit banjir dan optimasi air baku.

2. Merekomendasikan embung yang layak dimanfaatkan untuk sumber air baku berdasarkan pertimbangan teknis hidrologis

METODOLOGI STUDI

Analisis Data HidrologiKebenaran dari kesimpulan yang dibuat dari analisis data hidrologi sebetulnya tidak dapat dipastikan benar secara absolut, karena kesimpulan analisis hidrologi umumnya dibuat berdasarkan data sampel dari populasi, oleh karena itu aplikasi teori peluang sangat diperlukan dalam analisis hidrologi. Salah satunya adalah :

Aplikasi Distribusi Log Pearson Tipe III

Nilai Koefisien Kemencengan (CS)

( )( ) ( ) ( )3

3

log21

loglog

XSnn

XXnCS

⋅⋅−⋅−

−⋅= ∑

................................................................. (1)

nX

X ∑=log

log ....................................................................................... (2)

( )1loglog

log2

−

−=⋅ ∑

nXX

XS ................................................................ (3)

( )XSkXX logloglog ⋅⋅+= ...................................................................... (4)

dengan keterangan:Y : nilai logaritmik dari XY : nilai rata - rata dari YS : deviasi standar dari Yk : karakteristik dari distribusi log Pearson tipe III

Perhitungan Hidrograf Debit Banjir RancanganUntuk menghitung debit banjir rancangan dibuat unit Hidrograf dan Hidrograf banjir dengan cara HSS. Nakayasu.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

95

Unit Hidrograf HSS. NakayasuBesarnya banjir yang diakibatkan satuan spesifik curah hujan dinyatakan dengan rumus :

Q A RoTp T

max, , ,

= ⋅ ⋅+( )

1

3 6 0 3 0 3 ................................................................. (5)

dengan keterangan:Q max = Debit puncak banjir (m3 / detik / mm)A = Luas daerah aliran (km2)Tp = Tenggang waktu dan permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)Ro = Curah hujan satuan (mm)T0,3 = Waktu yang diperlukan pada penurunan debit puncak ke debit

sebesar 30 % debit puncak (jam).

Estimasi Kebutuhan Air BersihPrediksi pertambahan jumlah penduduk hingga tahun ke-n dihitung dengan persamaan adalah sebagai berikut :

Pn = Po ( 1 + i )n .......................................................................................... (6)

dengan keterangan:Pn = prediksi jumlah penduduk hingga tahun ke-nPo = jumlah penduduk tahun ke-0 (tahun yang dijadikan sebagai acuan) i = laju pertumbuhan penduduk rata-rata per tahun

Q outflow

Debit keluar tampungan / embung dapat dihitung sebagai berikut:

Q outflow = Kebutuhan air bersih + kehilangan akibat resapan + kehilangan akibat evaporasi + kebutuhan konservasi

Volume dan Kapasitas Tampungan

Volume tampungan terdiri atas :1. Volume tampungan hidup (life storage),2. Volume tampungan mati (dead storage) diambil 20% dari volume tampungan

hidup,3. Volume tampungan banjir, jika reservoir direncanakan untuk mengurangi

puncak banjir.

Simulasi Keseimbangan air dalam EmbungVolume tampungan hidup dapat ditentukan dengan melakukan simulasi keseimbangan air di embung.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

96

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Analisis HidrologiUntuk perhitungan hidrologi pada Studi Kelayakan Embung Sepaku Semoi terdapat 2 (dua) alternatif lokasi yang direkomendasikan yaitu di Sungai Sei Tengkorak dan Sungai Sei Sepinggan yang berada di DAS Sepaku Semoi dengan lama pencatatan curah hujan selama 17 tahun, sebagaimana terlampir pada Tabel 1. Data Curah Hujan Harian Maksimum.

Log Pearson Type IIIUntuk menganalisa curah hujan maksimum digunakan distribusi Log Pearson Type III, hasil Probability Density Function distribusi ini sebagaimana terlampir pada Tabel 2. Probabilitas Hujan Maksimum metode Log Pearson III, dan berdasarkan analisis curah hujan rancangan pada Sungai Tengkorak sebagaimana tersaji pada Tabel 3. Curah Hujan Rancangan didapat hasil curah hujan rancangan periode ulang 2 (R2) adalah 115,041 mm, untuk R5 adalah 154,109 mm, R10 adalah 180, 620, R25 adalah 213,736 mm, R50 adalah 242,979 mm, R100 adalah 271,262 mm dan R1000 adalah 373,312 mm , dan selanjutnya data curah hujan rancangan ini dipakai untuk mendapatkan nilai debit banjir rancangan dengan metode HSS. Nakayasu guna mengetahui kapasitas tampungan embung.

Perhitungan Debit Banjir Metode NakayasuDengan Persamaan umum Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu didapat besarnya debit banjir rencana adalah sebagai berikut :

Embung Sei Tengkorak Embung Sei SepingganQ2 : 1.440 m3/dt Q2 : 2.084 m3/dtQ5 : 2.318 m3/dt Q5 : 3.427 m3/dtQ10 : 2.930 m3/dt Q10 : 4.363 m3/dtQ25 : 3.694 m3/dt Q25 : 5.532 m3/dtQ50 : 4.369 m3/dt Q50 : 6.564 m3/dtQ100 : 5.021 m3/dt Q100 : 7.562 m3/dtQ1000 : 7.477 m3/dt Q1000 : 11.399 m3/dt

Estimasi Kebutuhan Air

Kebutuhan Air BersihBesarnya volume kebutuhan air bersih diproyeksikan hingga 25 tahun ke depan. Standard tingkat kebutuhan air bersih untuk daerah pedesaan ditetapkan 60 liter/hari per kapita atau 6,94 * 10-7 m3/s per kapita. Saat ini Desa Suka Mulyo (Semoi III) berpenduduk sekitar 350 KK. Jika dianggap 1 KK terdiri dari 5 jiwa, maka jumlah penduduk saat ini adalah 1750 jiwa. Proyeksi jumlah penduduk Desa Suko Mulyo (Semoi III) 25 tahun ke depan dengan laju pertumbuhan i = 2,19 % adalah:

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

97

P25= 1750 ( 1 + 0,0219 )25 = 3008 jiwa. Kebutuhan air bersih 25 tahun ke depan = (6,94 * 10-7) * 3008 = 2,09 * 10-3 m3/s = 0, 0055 MCM. 1 MCM = 1* 106 m3/ bulan, dimana 1 bulan = 30,4 hari.

Kebutuhan Konservasi Kebutuhan konservasi air di hilir Embung diperlukan untuk mempertahankan kelangsungan ekosistem air di hilir, maka harus tetap ada air yang dibiarkan mengalir ke hilir sepanjang tahun. Dalam hal ini nilainya ditentukan sebesar 0,1 m3/s = 0,264 MCM.

Kehilangan Air akibat Resapan (Seepage Losses)Besarnya kehilangan air pada embung akibat resapan ke dalam tanah sangat tergantung kepada jenis tanah di dasar embung, dari hasil investigasi tanah di lokasi diketahui jenis tanah umumnya lempung kepasiran. Jika direncanakan luas tampungan sebesar 2,5 ha , maka besarnya kehilangan air akibat resapan

adalah:

13 76

2 10002 5 10000 1112 5 0 0133 3+

= =*

* , * , / , /m hari m s = 0,0341 MCM

.

Kehilangan Air Akibat EvapotranspirasiBesarnya tingkat evapotranpirasi dalam mm/hari di lokasi embung dapat dilihat pada Tabel 3.1 Laporan Hidrologi . Evapotranspirasi rata-rata = (3,574 + 4,144 + 3,830 + 3,864 + 3,996 + 3,665 + 3,933 + 4,740 + 4,492 + 5,241 + 4,705 + 4,418)/ 12 = 4,21 mm/ hari. Jika luas tampungan sebesar 2,5 ha , maka kehilangan akibat evapotranspirasi = (4,21 /1000)* (25000)/(24*60*60) = 1,218 * 10-3 m3/s = 0,0032 MCM.

Q outflow Debit keluar tampungan / waduk dapat dihitung sebagai berikut:

Q outflow = Kebutuhan air bersih + kehilangan akibat resapan + kehilangan akibat Evaporasi + kebutuhan konservasi = (2,09 *10-3)+ 0,013 + (1,218*10-3) + 0,1 = 0,1163 m3/s . Jika memperhatikan Q outflow yang hanya sebesar 0,1163 m3/s yang lebih rendah dari pada debit andalan terendah (0,716 MCM atau 0,273 m3/s), maka tidak diperlukan embung. Dengan debit yang tersedia di sungai yang cenderung stabil dan berada di atas nilai debit kebutuhan sepanjang tahun, maka tanpa tampungan sekalipun kebutuhan total air bersih dapat terpenuhi sepanjang tahun. Kondisi tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.

Namun demikian, alangkah baiknya jika debit yang tersedia ini dimanfaatkan seluruhnya. Tingkat pemanfaatan air ditunjukkan oleh nilai rasio pemanfaatan air (water utilization ratio), rasio pemanfaatan air adalah perbandingan antara volume air tersedia dengan volume kebutuhan. Semakin besar nilai rasio berarti semakin baik, nilai tertinggi adalah 1 (satu). Kondisi di atas memberikan rasio pemanfaatan air = 0,1163/ 0,287 = 0,41. Untuk mendapatkan ratio pemanfaatan air sebesar 1, maka kebutuhan air harus ditingkatkan menjadi sama dengan debit andalan rata-rata yaitu 0, 287 m3/s = 0,75 MCM. Kelebihan air yang ada yakni 0,287 dikurangi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

98

0,1163 m3/s menjadi sebesar 0,17 m3/s bisa dimanfaatkan untuk maksud lain seperti microhidro power. Debit Andalan 1/2 Bulanan - Kebutuhan Air

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Seri Waktu dalam 1 tahun

Deb

it Su

ngai

(m3/

s)

Debit Andalan Setengah Bulanan

Kebutuhan air = 0,1163 m3/s

Q Rerata 1/2 bulanan=0,287 m3/s

Gambar 1. Hubungan debit andalan ½ bulanan dan Kebutuhan air

Volume dan Kapasitas Tampungan Hidup

Volume tampungan hidup dapat ditentukan dengan cara grafis menurut cara Ripple atau dengan melakukan simulasi keseimbangan air di embung. Jika direncanakan kebutuhan air menjadi 0,287 m3/s atau 0,75 MCM (sama dengan Q andalan rerata), maka kondisinya dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 2. Volume tampungan simulasi air di waduk

Dalam kondisi seperti ini, diperlukan tampungan dengan volume sama dengan luas area yang diberi warna hijau pada gambar di atas.

Cara RippleUntuk mengetahui berapa kapasitas tampungan secara lebih teliti maka dilakukan dengan metode grafis yakni dengan menggambarkan Diagram Ripple sebagai berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

99

Diagram Ripple

0,00

0,01

0,020,03

0,04

0,05

0,06

0,070,08

0,09

0,10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Bulan

Cum

ulat

ive

Q in

- Q

out

(MCM

)

0,058

Gambar 3. Diagram Ripple

Kapasitas tampungan adalah selisih antara nilai kumulatif (Qin- Qout) tertinggi dan terendah, besarnya 0,058 MCM atau 0,0221 m3/s. Volume tampungan yg diperlukan = 0,0221 * 30,4*24*3600 = 58000 m3.

Simulasi Keseimbangan air dalam EmbungVolume tampungan hidup dapat ditentukan dengan melakukan simulasi keseimbangan air di Embung seperti pada tabel dibawah ini. Pelepasan air ke hilir ditentukan debitnya konstan (constant release). Dari tabel dapat diketahui Volume tampungan hidup adalah angka tertinggi dalam kolom terakhir pada tabel simulasi tersebut yakni 89431 m3. Terdapat perbedaan hasil perhitungan antara cara Ripple dengan Simulasi Keseimbangan air. Diambil nilai tertinggi dari kedua hasil tersebut yakni 89431 m3.

Volume Air Dalam Tampungan - Seri Waktu

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

Jan

Feb

Mar.

April

May

June

July

August

Sept.

Oct.

Nov.

Des.

Waktu

volu

me

air d

alam

wad

uk

(m3)

Life Storage

Dead Storage

Gambar 4. Volume air dalam tampungan

Tampungan hidup = 89431 m3, Tampungan mati = 20% * 89431 = 17886 m3 , dari gambar 4 terlihat bahwa periode dari bulan November hingga Juni tahun berikutnya padalah periode pengisian waduk, sedangkan periode mulai dari Juli hingga Oktober adalah masa pengurasan air waduk hingga tampungan hidup kosong pada awal November. Pada pertengahan November tampungan mulai terisi kembali. Tampungan mati tetap tersedia sepanjang tahun yaitu sebesar 17886 m3.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

100

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Berdasar analisis yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan :

1. Berdasarkan analisis hidrologi yaitu berupa daerah pengaliran, tumbuhan dan geologi, serta debit pengaliran dasar yang berpengaruh pada debit banjir maka dari 2 (dua) lokasi ini dipilih lokasi pada Sungai S. Sepinggan.

2. Luas DAS S. Sepinggan 1,034 km2 lebih luas jika dibandingkan DAS S. Tengkorak yang luasnya hanya 0,321 km2 , hal ini jelas akan berpengaruh terhadap besarnya debit banjir yang berkonsentrasi ke sungai karena semakin luas daerah aliran sungainya berarti konsentrasi debit akan lebih besar, mengingat bahwa daerah pengaliran sebuah sungai adalah daerah tempat presipitasi (hujan) mengkonsentrasikan diri ke sungai.

3. Debit andalan S. Sepinggan rata-rata sebesar 0,287 m3/dt sedangkan kebutuhan air bersih diproyeksikan sebesar 2,09 * 10-3 m3/s hingga 25 tahun ke depan, jauh lebih kecil dari pada ketersediaan air di sungai sehingga tidak diperlukan tampungan. Namun untuk meningkatkan pemanfaatan air maka direncanakan menyadap keseluruhan debit andalan rerata sebesar 0,287 m3/dt dan meningkatkan pemanfaatan untuk air mikrohidro ataupun irigasi.

4. Dibutuhkan kapasitas tampungan hidup sebesar 89431 m3 dan tampungan mati 17886 m3 yang keseluruhannya sebesar lebih kurang 110 ribu m3. Dengan volume tampungan tersebut , debit konstan yang dapat disadap sepanjang tahun adalah 0,287 m3/dt sudah termasuk didalamnya air yang harus dialirkan ke hilir (constant release) untuk kebutuhan konservasi dan kehilangan akibat evaporasi dan resapan.

REKOMENDASI

1. Guna memberikan kontribusi yang nyata dari program pembangunan yang berwawasan lingkungan serta meminimalkan dampak lingkungan dan sosial yang terjadi, maka pada bagian hulu bukit DAS Sepinggan perlu dilakukan Konservasi bukit, baik dengan reboisasi, penanaman gebalan rumput pada lereng tanggul, dan secara mekanis (terasering) dengan teknologi tinggi yang ramah lingkungan, sehingga kondisi lingkungan daerah DAS di bagian hulu tetap terjaga dan fungsi dari lahan sebagai daerah resapan air dapat dioptimalkan.

2. Untuk melindungi kondisi lingkungan daerah DAS di bagian hulu agar tetap terjaga dan fungsi dari lahan sebagai daerah resapan air dapat dioptimalkan maka perlu dilakukan sosialisasi kepada masyarakat agar tidak melakukan sistem ladang berpindah.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

101

REFERENSI

Anonim. 2000. Analisa Regresi dan Korelasi Data Hidrologi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Sumberdaya Air Balai Hidrologi Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah

Anonymous, 1986, Buku Petunjuk Perencanaan Bendung. Penerbit Dinas Pekerjaan Umum. Jakarta.

Anonymous, 1986, KP-04. Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan. Badan Penerbit Dinas Pekerjaan Umum. Jakarta

Asdak, Chay. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Universitas Gajah Mada Press. Yogyakarta

Mc Mahon. T, G. Mein Russel. 1978. Reservoir Capacity and Yield. Departement of Civil Engineering Monash University, Clayton. Vic, Australia

Soemarno, CD. 1986. Hidrologi Teknik. Usaha Nasional. Surabaya

Soewarno. 1991. Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai (Hidrometri). Penerbit Nova. Bandung

Sosrodarsono, Hidrologi Untuk Pengairan. PT. Pradnya Paramitha. Jakarta

Subarkah, Imam, 1980. Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air. Idea Dharma. Bandung

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

102

LAMPIRAN

Tabel 1. Data Curah Hujan Harian MaksimumNo Curah Hujan (mm) No Curah Hujan (mm) No Curah Hujan (mm)1 73 7 94 13 2232 116 8 67 14 1823 112 9 102 15 1004 137 10 115 16 1085 95 11 106 17 1336 155 12 195

Sumber:BadanMeteorologidanGeofisika(BMG)KelasIIBalikpapan

Tabel 2. Probabilitas Hujan Maksimum metode Log Pearson III

No Tahun Xi P(%) Log Xi (LogXi - Log X)2 (LogXi - Log X)3

1 1997 67 5,56 1,83 0,0607 -0,01492 1990 73 11,11 1,86 0,0437 -0,00913 1996 94 16,67 1,97 0,0099 -0,00104 1994 95 22,22 1,98 0,0090 -0,00085 2004 100 27,78 2,00 0,0050 -0,00046 1998 102 33,33 2,01 0,0041 -0,00037 2000 106 38,89 2,03 0,0022 -0,00018 2005 108 44,44 2,03 0,0017 -0,00019 1992 112 50,00 2,05 0,0005 0,000010 1999 115 55,56 2,06 0,0001 0,000011 1991 116 61,11 2,06 0,0001 0,000012 2006 133 66,67 2,13 0,0028 0,000113 1993 137 72,22 2,14 0,0041 0,000314 1995 155 77,78 2,19 0,0139 0,001615 2003 182 83,33 2,26 0,0349 0,006516 2001 195 88,89 2,29 0,0473 0,010317 2002 223 94,44 2,35 0,0761 0,0210

Total 0,3160 0,0131Rerata 2,07

Sn = 0,141Cs = 0,335

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

103

Tabel 6. Perhitungan Diagram Ripple.

Bulan Q in Q out Q in - Q outCumulative

(Q in - Q out)

Kapasitas Tampungan

(MCM) (MCM) (MCM) (MCM) (MCM) (MCM)

0,089- 0,031 =

0,058

0Jan 0,767 0,768 0,750 0,018 0,018 0,768 Feb 0,761 0,750 0,750 0,000 0,018 0,739 Mar. 0,766 0,770 0,750 0,020 0,037 0,773 April 0,782 0,774 0,750 0,024 0,061 0,765 May 0,772 0,760 0,750 0,010 0,070 0,747 June 0,774 0,769 0,750 0,019 0,089 0,763 July 0,752 0,750 0,750 0,000 0,089 0,748 August 0,752 0,747 0,750 -0,004 0,085 0,741 Sept. 0,719 0,727 0,750 -0,023 0,062 0,735 Oct. 0,716 0,722 0,750 -0,028 0,034 0,728 Nov. 0,717 0,747 0,750 -0,004 0,031 0,776 Des. 0,758 0,764 0,750 0,014 0,045 0,770

Kapasitas tampungan adalah selisih antara nilai kumulatif (Qin- Qout) tertinggi dan terendah, besarnya 0,058 MCM atau 0,0221 m3/ s. Volume tampungan yg diperlukan = 0,0221 * 30,4*24*3600 = 58000 m3.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

104

Tabe

l 7.

Sim

ulas

i Kes

eim

bang

an a

ir di

tam

pung

an ,

deng

an ti

me

step

Δt =

½ b

ulan

105

PERBANDINGAN DIFRAKSI GELOMBANG ANTARA MODEL FISIK (B/L = 0,24) DENGAN

METODA US ARMY CORPS OF ENGINEERS (SPM) DAN METODA SPIRAL CORNU

Yati Muliati

Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil ITB, Dosen Teknik Sipil Itenas

yati@itenas.ac.id; yatimsn@yahoo.com

Intisari

Tinggi gelombang dalam suatu kolam pelabuhan sangat penting diperkirakan dalam suatu perencanaan pelabuhan. Metoda difraksi gelombang digunakan untuk mendapatkan nilai tinggi gelombang di balik suatu struktur bangunan laut. Penelitian ini merupakan salah satu upaya pencarian metoda difraksi gelombang yang sesuai dengan kenyataan di lapangan. Diawali dengan pengukuran tinggi gelombang dalam model fisik kolam pelabuhan berdasarkan tinggi gelombang, selanjutnya dihitung tinggi gelombang dalam kolam pelabuhan dengan menggunakan nomogram dari 2 metoda, yaitu metoda US Army Corps of Engineers dari Shore Protection Manual (SPM) dan metoda Spiral Cornu. Hasil perhitungan kedua metoda setelah dibandingkan dengan hasil pengukuran model fisik di laboratorium mendapatkan rata-rata penyimpangan sebesar 127,51% dengan metoda SPM dan 28,44% dengan metoda Spiral Cornu. Hal ini menunjukkan bahwa untuk sementara ini metoda Spiral Cornu lebih mendekati kenyataan di lapangan. Mengingat rasio lebar mulut (B) dan panjang gelombang (L) pada model fisik adalah 0,2435, sedangkan nomogram yang tersedia dari SPM adalah B/L = 0,5, maka perlu ada kajian lebih lanjut yang terkait dengan pengujian lapangan.

Kata Kunci: difraksi gelombang, SPM, Spiral Cornu

LATAR BELAKANG

Tinggi gelombang dalam kolam pelabuhan perlu dihitung, agar proses bongkar muat barang maupun turun naiknya penumpang atau kendaraan dapat berjalan dengan lancar dan aman. Perhitungan tinggi gelombang di dalam kolam dilakukan dengan menggunakan metoda difraksi gelombang. Difraksi gelombang merupakan pembelokan arah gelombang dan perubahan karakteristik gelombang akibat adanya perubahan kedalaman dan adanya struktur bangunan yang merintangi perambatan gelombang. Beberapa metoda untuk menghitung difraksi gelombang digunakan oleh para perencana pelabuhan. Namun sampai saat ini di Indonesia belum ada referensi yang menunjukkan metoda mana yang paling sesuai untuk digunakan di pelabuhan di Indonesia. Umumnya para perencana langsung menggunakan model numerik atau metoda SPM yang sudah sangat populer. Lain halnya dengan metoda Spiral Cornu berupa nomogram yang jarang digunakan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

106

Melihat kenyataan ini, maka perlu dilakukan upaya pencarian metoda mana yang sesuai dengan hasil pengukuran di laboratorium atau di lapangan, sehingga perencanaan struktur pelabuhan dan fasilitas pelabuhan lainnya dapat lebih tepat, aman, efisien, dan ekonomis.

Penelitian ini adalah lanjutan dari penelitian dengan topik yang sama, namun studi kasus di kolam pelabuhan Tanjung Priok. Perhitungan tinggi gelombang dalam kolam dengan 2 metoda dibandingkan dengan hasil pengukuran di lapangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metoda difraksi dari US Army Corps of Engineers memiliki simpangan yang lebih kecil daripada metoda Spiral Cornu, tetapi nilai penyimpangan untuk kedua metoda sangat tinggi, yaitu 89,9% dan 97,7%. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengkaji ulang kesesuaian metoda.

Memperhatikan uraian di atas, maka maksud penelitian ini adalah memberikan informasi tentang metoda yang paling sesuai untuk digunakan dalam penentuan difraksi gelombang. Dan tujuannya adalah untuk memberikan informasi kesesuaian atau sejauh mana penyimpangan yang terjadi antara hasil pengujian model fisik di laboratorium dengan hasil analisis perhitungan.

Difraksi GelombangApabila gelombang datang terhalang oleh suatu rintangan seperti pemecah gelombang atau pulau, maka gelombang tersebut akan membelok di sekitar ujung awal rintangan dan masuk di daerah terlindung di belakangnya. Fenomena ini dikenal dengan difraksi gelombang. Dalam difraksi gelombang ini terjadi transfer energi dalam arah tegak lurus perambatan gelombang menuju daerah terlindung. Apabila tidak terjadi difraksi gelombang, daerah di belakang rintangan akan tenang. Tetapi karena adanya proses difraksi, maka daerah tersebut terpengaruh oleh gelombang datang. Transfer energi ke daerah terlindung menyebabkan terbentuknya gelombang di daerah tersebut, meskipun tidak sebesar gelombang di luar daerah terlindung. Garis puncak gelombang di belakang rintangan mempunyai bentuk busur lingkaran. Dianggap bahwa kedalaman air adalah konstan. Apabila tidak, maka selain difraksi juga terjadi refraksi gelombang. Biasanya tinggi gelombang berkurang di sepanjang puncak gelombang menuju daerah terlindung (Triatmodjo, 1996).

Pada rintangan (pemecah gelombang/breakwater) tunggal, tinggi gelombang di suatu tempat di daerah terlindung tergantung pada jarak titik tersebut terhadap ujung rintangan r, sudut antara rintangan dan garis yang menghubungkan titik tersebut dengan ujung rintangan β, dan sudut antara arah perambatan gelombang dan rintangan θ (Gambar 1).

Perbandingan antara tinggi gelombang di titik yang terletak di daerah terlindung (HA) dan tinggi gelombang datang (Hp) disebut koefisien difraksi K’.

H = K’. Hi ................................................................................................. (1)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

107

Gambar 1. Difraksi gelombang di belakang rintangan [Triatmodjo,1996]. Dimana K’ merupakan fungsi dari θ, β, dan r/L, kemudian A adalah titik yang ditinjau di belakang rintangan dan P adalah ujung pemecah gelombang. Nilai K’ untuk θ, β, r/L tertentu diberikan dalam tabel oleh Wiegel, dalam Sorensen, 1978. Apabila terdapat dua pemecah gelombang dengan celah bukaan di antaranya, maka untuk menentukan koefisien difraksi digunakan grafik yang dikembangkan oleh Johnson (1952, 1953; dalam Wiegel, 1964). Koefisien difraksi (K’) dapat ditentukan dengan beberapa metoda, antara lain metoda US Army Corps of Engineers dan metoda Spiral Cornu. Metoda Difraksi US Army Corps of Engineers US Army Corps of Engineers melakukan pengembangan terhadap grafik yang telah dibuat oleh Johnson, sehingga dihasilkan nomogram-nomogram untuk mendapatkan nilai K’ berdasarkan arah gelombang datang. Sebagai contoh salah satu nomogram untuk penentuan koefisien difraksi bagi pemecah gelombang/breakwater yang memiliki rasio antara lebar celah B dan panjang gelombang L, yaitu B/L = 2 dan arah gelombang datang tegak lurus sisi pemecah gelombang (θ = 90°) ditunjukkan pada Gambar 2 serta untuk B/L = 0,5 ditunjukkan pada Gambar 3.

Puncak gelombang

arah gelombang

Kedalaman konstan

Titik yang ditinjau

Rintangan

L

P

K' A r

β θ

Gambar 1. Difraksi gelombang di belakang rintangan [Triatmodjo,1996].

Dimana K’ merupakan fungsi dari θ, β, dan r/L, kemudian A adalah titik yang ditinjau di belakang rintangan dan P adalah ujung pemecah gelombang. Nilai K’ untuk θ, β, r/L tertentu diberikan dalam tabel oleh Wiegel, dalam Sorensen, 1978.

Apabila terdapat dua pemecah gelombang dengan celah bukaan di antaranya, maka untuk menentukan koefisien difraksi digunakan grafik yang dikembangkan oleh Johnson (1952, 1953; dalam Wiegel, 1964).

Koefisien difraksi (K’) dapat ditentukan dengan beberapa metoda, antara lain metoda US Army Corps of Engineers dan metoda Spiral Cornu.

Metoda Difraksi US Army Corps of Engineers

US Army Corps of Engineers melakukan pengembangan terhadap grafik yang telah dibuat oleh Johnson, sehingga dihasilkan nomogram-nomogram untuk mendapatkan nilai K’ berdasarkan arah gelombang datang. Sebagai contoh salah satu nomogram untuk penentuan koefisien difraksi bagi pemecah gelombang/breakwater yang memiliki rasio antara lebar celah B dan panjang gelombang L, yaitu B/L = 2 dan arah gelombang datang tegak lurus sisi pemecah gelombang (θ = 90°) ditunjukkan pada Gambar 2 serta untuk B/L = 0,5 ditunjukkan pada Gambar 3.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

108

wav

e cr

ests

K'=D

iffra

cted

wav

e he

ight

In

cide

nt w

ave

heig

ht

cont

ours

of e

quql

diff

ract

ion

coef

ficie

nt

Valu

es o

f diff

ract

ion

coef

ficie

nt

BreakwaterBreakwaterBreakwater

Gambar 2. Grafik difraksi melalui celah (B/L = 2) [SPM volume 1,1984]

Gambar 3. Diagram Difraksi Melalui Celah (B/L = 0,5) dengan Arah Gelombang Datang Tegak Lurus Terhadap Breakwater.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

109

Apabila lebar celah sama dengan lima kali panjang gelombang atau lebih, maka difraksi oleh kedua ujung pemecah gelombang tidak saling mempengaruhi. Sehingga teori difraksi untuk pemecah gelombang tunggal dapat digunakan untuk kedua sisi. Dalam grafik-grafik atau nomogram yang diberikan, sumbu absis dan ordinat serta lebar celah dinyatakan dalam besaran tak berdimensi yaitu x/L, y/L, dan B/L.

Metoda Difraksi Spiral Cornu Penentuan koefisien difraksi (K’) dengan Metoda Difraksi Spiral Cornu juga menggunakan nomogram/diagram, dimana dengan melihat pada Gambar 4, tampak gelombang melewati suatu celah breakwater (pemecah gelombang) dengan tinggi gelombang datang Hi dan arah datang gelombang tertentu.

Gambar 4. Skema Parameter dalam metoda Spiral Cornu

Keterangan gambar :RA dan RB = garis penghubung titik A dan B ke titik tinjau CTitik A dan B = ujung breakwater/dengan panjang tak hingga ( ~ )Titik C = titik yang ditinjau Sudut θ = sudut yang terbentuk antara arah datang gelombang dengan

breakwaterSudut θA = sudut antara garis RA dan posisi celah sejajar breakwaterSudut θB = sudut antara garis RB dan breakwater

Beberapa parameter perlu ditentukan terlebih dahulu dengan rumus sebagai berikut:

−

=2

sinLR8 A A

Aθθρ

dan

−

=2

sinLR8 B B

Bθθρ

......................... (2)

dengan : L = panjang gelombang (m), ρA dan ρB = parameter spiral cornu.

Setelah mendapat nilai ρA dan ρB, kedua nilai tersebut diplot pada grafik spiral cornu. Jarak antara kedua titik hasil pengeplotan selanjutnya diukur dan diterapkan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

110

pada skala vertikal grafik tersebut, sehingga didapat nilai koefisien difraksi (K’). Grafik spiral cornu ditampilkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Grafik Spiral Cornu.

METODOLOGI STUDI

Metoda yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi literatur, pengukuran di laboratorium, analisis perhitungan dengan dua metoda, perbandingan hasil pengukuran model fisik dengan hasil perhitungan, dan menganalisis metoda mana yang hasil perhitungannya paling mendekati hasil pengukuran di laboratorium.

Model fisik berupa kolam pelabuhan yang diapit dua buah breakwater tegak lurus pantai dan membentuk mulut pada ujungnya. Model fisik menggunakan skala 1:10. Pada model diambil lebar mulut pelabuhan 1 meter dan kedalaman air di mulut pelabuhan (ds) sebesar 45 cm, artinya pada prototip lebar mulut = 10 m dan kedalaman air (ds) = 450 cm. Arah gelombang datang tegak lurus terhadap mulut pelabuhan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

111

Pengukuran fluktuasi muka air dilakukan untuk 4 titik pada model, yaitu titik 1 sebagai gelombang datang, dan titik 2,3, dan 4 sebagai hasil difraksi gelombang, seperti pada Gambar 5.

Gambar 6. Posisi Titik Pengamatan

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Rata-rata tinggi gelombang yang datang dan terukur di mulut model pelabuhan (Hm) sebesar 4,92 cm atau 49,2 cm pada prototip (Hp) dengan rata-rata perioda gelombang di model (Tm) adalah 2,099 detik atau 6,64 detik pada prototip (Tp).

Tinggi gelombang dalam kolam hasil pengukuran (skala prototip) serta hasil perhitungan dua metoda dibandingkan, dan dihitung persentase penyimpangan yang terjadi, yang disajikan pada Tabel 1.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

112

Tabel 1. Perbandingan Tinggi Gelombang dan Persentase Penyimpangan

Titik Pengamatan

Tinggi Gelombang Hasil Pengukuran di Laboratorium

Metoda SPM Metoda Spiral CornuHasil

PerhitunganPersentase

PenyimpanganHasil

PerhitunganPersentase

Penyimpangan2 16,85 cm 26,076 cm 54,75 % 14,76 cm 12,4 %3 9,89 cm 25,092 cm 153,71 % 12,79 cm 29,32 %4 10,62 cm 29,028 cm 173,3 % 15,25 cm 43,6 %

Rata-rata Persentase Penyimpangan 127,25% - 28,44%.

Hasil rata-rata pada Tabel 1terlihat tinggi gelombang pada titik pengamatan 4 lebih besar daripada di titik 3, hal ini terjadi karena gelombang datang secara langsung mengenai lokasi titik 4, atau dengan kata lain titik 4 tidak terlindungi. Sedangkan pada titik 2, tinggi gelombang besar dikarenakan jarak nya yang dekat terhadap gelombang datang. Efek difraksi secara signifikan tampak pada data di titik 3.

Mengacu pada nilai rata-rata penyimpangan di atas dapat dilihat bahwa persentase penyimpangan yang terjadi jika menggunakan metode difraksi Spiral Cornu (28,44%) jauh lebih kecil dibandingkan jika menggunakan metode difraksi dari US Army Corps of Engineers (127,25 %). Hal ini bertolak-belakang dengan hasil penelitian terdahulu yang menggunakan studi kasus di kolam pelabuhan, dimana justru penyimpangan yang lebih kecil adalah metoda difraksi dari US Army Corps of Engineers. Untuk itu perlu kajian ulang terhadap pengukuran di lapangan dengan penggunaan tinggi gelombang datang yang lebih valid.

Selain itu perbedaan hasil ini antara lain dapat disebabkan oleh adanya perbedaan rasio antara lebar mulut dan panjang gelombang (B/L) pada model fisik, yaitu B/L = 0,2435, sedangkan nomogram SPM yang digunakan adalah untuk B/L = 0,5. Oleh karena itu perlu kajian lebih lanjut atau dilakukan pemodelan fisik ulang, dimana rasio sesuai dengan nomogram yang tersedia dari metoda SPM untuk difraksi gelombang melewati celah breakwater, yaitu B/L = 0,5 ; 1 ; 1,41 ; 1,64 ; 1,78 ; 2 ; 2,50 ; 2,95 ; 3,82 ; dan 5.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan

1) Proses difraksi terlihat dengan jelas, dimana tinggi gelombang yang datang (49,5 cm) pada pengukuran di laboratorium berkurang menjadi 16,85 cm (titik 2), 10,62 cm (titik 4), dan 9,89 cm (titik 3). Variasi ketiga titik tersebut cukup besar perbedaannya, sementara hasil perhitungan dari kedua metoda masing-masing menampilkan angka yang tidak jauh berbeda.

2) Dilihat dari rata-rata penyimpangan yang terjadi, maka hasil perhitungan dengan menggunakan metoda Spiral Cornu untuk sementara lebih dapat mewakili hasil pengukuran, bila dibandingkan dengan metoda SPM.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

113

Rekomendasi

Disarankan pemodelan fisik dilakukan untuk rasio B/L yang sesuai dengan nomogram metoda SPM yang tersedia, sehingga pengambilan kesimpulan untuk perbandingan 2 metoda terhadap model fisik dapat lebih berdasar.

Selain itu perhitungan dengan pemodelan numerik berupa software-software yang umum untuk proses refraksi dan difraksi juga dapat dilakukan untuk pengujian kesesuaian metoda, sehingga dapat memberi gambaran yang lebih tepat dalam penggunaan metoda difraksi gelombang di Indonesia.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih disampaikan kepada Sdri. Listya Nirmalasari, S.T. dan Sdr. Taryani yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.

REFERENSI

Bambang Triatmodjo, 1996, Pelabuhan, halaman 75-77, Beta Offset, Yogyakarta.

Herbich, J.B., 1999, Handbook of Coastal Engineering, Mc. Graw Hill, USA.

Sorensen, R.M., 1978, Basic Coastal Engineering, John Wiley and Sons, New York.

Coastal Engineering Research Centre,, 1984, Shore Protection Manual, US. Army Corps of Engineers, Washington.

Wiegel, R. L., 1964, Oceanographical Engineering, Prentice Hall, Englewoods Cliffs, N.J.

Yati Muliati, 2009, Perbandingan Perhitungan Difraksi Gelombang Metoda US Army Corps of Engineers dan Metoda Spiral Cornu (Studi Kasus Kolam Pelabuhan Tanjung Priok, Jakarta, Laporan Penelitian Institut Teknologi Nasional, Bandung.

114

OPTIMASI ATURAN LEPASAN PADA OPERASI WADUK PENGGA BERDASARKAN STATUS TAMPUNGAN

Widandi Soetopo*, Dwi Priyantoro, dan Heri Suprijanto1Fakultas Teknik, Jurusan Pengairan, Universitas Brawijaya

wid131835@yahoo.co.id ; HP: 0817460581

Intisari

Aturan lepasan waduk berdasarkan status tampungan pada awal periode operasi cocok untuk waduk-waduk kecil dan sedang, seperti halnya dengan Waduk Pengga di Pulau Lombok, NTB. Pada studi yang terdahulu, aturan lepasan Waduk Pengga di per oleh de ngan cara simulasi acak. Pada tulisan ini, dibahas mengenai optimasi a tur an lepasan Wa duk Pengga untuk meningkatkan kinerjanya. Struktur aturan lepasan diperbaiki de ngan menambah banyaknya grid tampungan. Garis aturan lepasan dibuat dalam 2 ma cam, yaitu model diskrit dan model kontinyu. Setelah dilakukan optimasi dengan meng gunakan prosedur Evolutionary Solver, maka terjadi peningkatan yang signifikan pada kinerja dari kedua model aturan lepasan.

Kata Kunci: aturan lepasan, operasi waduk, optimasi.

LATAR BELAKANG

Mayoritas waduk-waduk di Indonesia (dan juga di seluruh dunia) adalah waduk-waduk berukuran kecil dan sedang, dengan kapasitas tampungan aktif berkisar pada angka beberapa puluh juta m³ atau kurang dari itu. Karena ukurannya yang tidak besar, dan bisa juga karena lokasinya yang jauh dari pusat wilayah perkotaan, maka waduk-waduk semacam ini cenderung mendapatkan alokasi dana yang relatif kecil untuk peng o pe ra si an nya (jika dibandingkan dengan waduk-waduk yang mempunyai kapasitas tampungan besar). Oleh karenanya maka aturan lepasan waduk berdasarkan status tampungan pada awal periode operasi cocok untuk waduk-waduk kecil dan sedang, karena mampu beradaptasi terhadap variasi ta-hun an inflow dan variasi musiman ke bu tuh an, serta mempunyai struktur sederhana dan praktis. Waduk-waduk kecil dan sedang di lokasi terpencil me mer lukan pengoperasian yang sederhana dan praktis, yang dapat dibuat dalam bentuk tabel.

Pada dasarnya pengoperasian waduk adalah proses penampungan air sungai ke dalam waduk dan melepaskan air yang tertampung tersebut untuk digunakan pada berbagai tu ju an. Untuk melaksanakan operasi waduk maka diperlukan suatu pedoman dalam ben tuk seperangkat aturan operasi. Aturan operasi waduk adalah cara untuk memanfaatkan ka pasitas tampungan waduk yang tersedia dalam rangka mengendalikan aliran sungai untuk tujuan-tujuan yang spesifik. Studi penelitian ini menggunakan kasus Waduk Pengga di Pulau Lombok, NTB.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

115

Studi penelitian ini menggunakan kasus Waduk Pengga di Pulau Lombok, NTB. Wa duk ini memasok kebutuhan air irigasi dan perkotaan. Bendungan Pengga juga mem pu nyai sebuat unit Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) yang berkapasitas 400 kilowatt, tetapi unit ini beroperasi mengikuti besarnya debit lepasan untuk pasokan kebutuhan irigasi dan air perkotaan. Waduk Pengga mempunyai kapasitas tampungan aktif sebesar 20.89 juta m³. Waduk Pengga ini beroperasi dengan periode ½ bulanan.

Pada studi yang terdahulu, maka telah ditinjau dua tipe aturan operasi untuk Waduk Peng ga. Aturan operasi yang pertama adalah lepasan waduk berdasarkan status tam pung an pada awal periode operasi. Sedangkan aturan operasi yang kedua adalah le pas an waduk berdasarkan rule curve. Parameter-parameter daripada kedua tipe aturan o pe ra si waduk tersebut dikalibrasi dengan cara simulasi acak (Soetopo dkk., 2012). Pada studi penelitian ini, ma ka yang ditinjau adalah tipe aturan operasi yang pertama, yaitu lepasan waduk ber da sar kan status tampungan pada awal periode operasi. Tujuannya adalah untuk melihat a pa kah kinerja daripada aturan operasi tersebut dapat ditingkatkan.

Waduk Penggga mendapatkan debit inflow dari sungai Dodokan. Debit inflow ini ber asal dari lepasan Waduk Batujai yang berada di sebelah hulu, ditambah dengan debit limpasan dari remaining basin di antara Waduk Batujai dan Waduk Pengga seluas 183.65 km². Untuk studi penelitian ini digunakan data debit inflow sepanjang 10 tahun (tahun 2001 s/d 2010).

METODOLOGI STUDI

Pada model aturan operasi waduk yang ditinjau pada studi penelitian ini, maka besarnya lepasan ditentukan oleh status tam pung an pada awal periode operasi. Aturan o pe ra si yang seperti ini biasanya digunakan oleh para pengelola pasokan air perkotaan (McMahon & Mein, 1978). Aturan operasi waduk yang dihasilkan pada studi terdahulu dapat dilihat pada tabel dan gambar berikut ini.

Tabel 1. Aturan Operasi Waduk Berdasarkan TampunganNo. Kisaran Tampungan waduk (%) Lepasan Waduk (%)

1 0 202 40 213 50 404 60 605 70 806 80 907 90 100

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

116

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tampungan Awal Periode [% Tampungan aktif]

Lepa

san

[% K

ebutu

han]

Gambar 1. Aturan Operasi Waduk Berdasarkan Tampungan

Jadi parameter-parameter aturan operasi waduk dalam hal ini adalah nilai-nilai Lepasan (untuk berbagai kisaran grid Tampungan Awal Periode). Nilai parameter-paramenter a tur an operasi tersebut dikalibrasi dengan menggunakan si mu lasi acak dengan meng gu na kan persamaan keseimbangan waduk sebagai berikut ini.

St+1 = St + I - R Sp - L ................................................................................. (1)

dengan keterangan:St+1 : status tampungan waduk pada akhir periode operasi (juta m³)St : status tampungan waduk pada awal periode operasi (juta m³)I : debit inflow (juta m³)R : debit lepasan terkontrol (juta m³)Sp : debit limpahan (juta m³)L : kehilangan air akibat evaporasi (juta m³)

Hasil simulasi operasi waduk tersebut dengan menggunakan data debit inflow yang ter se dia (10 tahun atau 240 periode operasi ½ bulanan) menghasilkan kinerja aturan o pe ra si waduk. Yang diukur adalah parameter optimasi yang utama, yaitu nilai minimum pe me nuhan kebutuhan air (irigasi dan perkotaan) selama 240 periode operasi, yaitu se be sar 20%. Sebagai pa ra meter optimasi tambahan adalah nilai rerata pe me nuhan ke bu tuh an air selama 240 pe ri o de operasi, yaitu sebesar 68.72%.

Dalam usaha untuk meningkatkan kinerja aturan operasi waduk berdasarkan tampungan ini, maka terlebih dahulu dilakukan penyesuaian struktur, yaitu dengan memperbanyak grid tampungan waduk dari 7 menjadi 20 grid yang seragam lebarnya sebesar 5%. Se lan jutnya dicoba 2 macam garis aturan lepasan, yaitu (1) diskrit (seperti yang ter da hu lu), dan (2) kontinyu (dalam bentuk garis terpatah). Asumsi yang mendasari untuk di la kukannya penyesuaian struktur ini adalah sebagai berikut.

1. Dengan struktur grid tampungan yang lebih halus, maka diharapkan untuk dapat me ning katkan kemampuan dalam menjangkau wilayah-wilayah dengan solusi yang le bih baik.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

117

2. Dengan garis aturan lepasan yang kontinyu, maka diharapkan untuk lebih lanjut me ning katkan lagi kemampuan dalam menjangkau wilayah-wilayah dengan solusi yang le bih baik (jika dibandingkan dengan garis aturan lepasan yang diskrit).

Jadi setiap satu set daripada nilai-nilai Lepasan pada aturan operasi waduk merupakan solusi. Setiap solusi mempunyai nilai Kinerja, yang dalam hal ini adalah Nilai Mi ni mum daripada pemenuhan kebutuhan air selama 10 tahun. Tentu saja yang diinginkan a dalah nilai Kinerja yang sebaik mungkin, yang dalam hal ini adalah nilai mak si mum nya. Solusi dengan nilai Kinerja maksimum adalah solusi yang terbaik. Pada studi yang terdahulu, maka untuk mendapatkan parameter-parameter aturan operasi telah digunakan cara simulasi acak untuk mendapatkan solusi yang terbaik. Pada studi penelitian ini, maka digunakan teknik simulasi evolusioner.

Teknik-teknik optimasi evolusioner te lah berkembang sejak tahun 1957 (Goldberg, 1989). Salah satunya adalah Algoritma Genetik (Genetic Algorithm), yang digunakan pa da pro se dur Evolutionary Solver (Hillier & Lieberman, 2010). Prosedur Algoritma Genetik ini be la kangan sangat populer untuk di gu na kan dalam pe nye le saikan pro-blem-problem op ti ma si yang komplikatif. Pada prosedur Algoritma Genetik, maka setiap solusi dinyatakan sebagai (ekivalen dengan) sebuah kromosom. Pada proses optimasi, ma ka dibentuk populasi kromosom (solusi). Selanjutnya proses optimasi berjalan me nu rut 3 langkah berikut (Goldberg, 1989).

1. Reproduksi.2. Crossover.3. Mutasi.

Langkah Reproduksi adalah proses seleksi terhadap kromosom yang terdapat pada suatu populasi berdasarkan nilai kinerja dari masing-masing kromosom, dan dilanjutkan de ngan proses copy terhadap kromosom hasil seleksi. Kromosom hasil proses copy ini me rupakan generasi turunan yang berikutnya.

Langkah Crossover adalah merupakan persilangan di antara koromosom-kro mo som yang ada pada suatu generasi turunan. Hasil persilangan ini mem ben tuk populasi dari ge nerasi berikutnya.

Langkah Mutasi adalah perubahan yang terkadang terjadi di antara variabel-variabel da ri kromosom. Perubahan ini terjadi secara acak dan mempunyai pro-babilitas yang kecil. Proses optimasi Algoritma Genetik terutama di la ku kan oleh Reproduksi dan Crossover secara bergantian yang menghasikan generasi turunan dari kromosom yang semakin baik dan juga semakin homogen. Akan tetapi dalam kondisi homogen ini maka dapat terjadi hi lang nya informasi penting pada kromosom yang sebetulnya masih dapat di gu nakan. Jadi langkah Mutasi ini berfungsi untuk menjaga agar informasi penting se ma cam itu tidak terlewatkan.

Proses optimasi dengan Algoritma Genetik ini dilanjutkan sampai tercapai kondisi po pu lasi kromosom (solusi) yang seragam, dimana sudah tidak dimungkinkan lagi untuk di lakukan perbaikan daripada kinerja. Dalam studi penelitian ini di gu nakan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

118

prosedur Evolutionary Solver pada perangkat Add-Ins Solver dari MS-Excel 2010, yang me ru pa kan salah satu pro gram aplikasi teknik optimasi e vo lu si oner.

Model optimasi dengan Algoritma Genetik ini ditempatkan pada satu worksheet Excel. Fungsi Tujuan ditempatkan pada satu cell. Pilihan optimasi adalah Max (mak si mum kan). Satu kisaran cell-cell ditugaskan sebagai nilai-nilai Lepasan (kromosom). Sementara sistem kendala membatasi agar nilai daripada setiap lepasan berada di antara 0 dan 100 per sen, dan agar nilai-nilai lepasan tidak boleh menurun seiring dengan na ik nya nilai kisaran tampungan waduk.

Dalam pelaksanaan prosedur Evolutionary Solver pada perangkat Add-Ins Solver di la ku kan secara berulang-ulang untuk melihat apakah masih bisa terjadi lagi perbaikan da ri pada nilai Kinerja. Apabila sesudah beberapa kali perulangan tidak ada lagi terjadi perbaikan nilai Kinerja, maka hasil solusi yang terakhir dianggap sudah optimal.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Adapun hasil optimasi daripada Aturan Lepasan Diskrit untuk Waduk Pengga dapat di li hat pada tabel dan gambar sebagai berikut.

Tabel 2. Aturan Lepasan Diskrit Waduk Pengga Hasil OptimasiNo. Kisaran Tampungan waduk (%) Lepasan Waduk (%)

1 0 45.612 5 45.623 10 45.624 15 45.635 20 45.736 25 47.337 30 49.378 35 49.609 40 49.8610 45 50.1411 50 50.5012 55 51.2213 60 54.2414 65 55.6815 70 57.3316 75 57.9317 80 90.6618 85 90.8519 90 92.4420 95 100.00

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

119

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tampungan Awal Periode [% Tampungan aktif]

Lepa

san

[% K

ebutu

han]

ATURAN DISKRIT

Gambar 2. Aturan Lepasan Diskrit Waduk Pengga Hasil Optimasi

Hasil optimasi untuk Aturan Lepasan Diskrit dari Waduk Pengga menghasilkan lepasan minimum 45.61% (untuk Tampungan Waduk ≥0%) dan lepasan maksimum 100% (un tuk tampungan waduk ≥95%). Adapun hasil simulasi Pemenuhan Kebutuhan (%) se la ma 10 tahun (24 periode ½ bulanan) dapat dilihat pada gambar berikut.

0102030405060708090

100

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240

PEM

ENU

HAN

KEB

UTU

HAN

[%

]

PERIODE ½ BULANAN

Gambar 3. Hasil Simulasi Aturan Lepasan Diskrit Optimal Waduk Pengga

Dengan menggunakan Aturan Lepasan Diskrit pada Waduk Pengga selama 240 periode ½ bulanan (10 tahun) menghasilkan 94 periode Pemenuhan Kebutuhan 100% dan 146 pe riode Pemenuhan Kebutuhan di bawah 100% dengan nilai mininum pemenuhan kebutuhan sebesar 45.61%, dan rerata Pemenuhan Kebutuhan se besar 73.95%.

Sementara hasil optimasi daripada Aturan Lepasan Kontinyu untuk Waduk Pengga dapat di li hat pada tabel dan gambar sebagai berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

120

Tabel 4. Aturan Lepasan Kontinyu Waduk Pengga Hasil OptimasiNo. Kisaran Tampungan waduk (%) Lepasan Waduk (%)

1 0 49.742 5 49.753 10 49.754 15 49.755 20 49.756 25 49.767 30 49.878 35 49.889 40 50.0610 45 50.0711 50 50.0712 55 50.1013 60 50.1214 65 50.2515 70 50.3216 75 50.4217 80 50.6918 85 52.5219 90 61.4820 95 100.00

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

ATURAN KONTINYU

Tampungan Awal Periode [% Tampungan aktif]

Lepa

san

[% K

ebutu

han]

Gambar 4. Aturan Lepasan Kontinyu Waduk Pengga Hasil Optimasi

Hasil optimasi untuk Aturan Lepasan Kontinyu dari Waduk Pengga menghasilkan lepasan minimum 49.74% (untuk Tampungan Waduk ≥0%) dan lepasan maksimum 100% (un tuk tampungan waduk ≥95%). Adapun hasil simulasi Pemenuhan Kebutuhan (%) se la ma 10 tahun (24 periode ½ bulanan) dapat dilihat pada gambar berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

121

0102030405060708090

100

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240

PEM

ENU

HAN

KEB

UTU

HAN

[%

]

PERIODE ½ BULANAN

Gambar 5. Hasil Simulasi Aturan Lepasan Kontinyu Optimal Waduk Pengga

Dengan menggunakan Aturan Lepasan Kontinyu pada Waduk Pengga selama 240 pe rio de ½ bulanan (10 tahun) menghasilkan 96 periode Pemenuhan Kebutuhan 100% dan 144 pe riode Pemenuhan Kebutuhan di bawah 100% dengan nilai mininum pemenuhan kebutuhan sebesar 49.74%, dan rerata Pemenuhan Ke bu tuh-an se besar 72.04%.

Adapun perbandingan kinerja daripada Aturan Lepasan Waduk Pengga sebelum di op ti ma si dan sesudah dioptimasi adalah sebagai yang ditampilkan pada tabel berikut.

Tabel 6. Perbandingan Kinerja Aturan LepasanPemenuhan Aturan Sesudah dioptimasi

Kebutuhan [%] Terdahulu Diskrit KontinyuMinimum 20.00 45.61 49.74

Rerata 68.72 73.95 72.04

Dari hasil studi penelitian yang telah disampaikan di atas, maka dapat dikemukaan pem ba hasan untuk hal-hal berikut.

1. Pada kenyataannya proses optimasi dengan menggunakan Evolutionary Solver pada perangkat Add-Ins Solver harus dilakukan berulangkali dalam jumlah yang banyak sebelum berhenti terjadinya perbaikan Kinerja.

2. Di antara proses Evolutionary Solver yang berhenti melakukan perbaikan, maka penyesuaian nilai-nilai Lepasan yang dilakukan secara manual dapat menyebabkan prosedur Evolutionary Solver kembali lagi dapat melakukan perbaikan Kinerja. Hal ini disebabkan oleh karena struktur daripada aturan lepasan waduk yang bersifat sangat kompleks. Karenanya proses optimasi dalam studi penelitian ini memang ti dak ber langsung secara otomatis penuh.

3. Penyesuaian struktur daripada aturan lepasan dengan melakukan penambahan jumlah grid tam pungan memenuhi sasarannya. Demikian pula dengan membuat garis aturan lepasan dari diskrit menjadi kontinyu juga ternyata memberikan hasil yang positip.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

122

4. Perbaikan nilai minimum dan nilai rerata daripada pemenuhan kebutuhan ber-lang sung secara bersamaan walaupun hubungan antara keduanya bersifat tidak linier.

5. Pada peningkatkan kinerja kedua Aturan Lepasan (yaitu nilai minimum pemenuhan kebutuhan), maka Aturan Lepasan Kontinyu adalah le bih baik (49.74%) bila dibandingkan dengan Aturan Lepasan Diskrit (45.61%). Hal ini wajar bila me ngi ngat bahwa Aturan Lepasan Kontinyu mampu untuk memberikan nilai lepasan yang lebih akurat karena garis aturan lepasan yang gradual.

6. Peningkatan nilai rerata pemenuhan kebutuhan agak lebih baik pada Aturan Lepasan Diskrit (73.95%) bila dibandingkan dengan Aturan Lepasan Kontinyu (72.04%).

7. Dalam kasus Waduk Pengga ini, nilai minimum pemenuhan kebutuhan dipandang lebih penting bila dibandingkan dengan nilai rerata pemenuhan kebutuhan. Hal ini berdasarkan atas banyaknya periode-periode kritis (akibat banyaknya periode de ngan de bit inflow nol ke waduk), seperti dapat dilihat pada kedua gambar Hasil Simulasi Aturan Lepasan (Diskrit dan Kontinyu). Dalam hal ini maka peningkatan nilai minimum pemenuhan ke bu tuh an akan meningkatkan produksi lahan irigasi dengan lebih baik apabila dibandingkan de ngan peningkatan nilai rerata pe me nuh an ke bu tuh an.

8. Sebagai tambahan untuk ke depannya dapat dicoba untuk menggunakan nilai rerata da ripada pemenuhan kebutuhan sebagai Fungsi Tujuan (menggantikan nilai mi ni mum) daripada model optimasi untuk melihat apakah hasil optimasinya berbeda atau tidak.

9. Karena nilai kebutuhan per periode operasi waduk (½ bulanan) yang digunakan a da lah tetap dari tahun ke tahun, maka hasil optimasi sangat tergantung kepada seri data inflow yang digunakan selama 10 tahun. Pada kenyataannya nilai kritis da ri pada Fungsi Tujuan (nilai minimum pemenuhan kebutuhan) terjadi pada saat nilai inflow nol atau rendah selama tenggang waktu yang cukup lama (periode inflow kritis).

10. Untuk mendapatkan aturan lepasan pada operasi waduk yang handal dalam menghadapi periode inflow kritis, maka analisa simulasi stokastik dengan data inflow riil multi-tahun semacam ini akan lebih cocok jika dibandingkan dengan meng gu na kan data input berupa debit andalan tertentu selama setahun. Hal ini mengingat bah wa di sebelah hulu daripada Waduk Pengga terdapat Waduk Batujai sehingga debit inflow ke Waduk Pengga tidak sepenuhnya bersifat unregulated.

11. Proses optimasi pada studi penelitian ini menggunakan program Evolutionary Solver yang sudah jadi, se hing ga proses internal di dalam Add-Ins Solver tidak jelas karena tertutup.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

123

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanKesimpulan daripada studi kasus ini adalah sebagai berikut.

1. Optimasi dengan menggunakan prosedur Evolutionary Solver menghasilkan per baik an yang sangat signifikan terhadap kinerja pemenuhan kebutuhan daripada a tur an lepasan, terutama pada nilai minimumnya.

2. Perbaikan kinerja pemenuhan kebutuhan lebih signifikan pada nilai mi ni-mumnya di ban dingkan nilai reratanya, sesuai dengan ditetapkannya nilai minimum sebagai Fung si Tujuan daripada model optimasi.

3. Kinerja nilai minimum pemenuhan kebutuhan lebih baik pada model Aturan Le pas an Kontinyu bila dibandingkan dengan model Aturan Lepasan Diskrit.

4. Prosedur Evolusioner sesuai untuk optimasi aturan lepasan pada operasi waduk yang cenderung mengandung banyak variabel dan bersifat komplikatif.

RekomendasiUntuk pengembangan selanjutnya dapat dibuat program op ti ma si evolusioner Algoritma Genetik dengan Excel, yang berupa kombinasi worksheet dan macro dengan iterasi yang otomatis, dan dengan demikian prosesnya berjalan secara terbuka.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih kami haturkan kepada semua pihak yang telah membantu kami sehingga kami dapat melakukan studi dan membuat makalah ini dengan baik. Terutama sekali kami ingin menghaturkan terima kasih kepada pihak PT Mettana Engineering Con sult ant yang telah menyediakan data yang digunakan pada studi ini.

REFERENSI

Goldberg, D.E., 1989. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning. Addison-Wesley Publishing Company, Inc., Massachusetts.

Hillier, F.S. and Lieberman G.J., 2010. Introduction to Operations Research. McGraw-Hill, Singapore.

McMahon, T.A. and Mein, R.G., 1978. Reservoir Capacity and Yield. Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam.

Soetopo, W., Priyantoro, D., and Suprijanto, H., 2012. Annual Variation Independent Operating Policy For The Pengga Reservoir, disajikan pada International Conference on Water Resources 5 – 6 November 2012, Langkawi-Malaysia.

124

INDEKS KEKERINGAN PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS) INDRAGIRI MENGGUNAKAN TEORI RUN

Bambang Sujatmoko*, Manyuk Fauzi, dan Novreta Ersyidarfia

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Riau

*b_sujatmoko@yahoo.com

IntisariPenanganan masalah kekeringan yang rutin terjadi di Indonesia berjalan lamban sehingga menjadi masalah berkepanjangan diantaranya disebabkan oleh kurangnya data yang mengindikasikan tingkat kekeringan yang terjadi di suatu daerah. Dengan memanfaatkan ketersediaan data hujan di DAS Indragiri, dapat dilakukan kajian guna memperoleh indeks kekeringan, yang dapat mengindikasikan tingkat keparahan kekeringan suatu daerah berupa durasi kekeringan dan jumlah kekeringan dengan menggunakan teori Run. Digunakan data hujan 25 tahun untuk Stasiun Air Molek, Pangkalan Kasai, Sentajo, dan Talang Jerinjing dan data hujan 15 tahun untuk Stasiun Air Molek, Pangkalan Kasai, Sentajo, Talang Jerinjing, Lirik, Sijunjung, Tembilahan, dan Usul. Hasil penelitian menunjukkan bahwa data hujan yang digunakan panggah berdasarkan pengujian kurva masa ganda dan RAPS. Untuk data 25 tahun, durasi dan jumlah kekeringan tertinggi terdapat pada Stasiun Air Molek, dan terendah pada Stasiun Talang Jerinjing. Untuk data 15 tahun, durasi kekeringan tertinggi dan terendah terdapat pada stasiun yang berbeda, sedangkan jumlah kekeringan tertinggi berada pada Stasiun Pangkalan Kasai dan jumlah kekeringan terendah berada pada Stasiun Talang Jerinjing. Dengan menggunakan data empat stasiun hujan dan delapan stasiun hujan, nilai isohyet jumlah kekeringan menunjukkan perbedaan yang tidak signifikan (5%-15%), demikian juga nilai isohyet durasi kekeringan (1%-10%) kecuali pada periode hujan bulanan bisa mencapai 24,7%.

Kata kunci: Teori Run, indeks kekeringan, durasi kekeringan, jumlah kekeringan, isohyet kekeringan

PENDAHULUAN

Air sebagai sumberdaya alam sangat diperlukan oleh semua makhluk hidup untuk mempertahankan dan meningkatkan kualitas hidupnya. Pada beberapa wilayah, ketersediaan air dapat mencukupi dan pada saat tertentu dapat juga menjadi kritis karena jauh berkurang (Nasution dan Syaifullah, 2005).

Masalah kekeringan menjadi hal rutin yang terjadi di Indonesia, tetapi penanganannya sangat lamban sehingga menjadi masalah berkepanjangan yang tidak terselesaikan. Terjadinya pergeseran musim dapat mengakibatkan kemarau panjang sehingga terjadi kekeringan. Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNBP, 2010) telah mengeluarkan peta indeks resiko bencana kekeringan (drought disaster risk index map) di Riau. Peta tersebut memperlihatkan bahwa sebagian besar wilayah di

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

125

Riau memiliki tingkat resiko kekeringan yang sedang dan tinggi. Permasalahan yang terjadi adalah tidak adanya data yang mengindikasikan tingkat kekeringan yang terjadi di suatu daerah. Secara ilmiah diperlukan indeks kekeringan sebagai indikator untuk mendeteksi, memantau, dan mengevaluasi kejadian kekeringan serta tidak ada sebuah indeks kekeringan yang berlaku universal (Niemeyer, 2008) dalam Waluyo Hatmoko (2012). Untuk itu dengan memanfaatkan ketersediaan data hujan di DAS Indragiri, dilakukan kajian guna memperoleh indeks kekeringan, yang dapat digunakan untuk mengindikasikan tingkat keparahan kekeringan suatu daerah berupa durasi kekeringan dan jumlah kekeringan dengan menggunakan teori Run. Pemilihanan DAS Indragiri dilakukan untuk mempertegas peta indeks resiko bencana kekeringan yang disusun oleh BNPB dalam bentuk indeks kekeringan yang mencakup durasi kekeringan dan jumlah kekeringan.

Teori RunMenurut DPU (2004), prinsip perhitungan teori run mengikuti proses peubah tunggal (univariate), seri data X (t,m), dari peubah hidrologi dalam hal ini hujan bulan m dan tahun ke t. Dengan menentukan rata-rata curah hujan jangka panjang sebagai median, Y(m), maka dapat dihasilkan peubah baru dengan cara mengurangkan seri data dengan median yaitu (a) run positif, disebut surplus dan (b) run negatif, disebut defisit; 1) jumlah bagian yang mengalami defisit berkesinambungan disebut jumlah kekeringan (Dn) dengan satuan mm dan 2) lama atau durasi yang terjadi pada bagian defisit yang berkesinambungan disebut durasi kekeringan (Ln)

Jika Y (m) < X (t,m), maka : D(t,m) = X (t,m) – Y (m) ............................... (1)

Jumlah kekeringan: Dn =∑ =i

1m D(t,m) A(t,m) ........................................ (2)

Durasi kekeringan : Ln =∑ =i

1m A(t,m) ..................................................... (3)

dengan keterangan : A (t,m) adalah indikator bernilai 0, jika Y (m) ≥ X (t,m) ; A (t,m) adalah indikator bernilai 1, jika Y (m) < X (t,m); m adalah bulan ke m ; t adalah tahun ke t ; Y(m) adalah median bulan m ; X(t,m) adalah seri data hujan bulanan bulan m tahun t ; Dn adalah jumlah kekeringan dari bulan ke m sampai ke m+i (mm) ; Ln adalah durasi kekeringan dari bulan ke m sampai ke m+i (bulan) ; D (t,m) adalah indikator defisit atau surplus.

Uji Kepanggahan (Konsistensi)

Menurut Sri Harto (2000), uji kepanggahan data dapat dilakukan dengan metode Kurva Massa Ganda (Double Mass Curve) dan RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums). Apabila ada keraguan pada uji dengan metode kurva massa ganda, maka dapat diuji lagi dengan metode RAPS. Nilai RAPS, Q, dihitung dengan rumus :

**SkmaxQ nk0 ≤≤= .................................................................................. (4)

Dy*Sk**Sk = .......................................................................................... (5)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

126

( )∑ = −= k1i i YY*Sk ................................................................................... (6)

( ) ( )∑ = −−= n1i

2i 1n/YYDy

.................................................................... (7)

Dengan : Q adalah nilai hitungan sebagai alat penguji, Sk** adalah perbandingan antara penyimpangan kumulatif (Sk*) dan standar deviasi rata-rata (Dy), Y adalah data hujan, n adalah jumlah data.

METODOLOGI STUDIAnalisis perhitungan indeks kekeringan dalam penelitian ini menggunakan teori Run. Indeks kekeringan yang dihasilkan mencakup durasi kekeringan dan jumlah kekeringan pada DAS Indragiri. Analisis dilakukan terhadap beberapa data berikut :

1. Data HujanData hujan yang digunakan disusun menjadi data hujan bulanan, 15-harian, 10-harian, dan mingguan dengan panjang data 25 tahun untuk Perhitungan I (Stasiun Air Molek, Pangkalan Kasai, Sentajo, dan Talang Jerinjing) dan panjang data 15 tahun untuk Perhitungan II (Stasiun Air Molek, Pangkalan Kasai, Sentajo, Talang Jerinjing, Lirik, Sijunjung, Tembilahan, dan Usul).

2. Uji Kepanggahan DataUji kepanggahan data dilakukan terhadap data dengan panjang data 25 tahun dan 15 tahaun menggunakan 2 (dua) metode yaitu metode Kurva Massa Ganda (double mass curve) dan metode RAPS menggunakan Pers (4) – Pers (7). Selain menggunakan dua metode tersebut, uji kepanggahan pada penelitian ini juga dibantu dengan software Rainbow (Raes, dkk, 2010).

3. Analisis Parameter StatistikPada tahap ini, data yang sudah diuji kepanggahannya akan diolah dan dibagi menjadi dua tahap, yaitu: (a) perhitungan hujan rerata untuk hujan bulanan, 15-harian, 10-harian, dan mingguan, dan (b) perhitungan standar deviasi untuk hujan bulanan, 15-harian, 10-harian, dan mingguan.

4. Analisis Kekeringan (Teori Run)Langkah penghitungan indeks kekeringan menggunakan teori run yang dilakukan adalah sebagai berikut :a. Mengurangkan data asli tiap-tiap bulan setiap tahunnya dengan rata-rata dari

seluruh data pada bulan tersebut.b. Melakukan perhitungan durasi kekeringan, menggunakan persamaan (1), (2),

(3). Bila perhitungan yang dihasilkan adalah positif, diberi nilai nol (0) dan negatif akan diberi nilai satu (1). Bila terjadi nilai negatif yang berurutan, maka jumlahkan nilai satu tersebut sampai dipisahkan kembali oleh nilai nol, untuk

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

127

kemudian menghitung dari awal lagi. Langkah ini dilakukan dari data tahun pertama berurutan terus sampai data tahun terakhir.

c. Menghitung durasi kekeringan terpanjang, menuliskan nilai yang maksimum saja.

d. Menentukan nilai maksimum durasi kekeringan selama T tahun. Nilai maksimum durasi kekeringan selama kurun waktu T (sama dengan 5 tahun) tersebut dirata-ratakan sehingga menghasilkan nilai untuk periode ulang 5 tahunnya. Untuk periode ulang selanjutnya melakukan perhitungan yang sama.

e. Menghitung jumlah defisit. Jika durasi kekeringan berurutan dan lebih dari satu maka pada bulan selanjutnya merupakan nilai kumulatifnya, demikian pula halnya dengan jumlah defisit.

f. Membuat pada tabel baru perhitungan jumlah kekeringan maksimum (selama T tahun), menuliskan hanya jumlah kekeringan maksimum saja yang diabsolutkan.

g. Membuat tabel baru kembali, menentukan nilai maksimum jumlah kekeringan selama T tahun. Nilai maksimum selama selang waktu T=5 tahun tersebut dihitung rata-ratanya dan merupakan nilai periode ulang untuk 5 tahun, dan seterusnya.

h. Membuat isohyet durasi kekeringan (Ln) dan isohyet jumlah kekeringan (Dn).

HASIL STUDI DAN PEMBAHASANSebagai contoh, perhitungan indeks kekeringan menggunakan teori run pada Stasiun Air Molek dengan data hujan 25 tahun untuk hujan bulanan. Pengujian konsistensi data hujan di Sta Air Molek menggunakan metode kurva massa ganda ditunjukkan pada Gambar 1. Hasil pengujian konsistensi data curah hujan dengan kurva massa ganda untuk panjang data 25 tahun (sta Air Molek, Pangkalan Kasai, Sentajo, Talang Jerinjing) menunjukkan data yang panggah dengan nilai RAPS, Qhitung = 1,108 < Qkritik = 1,45, dan untuk panjang data 15 tahun (sta Air Molek, Pangkalan Kasai, Sentajo, Talang Jerinjing, Lirik, Sijunjung, Tembilahan, Usul) juga menunjukkan data yang panggah dengan nilai RAPS, Qhitung = 1,173 < Qkritik = 1,35.

Gambar 1. Kurva massa ganda Stasiun Air Molek

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

128

Parameter Statistik Data Hujan

Untuk menggunakan teori run, parameter statistik yang dihitung adalah Mean data dan Standar Deviasi. Nilai Mean dan Standar Deviasi data hujan pada stasiun Air Molek dari tahun 1987 sampai 2011 disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Hujan bulanan Stasiun Air Molek (1987-2011) unit: mm

Nilai Surplus dan Defisit Dari Run

Nilai surplus dan defisit diperoleh dengan mengurangkan data asli tiap-tiap bulanan/15 harian/10 harian/mingguan setiap tahunnya dengan rata-rata dari seluruh data pada bulanan/15-harian/10-harian/mingguan tersebut menggunakan Persamaan (1). Contoh perhitungan nilai surplus dan defisit dari run hujan bulanan pada stasiun Air Molek tahun 1987 ditunjukkan pada Tabel 2.

Durasi Kekeringan

Perhitungan durasi kekeringan, menggunakan Persamaan (3). Hitungan positif, diberi nilai nol (0) dan negatif diberi nilai satu (1). Bila nilai negatif berurutan, maka jumlahkan terus sampai dipisahkan kembali oleh nilai nol, kemudian menghitung dari awal lagi. Langkah ini dilakukan dari data tahun pertama berurutan terus sampai data tahun terakhir. Contoh perhitungan nilai durasi kekeringan hujan bulanan pada stasiun Air Molek tahun 1987 sampai 2011 ditunjukkan pada Tabel 3.

Nilai maksimum durasi kekeringan selama kurun waktu T (sama dengan 5 tahun) dihitung berdasarkan periode waktu (bulanan) untuk masing-masing tahun selama lima tahun kemudian dirata-ratakan, dan menghasilkan nilai durasi kekeringan untuk periode ulang 5 tahunnya. Hasilnya ditabulasikan pada Tabel 4.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

129

Tabel 2. Nilai surplus dan defisit dari run hujan bulanan Stasiun Air Molek (mm)

Tabel 3. Durasi kekeringan kumulatif hujan bulanan Sta Air Molek (bulan)

Tabel 4. Durasi kekeringan terpanjang hujan bulanan (bulan)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

130

Nilai maksimum durasi kekeringan untuk periode ulang 5 tahun untuk panjang data 25 tahun dan 15 tahun disajikan dalam Tabel 5.

Tabel 5. Nilai durasi kekeringan maksimum untuk periode 5 tahun

25 15 25 15 25 15 25 15Air Molek 7.80 7.33 6.30 5.67 5.00 4.44 4.40 4.25Pangkalan Kasai 7.20 7.00 5.70 6.17 5.00 6.11 3.45 4.08Sentajo 8.00 7.67 5.80 6.17 3.87 3.67 3.00 3.25Talang Jerinjing 6.80 7.67 5.00 3.33 3.93 3.89 2.80 2.50Lirik - 15.67 - 5.17 - 4.89 - 4.08Sijunjung - 8.33 - 5.83 - 5.00 - 4.83Tembilahan - 6.67 - 6.67 - 4.11 - 3.50Usul - 6.67 - 3.67 - 3.11 - 2.58

Sta HujanPeriode Bulanan Periode 15 Harian Periode 10 Harian Periode Mingguan

Panjang Data (thn) Panjang Data (thn) Panjang Data (thn) Panjang Data (thn)

Gambar 2. Grafik perbandingan durasi kekeringan terpanjang

Dari Tabel 5 dan Gambar 2 terlihat perbedaan pada tiap stasiun hujan antara durasi kekeringan terpanjang hujan bulanan, 15-harian, 10-harian, dan mingguan. Perbedaan durasi kekeringan terpanjang antara panjang data 25 tahun dan 15 tahun berkisar antara 0,04 bulan (Stasiun Talang Jerinjing 10-harian) dan 1,67 bulan (Stasiun Talang Jerinjing 15- harian). Pola dominan yang terjadi adalah semakin kecil pembagian periode pengelompokan data hujan tiap bulannya maka nilai durasi kekeringan terpanjangnya juga akan semakin kecil. Hal ini bisa terjadi dikarenakan: (a) keragaman curah hujan terhadap ruang dan waktu, (b) perbedaan proses awal menentukan surplus dan defisit, dan (c) Nilai durasi kekeringan dijumlahkan berurutan terus sampai data terakhir.

Jumlah Kekeringan

Perhitungan jumlah kekeringan identik dengan perhitungan durasi kekeringan, dimana jumlah defisitnya yang akan dikumulatifkan. Perhitungan jumlah kekeringan hujan bulanan pada stasiun Air Molek tahun 1987-2011 ditunjukkan pada Tabel 6.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

131

Tabel 6. Jumlah kekeringan kumulatif hujan bulanan Stasiun Air Molek (mm)

Nilai maksimum jumlah kekeringan selama kurun waktu T (sama dengan 5 tahun) dihitung berdasarkan periode waktu (bulanan) untuk masing-masing tahun selama lima tahun kemudian dirata-ratakan, dan menghasilkan nilai jumlah kekeringan untuk periode ulang 5 tahunnya. Hasilnya ditabulasikan pada Tabel 7.

Tabel 7. Jumlah kekeringan terpanjang hujan bulanan (mm)

Nilai maksimum jumlah kekeringan untuk periode ulang 5 tahun untuk panjang data 25 tahun dan 15 tahun disajikan dalam Tabel 8.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

132

Tabel 8. Jumlah kekeringan maksimum untuk periode 5 tahun

25 15 25 15 25 15 25 15Air Molek 699.34 617.21 701.92 622.74 649.48 611.93 630.32 582.38Pangkalan Kasai 696.80 793.56 666.65 766.25 626.47 740.68 520.29 606.46Sentajo 616.41 669.65 565.40 588.08 430.44 466.11 375.93 343.16Talang Jerinjing 466.52 451.38 411.80 332.79 356.86 358.04 290.65 291.94Lirik - 584.57 - 426.66 - 421.24 - 390.51Sijunjung - 649.36 - 574.84 - 530.73 - 492.11Tembilahan - 520.58 - 508.01 - 482.82 - 438.08Usul - 440.83 - 373.61 - 363.56 - 308.65

Sta HujanPeriode Bulanan Periode 15 Harian Periode 10 Harian Periode Mingguan

Panjang Data (thn) Panjang Data (thn) Panjang Data (thn) Panjang Data (thn)

Gambar 3. Grafik perbandingan jumlah kekeringan terbesar

Dari Tabel 8 dan Gambar 3 terlihat perbedaan pada tiap stasiun hujan antara jumlah kekeringan terbesar hujan bulanan, 15 harian, 10 harian, dan mingguan. Perbedaan jumlah kekeringan terbesar antara panjang data 25 tahun dan 15 tahun berkisar antara 1,18 mm (Stasiun Talang Jerinjing 10-harian) dan 114,21 mm (Stasiun Pangkalan Kasai 10-harian). Terdapat pola dominan yaitu semakin kecil pembagian periode pengelompokan data hujan tiap bulannya maka nilai jumlah kekeringan terbesarnya juga akan semakin kecil.

Kontur Isohyet Durasi Kekeringan dan Isohyet Jumlah KekeringanHasil penggambaran isohyet periode ulang 5 tahun durasi kekeringan terpanjang dan jumlah kekeringan terbesar perhitungan I (4 stasiun) dapat dilihat Gambar 4 dan Gambar 5 dan perhitungan II (8 stasiun) dapat dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7. Dapat dilihat bahwa nilai indeks kekeringan berupa durasi kekeringan yang paling besar terjadi di stasiun Sentajo dan jumlah kekeringan yang paling besar terjadi di stasiun Air Molek, sedangkan durasi kekeringan dan jumlah kekeringan yang paling kecil terjadi di stasiun Talang Jerinjing.

Lubukramo

Pekantua

TALANG JERINJING

USUL

LIRIK

PANGKALAN KASAI

TEMBILAHANKAB. INDRAGIRI HULU

PROVINSI JAMBI

PROVINSISUMATERA BARAT

30' 101°00' 102°00' 103°00' 30'

100°16'BT

01°0

0'00

°00'

01°0

0'01

°10'

LS

103°51'BT103°00'102°00'101°00' 30'30'30'30'

30'30'

30'

30'

100°16'BT

01°13'LU01°10'LS

30'

30'

01°0

0'00

°00'

01°0

0'

Lb.Kebun

AIR MOLEK

SENTAJO

WS KAMPAR01.24.A3

U

0 30 60 90 120 kmSKALA 1 : 1.000.000

NOSTASION HUJAN

TABEL PERUBAHAN STASION HIDROKLIMATOLOGIWILAYAH SUNGAI INDRAGIRI

Lokasi LamaLokasi Koordinat

Lokasi Baru

1. Lirik

Lokasi Koordinat

STASION KLIMATOLOGILokasi Lama

Lokasi KoordinatLokasi Baru

Lokasi Koordinat

STASION DUGA AIR(AWLR)Lokasi Lama

Lokasi KoordinatLokasi Baru

Lokasi Koordinat1 00° 18' 8" LS

102° 16' 38" BT

2. Talang Jerinjing2 00° 27' 35" LS102° 26' 32" BT

3. Pangkalan Kasai3 00° 35' 12" LS102° 26' 12" BT

4. Lubuk Kebun4 00° 18' 21" LS101° 42' 36" BT

5. Usul5 00°46' 2" LS102° 31' 51" BT

6. Lubuk Ramo6 00° 42' 42" LS101° 40' 23" BT

7. Keritang7 00° 45' 53" LS102°46' 34"BT

8. Pekan Tua8 00° 30' 44" LS102° 47' 42" BT

9. Tembilahan9 00° 18' 44" LS102° 28' 48" BT

2. Pulau Jambu 00° 33' 52" LS101° 49' 31" BT

9. Khairiah Mandah 00°58' 22" LS100° 56' 39" BT

1. Pasa Sei Betuang 00° 43' 5" LS102° 12' 30" BT

2. Sentojo 00° 25' 27" LS101° 38' 7" BT

1. Air Molek 00° 21' 45" LS102° 20' 26" BT 1. Pulau Berhala 00° 27' 37" LS

101° 46' 47" BT

2. Kota Baru 00° 30' 13" LS102° 6' 8" BT

3. Lb. Ambacang 00° 36' 3" LS101° 23' 22" BT

4. Rengat 00° 22' 16" LS102° 34' 22" BT

5. Japura 00°19' 39" LS102° 22' 44" BT

6. Peranap 00° 32' 00"LS101°58' 13" BT

7. Pajangki 00° 37' 42" LS102°17' 10" BT

6. Batu Tebal 00° 30' 55" LS100° 30' 10" BT

2. Pasir Jaya 00° 37' 00" LS100° 51' 21" BT

1. Teluk Medan 102° 42' 23" BT00° 9' 22" LS

10

8. Usul 00° 43' 14" LS102°27' 33" BT

LEGENDA / KETERANGAN :

Batas ProvinsiBatas Kabupaten

Jalan Arteri

Jalan Kolektor

Jalan Lokal

Kota Provinsi

Kota Kabupaten

Kota Kecamatan

Kota Lain

Gunung/Bukit

Batas DAS

Sungai

Stasion Duga Air (AWLR) Exsisting

Stasion Hujan Exsisting

Stasion Klimatologi Exsisting

Stasion Duga Air (AWLR) Baru

Stasion Hujan Baru

Stasion Klimatologi Baru

Stasion Duga Air (AWLR) Relokasi

Stasion Hujan Relokasi

Stasion Klimatologi Relokasi

DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUMDIREKTORAT JENDERAL SUMBER DAYA AIR

SATUAN KERJA BALAI WILAYAH SUNGAI SUMATERA IIIJ l . Cu t Nya k D in No .1 T e lp . (0 76 1) 22 47 3- 22 77 4 Fa x . (0 76 1)22473

Tetap

Tetap

0° 6' 12" LS103° 13' 18" BT0° 26' 34" LS102° 43' BT0° 41' 37" LS102° 57' 40" BT

9. Bayas jaya

10. Sanglar

11. Kuala Gaung

PETA JARINGAN HIDROKLIMATOLOGIWILAYAH SUNGAI INDRAGIRI

KEY MAP

WS KAMPAR

WS SIAK

WS ROKAN

11

4. Ampalu 00° 15' 38" LS100° 45' 1" BT

00°58' 22" LS100° 56' 39" BT

9. Sungai Nyiur 00° 36' 49" LS103° 8' 52" BT

3.Bangun Rejo

WS INDRAGIRI

Stasiun Duga Air (AWLR) Baru

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Keritang

SIJUNJUNG

Gambar 4. Isohyet durasi kekeringan (Ln) terpanjang (I) hujan bulanan (dalam bulan) dengan periode ulang 5 tahun di DAS Indragiri

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

133

Lubukramo

Pekantua

TALANG JERINJING

USUL

LIRIK

PANGKALAN KASAI

TEMBILAHANKAB. INDRAGIRI HULU

PROVINSI JAMBI

PROVINSISUMATERA BARAT

30' 101°00' 102°00' 103°00' 30'

100°16'BT

01°0

0'00

°00'

01°0

0'01

°10'

LS

103°51'BT103°00'102°00'101°00' 30'30'30'30'

30'30'

30'

30'

100°16'BT

01°13'LU01°10'LS

30'

30'

01°0

0'00

°00'

01°0

0'Lb.Kebun

AIR MOLEK

SENTAJO

WS KAMPAR01.24.A3

U

0 30 60 90 120 kmSKALA 1 : 1.000.000

NOSTASION HUJAN

TABEL PERUBAHAN STASION HIDROKLIMATOLOGIWILAYAH SUNGAI INDRAGIRI

Lokasi LamaLokasi Koordinat

Lokasi Baru

1. Lirik

Lokasi Koordinat

STASION KLIMATOLOGILokasi Lama

Lokasi KoordinatLokasi Baru

Lokasi Koordinat

STASION DUGA AIR(AWLR)Lokasi Lama

Lokasi KoordinatLokasi Baru

Lokasi Koordinat1 00° 18' 8" LS

102° 16' 38" BT

2. Talang Jerinjing2 00° 27' 35" LS102° 26' 32" BT

3. Pangkalan Kasai3 00° 35' 12" LS102° 26' 12" BT

4. Lubuk Kebun4 00° 18' 21" LS101° 42' 36" BT

5. Usul5 00°46' 2" LS102° 31' 51" BT

6. Lubuk Ramo6 00° 42' 42" LS101° 40' 23" BT

7. Keritang7 00° 45' 53" LS102°46' 34"BT

8. Pekan Tua8 00° 30' 44" LS102° 47' 42" BT

9. Tembilahan9 00° 18' 44" LS102° 28' 48" BT

2. Pulau Jambu 00° 33' 52" LS101° 49' 31" BT

9. Khairiah Mandah 00°58' 22" LS100° 56' 39" BT

1. Pasa Sei Betuang 00° 43' 5" LS102° 12' 30" BT

2. Sentojo 00° 25' 27" LS101° 38' 7" BT

1. Air Molek 00° 21' 45" LS102° 20' 26" BT 1. Pulau Berhala 00° 27' 37" LS

101° 46' 47" BT

2. Kota Baru 00° 30' 13" LS102° 6' 8" BT

3. Lb. Ambacang 00° 36' 3" LS101° 23' 22" BT

4. Rengat 00° 22' 16" LS102° 34' 22" BT

5. Japura 00°19' 39" LS102° 22' 44" BT

6. Peranap 00° 32' 00"LS101°58' 13" BT

7. Pajangki 00° 37' 42" LS102°17' 10" BT

6. Batu Tebal 00° 30' 55" LS100° 30' 10" BT

2. Pasir Jaya 00° 37' 00" LS100° 51' 21" BT

1. Teluk Medan 102° 42' 23" BT00° 9' 22" LS

10

8. Usul 00° 43' 14" LS102°27' 33" BT

LEGENDA / KETERANGAN :

Batas ProvinsiBatas Kabupaten

Jalan Arteri

Jalan Kolektor

Jalan Lokal

Kota Provinsi

Kota Kabupaten

Kota Kecamatan

Kota Lain

Gunung/Bukit

Batas DAS

Sungai

Stasion Duga Air (AWLR) Exsisting

Stasion Hujan Exsisting

Stasion Klimatologi Exsisting

Stasion Duga Air (AWLR) Baru

Stasion Hujan Baru

Stasion Klimatologi Baru

Stasion Duga Air (AWLR) Relokasi

Stasion Hujan Relokasi

Stasion Klimatologi Relokasi

DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUMDIREKTORAT JENDERAL SUMBER DAYA AIR

SATUAN KERJA BALAI WILAYAH SUNGAI SUMATERA IIIJ l . Cu t Ny a k D i n No . 1 Te l p . ( 0 7 6 1 )22473-22774 Fax . (0761)22473

Tetap

Tetap

0° 6' 12" LS103° 13' 18" BT0° 26' 34" LS102° 43' BT0° 41' 37" LS102° 57' 40" BT

9. Bayas jaya

10. Sanglar

11. Kuala Gaung

PETA JARINGAN HIDROKLIMATOLOGIWILAYAH SUNGAI INDRAGIRI

KEY MAP

WS KAMPAR

WS SIAK

WS ROKAN

11

4. Ampalu 00° 15' 38" LS100° 45' 1" BT

00°58' 22" LS100° 56' 39" BT

9. Sungai Nyiur 00° 36' 49" LS103° 8' 52" BT

3.Bangun Rejo

WS INDRAGIRI

Stasiun Duga Air (AWLR) Baru

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Keritang

SIJUNJUNG

Gambar 5. Isohyet jumlah kekeringan (Dn) terpanjang (I) hujan bulanan (dalam mm) dengan periode ulang 5 tahun di DAS Indragiri

Lubukramo

Pekantua

TALANG JERINJING

USUL

LIRIK

PANGKALAN KASAI

TEMBILAHANKAB. INDRAGIRI HULU

PROVINSI JAMBI

PROVINSISUMATERA BARAT

30' 101°00' 102°00' 103°00' 30'

100°16'BT

01°0

0'00

°00'

01°0

0'01

°10'

LS

103°51'BT103°00'102°00'101°00' 30'30'30'30'

30'30'

30'

30'

100°16'BT

01°13'LU01°10'LS

30'

30'

01°0

0'00

°00'

01°0

0'

Lb.Kebun

AIR MOLEK

SENTAJO

WS KAMPAR01.24.A3

U

0 30 60 90 120 kmSKALA 1 : 1.000.000

NOSTASION HUJAN

TABEL PERUBAHAN STASION HIDROKLIMATOLOGIWILAYAH SUNGAI INDRAGIRI

Lokasi LamaLokasi Koordinat

Lokasi Baru

1. Lirik

Lokasi Koordinat

STASION KLIMATOLOGILokasi Lama

Lokasi KoordinatLokasi Baru

Lokasi Koordinat

STASION DUGA AIR(AWLR)Lokasi Lama

Lokasi KoordinatLokasi Baru

Lokasi Koordinat1 00° 18' 8" LS

102° 16' 38" BT

2. Talang Jerinjing2 00° 27' 35" LS102° 26' 32" BT

3. Pangkalan Kasai3 00° 35' 12" LS102° 26' 12" BT

4. Lubuk Kebun4 00° 18' 21" LS101° 42' 36" BT

5. Usul5 00°46' 2" LS102° 31' 51" BT

6. Lubuk Ramo6 00° 42' 42" LS101° 40' 23" BT

7. Keritang7 00° 45' 53" LS102°46' 34"BT

8. Pekan Tua8 00° 30' 44" LS102° 47' 42" BT

9. Tembilahan9 00° 18' 44" LS102° 28' 48" BT

2. Pulau Jambu 00° 33' 52" LS101° 49' 31" BT

9. Khairiah Mandah 00°58' 22" LS100° 56' 39" BT

1. Pasa Sei Betuang 00° 43' 5" LS102° 12' 30" BT

2. Sentojo 00° 25' 27" LS101° 38' 7" BT

1. Air Molek 00° 21' 45" LS102° 20' 26" BT 1. Pulau Berhala 00° 27' 37" LS

101° 46' 47" BT

2. Kota Baru 00° 30' 13" LS102° 6' 8" BT

3. Lb. Ambacang 00° 36' 3" LS101° 23' 22" BT

4. Rengat 00° 22' 16" LS102° 34' 22" BT

5. Japura 00°19' 39" LS102° 22' 44" BT

6. Peranap 00° 32' 00"LS101°58' 13" BT

7. Pajangki 00° 37' 42" LS102°17' 10" BT

6. Batu Tebal 00° 30' 55" LS100° 30' 10" BT

2. Pasir Jaya 00° 37' 00" LS100° 51' 21" BT

1. Teluk Medan 102° 42' 23" BT00° 9' 22" LS

10

8. Usul 00° 43' 14" LS102°27' 33" BT

LEGENDA / KETERANGAN :

Batas ProvinsiBatas Kabupaten

Jalan Arteri

Jalan Kolektor

Jalan Lokal

Kota Provinsi

Kota Kabupaten

Kota Kecamatan

Kota Lain

Gunung/Bukit

Batas DAS

Sungai

Stasion Duga Air (AWLR) Exsisting

Stasion Hujan Exsisting

Stasion Klimatologi Exsisting

Stasion Duga Air (AWLR) Baru

Stasion Hujan Baru

Stasion Klimatologi Baru

Stasion Duga Air (AWLR) Relokasi

Stasion Hujan Relokasi

Stasion Klimatologi Relokasi

DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUMDIREKTORAT JENDERAL SUMBER DAYA AIR

SATUAN KERJA BALAI WILAYAH SUNGAI SUMATERA IIIJ l . Cu t Ny a k D i n No . 1 Te l p . ( 0 7 6 1 )22473-22774 Fax . (0761)22473

Tetap

Tetap0° 6' 12" LS103° 13' 18" BT0° 26' 34" LS102° 43' BT0° 41' 37" LS102° 57' 40" BT

9. Bayas jaya

10. Sanglar

11. Kuala Gaung

PETA JARINGAN HIDROKLIMATOLOGIWILAYAH SUNGAI INDRAGIRI

KEY MAP

WS KAMPAR

WS SIAK

WS ROKAN

11

4. Ampalu 00° 15' 38" LS100° 45' 1" BT

00°58' 22" LS100° 56' 39" BT

9. Sungai Nyiur 00° 36' 49" LS103° 8' 52" BT

3.Bangun Rejo

WS INDRAGIRI

Stasiun Duga Air (AWLR) Baru

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Keritang

SIJUNJUNG

Gambar 6. Isohyet durasi kekeringan (Ln) terpanjang (II) hujan bulanan (dalam bulan) dengan periode ulang 5 tahun di DAS Indragiri

Lubukramo

Pekantua

TALANG JERINJING

USUL

LIRIK

PANGKALAN KASAI

TEMBILAHANKAB. INDRAGIRI HULU

PROVINSI JAMBI

PROVINSISUMATERA BARAT

30' 101°00' 102°00' 103°00' 30'

100°16'BT

01°0

0'00

°00'

01°0

0'01

°10'

LS

103°51'BT103°00'102°00'101°00' 30'30'30'30'

30'30'

30'

30'

100°16'BT

01°13'LU01°10'LS

30'

30'

01°0

0'00

°00'

01°0

0'

Lb.Kebun

AIR MOLEK

SENTAJO

WS KAMPAR01.24.A3

U

0 30 60 90 120 kmSKALA 1 : 1.000.000

NOSTASION HUJAN

TABEL PERUBAHAN STASION HIDROKLIMATOLOGIWILAYAH SUNGAI INDRAGIRI

Lokasi LamaLokasi Koordinat

Lokasi Baru

1. Lirik

Lokasi Koordinat

STASION KLIMATOLOGILokasi Lama

Lokasi KoordinatLokasi Baru

Lokasi Koordinat

STASION DUGA AIR(AWLR)Lokasi Lama

Lokasi KoordinatLokasi Baru

Lokasi Koordinat1 00° 18' 8" LS

102° 16' 38" BT

2. Talang Jerinjing2 00° 27' 35" LS102° 26' 32" BT

3. Pangkalan Kasai3 00° 35' 12" LS102° 26' 12" BT

4. Lubuk Kebun4 00° 18' 21" LS101° 42' 36" BT

5. Usul5 00°46' 2" LS102° 31' 51" BT

6. Lubuk Ramo6 00° 42' 42" LS101° 40' 23" BT

7. Keritang7 00° 45' 53" LS102°46' 34"BT

8. Pekan Tua8 00° 30' 44" LS102° 47' 42" BT

9. Tembilahan9 00° 18' 44" LS102° 28' 48" BT

2. Pulau Jambu 00° 33' 52" LS101° 49' 31" BT

9. Khairiah Mandah 00°58' 22" LS100° 56' 39" BT

1. Pasa Sei Betuang 00° 43' 5" LS102° 12' 30" BT

2. Sentojo 00° 25' 27" LS101° 38' 7" BT

1. Air Molek 00° 21' 45" LS102° 20' 26" BT 1. Pulau Berhala 00° 27' 37" LS

101° 46' 47" BT

2. Kota Baru 00° 30' 13" LS102° 6' 8" BT

3. Lb. Ambacang 00° 36' 3" LS101° 23' 22" BT

4. Rengat 00° 22' 16" LS102° 34' 22" BT

5. Japura 00°19' 39" LS102° 22' 44" BT

6. Peranap 00° 32' 00"LS101°58' 13" BT

7. Pajangki 00° 37' 42" LS102°17' 10" BT

6. Batu Tebal 00° 30' 55" LS100° 30' 10" BT

2. Pasir Jaya 00° 37' 00" LS100° 51' 21" BT

1. Teluk Medan 102° 42' 23" BT00° 9' 22" LS

10

8. Usul 00° 43' 14" LS102°27' 33" BT

LEGENDA / KETERANGAN :

Batas ProvinsiBatas Kabupaten

Jalan Arteri

Jalan Kolektor

Jalan Lokal

Kota Provinsi

Kota Kabupaten

Kota Kecamatan

Kota Lain

Gunung/Bukit

Batas DAS

Sungai

Stasion Duga Air (AWLR) Exsisting

Stasion Hujan Exsisting

Stasion Klimatologi Exsisting

Stasion Duga Air (AWLR) Baru

Stasion Hujan Baru

Stasion Klimatologi Baru

Stasion Duga Air (AWLR) Relokasi

Stasion Hujan Relokasi

Stasion Klimatologi Relokasi

DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUMDIREKTORAT JENDERAL SUMBER DAYA AIR

SATUAN KERJA BALAI WILAYAH SUNGAI SUMATERA IIIJ l . C u t N ya k D i n No .1 Te l p . (0 76 1)22 47 3-22 77 4 Fax . (0761)22473

Tetap

Tetap

0° 6' 12" LS103° 13' 18" BT0° 26' 34" LS102° 43' BT0° 41' 37" LS102° 57' 40" BT

9. Bayas jaya

10. Sanglar

11. Kuala Gaung

PETA JARINGAN HIDROKLIMATOLOGIWILAYAH SUNGAI INDRAGIRI

KEY MAP

WS KAMPAR

WS SIAK

WS ROKAN

11

4. Ampalu 00° 15' 38" LS100° 45' 1" BT

00°58' 22" LS100° 56' 39" BT

9. Sungai Nyiur 00° 36' 49" LS103° 8' 52" BT

3.Bangun Rejo

WS INDRAGIRI

Stasiun Duga Air (AWLR) Baru

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Tetap

Keritang

SIJUNJUNG

Gambar 7. Isohyet jumlah kekeringan (Dn) terpanjang (II) hujan bulanan (dalam mm) dengan periode ulang 5 tahun di DAS Indragiri

Gambar 6 menunjukkan bahwa nilai indeks kekeringan berupa durasi kekeringan yang paling besar terjadi di stasiun Lirik dan dari Gambar 7 dapat dilihat jumlah kekeringan yang paling besar terjadi di stasiun Pangkalan Kasai, sedangkan durasi kekeringan terpanjang dan jumlah kekeringan terbesar yang paling kecil terjadi di stasiun Usul.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

134

Isohyet durasi kekeringan (Ln) terpanjang dan jumlah kekeringan (Dn) terbesar dengan menggunakan data 8 stasiun hujan terlihat lebih baik daripada menggunakan 4 stasiun hujan karena menjangkau lebih banyak daerah dari keseluruhan DAS Indragiri, tetapi penyebaran garis isohyetnya terlihat tidak merata. Hal ini disebabkan karena penyebaran stasiun hujan yang diperhitungkan juga tidak merata. Ada 4 stasiun hujan yang letaknya berdekatan, yaitu Stasiun Air Molek, Pangkalan Kasai, Talang Jerinjing, dan Lirik.

Dengan menggunakan gambar isohyet durasi kekeringan (Gambar 4 dan Gambar 6) dan isohyet jumlah kekeringan (Gambar 5 dan Gambar 7) dapat ditentukan perbandingan durasi kekeringan terpanjang menggunakan data hujan 4 stasiun dan 8 stasiun seperti disajikan pada Tabel 9.

Tabel 9. Perbandingan penggunaan data hujan 4 stasiun dan 8 stasiun pada perhitungan Durasi kekeringan (Ln) terpanjang dan jumlah kekeringan (Dn) terbesar dengan panjang data yang sama

Periode pengelompokan

Data Hujan

Durasi Kekeringan (Ln) Terpanjang Jumlah Kekeringan (Dn) Terpanjang4 Stasiun

Hujan (bln)8 Stasiun

Hujan (bln)Perbedaan

(%)4 Stasiun

Hujan (mm)8 Stasiun

Hujan (mm)Perbedaan

(%)Bulanan 7,39 9,81 24,67 696 657 5,6015-harian 6,17 5,72 7,29 659 570 13,5110-harian 4,51 4,45 1,33 590 511 13,39Mingguan 3,85 3,71 3,64 537 462 13,97

Tabel 9 menunjukkan bahwa perbedaan isohyet durasi kekeringan terpanjang 4 stasiun hujan dan 8 stasiun hujan dengan panjang data yang sama tidak signifikan (1%-10%), tetapi pada hujan bulanan terdapat perbedaan yang cukup besar yaitu 24,67%. Hal ini disebabkan nilai durasi kekeringan periode bulanan terpanjang pada stasiun Lirik yang cukup besar dibandingkan dengan stasiun lainnya. Sedangkan untuk hujan 15-harian, 10-harian, dan mingguan terlihat perbedaan yang tidak signifikan.

Tabel 9 juga menunjukkan bahwa perbedaan isohyet jumlah kekeringan terbesar 4 stasiun hujan dan 8 stasiun hujan dengan panjang data yang sama tidak signifikan, dengan kisaran perbedaan antara 5% - 15%.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil studi dan pembahasan yang ada dapat disimpulkan:

1. Data hujan yang digunakan (untuk data 25 tahun dan 15 tahun) adalah panggah berdasarkan pengujian dengan metode kurva massa ganda dan metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums).

2. Pembagian periode pengelompokan data hujan (bulanan, 15 harian, 10 harian, dan mingguan) dalam menerapkan teori run, mempengaruhi proses perhitungan durasi dan jumlah kekeringan, dimana semakin kecil pembagian periode pengelompokan data hujan maka nilai durasi kekeringan terpanjangnya akan semakin kecil.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

135

3. Untuk data 25 tahun, durasi dan jumlah kekeringan tertinggi terdapat pada Stasiun Air Molek, dan terendah pada Stasiun Talang Jerinjing. Untuk data 15 tahun, durasi kekeringan tertinggi dan terendah terdapat pada stasiun yang berbeda, sedangkan jumlah kekeringan tertinggi berada pada Stasiun Pangkalan Kasai dan jumlah kekeringan terendah berada pada Stasiun Talang Jerinjing.

4. Dengan menggunakan data empat stasiun hujan dan delapan stasiun hujan, nilai isohyet jumlah kekeringan menunjukkan perbedaan yang tidak signifikan (5%-15%), demikian juga nilai isohyet durasi kekeringan (1%-10%) kecuali pada periode hujan bulanan bisa mencapai 24,67%.

REFERENSI

Badan Nasional Penanggulangan Bencana. 2010. Peta Indeks Resiko Becana Kekeringan (Drought Disaster Risk Index Map) di Riau. Jakarta: Badan Nasional Penanggulangan Bencana.

Departemen Pekerjaaan Umum. 2004. Perhitungan Indeks Kekeringan Menggunakan Teori Run. Bandung: Departemen Pekerjaaan Umum.

Harto, Sri. 2000. Hidrologi. Yogyakarta: Nafiri Offset.

Hatmoko, Waluyo. 2012. Indeks Kekeringan Hidrologi untuk Alokasi Air di Indonesia. Bandung: Puslitbang Sumber Daya Air.

Nasution, Ch dan Syaifullah, Djazim. 2005. Analisis Spasial Indeks Kekeringan Daerah Pantai Utara (Pantura) Jawa Barat. Bandung: UPTHB-BPPT.

Raes, D., Willems, P. and GBaguidi, F., 2006. RAINBOW – a software package for analyzing data and testing the homogeneity of historical data sets, Proceedings of the 4th International Workshop on ‘Sustainable management of marginal drylands’, 27-31 January 2006, Pakistan.

136

PEMANFAATAN RONGGA BEKAS TAMBANG SEBAGAI PENGENDALI KUALITAS AIR (STUDI KASUS DI

RONGGA PIT KANCIL PT. KALTIM PRIMA COAL)

Agung Febrianto1 dan Santosa2

C&E Planning, Mine Planning PT. Kaltim Prima Coal1agung.febrianto@kpc.co.id, 0812 2957 3911

2santoso@kpc.co.id, 0812 550 4356

IntisariPelikan Selatan adalah daerah tangkapan air (DTA) terbesar di antara 17 DTA di tambang PT Kaltim Prima Coal, Sangatta. Dengan wilayah seluas 76km2, atau lebih dari sepertiga wilayah operasi aktif, masalah pengendalian parameter total suspended solid (TSS) di DTA ini punya skala yang setara. Hulu DTA berupa tambang produktif yang terus-menerus memasok sedimen ke hilir. Di sisi lain pengaruh berbagai faktor seperti jarak angkut ekonomis, kontur topografi, keterbatasan ruang, tata guna lahan, perawatan kolam pengendap sedimen yang ada, perlu disiasati secara kreatif. Pit Kancil, dengan luas DTA 18,4km2 dan berada di bagian hulu dari DTA Pelikan Selatan, telah selesai ditambang medio Oktober 2013. Rongga pit (lubang tambang) yang terbentuk akan dimanfaatkan untuk pengendap sedimen. Rongga pit diintergrasikan ke dalam sistem pengelolaan air lewat beberapa saluran penghubung. Terintegrasinya rongga pit Kancil akan membelokkan aliran dari daerah yang ditengarai sebagai sumber masalah, dalam hal ini kolam-kolam penuh sedimen yang praktis tidak bisa diremajakan. Pembelokan ini telah selesai dikerjakan Maret 2014. Dengan kapasitas tampung kurang-lebih 11,5 juta m3 rongga pit akan menunda debit puncak aliran hingga 35-42%. Pengendalian kuantitas di sini menjadi titik tolak pengendalian kualitas. Kombinasi data primer TSS dan data hasil analisis USLE digunakan untuk mendekati nilai sediment delivery ratio (SDR). Selanjutnya nilai SDR mempengaruhi laju sedimentasi di rongga pit. Berdasarkan rencana 5-tahunan mutakhir, rongga pit mampu menampung sedimen yang terendap hingga 2021. Penurunan nilai TSS dari sub-DTA Kancil akan memperbaiki kinerja DTA Pelikan Selatan, utamanya di titik penataan atau titik terhilir sebelum aliran menuju badan air alam.

Kata kunci: rongga pit, penundaan debit puncak, penurunan TSS

LATAR BELAKANG

PT Kaltim Prima Coal (KPC) beroperasi di daerah Sangatta-Bengalon yang secara administrasi termasuk wilayah Kabupaten Kutai Timur, Propinsi Kalimantan Timur. Berdasarkan Perjanjian Karya Pengusahaan Pertambangan Batubara (PKP2B) tahun 1982, yang kemudian diperbarui oleh Keputusan Menteri 2007, luas wilayah operasi PT. KPC kurang-lebih 90.938ha. Sampai April 2014 luas wilayah penambangan aktif mencapai 20.606ha, dengan 16.587ha di antaranya berada di Sangatta.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

137

Pada kondisi alami wilayah PKP2B Sangatta terbagi atas 8 daerah tangkapan air (DTA) besar, masing-masing DTA memiliki sebuah sungai sebagai saluran drainase utama. Setelah tambang beroperasi puluhan tahun, sungai-sungai tersebut masih berfungsi sebagaimana perannya semula. Topografi tambang yang terdiri dari rangkaian galian dan timbunan tentu memodifikasi ukuran DTA namun untuk penyederhanaan pengelolaan kualitas air, sebisa mungkin batas-batas alami DTA dipertahankan (Santosa, 2010). Dari 16.587ha (atau 165,87km2) wilayah tambang aktif di Sangatta, 76km2 (lebih dari 45%) adalah bagian dari DTA Pelikan Selatan.

DTA Pelikan Selatan terdiri atas tiga sub-DTA. Sesuai letaknya ada sub-DTA Barat, sub-DTA Tengah, dan sub-DTA Timur. Hulu dari ketiga sub-DTA merupakan daerah tambang aktif yang terus-menerus mengalirkan sedimen ke hulu. Mengingat luasnya wilayah, DTA Pelikan Selatan memiliki 9 kolam pengendap untuk mengendalikan parameter Total Suspended Solid (TSS) agar sesuai baku mutu sebelum mengalir ke badan air alam. Sembilan kolam pengendap itu masih didukung sejumlah kolam-kolam kecil di daerah operasi aktif.

Salah satu tambang aktif di hulu sub-DTA Timur adalah pit Kancil. Luas DTA pit Kancil kurang-lebih 18,4km2. Pit ini selesai ditambang pada Oktober 2013 dan rongga yang terbentuk (ex-pit void) akan dimanfaatkan sebagai pengendali sedimen. Rongga pit akan diisi dengan membangun saluran pasok untuk membelokkan aliran dari hulu DTA yang notabene daerah tambang aktif Kanguru. Sementara di bagian lain dibuat saluran buang yang menghubung rongga tambang dengan hilir DTA. Pembuatan kedua saluran telah selesai dikerjakan pada pertengahan Maret 2014. Bertahap elevasi air di tampungan bertambah tinggi dan sampai tulisan ini disiapkan belum terjadi limpasan.

drainase utama. Setelah tambang beroperasi puluhan tahun, sungai-sungai tersebut masih berfungsi sebagaimana perannya semula. Topografi tambang yang terdiri dari rangkaian galian dan timbunan tentu memodifikasi ukuran DTA namun untuk penyederhanaan pengelolaan kualitas air, sebisa mungkin batas-batas alami DTA dipertahankan (Santosa, 2010). Dari 16.587ha (atau 165,87km2) wilayah tambang aktif di Sangatta, 76km2 (lebih dari 45%) adalah bagian dari DTA Pelikan Selatan. DTA Pelikan Selatan terdiri atas tiga sub-DTA. Sesuai letaknya ada sub-DTA Barat, sub-DTA Tengah, dan sub-DTA Timur. Hulu dari ketiga sub-DTA merupakan daerah tambang aktif yang terus-menerus mengalirkan sedimen ke hulu. Mengingat luasnya wilayah, DTA Pelikan Selatan memiliki 9 kolam pengendap untuk mengendalikan parameter Total Suspended Solid (TSS) agar sesuai baku mutu sebelum mengalir ke badan air alam. Sembilan kolam pengendap itu masih didukung sejumlah kolam-kolam kecil di daerah operasi aktif. Salah satu tambang aktif di hulu sub-DTA Timur adalah pit Kancil. Luas DTA pit Kancil kurang-lebih 18,4km2. Pit ini selesai ditambang pada Oktober 2013 dan rongga yang terbentuk (ex-pit void) akan dimanfaatkan sebagai pengendali sedimen. Rongga pit akan diisi dengan membangun saluran pasok untuk membelokkan aliran dari hulu DTA yang notabene daerah tambang aktif Kanguru. Sementara di bagian lain dibuat saluran buang yang menghubung rongga tambang dengan hilir DTA. Pembuatan kedua saluran telah selesai dikerjakan pada pertengahan Maret 2014. Bertahap elevasi air di tampungan bertambah tinggi dan sampai tulisan ini disiapkan belum terjadi limpasan.

Gambar 1. Peta Situasi Pit Kancil Sebelum (kiri) dan Setelah Ditambang (kanan).

Untuk keperluan internal di titik terhulu dari sub-DTA Timur dilakukan pemantauan harian untuk parameter debit aliran, nilai pH, nilai TSS. Titik terhulu ini, disebut titik WQ07 dan letaknya bisa dilihat di gambar 1, bukan titik penaatan resmi dan nilai parameter yang terpantau masih di atas ambang batas. Pantauan di sini sekadar mengkondisikan agar setelah adanya perlakukan, seperti penambahan bahan kimia, nilai parameter yang terukur di titik penaatan resmi memenuhi baku mutu. Titik penaatan resmi terletak 1,7km di hilir WQ07.

WQ07 WQ07

Gambar 1. Peta Situasi Pit Kancil Sebelum (kiri) dan Setelah Ditambang (kanan).

Untuk keperluan internal di titik terhulu dari sub-DTA Timur dilakukan pemantauan harian untuk parameter debit aliran, nilai pH, nilai TSS. Titik terhulu ini, disebut titik WQ07 dan letaknya bisa dilihat di gambar 1, bukan titik penaatan resmi dan nilai parameter yang terpantau masih di atas ambang batas. Pantauan di sini sekadar mengkondisikan agar setelah adanya perlakukan, seperti penambahan bahan kimia,

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

138

nilai parameter yang terukur di titik penaatan resmi memenuhi baku mutu. Titik penaatan resmi terletak 1,7km di hilir WQ07. Berdasarkan data harian yang terpantau di WQ07, ditambah data primer lain seperti data hujan dan data topografi yang diperbarui setiap pekan, dilakukan kajian atas keberadaan tampungan di rongga bekas tambang. Secara teoritis keberadaan tampungan 11,5 juta m3 akan berperan dalam menunda debit aliran. Mengingat pengendalian kualitas air diawali dari pengendalian kuantitas air, penundaaan ini bisa menurunkan nilai TSS di WQ07 dibanding dari nilai TSS yang saat ini terpantau.

METODOLOGI DAN PEMBAHASAN

Hidrologi-HidrolikaSaat ini PT KPC memiliki 19 stasiun hujan yang tersebar di seluruh wilayah tambang, baik tambang aktif maupun bekas daerah tambang yang telah direhabilitasi. Penempatan stasiun-stasiun hujan itu pertama-tama adalah untuk membantu operasional KPC baik operasi tambang maupun pengelolaan lingkungan. Umur dari 19 stasiun ini bervariasi. Ada stasiun yang hampir seumur dengan operasi KPC, ada stasiun yang relatif baru karena mengakomodasi perkembangan tambang, ada pula stasiun yang ditutup karena tidak relevan lagi penempatannya dari sisi operasi.

Data dari stasiun-stasiun tersebut diambil harian. Setiap awal tahun dilakukan analisis untuk menentukan besarnya hujan rancangan berbagai kala ulang. Berbagai kedalaman hujan rancangan yang ada pada tabel 1 di bawah ini digunakan sebagai patokan untuk operasi penyaliran di tambang.

Tabel 1. Hujan Rancangan Berbagai Kala Ulang

Kala UlangHujan Rancangan

Harian (mm)

3-harian (mm)

7-harian (mm)

30-harian (mm)

90-harian (mm)

Tahunan (mm)

1,01 52,83 52,28 76,47 149,67 391,68 977,952 70,52 98,45 145,50 319,69 697,79 1948,965 81,09 117,20 170,39 394,01 835,73 2299,02

10 88,09 128,40 183,42 439,60 912,99 2482,3925 96,94 140,34 196,16 489,04 996,64 2661,5950 103,50 150,65 206,24 532,44 1109,30 2803,28

100 110,01 159,66 214,35 570,86 1158,43 2919,97

Data Debit HarianPengukuran debit di WQ07 bisa dipilah untuk 2 periode yakni periode curah hujan tinggi dan periode tanpa hujan untuk jangka waktu tertentu. Hasil pengukuran pada periode kedua digunakan dalam analisis ini sebagai debit aliran dasar (baseflow). Dari pengurkuran ini diperoleh debit aliran dasar 0,126m3/sekon. Untuk periode curah hujan tinggi hasil pengukuran ditunjukkan dalam Gambar 1.

Penundaan Debit AliranKapasitas tampungan, khususnya tampungan hidup (live storage) yang besar akan berfungsi menunda debit yang akan dialirkan ke hulu. Penundaan ini selain memperkecil potensi banjir di saluran buang juga mengurangi resiko terjadinya kerusakan pada struktur drainasi yang ada di hilir tampungan. Penundaan debit

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

139

selalu disertai penurunan kecepatan aliran sehingga memungkinkan proses pengendapan partikel sedimen bisa bekerja optimal. Karena ketiadaan hidrograf aliran untuk analisis hidrolika di sini digunakan hidrograf satuan sintetik Nakayasu.

Gambar 2. Debit Terukur di WQ07 Periode 22-Nov-2013 s.d. 13-Jan-2014

Gambar 2 di bawah menunjukkan penundaan debit yang dimaksud di atas. Untuk kala ulang 100-tahun debit puncak aliran masuk (inflow) 76,21m3/sekon yang terjadi pada jam ke-2 tertunda sampai jam ke-4 dan berkurang menjadi 49,43m3/sekon pada saat aliran ke luar (outflow) dari rongga bekas tambang.

Gambar 3. Debit Rancangan Inflow dan Outflow DTA Kanguru-Kancil

Saluran Pasok dan Saluran BuangSaluran pasok dan saluran buang dirancang berdasarkan debit kala ulang 100-tahun. Dimensinya ditentukan lewat persamaan Manning, selanjutnya dimensi tersebut disesuaikan dengan rekomendasi analisis kestabilan dari tim Geotechnical. Untuk memastikan akurasi hitungan dilakukan pemeriksaan dengan pemodelan HEC-RAS. Lihat Tabel 2.

Simulasi pemodelan HEC-RAS secara khusus digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran di sepanjang rongga bekas tambang dan kedua saluran. Dari besarnya kecepatan bisa diketahui kedalaman aliran baik pada kondisi banjir maupun pada kondisi debit harian. Hasil analisis menunjukkan bahwa kedalaman aliran pada situasi debit rancangan 100-tahun masing-masing 1,54m di saluran

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

140

pasok dan 1,11m di saluran buang. Artinya dengan saluran berkedalaman 2m yang sudah terbangun tidak terjadi luapan pada kondisi ekstrim.

Tabel 2. Dimensi Saluran Pasok dan Saluran BuangKriteria Saluran Pasok Saluran Buang

Lebar Dasar (m) 10,0 10,0Kedalaman (m) 2,0 2,0Lereng Saluran 1 : 1,50 1 : 1,50Kedalaman Dinding Galian (m) Variasi 8-20m Variasi 3-12mLereng Dinding Galian 1 : 1,50 1 : 2,00Elevasi Dasar Saluran RL+33 ke RL+31,5 RL+30 ke RL+26,0Kemiringan Dasar Saluran 0,769 0,797Panjang Saluran (m) 260 502Lebar Bantaran (m) 6,0 6,0

Sedikit ke belakang, ke hasil pengukuran dalam gambar 1, apa yang terjadi jika debit terukur melewati saluran pasok dan saluran buang? Jika debit 6,27m3/sekon (nilai rerata debit terukur) masuk ke bekas rongga tambang, kecepatan di saluran pasok dan saluran buang masing-masing kurang-lebih 1,737m3/sekon dan 1,780m3/sekon. Kedua kecepatan memberikan angka Froude masing-masing 0,953 (sub-kritis) dan 1,010 (kritis). Angka kritis di saluran buang adalah akibat kemiringan dasar saluran yang menyesuaikan muka air hilir. Untuk itu di dasar saluran buang akan dibangun pelindung gerusan.

Erosi-SedimentasiErosi dan Sedimentasi adalah dua peristiwa alam yang selalu berpasangan. Keduanya terjadi di bentang alam yang masih alami dan tertutup oleh vegetasi. Kian terbuka suatu lahan kian tinggi pula laju erosinya. Angin, hujan, aliran air berpotensi mengakibatkan erosi. Untuk kawasan yang berdekatan dengan khatulistiwa elemen utama erosi adalah hujan dan aliran air. Di tambang terbuka kedua elemen mengakibatkan erosi lahan dan erosi aliran. Material hasil erosi itu terbawa ke kolam pengendap. Material berukuran besar cenderung stabil dan mengendap di dasar kolam, material berukuran kecil cenderung melayang. Material melayang ini akan ‘mengotori’ aliran ke luar sehingga pemerintah menetapkan baku mutu untuk nilai TSS.

Kalibrasi SDRSampel yang diambil di WQ07 pada rentang waktu 1-Oktober hingga 31-Desember-2013 dianalisis di laboratorium untuk diketahui nilai TSS harian (dalam mgr/liter) dan distribusi butirannya. Hasil ini digunakan untuk mengoreksi sekaligus mengkalibrasi angka prediksi besarnya erosi yang diperoleh lewat analisis USLE (Universal Soil Loss Equation). Analisis USLE dilakukan dengan memakai peta topografi aktual akhir Oktober, November, Desember 2013 sebagai patokan.

Angka yang didapatkan dari kedua cara (pengukuran dan analisis) digunakan untuk menurunkan angka sedimentation delivery ratio (SDR). Dalam USLE, SDR mewakili bagian (fraksi) dari material erosi yang terendapkan di hilir sebuah DTA.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

141

Sejauh ini buku-buku rujukan memberi gambaran bahwa SDR bersifat empiris dan sangat sitespesific. Dari data pada tabel 3 didapatkan nilai SDR 100% yang artinya semua material erosi terbawa ke dan terendapkan di hulu DTA.

Tabel 3. Kalibrasi SDR Periode 1 Oktober s.d. 31 Desember 2013.Luas Daerah Tangkapan Air (A) 2.137,7 haVolume erosi 69.455,47 m3 (dari USLE)Intensitas Hujan 439 mm

Nilai C kumulatif 0.759Volume Air (CxRxA) 7.130.629,26 m3/3 bulan

Total Volume Erosi 69.455,47 m3/3 bulanNilai TSS Aliran Masuk (mg/liter) Volume Erosi (m3) x berat jenis x 106

17.532,79 mg/literNilai TSS dari WQ7 17.800,22 mg/liter

Sediment Delivery Ratio (SDR) 101,53% àdibulatkan 100%

Prakiraan Sedimentasi 2014 s.d. 2017Setiap tahun ada departemen/seksi di internal KPC yang menyiapkan rencana penambangan 5-tahun ke depan. Setiap tahun rencana ini diperbarui berdasarkan model Geologi terbaru. Model Geologi sendiri selalu dimutakhirkan berdasarkan hasil pengeboran terbaru yang memetakan lebih rinci pada keberadaan lapis-lapis batubara di seluruh wilayah konsesi. Rencana 5 tahun di sini memuat face position dari daerah hutan alami (natural), daerah terganggu (disturbed), dan daerah rehabilitasi (rehabilitation) dan kolam pengendap (pond). Secara spesifik daerah terganggu di sini dibagi lagi ke dalam lahan baru dibuka (clearing), tambang atau pit (mining), timbunan (dumping), daerah rehabilitasi yang dibuka lagi (redisturbed). Singkatnya face position di sini sudah menggambarkan tata guna lahan untuk menghitung erosi dengan USLE.

Selanjutnya berdasarkan data primer yang ada (data hujan dan data topografi) dan data empiris di lapangan seluruh parameter USLE didapatkan bilangannya. Paramater di sini meliputi erosivitas hujan (R), erodibilitas tanah (K), faktor panjang (L) dan kelandaian (S) lahan, faktor vegetasi penutup (C), dan faktor khusus untuk tindakan konservasi (P). Perlu dicatat bahwa penerapan USLE di tambang memerlukan penyesuaian mengingat adanya hal-hal yang secara kuantitatif sangat berbeda. Lereng 1:5,5 yang menurut spesifikasi sesuai untuk lahan yang akan rehabilitasi, relatif ekstrim dibanding kelandaian lahan budidaya tanaman (pertanian) yang berkisar 4-8%. Di daerah timbunan lahan terbuka 100% bisa berumur berbulan-bulan sementara di kawasan perkebunan hanya terjadi di awal musim ketika bibit ditanam (Santosa, 2012).

Tabel 4 berikut menyajikan prediksi besarnya erosi untuk jangka waktu 2013-2014 beserta prakiraan nilai TSS yang masuk ke bekas rongga tambang. Hitungan di sini berdasarkan periode 3 bulan sesuai periodisasi rencana tambang 5-tahun. Di tabel bisa dilhat bahwa nilai TSS (kolom terakhir), dalam banyak kasus, lebih besar

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

142

dibanding nilai rerata yang terukur di WQ07. Ini terjadi karena adanya tambahan lahan terbuka seiring perkembangan tambang di hulu aliran.

Tabel 4. Prakiraan Volume Erosi dan Prakiraan Nilai TSS Rencana 2014-2017

No Periode Luas (Ha) Aliran Masuk (m3/triwulan)

Prediksi Volume Sedimen (m3)

Prediksi Nilai TSS (mg/ltr)

1 Jan-Mar 2014 1.842,62 6.285.775 71.707 20.5342 Apr-Juni 2014 1.842,58 6.902.610 63.373 16.5263 Juli-Sept 2014 1.841,93 3.076.369 35.577 20.8164 Oct-Dec 2014 1.842,46 6.365.698 61.503 17.3915 Jan-Mar 2015 1.841,79 6.310.296 77.553 22.1226 Apr-Juni 2015 1.842,19 6.858.299 70.180 18.4197 Juli-Sept 2015 1.842,19 3.021.108 40.885 24.3598 Oct-Dec 2015 1.842,19 6.161.810 72.467 21.1699 Jan-Mar 2016 1.842,19 6.086.342 88.912 26.295

10 Apr-Juni 2016 1.842,19 6.664.134 78.089 21.09211 Juli-Sept 2016 1.842,19 2.958.020 43.759 26.62812 Oct-Dec 2016 1.842,19 6.120.479 73.386 21.58213 Jan-Mar 2017 1.842,19 6.086.342 88.912 26.29514 Apr-Juni 2017 1.842,19 6.664.134 78.089 21.09215 Juli-Sept 2017 1.842,19 2.958.020 43.759 26.62816 Oct-Dec 2017 1.842,19 6.120.479 73.386 21.582

Efisiensi TangkapanSesuai namanya, kolam pengendap dibangun untuk menangkap partikel erosi yang terbawa ke tampungannya. Berapa persentase sedimen yang tertangkap dan teralirkan ke hulu? Berdasarkan Gambar 4, efisiensi tangkapan ditentukan oleh perbandingan antara volume tampungan dengan volume aliran yang masuk ke kolam selama satu tahun. Dengan mempertimbangan efisiensi tangkapan, di tabel 5 dirincikan angka-angka prakiraan besar TSS dari aliran setelah melewati rongga bekas pit Kancil.

Gambar 4. Kurva Efisiensi Tangkapan (Yang, 1996).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

143

Tabel 5. Prakiraan Volume Sedimen Tertahan dan TSS Aliran di Saluran Buang

No PeriodeAliran Masuk (m3)

Sedimen MasukEfisiensi

Tangkapan

Sedimen Ke luarVolume

(m3)TSS

(mg/ltr)Volume

(m3)TSS

(mg/ltr)1 Jan-Mar 2014 6.285.775 71.707 20.534 97% 2.151 6162 Apr-Juni 2014 6.902.610 63.373 16.526 97% 1.901 4963 Juli-Sept 2014 3.076.369 35.577 20.816 97% 1.067 6244 Oct-Dec 2014 6.365.698 61.503 17.391 97% 1.845 5225 Jan-Mar 2015 6.310.296 77.553 22.122 96% 3.102 8856 Apr-Juni 2015 6.858.299 70.180 18.419 96% 2.807 7377 Juli-Sept 2015 3.021.108 40.885 24.359 96% 1.635 9748 Oct-Dec 2015 6.161.810 72.467 21.169 96% 2.899 8479 Jan-Mar 2016 6.086.342 88.912 26.295 96% 4.001 1.18310 Apr-Juni 2016 6.664.134 78.089 21.092 96% 3.514 94911 Juli-Sept 2016 2.958.020 43.759 26.628 96% 1.969 1.19812 Oct-Dec 2016 6.120.479 73.386 21.582 96% 3.302 97113 Jan-Mar 2017 6.086.342 88.912 26.295 94% 5.335 1.57814 Apr-Juni 2017 6.664.134 78.089 21.092 94% 4.685 1.26615 Juli-Sept 2017 2.958.020 43.759 26.628 94% 2.626 1.59816 Oct-Dec 2017 6.120.479 73.386 21.582 94% 4.403 1.295

Kecepatan Pengendapan PartikelPeluang mengendapnya sedimen di rongga pit juga dipertimbangkan berdasar kecepatan mengendap partikel itu sendiri. Dalam hal ini ukuran fisik kolam menentukan efektifitasnya dalam menurunkan partikel sedimen secara gravitasi. Di sini digunakan persamaan Ferguson & Church (2006) dengan kecepatan pengendapan sebagai fungsi dari ukuran butir sedimen. Dari sampel sedimen yang telah diuji gradasi butirnya di laboratorium, ukuran partikel terkecilnya 0,0013mm (lempung) dan 0,0029mm (lanau). Contoh perhitungannya sebagai berikut.

(1) Persamaan Ferguson & Church (2006)

Ws = 16.17D2= 7,548x10-6 m/sekon1.8x10-5 + (12.1275D3)(0.5)

(2) Korelasi kecepatan aliran horizontal dan vertikal

Tabel 5. Prakiraan Volume Sedimen Tertahan dan TSS Aliran di Saluran Buang

No Periode Aliran Masuk (m3)

Sedimen Masuk Efisi-ensi Tang-kapan

Sedimen Ke luar

Volume (m3)

TSS (mg/ltr)

Volume (m3)

TSS (mg/ltr)

1 Jan-Mar 2014 6.285.775 71.707 20.534 97% 2.151 616 2 Apr-Juni 2014 6.902.610 63.373 16.526 97% 1.901 496 3 Juli-Sept 2014 3.076.369 35.577 20.816 97% 1.067 624 4 Oct-Dec 2014 6.365.698 61.503 17.391 97% 1.845 522 5 Jan-Mar 2015 6.310.296 77.553 22.122 96% 3.102 885 6 Apr-Juni 2015 6.858.299 70.180 18.419 96% 2.807 737 7 Juli-Sept 2015 3.021.108 40.885 24.359 96% 1.635 974 8 Oct-Dec 2015 6.161.810 72.467 21.169 96% 2.899 847 9 Jan-Mar 2016 6.086.342 88.912 26.295 96% 4.001 1.183

10 Apr-Juni 2016 6.664.134 78.089 21.092 96% 3.514 949 11 Juli-Sept 2016 2.958.020 43.759 26.628 96% 1.969 1.198 12 Oct-Dec 2016 6.120.479 73.386 21.582 96% 3.302 971 13 Jan-Mar 2017 6.086.342 88.912 26.295 94% 5.335 1.578 14 Apr-Juni 2017 6.664.134 78.089 21.092 94% 4.685 1.266 15 Juli-Sept 2017 2.958.020 43.759 26.628 94% 2.626 1.598 16 Oct-Dec 2017 6.120.479 73.386 21.582 94% 4.403 1.295

Kecepatan Pengendapan Partikel Peluang mengendapnya sedimen di rongga pit juga dipertimbangkan berdasar kecepatan mengendap partikel itu sendiri. Dalam hal ini ukuran fisik kolam menentukan efektifitasnya dalam menurunkan partikel sedimen secara gravitasi. Di sini digunakan persamaan Ferguson & Church (2006) dengan kecepatan pengendapan sebagai fungsi dari ukuran butir sedimen. Dari sampel sedimen yang telah diuji gradasi butirnya di laboratorium, ukuran partikel terkecilnya 0,0013mm (lempung) dan 0,0029mm (lanau). Contoh perhitungannya sebagai berikut.

(1) Persamaan Ferguson & Church (2006)

Ws = 16.17D2_________ = 7,548x10-6 m/detik 1.8x10-5 + (12.1275D3)(0.5) (2) Korelasi kecepatan aliran horizontal dan vertikal

_L_ = _Vh_ D Ws

(3) Panjang aliran di dalam kolam/rongga pit (L) = 778 m. (4) Kecepatan aliran horizontal didapat dari pemodelan HEC-RAS berdasarkan

hujan kala ulang 100 tahunan (76,21m3/detik) Vh = 0,00976 m/detik. (5) Jarak vertikal yang ditempuh partikel di dalam kolam (D) = 0,602m.

Pengendapan partikel akan optimal jika kedalaman (jarak vertikal) yang dicapai partikel kolam lebih besar dibanding kedalaman aliran di saluran buang. Tabel 6 membuktikan

Keda-laman

L

Ws Vh

(3) Panjang aliran di dalam kolam/rongga pit (L) = 778 m.

(4) Kecepatan aliran horizontal didapat dari pemodelan HEC-RAS berdasarkan hujan kala ulang 100 tahunan (76,21m3/sekon) à Vh = 0,00976 m/sekon.

(5) Jarak vertikal yang ditempuh partikel di dalam kolam (D) = 0,602m.

Pengendapan partikel akan optimal jika kedalaman (jarak vertikal) yang dicapai partikel kolam lebih besar dibanding kedalaman aliran di saluran buang. Tabel 6 membuktikan bahwa berdasarkan ukuran butirnya, pengendapan lanau hanya

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

144

optimal pada debit aliran lebih kecil dari debit 10-tahun. Sementara untuk lempung kemungkinan mengendapnya sangat kecil. Dilihat dari persentase butirannya, hanya 51,51% material yang dapat tertahan di rongga pit.

Tabel 6. Jarak Vertikal Partikel dan Kedalaman Muka Air Hilir

Kal

a U

lang

Deb

it Pu

ncak

(m

3 /sek

on)

Vh r

erat

ta

(m/s

ekon

)Lanau Lempung

Uku

ran

Part

ikel

(m

m)

Ws r

erat

a

[x10

-6] (

m/se

kon)

Jara

k Ve

rtik

al

Part

ikel

(m)

Ked

alam

an M

uka

Air

Hili

r (m

)

Uku

ran

Part

ikel

(m

m)

Ws r

erat

a

[x10

-6] (

m/se

kon)

Jara

k Ve

rtik

al

Part

ikel

(m)

Ked

alam

an M

uka

Air

Hili

r (m

)

1.01 37.541 0.00326 0,0029 7,548 1.803 0.680 0.0013 1.518 0.363 0.6802 49.491 0.00488 0,0029 7,548 1.202 0.830 0.0013 1.518 0.242 0.8305 56.643 0.00535 0,0029 7,548 1.098 0.910 0.0013 1.518 0.221 0.910

10 61.378 0.00605 0,0029 7,548 0.971 0.950 0.0013 1.518 0.195 0.95025 66.901 0.00628 0,0029 7,548 0.935 1.010 0.0013 1.518 0.188 1.01050 71.800 0.00907 0,0029 7,548 0.647 1.070 0.0013 1.518 0.130 1.070

100 76.206 0.00976 0,0029 7,548 0.602 1.110 0.0013 1.518 0.121 1.110

OPERASIONALUmur Tampungan (storage lifetime)Dengan kapasitas 11,5 juta m3, rongga pit Kancil diroyeksikan untuk berfungsi sampai akhir penambangan 2021. Pembelokan aliran dari daerah operasi aktif di hulu sub-DTA timur bermaksud agar sebagian besar partikel sedimen tertangkap di rongga ini sebelum masuk ke titik penaatan. Selain itu rongga pit dirancang untuk menjadi titik buangan (disposal point) bagi operasi pengerukan sedimen dari beberapa kolam pengendap. Hitungan rinci prakiraan umur tampungan ada pada tabel 6. Dalam hitungan di bawah permukaan sedimen dibatasi sampai RL27 dan akan ada ruang setebal 3m (dari RL27-30) untuk air hingga 2021.

Tabel 7. Perhitungan Umur TampunganKapasitas rongga sampai muka air RL27 11.555.634,62 m3

Rerata PA (Physical Availability) Pengeruk + booster 74,98 %Rerata Pemakaian (Usage) Pengeruk + booster 65,63 %Debit rerata untuk 1 pengeruk (slurry material) 170 m3/jamPersentase material padat 30%Jumlah pengeruk dengan disposal point Rongga pit Kancil 5 UnitMasa operasi pengeruk (2014 s.d. 2021) 8 tahunSedimentasi dari buangan pengeruk 8.673.630.87 m3

Sedimentasi dari lahan dan aliran (2014 s.d. 2017) 1.014.292,80 m3

Prakiraan sedimentasi maksimum 2018 s.d. 2021 1.000.000 m3

Total volume sedimen hingga 2021 10.687.923,67 m3

Angka aman (Factor of Safety) 1,081

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

145

Waktu Pengisian TampunganMulai medio Maret 2014 aliran dari hulu (daerah tambang aktif) sudah dibelokkan ke rongga pit Kancil. Secara berkala muka air di tampungan dipantau ketinggiannya. Pemantauan ini lebih untuk rekonsiliasi antara hitungan dan fakta di lapangan. Selama masa pengisian tampungan praktis tidak ada buangan dari sub-DTA timur dan seyogyanya dimanfaatkan untuk menyelesaikan pekerjaan-pekerjaan rumah yang tertunda di hilir daerah tangkapan.

Dengan mengombinasikan data hujan yang tercatat dari 2000 sampai 2011 tampungan diperkirakan penuh pada rentang September-Oktober 2014. Hasil yang sama diperoleh jika hitungan didasarkan pada data hujan 2012-2013.

KESIMPULAN1. Integrasi rongga pit Kancil ke dalam sistem manajemen air yang ada bisa

menunda debit banjir dari hulu hingga 35-42%. Hitungan menunjukkan bahwa makin besar debit makin kecil persentase penundaannya.

2. Berdasarkan grafik Brune, kapasitas rongga bekas pit Kancil mampu mengendapkan partikel sedimen yang terbawa aliran dari hulu dan menurunkan nilai TSS hingga 94-97%. Menunjuk hasil analisis butiran pada sampel sedimen yang diambil, efisiensi tangkapan itu perlu dikoreksi dengan sebuah faktor. Faktor ini tidak lain persentase butiran dengan diameter lebih kecil dari 0,0029m sebesar 48,49%. Dengan koreksi ini efisiensi tangkapan menjadi 45,57-47,04%.

3. Berdasarkan persamaan Ferguson & Church (2006), pengendapan optimal akan terjadi pada material dengan ukuran butiran partikel lebih atau sama dengan 0.0029mm, dengan debit aliran tidak lebih dari debit kala ulang 10-tahun. Dari hitungan ini 51,51% partikel sedimen akan tertahan di rongga pit Kancil.

4. Butir no. 2 dan no. 3 di atas mengisyaratkan bahwa upaya pengkondisian kualitas air di hilir DTA Kancil tetap harus dilakukan agar keluaran nilai yang terpantau di titik penaatan sesuai baku mutu.

5. Perhitungan membuktikan bahwa rongga pit Kancil mampu berfungsi sebagai penampung sedimen hingga akhir tambang 2021. Meski demikian upaya pengurangan laju erosi di hulu tetap harus diupayakan untuk memperpanjang umur tampungan sekaligus memperbesar angka aman.

SARAN DAN REKOMENDASI

Makalah ini ditulis pada saat rongga bekas pit Kancil masih dalam tahap pengisian. Evaluasi lanjut dengan membandingkan prakiraan hasil analisis dengan data aktual yang mencakup waktu pengisian tampungan dan nilai TSS aktual keluaran dari ronga pit Kancil mutlak dilakukan. Dari perbandingan itu nantinya bisa dikembangkan kajian-kajian lebih mendalam baik jika data lapangan mendekati hasil kajian maupun jika keduanya berbeda secara signifikan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

146

REFERENSIArsyad, Sitanala, 2010. Konservasi Tanah dan Air, halaman 12-19, Penerbit IPB

Press, Edisi Kedua, Bogor.

Asdak, Chay, 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, halaman 338-376, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Istiarto, 2009. Modul Pelatihan Simulasi Aliran 1-Dimensi Dengan Bantuan Paket Program Hidrodinamika HEC-RAS Jenjang Dasar: Simple Geometry River, halaman 1-63, tidak diterbitkan untuk umum, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Istiarto, 2009. Modul Pelatihan Simulasi Aliran 1-Dimensi Dengan Bantuan Paket Program Hidrodinamika HEC-RAS Jenjang Lanjut: Junction and Inline Structures,, halaman 1-65, tidak diterbitkan untuk umum, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Raju, Ranga, K.G. 1981. Flow Through Open Channels, diterjemahkan oleh Yan Piter Pangaribuan, Aliran Melalui Saluran Terbuka, halaman 82-103, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Soewarno, 1995. Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data, halaman 97-226, Penerbit Nova, Bandung.

Soemarto. 1987. Hidrologi Teknik, halaman 167-189, Usaha Nasional, Surabaya.

Santosa, 2010. Tambang KPC dan Banjir Sangatta, disajikan pada Temu Profesi Tahunan (TPT) XIX Perhapi, 25-26 Oktober 2010, Balikpapan.

Santosa dan Sigit Saputro, 2012. Aplikasi USLE Untuk Penentuan Keperluan Armada Pengeruk di Tambang Sangatta, disajikan pada Temu Profesi Tahunan (TPT) XXI Perhapi, 15-17 Oktober 2012, Jakarta.

Sangatta, 2013. Water Management Plan 2013-2017 Version 2b (Supporting for. Five Years Plan v2b 2013-2017), halaman 30-32 ???, Arsip Internal (tidak diterbitkan untuk umum).

Sangatta, 2013. Guideline of Water Management Plan V2B 2013-2017, halaman 7-18, Arsip Internal (tidak diterbitkan untuk umum).

Te Chow, Ven, 1959. Open-Channel Hydraulics, diterjemahkan oleh Nensi Rosalina, Hidrolika Saluran Terbuka, halaman 81-112, Penerbit Erlangga, Jakarta.

US Army Corps of Engineer Hydrologic Engineering Center, 2008. HEC-RAS River Analysis System Hydraulic Reference Manual, halaman 3.1-3.25, (free-downloaded ebook).

Yang, Chih Ted, 1996. Sediment Transport Theory and Practice, halaman 267-290, McGraw-Hill International Edition, Singapore.

Wikipedia. 2012. Sediment Transport. http://en.wikipedia.org/wiki/Sediment Transport [diakses 7 Desember 2012].

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

147

DOKUMENTASIDOKUMENTASI

Gambar 4. Saluran Pasok (inlet)

Gambar 5. Tampungan atau rongga bekas pit Kancil.

Saluran Buang (outlet)

Gambar 6. Saluran Buang (outlet)

148

DISTRIBUSI KECEPATAN DAN KONSENTRASI SEDIMEN SUSPENSI PADA SALURAN MENIKUNG

(STUDI KASUS DI SALURAN IRIGASI MATARAM)

Chairul Muharis1*, Bambang Agus Kironoto2, Bambang Yulistiyanto2, dan Istiarto2

1 Program Doktor Ilmu Teknik Sipil Universitas Gajah Mada 2 Teknik Sipil dan Lingkungan Universitas Gajah Mada

∗ch_muharis@yahoo.com

IntisariKecepatan aliran dan konsentrasi sedimen suspensi merupakan parameter penting dari mekanisme angkutan sedimen terutama untuk agradasi dan degradasi. Adanya gaya sentrifugal pada tikungan saluran akan mengakibatkan terjadinya peningkatan kecepatan ke arah sisi luar tikungan. Hal ini tentu juga akan mempengaruhi distribusi kecepatan aliran ke arah sisi luar dan sisi dalam tikungan saluran. Dengan adanya perubahan distribusi kecepatan tersebut maka sangat dimungkinkan terjadi juga perubahan distribusi konsentrasi sedimen suspensinya. Dalam tulisan ini akan dibahas seberapa besar terjadi perubahan distribusi kecepatan dan distribusi konsentrasi sedimen suspensi pada tikungan saluran. Penelitian ini dilakukan di lokasi tikungan Saluran Irigasi Mataram Yogyakarta. Saluran yang diteliti berpenampang segi empat yang terbuat dari pasangan batu dengan sudut tikungan 580 dan lebar 4.22 meter. Pengukuran kecepatan menggunakan Propeller Currentmeter dan pengukuran konsentrasi sedimen menggunakan Opcon Probe. Pengukuran kecepatan dan konsentrasi sedimen suspensi dilakukan bersamaan untuk setiap titik pengukuran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa akibat adanya gaya sentrifugal pada aliran menikung, distribusi kecepatan dan distribusi konsentrasi sedimen suspensi mengalami perubahan yang signifikan sisi luar dan sisi dalam tikungan. Secara umum distribusi kecepatan ke arah sisi luar tikungan mengalami peningkatan dan distribusi konsentrasi sedimen suspensi ke arah sisi luar tikungan semakin berkurang dan hal sebaliknya terjadi ke arah sisi dalam tikungan. Kecepatan yang rendah di sisi dalam saluran menyebabkan butiran sedimen yang lebih besar mengendap dan berpotensi terjadi pendangkalan.

Kata Kunci: distribusi kecepatan, konsentrasi, saluran menikung

LATAR BELAKANG Pekerjaan perancangan bangunan-bangunan irigasi (intake, saluran irigasi, bendung) dan lain-lain, memerlukan informasi tentang karakteristik aliran, yang meliputi distribusi kecepatan, turbulensi, distribusi konsentrasi sedimen suspensi, tegangan geser, perubahan dasar sungai, angkutan sedimen dan lain-lain.

Karakteristik aliran pada saluran lurus berbeda dengan aliran pada saluran menikung. Terutama untuk aliran lurus bersedimen suspensi, setiap perubahan distribusi kecepatan dapat mempengaruhi distribusi konsentrasi sedimen suspensi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

149

Demikian juga untuk saluran menikung selain mempunyai karakteristik aliran yang berbeda juga akan mengalami perubahan distribusi kecepatan yang juga berbeda.

Melalui penelitian ini perbedaan karakteristik aliran sedimen suspensi pada saluran menikung akan dapat dipelajari dan pengaruh yang ditimbulkannya. Khususnya antara distribusi kecepatan dengan konsentrasi sedimen suspensi. Sehingga hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tepat sebagai dasar perencanaan yang akan di lakukan.

Pengukuran distribusi kecepatan, adalah untuk mendapatkan persamaan distribusi kecepatan logaritmik, sehingga dapat digunakan untuk menentukan kecepatan atau tegangan gesek di saluran terbuka (saluran lurus), baik untuk aliran seragam maupun untuk aliran tidak seragam (Kironoto dan Graf, 1994, 1995), baik untuk data aliran di tengah saluran maupun di tepi saluran (Kironoto dkk, 2004).

Hasil penelitian (Vanoni, 1977) menunjukkan bahwa pada debit aliran yang sama, kecepatan aliran bersedimen lebih besar dari pada air jernih, disebabkan mengecilnya koefisien kekasaran. Bertambahnya kecepatan tidak berarti meningkatkan debit sedimen suspensi, karena kedalaman berkurang maka tegangan gesek dasar ikut berkurang juga. Selain itu konsentrasi sedimen suspensi dapat mengurangi koefisien gesekan. Pergerakan sedimen yang dapat membentuk konfigurasi dasar dapat meningkatkan koefisien gesekan, maka disimpulkan koefisien gesekan pada aliran sedimen dapat bertambah, berkurang atau tetap tergantung besarnya pengaruh konsentrasi dan konfigurasi dasar.

Dengan memodifikasi model matematika k-e untuk aliran bersedimen. (Kironoto dan Graf, 1994) menguraikan bahwa dengan adanya muatan sedimen pada aliran menyebabkan kecepatan berubah jika dibandingkan dengan kecepatan pada aliran aliran air jernih,

(Rozovskii, 1957; Kikkawa, et al.1973 dan Blanckaert, 2001), telah melakukan penelitian tentang aliran pada tikungan, dimana beberapa diantaranya membahas data distribusi kecepatan secara mendalam. Secara umum dari hasil-hasil penelitian yang ada di literatur memperlihatkan bahwa data pengukuran distribusi kecepatan pada saluran menikung, mengalami perubahan bila dibandingkan dengan data pada saluran lurus.

LANDASAN TEORI

1. Distribusi KecepatanPada aliran saluran terbuka, distribusi kecepatan seringkali dibedakan sebagai distribusi kecepatan di daerah inner region, yang berada di dekat dasar dimana distribusi kecepatan logaritmik berlaku, dan di daerah outer region, yang berada jauh dari dasar dimana distribusikecepatan menyimpang secara jelas dan sistematik terhadap hukum logaritmik (Nezu dan Rodi,1986; Kironoto dan Graf, 1994). Rumus ditribusi kecepatan logaritmik (the law of the wall) di daerah inner region, yang dibatasi oleh y/D < 0.2 dapat dirumuskan sebagai berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

150

uu

yk

Brs*

ln=

+

1

κ ................................................................................... (1)

dengan: u : kecepatan rata-rata titik pada jarak y dari titik referensi (m/s)D : kedalaman aliran (m)

*u : kecepatan geser (m/s)κ : konstanta universal Von-Karman (κ = 0.4)Br : konstanta integrasi

sk : adalah kekasaran dasar equivalen Nikuradse (m)

2. Konsentrasi Sedimen Suspensi Rata-rata Dengan data pengukuran profil konsentrasi sedimen suspensi dan mengintegralkannya dengan batas antara kedalaman aliran dan kedalaman titik yang ditinjau, nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata dapat diperoleh. Ekspresi persamaannya dapat ditulis.

CD y

C dyy

y

D

=− ∫1

.

...................................................................................... (2)

dengan: D : kedalaman aliran (m) y : posisi titik pengukuran dari dasar (m)

yC : konsentrasi rata-rata titik (gr/liter)

3. Debit Sedimen SuspensiSecara umum debit sedimen suspensi dapat diekspresikan sebagai hasil perkalian antara kecepatan rata-rata vertikal dan konsentrasi rata-rata vertikal yang dikalikan terhadap luasnya atau dengan mengintegralkan terhadap lebar saluran data perkalian antara nilai kecepatan dan nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata vertikal diperoleh debit sedimen suspensi, Qs, yaitu :

Q U CdBs

B

= ∫ .0

............................................................................................. (3)

dengan : U : kecepatan rata-rata vertikal (m/s)C : konsentrasi rata-rata vertikal (gr/liter)B : lebar penampang saluran (m)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

151

METODOLOGI STUDI

Metode yang diterapkan pada penelitian ini adalah eksperimen lapangan, yakni seluruh kegiatan pengukuran maupun pengambilan data dilaksanakan di lapangan. Lokasi penelitian di laksanakan pada 5 (lima) titik saluran irigasi Mataram.

Titik-titik pengukuran kecepatan dan pengambilan sampel sedimen suspensi untuk setiap saluran menikung ditetapkan pada 5 (lima) cross section dilakukan) berada dalam busur saluran menikung (1 2,3,4 dan 5), seperti terlihat pada Gambar 1.

Titik-titik pengukuran kecepatan dan pengambilan sampel sedimen suspensi untuk setiap saluran menikung ditetapkan pada 5 (lima) cross section dilakukan) berada dalam busur saluran menikung (1 2,3,4 dan 5), seperti terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Lokasi Pengukuran Cross Sections

Gambar 2. Titik Pengukuran pada Penampang Saluran Menikung

y/D 0,2

y/D ≤ 02

B =4.22 m

D

1

2

3 4

5

1/6B 1/6B 1/6B 1/6B 1/6B 1/6B

R=20,63 m

Gambar 1. Lokasi Pengukuran Cross Sections

Setiap masing-masing cross section dilakukan dibagi sebanyak 5 (lima) titik arah transversal atau tegak lurus arah aliran. Setiap lima titik tersebut dibagi lagi untuk beberapa titik kedalaman untuk jumlah yang relatif cukup. Titik-titik tersebut adalah pada y/D≤0,2 untuk data di dekat dasar (inner region,), dan y/D ≥ 0,2 untuk data di outer region. Selanjutnya untuk setiap data yang diperoleh diberi notasi agar memudahkan dalam mengidentifikasnya. Jumlah titik-titik pengukuran dan pengambilan sampel pada kedalaman vertikal sewaktu waktu bisa berkurang atau bertambah sesuai situasi dan kondisi lapangan pada saat itu Untuk lebih jelasnya dapat di lihat pada Gambar 2. berikut ini.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

152

Titik-titik pengukuran kecepatan dan pengambilan sampel sedimen suspensi untuk setiap saluran menikung ditetapkan pada 5 (lima) cross section dilakukan) berada dalam busur saluran menikung (1 2,3,4 dan 5), seperti terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Lokasi Pengukuran Cross Sections

Gambar 2. Titik Pengukuran pada Penampang Saluran Menikung

y/D 0,2

y/D ≤ 02

B =4.22 m

D

1

2

3 4

5

1/6B 1/6B 1/6B 1/6B 1/6B 1/6B

R=20,63 m

Gambar 2. Titik Pengukuran pada Penampang Saluran Menikung

Pengukuran konsentrasi sedimen suspensi menggunakan alat ukur opcon probe dan pengukuran kecepatan aliran menggunakan alat ukur propeller currentmeter. Pengukuran konsentrasi sediment suspensi dan pengukuran kecepatan dilakukan secara bersamaan di atas saluran secara presisi baik arah vertikal maupun horizontal.Selama pelaksanaan pengukuran di lapangan ketinggian muka air perlu selalu dikontrol yakni dengan cara menempatkan peil schaal dikedua sisi penampang saluran, kemudian diberi tanda. Selanjutnya setiap perubahan ketinggian muka air dicatat dengan seksama. Hal ini dilakukan karena perubahan tinggi muka air akan berpengaruh terhadap besarnya debit aliran dan nilai aspek rasio dari penampang saluran tersebut.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Data pengukuran yang diperoleh diberi notasi/kode L, S dan R, yang merupakan singkatan dari location, L, cross section, S, dan radius, R, diikuti dengan angka-angka yang menginformasikan urutan lokasi penelitian, potongan melintang dari hulu ke hilir saluran dan posisi pengukuran arah transversal dari outer bank ke inner bank. Misalnya, nama kode data pengukuran L3S3R1 yang mempunyai makna bahwa data pengukuran diperoleh di lokasi tiga, pada cross section ke tiga atau di tengah tikungan, dan pada posisi pertama dari outer bank ke inner bank.

Berdasarkan data hasil pengukuran kecepatan dan pengukuran konsentrasi sedimen suspensi setelah dianalisa dibagi dalam lima kelompok yakni penampang masuk dan keluar tikungan ada dua dan di dalam tikungan ada tiga, sebagaimana diberikan pada tabel 1.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

153

Dari hasil analisis data secara umum menunjukkan bahwa kecepatan rata-rata setiap tampang semakin meningkat dari inner bank ke outer bank. Sebaliknya konsentrasi sedimen suspensi semakin berkurang dari inner bank ke outer bank. Berdasarkan data debit aliran untuk fluktuasi muka air relatif stabil.

Tabel 1. Parameter Utama Hasil Analisis Data Pengukuran

RUNQ D B/D U Fr

(m/s) (gr/ltr)(m3/s) (m) (m/s) L3SIR1 0.75 5.600 0.3968 4.9380L3SIR2 0.90 4.667 0.4170 4.4132L3SIR3 1.558 0.90 4.667 0.4319 0.1481 0.4111 4.4132L3SIR4 0.90 4.667 0.4482 4.2021L3SIR5 0.90 4.667 0.4862 3.9909L3S2R1 0.72 5.833 0.3314 4.6677L3S2R2 0.90 4.667 0.3590 4.5261L3S2R3 1.402 0.90 4.667 0.3886 0.1332 0.3946 4.2524L3S2R4 0.90 4.667 0.4150 4.0644L3S2R5 0.95 4.421 0.4430 3.8638L3S3R1 0.60 7.000 0.3064 4.4207L3S3R2 0.75 5.600 0.3365 4.2239L3S3R3 1.317 0.90 4.667 0.3652 0.1276 0.3781 4.0916L3S3R4 1.00 4.200 0.3986 3.8925L3S3R5 1.06 3.962 0.4064 3.7021L3S4R1 0.65 6.462 0.2839 4.1602L3S4R2 0.75 5.600 0.3194 3.9808L3S4R3 1.257 0.85 4.941 0.3484 0.1214 0.3467 3.8303L3S4R4 1.00 4.200 0.3828 3.6951L3S4R5 1.05 4.000 0.4091 3.5811L3S5R1 0.65 6.462 0.2689 3.9140L3S5R2 0.77 5.455 0.2980 3.7322L3S5R3 1.177 0.82 5.122 0.3262 0.1154 0.2965 3.5612L3S5R4 0.88 4.773 0.3587 3.5281L3S5R5 1.02 4.118 0.4089 3.4656

Keterangan : Q = debit aliran terukur ; D = kedalaman aliran ; B/D = aspect ratio ; B = lebar saluran Fr = U/(gD)0.5;U=kecepatanaliran;g=percepatangrafitasi;U = rata kecepatan rata-rata C = konsentrasi sediment suspensi rata-rata.

1. Distribusi KecepatanKecepatan aliran minimum terjadi didekat dasar dan bertambah besar sampai permukaan aliran. Kecepatan aliran semakin ke outer bank semakin meningkat, akibat adanya gaya sentrifugal di tikungan. Berikut hasil profil distribusi kecepatan yang diukur dengan variasi lokasi pengukuran arah transversal dengan grafik tidak berdimensi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

154

0.00

0.40

0.80

1.20

0.00 0.50 1.00 1.50

L3S3R1

L3S3R2

L3S3R3

L3S3R4

L3S3R5

Gambar 3. Profil Distribusi Kecepatan pada Saluran Menikung

2. Distribusi konsentrasi Sedimen SuspensiKonsentrasi sedimen suspensi semakin ke permukaan aliran semakin berkurang dan pada posisi mendekati dasar akan bertambah. Ini disebabkan karena setiap partikel butiran mempunyai kecepatan endap dan pada bagian dasar kecepatan aliran kecil, sehingga konsentrasinya akan semakin pekat/besar. Konsentrasi sedimen suspensi arah tranversal atau dari outer bank ke inner bank semakin berkurang ini karena adanya pengaruh perubahan kecepatan akibat adanya gaya sentrifugal dan ini juga memberi pengaruh kepada konsentrasi sedimen suspensi. Berikut gambar profil distribusi konsentrasi sediment dengan grafik tidak berdimensi.

0.00

0.40

0.80

1.20

0.00 0.50 1.00 1.50

L3S3R1

L3S3R2

L3S3R3

L3S3R4

L3S3R5

Gambar 4. Profil Distribusi Konsentrasi Sedimen Suspensi pada Saluran Menikung

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

155

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanPerubahan kecepatan dapat mempengaruhi konsentrasi aliran sedimen suspensi. Pada aliran menikung perubahan kecepatan dari inner bank ke outer bank yang meningkat, akan dapat menyebabkan perubahan konsentrasi sedimen suspensi, yakni akan menjadi berkurang. Peningkatan konsentrasi sedimen suspensi terjadi pada daerah inner bank akibatnya pada daerah tersebut terjadi pendangkalan.

RekomendasiBerdasarkan kesimpulan dari penelitian ini direkomendasikan agar sebelum merencanakan bangunan-bangunan irigasi informasi karakteristik aliran perlu diketahui sebagai dasar perencanaan. Untuk pengelola saluran irgasi Mataram informasi karakteristik aliran hasil penelitian ini dapat dijadikan bahan pertimbangan untuk perencanan bangunan irigasi. Saran yang perlu ditindaklanjuti sebagai upaya untuk memperoleh hasil studi yang lebih baik adalah penelitian semacam ini agar dapat dilakukan pada lokasi dan sudut tikungan yang berbeda.

UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Balai Sungai Serayu-Opak yang memberi ijin melakukan penelitian di Saluran Irigasi Mataram, Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM) Universitas Gadjah Mada, yang telah memberikan support dana penelitian Pascasarjana Tahun Anggaran 2012, selanjutnya kepada rekan mahasiswa S2 Teknik Sipil banyak membantu sehingga tulisan ini dapat terwujud.

REFERENSI

Blanckaert, K., dan Graf, W. H. 2001. Mean flow and turbulence in open channel bend, J. Hydr. Engrg, Vol. 127, pp 835 – 847.

Graf, W.H., dan Altinakar, M.S. 1991. Hydrodynamique. Eyrolle, Paris, French.

Kikkawa, H., Ikeda, S., Ohkawa, H., dan Kawamura, Y. 1973. Seconday flow in bend of turbulent stream, Proc. Of JSCE, No 219.

Kironoto, B.A. dan Graf, W.H. 1994. Turbulence characteristics in rough uniform open-channel flow. Proc. Inst. Civ. Enggr., 106 (4), UK.

Kironoto, B.A. dan Graf, W.H. 1995. Turbulence characteristics in rough non-uniform open-channel flow, Proc. Inst. Civ. Enggr., 112 (4), UK.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

156

Kironoto, B.A., Andoyono, T., Yustiana, F, dan Muharis, C. 2004. Kajian Metode Pengambilan Sampel Sedimen Suspensi Sebagai Dasar Penentuan Debit Sedimen Pada Saluran Terbuka. Penelitian Hibah Bersaing XII/1-Th. Anggaran 2004, Lembaga Penelitian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Kironoto, B.A., Yulistiyanto, B., dan Istiarto. 2012. Karakteristik Aliran Air Jernih (Clear Water) dan Aliran Sedimen Suspensi (Suspended Sediment) di Belokan Saluran dengan Material Dasar Bergerak (Erodible Bed). Draft Laporan Penelitian LPPM. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia.

Nezu, I. dan Rodi, W. 1986. Open channel flow measurements with a laser Doppler anemometer. J. Hydr. Engrg. ASCE, 112(5), 335–355.

Rozovskii, I. L. 1957. Flow of water in bends of open channels. Israel Progamme of Scinetific Translation, Jerussalem.

Sumiadi. 2012. Mekanisme angkutan sedimen dasar pada saluran menikung. Draft Disertasi Doktor, Program Studi Doktor Ilmu Teknik Sipil, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia.

Vanoni, V. A. 1977. Sedimentation Engneering. 2nd Edition, The ASCE Task Committee Headquaters of Society, New York.

157

APLIKASI METODE CLAUSER DAN DISTRIBUSI TEGANGAN REYNOLDS UNTUK MENENTUKAN

KECEPATAN GESER DASAR DI SALURAN MENIKUNG

Sumiadi1*, B.A. Kironoto2, D. Legono2, dan Istiarto2

1 Program Doktor Ilmu Teknik Sipil, Universitas Gadjah Mada 2 Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada

* sumiadi_73@yahoo.com

Intisari

Secara umum kondisi sungai di Indonesia merupakan sungai alluvial yang bermeander, dimana perubahan topografi dasar sungai sering terjadi. Salah satu parameter yang terkait dengan perubahan topografi dasar sungai adalah kecepatan geser dasar, atau tegangan Reynolds. Kecepatan geser dasar dapat dihitung dengan metode distribusi tegangan Reynolds dan Metode Clauser yang umum digunakan pada saluran lurus. Pada kenyataannya, pada saluran alam terdapat tikungan bahkan berupa saluran bermeander. Dengan kondisi alirannya yang lebih kompleks, penggunaan metode Clauser di saluran menikung dapat dipertanyakan, apakah masih akurat atau tidak. Dalam tulisan ini, kedua metode tersebut akan dibahas dengan membandingkan data hasil pengukuran di laboratoium menggunakan flume/saluran menikung 180° dasar rata. Empat puluh pasang data profil kecepatan aliran dan profil tegangan geser Reynolds yang diperoleh dari delapan tampang yang berbeda telah dievaluasi dan digunakan untuk menentukan nilai kecepatan geser dasar. Hasil analisis data menunjukkan bahwa penggunaan kedua metode tersebut di saluran menikung menghasilkan perbedaan rerata sekitar 19.81%, dimana metode Clauser memberikan hasil yang lebih besar dan kecenderungan yang lebih baik. Terlepas dari perbedaan hasil yang diberikan, dapat dikatakan bahwa metode Clauser maupun metode distribusi tegangan Reynolds masih dapat digunakan untuk menghitung kecepatan geser dasar di saluran menikung.

Kata Kunci: kecepatan geser, metode Clauser, tegangan Reynolds, saluran menikung.

LATAR BELAKANG

Secara umum kondisi sungai di Indonesia merupakan sungai yang bermeander dan sungai alluvial dimana material dasar berupa pasir, kerikil atau lempung yang mudah terangkut oleh aliran. Dengan kondisi tersebut, usaha pengendalian daya rusak sungai menjadi tantangan yang tidak mudah. Salah satu aspek yang perlu menjadi perhatian adalah perubahan dasar sungai akibat degradasi dan agradasi. Salah satu parameter yang terkait dengan proses perubahan profil dasar saluran tersebut adalah parameter kecepatan geser, u*, atau tegangan geser pada dasar, τo. Pada sungai-sungai aluvial yang relatif lurus, pengaruh aliran terhadap kecepatan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

158

atau tegangan geser dasar akan berbeda jika dibandingkan dengan pengaruh aliran pada suatu tikungan, dimana pada saat aliran memasuki tikungan aliran mulai menyebar dan menyebabkan membesarnya kecepatan atau tegangan geser dasar. Hal ini mengakibat terjadinya gerusan pada bagian luar tikungan dan pengendapan pada bagian dalam tikungan. Perubahan dasar sungai tersebut ditengarai sangat dipengaruhi oleh besar kecilnya kecepatan geser atau tegangan geser dasar.

Untuk menentukan kecepatan geser, u*, atau tegangan geser, τo, atau pada aliran seragam, dikenal beberapa metode yang dapat digunakan yaitu : metode berdasarkan persamaan garis energi, metode Clauser (berdasarkan data pengukuran distribusi kecepatan), dan metode tegangan geser Reynolds. Dalam tulisan ini, 2 metode terakhir akan dibahas dengan menyajikan hasil analisis data.

TINJAUAN PUSTAKA

Untuk menentukan kecepatan geser dasar pada aliran di saluran terbuka dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu (B.A. Kironoto dkk, 2012):

1. Persamaan energi (energy gradient method)2. Metoda Clauser 3. Metoda distribusi tegangan Reynolds.

Dari ketiga metode tersebut di atas, dalam tulisan ini hanya akan dibahas dua metode yang terakhir, yaitu metode Clauser, yang menggunakan data hasil pengukuran kecepatan tangensial dan metode kedua dengan menggunakan data hasil pengukuran tegangan Reynolds. Sedangkan metoda pertama agak sulit digunakan, karena tidak mudah menentukan kemiringan garis energi pada saluran menikung.

Metode Clauser

Pada metode Clauser, nilai kecepatan geser diperoleh berdasarkan profil kecepatan tangensial, dimana profil kecepatan tangensial khususnya di daerah inner region dianggap masih mengikuti persamaan logaritmik yang dirumuskan sebagai:

................................................................................... (1)

Jika ruas kiri dan ruas kanan dikalikan dengan kecepatan geser dasar, u* maka persamaan 1 menjadi:

........................................................................... (2)

dengan: : kecepatan arah tangensial (m/s)

u* : kecepatan geser dasar (m/s)z : jarak terhadap dasar (m)ks : tinggi kekasaran dasar (m)κ : konstanta von KarmanBr : konstanta intergrasi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

159

Berdasarkan persamaan 2 diketahui bahwa distribusi vertikal kecepatan tangensial terhadap

adalah linier, dengan gradien sebesar

.

Metode Distribusi Tegangan ReynoldsPada aliran turbulen, kecepatan sesaat dapat dipisah menjadi dua komponen yaitu kecepatan rata-rata terhadap waktu (time average velocity) dan fluktuasi kecepatan, sehingga dapat dituliskan dalam bentuk:

................................................................................................ (3)

dengan: : kecepatan longitudinal (m/s) : kecepatan rerata (m/s) : fluktuasi kecepatan, bisa positif atau negatif (m/s)

Mengacu kepada persamaan 3 maka untuk aliran 3D di saluran menikung, yang terdiri dari komponen kecepatan arah tangensial, radial dan vertikal dapat dituliskan sebagai:

........................................... (4)

dengan adalah komponen kecepatan sesaat, komponen kecepatan rerata dan , , adalah komponen �uktuasi kecepatan, berturut-turut pada arah tangensial, , arah radial, r, dan arah vertikal, z.

Dari Persamaan 4, maka nilai fluktuasi kecepatan , , dapat dinyatakan sebagai:

........................................... (5)

Dengan menggunakan persamaan 5, maka besarnya fluktuasi kecepatan sesaat dapat dihitung. Sedangkan tegangan geser pada aliran turbulen

Tegangan geser yang bekerja pada bidang i arah j dirumuskan sebagai:

τ ρν ρiji

j

j

ii j

ux

ux

u u=∂∂

+∂

∂

− ′ ′

..................................................................... (6)

Suku pertama di sebelah kanan menunjukkan tegangan yang diakibatkan oleh kekentalan (viskositas) air, ν, sedang suku terakhir menunjukkan pengaruh fluktuasi kecepatan dan dikenal sebagai tegangan Reynolds.

Pada aliran turbulen, tegangan yang diakibatkan oleh pengaruh fluktuasi kecepatan (turbulensi) jauh lebih besar daripada tegangan akibat kekentalan (viskositas) air. Sehingga tegangan geser akibat kekentalan air bisa diabaikan. Maka persamaan (6) menjadi:

jiij uu ′′ρ−=t .............................................................................................. (7)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

160

Untuk aliran pada saluran menikung, dengan menggunakan koordinat silindris (θ, r, z) maka tegangan geser pada bidang z arah θ adalah:

.................................................................... (8)

Yang selanjutnya disebut sebagai tegangan Reynolds dan akan dibahas lebih lanjut dalam paper ini.

Mengacu kepada persamaan 8, tegangan geser dasar, to (arah tangensial) dapat diperoleh dari ekstrapolasi data pengukuran distribusi tegangan Reynolds pada z = 0, yaitu tzθ|z=0 dan dituliskan sebagai:

............................................................ (9) atau:

................................................................................ (10)

Berdasarkan persamaan 10, maka nilai kecepatan geser dasar dapat diturunkan.

METODOLOGI STUDI

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Hidraulika, Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada menggunakan flume/saluran menikung 180° dengan dasar rata. Pengukuran kecepatan tiga dimensi meliputi kecepatan tangensial (), kecepatan radial () dan kecepatan vertikal (). Sebelum masuk ke saluran menikung, aliran melalui saluran pengarah (approachflow). Di bagian hulu approachflow juga dilengkapi dengan head tank –untuk menjamin kondisi aliran tunak/permanen (steadyflow) – dan alat ukur debit type Thomson.

Selanjutnya parameter aliran di approach flow secara lengkap ditampilkan pada Tabel 1 berikut ini.

Tabel 1. Parameter aliran di approachflow.

Q B h R h d 50 S U C Re(l /s) (cm) (cm) (cm) (mm) ( o/oo) (cm/s) (m1/2/s) (103)

24.2 50 15.9 9.7 1.0 0.7 30.4 37 54 0.24 3.1

Fr B/h

x

X =

X =

Alat dan Instrumentasia. SaluranSaluran atau flume yang digunakan dalam penelitian ini berupa saluran berdinding acrylic. Saluran ini secara berturut-turut dari hulu ke hilir terdiri dari 3 bagian yaitu: Saluran pengarah (approachflow) sepanjang 8 m, ruas menikung 180° dengan jari-jari as, R = 1.25 m dan ruas hilir (downstream) sepanjang 6 m. Untuk memastikan kondisi aliran adalah aliran tunak (steadyflow), maka aliran dipasok dari head tank di bagian hulu yang dilengkapi dengan peluap dan alat ukur debit tipe pelimpah segi tiga (Thomson Weir). Selengkapnya denah penelitian disajikan pada Gambar 1.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

161

b. Material DasarMaterial dasar yang digunakan pada penelitian ini adalah pasir kali berwarna hitam, dengan diameter 0.8 - 1.2 mm dan rapat massa 2.65 gr/cm3. Untuk membuat dasar rata dan tidak terjadi angkutan material dasar, pasir direkatkan pada kaslibord tebal 1 cm dengan cairan semen yang diencerkan.

c. Alat UkurAlat ukur yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat ukur kecepatan aliran, alat ukur debit, alat ukur muka air, alat ukur topografi dasar dan alat ukur waktu. Alat ukur kecepatan aliran yang digunakan adalah ADV type MicroADV 16 MHz dengan kemampuan membaca kecepatan aliran sesaat maksimal 50 data per detik.

Pengukuran distribusi kecepatan 3D pada penelitian ini dilakukan pada 7 tampang sudut tikungan yaitu pada sudut 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, dan 180°, ditambah dengan satu pengukuran di approach flow. Pada setiap tampang dilakukan 5 pengukuran distribusi vertikal yaitu pada posisi R = 105, 115, 125, 135, dan 145 cm. Jarak vertikal antara titik-titik pengukuran adalah 0.3 cm untuk data di dekat dasar (inner region, pada z/h ≤ 0,2), dan 1 cm untuk data di daerah outer region. Karena bentuk dan ukuran probe ADV maka terdapat bagian aliran yang tidak dapat diukur yaitu pada kedalaman sekitar 5.5 cm di bawah muka air, dan selebar 5 cm di dekat dinding saluran, lihat Gambar 2 (B.A. Kironoto dkk, 2012).

R12

5

Hu150

Hu250

C0

C30

C60

C90C1

20

C150

C180

Hi100

2,00

8,00

6,00

CL

CL

INLETKOLAM PENENANG

OUTLETKOLAM OUTLET

Gambar 1. Instalasi penelitian Gambar 2. Lokasi pengukuran kecepatan dengan ADV

Selanjutnya data pengukuran yang diperoleh diberi kode C dan R. Misalnya, seri data dengan kode C30R105 berarti pengukuran dilakukan di cross section C = 30° dan pada posisi radius, R = 105 cm. Berikut ditampilkan metode pengambilan data kecepatan aliran 3D dengan ADV:

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

162

Gambar 3. Metode pengambilan data dengan ADV

Pengukuran kecepatan aliran menggunakan Micro ADV juga dilengkapi dengan software Sontek HorisonADV sehingga data yang terukur dapat ditampilkan secara real time di layar komputer.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASANa. Distribusi KecepatanPada Gambar 4 diberikan contoh tipikal hasil pengukuran distribusi kecepatan arah tangensial, radial dan vertical pada sudut tikungan 90°. Untuk penentuan kecepatan geser dengan menggunakan metode Clauser digunakan data distribusi kecepatan arah tangensial, khususnya di daerah inner region.

Distribusi kecepatan tangensial, untuk data R115 memperlihatkan bentuk yang cenderung menutup pada daerah outer region (z/h > 0,2), sementara pada inner region (z/h ≤ 0,2), bentuk distribusi kecepatan memperlihatkan trend yang mirip dengan aliran pada saluran lurus. Untuk kecepatan arah radial, sampai pada kedalaman z/h ≈ 0.3, kecepatan radial bernilai negatif, yang berarti bahwa arah kecepatan radial menuju sisi dalam tikungan; sementara pada z/h > 0.3 nilai kecepatan positif, yang menunjukkan bahwa arah kecepatan radial menuju sisi luar tikungan. Sedangkan untuk komponen kecepatan arah vertikal, nilai kecepatan di dekat dasar cenderung lebih kecil dibadingkan kecepatan pada lokasi yang jauh dari dasar.

Gambar 4. Distribusi kecepatan arah: (a) tangensial, (b) radial, dan (c) vertikal pada tampang 90°

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

163

b. Kecepatan Geser Berdasarkan Metode ClauserPada Gambar 5 berikut ini diperlihatkan contoh hitungan u* dengan metode Clauser, untuk data C30R145. Plot data pengukuran kecepatan tangensial sebagai sumbu y dan ln (z/ks) sebagai sumbu x, dimana ks adalah kekasaran dasar. Dengan metode regresi linier diperoleh garis lurus dengan gradient sebesar u*/κ dan memotong sumbu y pada koordinat (0; Br. u*) Dengan prinsip yang sama, dapat dihitung nilai kecepatan geser, u*, untuk seluruh data pada saluran menikung dengan menggunakan metode Clauser (Gambar 5).

Hasil hitungan kecepatan geser dengan metode Clauser ( ) selengkapnya disajikan pada Tabel 2.

c. Distribuisi Tegangan Geser ReynoldsBerikut ditampilkan contoh tipikal hasil pengukuran distribusi tegangan Reynolds arah tangensial pada beberapa tampang saluran menikung. Tampak pada Gambar 6, bentuk distribusi vertikal tegangan Reynolds pada inlet tikungan (C0) masih linier terhadap kedalaman aliran. Kironoto dan Graf (1995) menunjukkan bahwa bentuk distribusi tegangan Reynolds adalah linier untuk aliran seragam, dan tidak linier (cekung atau cembung) untuk aliran tidak seragam, tergantung apakah aliran dipercepat atau diperlambat.

Dengan menggunakan metode regresi, diperoleh persamaan distribusi vertikal tegangan Reynolds pada inlet tikungan mengikuti persamaan berikut:

......................................................................................... (11)

Gambar 5. Contoh aplikasi metode Clauser untuk data C30R105

Gambar 6. Distribusi tegangan Reynolds di inlet tikungan.

Adapun di daerah yang sangat dekat dengan dasar, secara teoritis pengaruh viskositas aliran lebih dominan dibandingkan fluktuasi kecepatan. Akibatnya distribusi tegangan Reynolds semakin berkurang dan mendekati nol. Dapat dikatakan bahwa

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

164

tegangan geser merupakan tegangan total akibat fluktuasi kecepatan dan viskositas aliran.

Selanjutnya dengan bertambahnya sudut tikungan, distribusi vertikal tegangan Reynolds berubah menjadi non-linier bahkan mulai sudut tikungan 120° pada daerah outer region (z/h > 0.2), tegangan Reynolds bernilai negatif seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Adanya pengaruh gaya sentrifugal pada aliran di saluran menikung mengakibatkan aliran mengalami percepatan terutama di sisi luar tikungan dan perlambatan di sisi dalam tikungan sehingga bentuk distribusi tegangan geser Reynolds tidak linier.

Gambar 7. Distribusi tegangan Reynolds di saluran menikung untuk data: (a). C60R125, (b) C120R125 dan (c) C180R115

Selanjutnya pada Gambar 8 berikut ini ditampilkan contoh analisis data distribusi tegangan Reynolds untuk mendapatkan nilai kecepatan geser dasar dasar untuk data C120R135. Dengan cara yang sama, semua data distribusi tegangan Reynolds untuk tampang lainnya dapat dihitung dan hasil lengkapnya disajikan pada Tabel 2.

Pada Tabel 2 juga dicantumkan jumlah data kecepatan aliran tangensial –terutama di daerah inner region – yang masih mengikuti persamaan logaritmik dan diberi notasi: N. Berdasarkan analisis data pada Tabel 2 diketahui bahwa untuk aliran di saluran lurus (no urut data 1 sampai dengan 5), metode Clauser maupun metode distribusi tegangan Reynolds menghasilkan nilai kecepatan geser yang relative sama dimana perbedaan rata-rata sebesar 1.97%.

Demikian juga di daerah inlet tikungan (C0), perbedaan rata-rata masih relative kecil yaitu sebesar 3.78%. Pada saluran menikung dengan sudut tikungan 30° sampai 180° terlihat bahwa kedua metode tersebut memberikan hasil yang berbeda dimana metode Clauser cenderung menghasilkan nilai kecepatan geser yang lebih besar dibandingkan metode distribusi tegangan Reynolds dengan perbedaan rata-rata sebesar 19.81%. Berdasarkan nilai kecepatan geser dasar yang diperoleh, dapat dikatakan bahwa metode Clauser memberikan hasil yang lebih baik ditunjukkan dengan nilai kecepatan geser di ruas tikungan yang lebih besar dibandingkan dengan nilai kecepatan geser dasar di ruas saluran lurus seperti ditunjukkan pada Gambar 9.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

165

Tabel 2. Nilai kecepatan geser dari metoda Clauser dan distribusi tegangan Reynolds

(cm/s) (cm/s)

1 AF-B5 8 1.711 1.710 0.021

2 AF-B15 8 1.653 1.658 0.3003 AF-B25 8 1.566 1.523 2.750

4 AF-B35 9 1.575 1.565 0.5975 AF-B45 10 1.815 1.703 6.182

6 C0R105 8 1.922 1.871 2.6667 C0R115 8 1.903 1.766 7.175

8 C0R125 8 1.935 1.901 1.7749 C0R135 9 1.854 1.849 0.274

10 C0R145 9 1.911 1.778 7.00111 C30R105 8 2.474 1.957 20.886

12 C30R115 8 2.261 1.670 26.12513 C30R125 8 2.212 1.817 17.857

14 C30R135 8 2.133 1.720 19.33015 C30R145 8 1.942 1.616 16.822

16 C60R105 8 2.419 1.936 19.95617 C60R115 8 2.436 1.764 27.60518 C60R125 8 2.372 1.718 27.57819 C60R135 9 2.456 1.822 25.79620 C60R145 8 2.394 1.661 30.60421 C90R105 9 2.314 1.825 21.13522 C90R115 9 2.368 1.811 23.51323 C90R125 9 2.317 1.808 21.94124 C90R135 10 2.382 1.797 24.55725 C90R145 9 2.277 1.453 36.20626 C120R105 9 2.268 1.910 15.77527 C120R115 8 2.241 1.903 15.09228 C120R125 8 2.365 1.931 18.34429 C120R135 9 2.264 1.797 20.60430 C120R145 10 2.098 1.616 23.01031 C150R105 9 2.624 1.977 24.63732 C150R115 9 2.402 1.954 18.62333 C150R125 9 2.588 1.865 27.92334 C150R135 9 2.492 1.741 30.15535 C150R145 9 2.166 1.565 27.72136 C180R105 8 2.287 1.967 13.97037 C180R115 8 2.222 1.755 21.03338 C180R125 9 2.197 1.876 14.59239 C180R135 9 2.258 1.800 20.27640 C180R145 6 2.207 1.706 22.696

No Kode N

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

C0 C30 C60

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

C0 C30 CAPP-S

ASB5

ASB1

0AS

B25

ASB3

5AS

B45

𝑢𝑢∗𝐶𝐶𝐶𝐶 − 𝑢𝑢∗𝑅𝑅𝑅𝑅𝑢𝑢∗𝐶𝐶𝐶𝐶

(%) 𝑢𝑢∗𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑢𝑢∗𝑅𝑅𝑅𝑅

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

166

Gambar 8. Contoh aplikasi metode distribusi tegangan Reynolds untuk data C120R135

0

1

2

3

4

Metode Clauser

Metode Distribusi Tegangan Reynolds

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

R105

R115

R125

R135

R145

C0 C30 C60 C90 C150 C180C120AF

AFB

5A

FB10

AFB

25A

FB35

AFB

45

Gambar 9. Perbedaan nilai kecepatan geser dasar berdasarkan metode Clauser dan metode distribusi tegangan Reynolds.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan

Parameter aliran berupa kecepatan geser dapat dihitung dengan metode Clauser yang didasarkan pada data distribusi kecepatan dan metode distribusi tegangan geser Reynolds. Hasil perhitungan dengan kedua metoda tersebut pada saluran lurus (approachflow) menghasilkan nilai kecepatan geser yang relatif sama perbedaan rata-rata sebesar 1.97%. Sedangkan pada saluran menikung, hasil hitungan kedua metode tersebut memberikan perbedaan rata-rata sebesar 19.81% dimana metode

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

167

Clauser memberikan hasil yang lebih besar dibandingkan dengan metode distribusi tegangan Reynolds. Secara umum metode Clauser memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan metoda distribusi tegangan Reynolds. Terlepas dari perbedaan hingga 19.81 %, dapat dikatakan bahwa pada aliran di saluran menikung, kecepatan geser dasar masih dapat dihitung dengan menggunakan metode Clauser maupun dengan berdasarkan distribusi tegangan Reynolds.

Rekomendasi

Untuk dapat mengetahui sirkulasi aliran secara penuh, perlu dilakukan pengambilan data di daerah dekat dinding dan dekat permukaan dengan peralatan lain atau ADV Probe type side looking dan up looking dan variasi debit aliran..

UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Kepala Laboratorium Hidraulika JTSL-FT UGM atas berbagai fasilitas penelitian serta kepada Putu Angga ST.,MT. dan Cahyadi Efindi, ST. yang telah banyak membantu selama proses pengambilan data.

REFERENSI B.A. Kironoto, B. Yulistiyanto, Istiarto, Sumiadi, A. Ariyanto, 2012. Pengaruh

Tegangan Geser Dasar Terhadap Perubahan Dasar Pada Saluran Menikung, disajikan pada Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI XXIX, Bandung.

Graf, W.H., 1998. Fluvial Hydraulics, Published by John Wiley & Son Ltd, West Sussex, UK.

Jin, Y-C., Steffler, P.M. and Hicks, F.E., 1990. Roughness Effects on Flow and Shear Stress Near Outside Bank of Curved Channel, Journal of Hydraulic Engineering, 116(4), 563-577.

Song, T. and Graf, W.H., 1996. Velocity and Turbulence Distribution in Unsteady Open-Channel Flow, Journal of Hydraulic Engineering, 122(3), 141-154.

Song, T. and Chiew, Y.M., 2001. Turbulent Measurement in Non-uniform Open-Channel Flow Using Acoustic Doppler Velocimeter (ADV), Journal of Engineering Mechanics, 127(3), 219-232.

Sumiadi, Istiarto, B.A. Kironoto and D. Legono, 2011. Developing Laboratory Experiment on Flow in an Erodible Curved Channel,disajikan pada The 4th ASEAN Civil Engineering Conference, Yogyakarta.

Sumiadi, B.A. Kironoto, D. Legono and Istiarto, 2011. Karakteristik Aliran Pada Saluran Menikung Dengan Material Dasar Bergerak, disajikan pada Konferensi Nasional Pascasarjana Teknik Sipil (KNPTS), Bandung.

Sumiadi, B.A. Kironoto, D. Legono and Istiarto, 2012. Distribusi Intensitas Turbulen Pada Belokan Saluran Alluvial, disajikan pada Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI XXIX, Bandung.

168

DETEKSI DAMPAK EL NINO TERHADAP CURAH HUJAN DI DAS WAY SEKAMPUNG, PROVINSI LAMPUNG

Gatot Eko Susilo1* dan Yudha Mediawan2

1Fakultas Teknik Jurusan Sipil, Universitas Lampung2Balai Besar Wilayah Sungai Mesuji Sekampung, Provinsi Lampung

*gatot89@yahoo.ca

Intisari

Pengaruh gejala alam seperti El Nino berpotensi mengancam eksistensi ketersediaan debit air irigasi di daerah-daerah irigasi di Indonesia. Oleh karena itu penelitian yang bertujuan untuk menginvestigasi pengaruh El Nino terhadap ketersediaan debit irigasi penting untuk dilaksanakan. Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi dampak El Nino terhadap ketersediaan debit di Daerah Irigasi Way Sekampung, daerah irigasi terbesar di Provinsi Lampung. Deteksi pengaruh El Nino terhadap eksistensi debit sungai dilakukan dengan mencari hubungan antara peristiwa El Nino dengan jumlah curah hujan yang menjadi sumber debit air sungai. Data hujan bulanan dan tahunan dari lima stasiun hujan di ruas antara Bendungan Batutegi dan Bendung Argoguruh dijadikan sebagai objek dalam penelitian ini. Hasil penelitian menunjukkan adanya keterkaitan yang signifikan antara penurunan curah hujan pada musim kemarau di DAS Way Sekampung dengan peristiwa El Nino. Pada tahun-tahun El Nino curah hujan di hampir semua stasiun menurun drastis hingga hanya mencapai 55% dari rata-rata dengan standard deviasi 21%. Peristiwa El Nino cenderung berulang dengan kala ulang 3 sampai 5 tahun sekali di DAS Way Sekampung dan pada umumnya berpengaruh secara signifikan di DAS Way Sekampung pada musim kemarau. El Nino yang sangat ekstrim dapat terjadi sewaktu-waktu dan berpotensi mengancam keberhasilan pertanian di Daerah Irigasi Way Sekampung.

Kata Kunci: El Nino, Curah hujan, DAS Way Sekampung, Provinsi Lampung

LATAR BELAKANG

El Nino adalah gejala anomali alam yang berupa naiknya atau turunnya suhu permukaan air laut di beberapa daerah di Amerika Selatan seperti Peru dan Ekuador. Walaupun terjadinya di Amerika Selatan, El Nino memberikan dampak iklim positif maupun negatif ke seluruh dunia. Pada saat terjadinya El Nino suhu permukaan laut Pasifik bagian Timur meningkat dan terjadilah upwelling yang menyebabkan tekanan udara di atas permukaan laut menurun. Keadaan ini berbanding terbalik dengan keadaan permukaan laut di sekitar Pasifik Barat termasuk perairan Indonesia. Suhu permukaan air laut di perairan Pasifik Barat yang lebih dingin menyebabkan tekanan udara di atasnya menjadi tinggi dan mendorong udara bergerak turun lalu bergerak ke daerah dengan tekanan lebih rendah. Ini berarti di atas permukaan laut

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

169

di Pasifik Barat angin akan bergerak ke arah Pasifik Timur. Angin yang bertiup ke arah Timur ini menyebabkan uap air di daerah Pasifik Barat berputar menuju ke arah Pasifik Timur. Pada tahun normal udara akan bergerak dari pasifik menuju Indonesia dan Australia dengan membawa uap air sehingga terbentuk awan yang menyebabkan hujan di sekitar Indonesia pada periode Oktober hingga Maret. Namun karena adanya El Nino maka uap air yang seharus nya tertiup ke Indonesia tertumpuk di Pasifik tengah dan Timur.

Dampak negatif El Nino di Indonesia adalah meningkatnya suhu permukaan laut yang diikuti dengan keawanan yang rendah yang memicu berkurangnya hujan dan periode kekeringan yang berkepanjangan. Hal ini sangat memukul sektor pertanian di Indonesia. Akibat kejadian El Nino, terjadi penurunan rata-rata produksi pangan selama tahun 1968-2000 sekitar 1.79 juta ton atau sekitar 3.06 % dari seluruh produksi pangan (Irawan, 2006). El Nino juga telah mengakibatkan kondisi beberapa DAS di Indonesia khususnya di Pulau Jawa menurun secara drastis dan kondisi ini akan diikuti oleh DAS-DAS lain di berbagai daerah di Indonesia.

Perubahan karakteristik debit dan curah hujan akibat El Nino telah diselidiki oleh banyak peneliti di dunia. Pada tahun 1999, Kane telah meneliti tentang karakteristik hujan yang dipengaruhi oleh kejadian El Nino tahun 1997 – 1997. Para peneliti lain dalam risetnya menyatakan bahwa El Nino adalah factor yang terpenting yang mempengaruhi perubahan hidroklimatik secara global di daerah-daerah Pasifik di sekitar garis khatulistiwa (Kahya and Dracup, 1993; Allan, 2000; Terry et al., 2001). McBride et al. (2003) menyatakan bahwa fenomena El Nino adalah hal utama yang mengontrol perubahan iklim tahunan di Negara-negara tropis seperti Indonesia. Juga bahwa El Nino berpengaruh besar terhadap variasi curah hujan di daerah tropis tersebut (Aldrian and Susanto, 2003). Lebih jauh diketahui bahwa di Indonesia pengaruh anomali iklim ini meluas pada berkurangnya ketersedian air. Keadaan nini dapat dilihat dari menurunnya trend hujan dari beberapa daerah di Indonesia. Walaupun curah hujan tersebut tidak menurun secara kontinyu, tetapi penurunan tersebut mengakibatkan musim kemarau yang lebih panjang dan musim hujan yang lebih pendek. Di lain pihak, evaporasi semakin intensif di musim kemarau dan aliran permukaan akan menjadi lebih kecil di musim hujan. Persediaan air di bawah permukaan tanah akan berkurang dan genangan di permukaan akan hilang akibat evaporasi yang tinggi.

IDENTIFIKASI MASALAH

Sungai Way Sekampung adalah salah satu sungai yang penting di Provinsi Lampung. Sungai ini mempunyai area DAS seluas 4.796 km2 (Nippon Koei, 2005). Dalam cakupan DAS Way Sekampung terdapat Bendungan Batutegi yang merupakan bendungan yang tertinggi di Asia Tenggara (Rotasi, 2013). Di daerah hilir Bendungan Batutegi terdapat Bendung Argoguruh yang dibangun tahun 1935. Bendung ini melayani sekitar 66.000 ha sawah beririgas teknis yang merupakan jaringan irigasi terbesar di Provinsi Lampung. Seluruh sistem tata air di antara Bendungan Batutegi dan Bendung Argoguruh dikelola oleh Balai Besar Wilayah

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

170

Sungai Mesuji – Sekampung. Mengingat pentingnya peran Daerah Irigasi Way Sekampung dalam menunjang program pangan nasional maka perlu dijamin agar debit air irigasi untuk daerah tersebut selalu tersedia. Beberapa pengaruh alam seperti El Nino mungkin saja mengancam eksistensi ketersediaan debit di Daerah Irigasi Way Sekampung. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi pengaruh El Nino terhadap ketersediaan debit di Daerah Irigasi Way Sekampung.

METODOLOGI PENELITIAN

Deteksi pengaruh El Nino terhadap eksistensi debit sungai dilakukan dengan mencari hubungan antara peristiwa El Nino dengan jumlah curah hujan yang menjadi sumber debit air sungai. Data hujan bulanan dan tahunan dari lima stasiun hujan di ruas antara Bendungan Batutegi dan Bendung Argoguruh dijadikan sebagai objek dalam penelitian ini. Stasiun-stasiun hujan tersebut adalah:

1. Stasiun Wonokriyo di Kecamatan Gading Rejo, Kabupaten Pringsewu2. Stasiun Pringsewu di Kecamatan Pringsewu, Kabupaten Pringsewu3. Stasiun Banyuwangi di Kecamatan Banyumas, Kabupaten Pringsewu4. Stasiun Sendang Asri di Kecamatan Sendang Asri, Kabupaten Pringsewu5. Stasiun Negeri Kepayungan di Kecamatan Pubian, Kabupaten Lampung

Tengah

Adapun data hujan yang dipakai dalam analisa adalah data hujan bulanan dari tahun 1977 sampai dengan tahun 2000.

Gambar 1. Lokasi studi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

171

Southern Oscillation Index (SOI) adalah sebuah nilai yang menunjukkan kejadian El Nino. SOI menggambarkan suasana tekanan permukaan air laut yang terjadi di Pasifik. Apabila terdapat kejadian El Nino maka nilai SOI akan berada pada nilai minus dalam jangka waktu minimal 3 bulan. Sebaliknya nilai SOI akan berada pada posisi plus untuk kejadian La Nina. Nilai SOI di kawasan Asia Tenggara berkorelasi kuat dengan curah hujan, karena itu nilai SOI merupakan indikator yang baik terhadap curah hujan di kawasan tersebut. Namun nilai SOI negatif tidak selalu diikuti dengan penurunan curah hujan secara drastis. Penurunan curah hujan secara drastic dapat terjadi jika nilai SOI berada pada -10 atau kurang selama periode tertentu (Irawan, 2006). SOI adalah fingsi dari tekanan permukaan laut di Darwin dan Tahiti dan dirumuskan dengan (Australian Bureau of Meteorology, 2011):

SOIP PSD P

diff diffav

diff

=−10( )

( ) ............................................................................... (1)

dengan keterangan:Pdiff : (Tekanan muka air laut rerata bulanan di Tahiti) - (Tekanan muka

air laut rerata bulanan di Darwin) untuk bulan tertentuPdiffav : nilai rerata dari Pdiff untuk bulan tertentuSD (Pdiff) : nilai standard deviasi dari dari Pdiff untuk bulan tertentu

Dalam penelitian ini akan diselidiki hubungan SOI number dengan kondisi hujan bulanan dan hubungan antara peristiwa El Nino dengan kondisi hujan tahunan di DAS Way Sekampung. Hubungan tersebut dinyatakan sebagai nilai korelasi yang dihitung berdasarkan persamaan Pearson (Rodgers and Nicewander, 1988):

rx x y y

n s sxy

i ii

n

x y

=− −

−=∑ ( )( )

( )

1

1 ............................................................................ (2)

dengan keterangan:rxy,j : koefisien korelasi antara hujan bulanan dan SOI untuk bulan jxi,j : hujan bulanan untuk bulan j dan tahun i

jx : rerata hujan bulanan untuk bulan j dari seluruh tahun datayi,j : SOI untuk bulan j dan tahun i

jy : rerata SOI untuk bulan j dari seluruh tahun dataSx,j : standard deviasi hujan bulanan untuk bulan j dari seluruh tahun dataSy,j : standard deviasi SOI untuk bulan j dari seluruh tahun datan : jumlah tahun data

Kriteria nilai r adalah sebagai berikut:

a. R ≤ 0,3 maka korelasi antara dua variabel adalah korelasi yang lemah

b. 0,3 ≤ R ≤ 0,7 maka korelasi antara dua variabel adalah korelasi yang moderat

c. R ≥ 0,7 maka korelasi antara dua variabel adalah korelasi yang kuat

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

172

HASIL PENELITIAN DAN DISKUSI

Pada dasarnya kejadian El Nino dapat dideteksi dengan berbagai metode. Beberapa ahli menggunakan SOI untuk mendeteksi El Nino, sementara para ahli yang lain menggunakan variasi kondisi tekanan permukaan air laut di daerah Pasifik. Sebagai akibatnya, penafsiran tentang kejadian El Nino menjadi bermacam-macam. Beberapa badan dunia yang paling sering dijadikan referensi dalam perkiraan El Nino adalah (Null, 2007):

1. Western Region Climate Center (www.wrcc.dri.edu/enso/ensodef.html)2. Climate Diagnostics Center (//www.cdc.noaa.gov/people/cathy.smith/best/)3. Climate Prediction Center (www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_

monitoring/ensostuff/ensoyears.html)4. Multivariate ENSO Index from Climate Diagnostics Center

(www.cdc.noaa.gov/ENSO/enso.mei_index.html)

Untuk menyeragamkan referensi mengenai waktu kejadian El Nino maka keempat organisasi tersebut bersepakat untuk menyimpulkan tahun kejadian El Nino. Berdasarkan konsensus tersebut maka tahun kejadian El Nino ditentukan oleh Tabel 1., (Null, 2007).

Tabel 1. Tahun kejadian El Nino berdasarkan konsensusTahun Keterangan Tahun Keterangan1977-78 El Nino 1989-901978-79 1990-911979-80 1991-92 El Nino1980-81 1992-931981-82 1993-941982-83 El Nino 1994-95 El Nino1983-84 1995-961984-85 1996-971985-86 1997-98 El Nino1986-87 1998-991987-88 El Nino 1999-001988-89 2000-01

Gambar 2 mendeskripsikan rata-rata curah hujan bulanan musim kemarau dari stasiun hujan yang dianalisa dalam penelitian ini. Apabila kita hubungkan antara Tabel 1 dan Gambar 2, dapat diketahui bahwa penurunan curah hujan pada musim kemarau berkaitan erat dengan peristiwa El Nino. Pada tahun-tahun El Nino curah hujan di hampir semua stasiun menurun drastis hingga hanya mencapai 55% dari rata-rata dengan standard deviasi 21%. Pada kejadian El Nino ekstrim di tahun 1994 dan 1997 penurunan menjadi semakin parah dengan persentasi curah hujan bulanan di bawah 50% jika dibandingkan dengan hujan rerata bulanan untuk seluruh tahun data. Selengkapnya curah hujan bulanan pada musim kering pada tahun El Nino untuk setiap stasiun disajikan pada Tabel 2.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

173

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988

Cur

ah h

ujan

bul

anan

(mm

)

Tahun

Wonokriyo

Pringsewu

Banyuwangi

Sendang Asri

Negeri Kep.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Cur

ah h

ujan

bul

anan

(mm

)

Tahun

Wonokriyo

Pringsewu

Banyuwangi

Sendang Asri

Negeri Kep.

Gambar 2. Curah hujan bulanan musim kemarau di DAS Way Sekampung

Tabel 2. Curah hujan bulanan pada musim kemarau pada tahun El Nino 1977 1982 1987

Stasiun Hujan

CH bulanan (mm)

Persentasi dari rerata

CH bulanan (mm)

Persentasi dari rerata

CH bulanan (mm)

Persentasi dari rerata

Wonokriyo 522.0 81.1% 319.0 49.5% 652.2 101.3%Pringsewu 321.0 59.6% 272.4 50.6% 414.6 77.0%Banyuwangi 520.8 84.3% 231.8 37.5% 450.0 72.9%Send. Asri 613.0 82.2% 341.0 45.8% 489.2 65.6%Negeri Kep. 352.1 60.9% 506.8 87.7% 515.3 89.2%

1991 1994 1997

Stasiun Hujan

CH bulanan (mm)

Persentasi dari rerata

CH bulanan (mm)

Persentasi dari rerata

CH bulanan (mm)

Persentasi dari rerata

Wonokriyo 815.0 126.6% 160.0 24.8% 162.0 25.2%Pringsewu 128.1 23.8% 219.0 40.7% 156.6 29.1%Banyuwangi 293.9 47.6% 88.5 14.3% 219.5 35.5%Send. Asri 406.0 54.5% 184.8 24.8% 318.8 42.8%Negeri Kep. 143.0 24.8% 208.0 36.0% 219.0 37.9%

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

174

Gambar 3 menunjukkan nilai korelasi Pearson (r) yang menyatakan korelasi antara nilai SOI dan rerata hujan bulanan di musim kemarau. Hasil analisa dan perhitungan tersebut menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang jelas antara peristiwa El Nino dengan curah hujan bulanan terutama di musim kemarau, walaupun nilai korelasi antara kedua unsur tersebut tidak terlalu signifikan (dengan nilai maksimum sekitar 0,6). Diketahui pula bahwa bulan Oktober adalah bulan yang paling sensitif terhadap pengaruh El Nino. Di sisi lain, tahun-tahun El Nino hampir selalu sama dengan tahun-tahun dengan curah hujan tahunan minimum. Dengan kata lain tinggi curah hujan di tahun-tahun El Nino selalu berada di bawah tinggi curah hujan rata-rata pada tahun normal. Oleh karena itu peristiwa El Nino yang berulang 3 sampai 7 tahun sekali harus diwaspadai untuk mencegah kegagalan panen

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

May Jun Jul Aug Sep Oct

Koe

fisie

n ko

rela

si (r

)

Bulan

Wonokriyo

Negeri Kep.

Pringsewu

Argoguruh

Sendang Asri

Gambar 3. Nilai korelasi Pearson (r) untuk SOI vs rerata hujan bulanan

El Nino pada umumnya berpengaruh secara signifikan di DAS Way Sekampung pada musim kemarau. El Nino yang sangat ekstrim dapat terjadi sewaktu-waktu dan berpotensi mengancam keberhasilan pertanian di Daerah Irigasi Way Sekampung. Penelitian mengenai dampak El Nino di Kalimantan menunjukkan bahwa intensitas El Nino semakin bertambah dari tahun ke tahun (Susilo et al., 2013). Yang perlu diwaspadai pula adalah bahwa tahun El Nino tidak dapat diperkirakan secara pasti. Para ahli hanya dapat memperkirakan bahwa El Nino terjadi sekalai dalam periode 3 sampai 7 tahun sekali (Garcia et al., 2003). Fakta yang didapat dari penelitian di Provinsi Lampung ini bahkan menunjukkan bahwa peristiwa El Nino cenderung berulang dengan kala ulang 3 sampai 5 tahun sekali.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Penurunan curah hujan pada musim kemarau di DAS Way Sekampung berkaitan erat dengan peristiwa El Nino yang terjadi di daerah tersebut.

2. Pada tahun-tahun El Nino curah hujan di hampir semua stasiun menurun drastis hingga hanya mencapai 55% dari rata-rata dengan standard deviasi 21%.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

175

3. Terdapat hubungan yang jelas antara peristiwa El Nino dengan curah hujan bulanan terutama di musim kemarau, walaupun nilai korelasi antara kedua unsur tersebut tidak terlalu signifikan (dengan nilai maksimum sekitar 0,6).

4. Peristiwa El Nino cenderung berulang dengan kala ulang satu kali dalam 3 sampai 5 tahun di DAS Way Sekampung.

5. El Nino pada umumnya berpengaruh secara signifikan di DAS Way Sekampung pada musim kemarau. El Nino yang sangat ekstrim dapat terja di sewaktu-waktu dan berpotensi mengancam keberhasilan pertanian di Daerah Irigasi Way Sekampung.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis ingin mengekspresikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada Bapak Ir. Harijadi dari PT. Bina Buana Konsultan atas dorongan dan prakarsanya dalam rangka menjembatani kerjasama riset antara Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung dengan Balai Besar Wilayah Sungai Mesuji Sekampung. Penulis juga ingin berterima kasih kepada Ibu Eka Desmawati, ST., MT., dari Balai Besar Wilayah Sungai Mesuji Sekampung atas bantuan-bantuan teknis yang diberikan dalam proses penulisan makalah ini.

REFERENSI

Australian Bureau of Meteorology, 2002. Climate glossary [online]. Australian Bureau of Meteorology. Available from: http://www.bom.gov.au/climate/glossary/soi.shtml [Accessed May 9, 2014]

Aldrian, E. and Susanto, R. D. 2003. Identification of three domain rainfall regions within Indonesia and their relationship to sea surface. Climatology 23, 1435–1452.

Allan, R.J. 2000. ENSO and Climatic Variability in the Past 150 years. In: Diaz, H.F., Markgraf, V. (Eds.), Multiscale Variability and Global and Regional Impacts. Cambridge University Press, Cambridge, 3–55.

Irawan, B. 2006. Fenomena Anomali Iklim El Nino dan La Nina – Kecenderungan Jangka Panjang dan Pengaruhnya terhadap Produksi Pangan. Forum Penelitian Agro Ekonomi, 24(1). 28-45.

Garcia, A. M., Vieira, J.P. and Winemiller, K.O. 2003. Effects of 1997 – 1998 El Nino on the dynamics of the shallow-water fish assemblage of the Patos Lagoon Estuary (Brazil). Estuarine, Coastal and Shelf Science, 57, 489–500.

Kahya, E. and Dracup, J. A. 1993. US streamflow patterns in relation to the El Nino Southern Oscillation. Water Resources Research 29 (8), 2491–2503.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

176

Kane, R. P. 1999. Review Paper: Some characteristics and precipitation effects of the El Nino of 1997 – 1998. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 61, 1325–1346.

McBride, J. L., Haylock, M. R. and Nicholls, N. 2003. Relationships between the maritime continent heat source and the El Nino southern oscillation phenomenon. American Meteorological Society 16, 2905–2914.

Negri, A. J., Adler, R. F., Xu, L. and Surrat, J. 2004. The Impact of Amazonian Deforestation on Dry Season Rainfall. Journal of Climate 17(6), 1306–1319.

Nippon Koei, 2002. Way Sekampung Irrigation Project Study on Optimal Development of Water Infrastructure for Regional Development in Way Sekampung and Way Seputih Basins. Interim Report.

Null, J. 2007. El Niño and La Niña Years: A Consensus List. Golden Gate Weather Service. Available from: http://ggweather.com/enso/years.htm. [Accessed May 9, 2014]

Rodgers, J. L. and Nicewander, W. A. 1988. Thirteen ways to look at the correlation coefficient. The American Statistician 42, 59 – 66.Ropelewski, C.F. and Halpert, M.S., 1987. Global and regional scale precipitation patterns associated with the El Nino/southern oscillation. Monthly Weather Review, 115, 1606–1626.

Rollenbeck, R. and Anhuf, D. 2007. Characteristics of the water and energy balance in an Amazonian lowland rainforest in Venezuela and the impact of the ENSO-cycle. Journal of Hydrology 337, 377–390

Susilo, G.E., Yamamoto, K., Imai, T., Ishii, Y., Fukami, H. and Sekine, M. 2013. The effect of ENSO on rainfall characteristics in the tropical peatland areas of Central Kalimantan, Indonesia, Hydrological Sciences Journal, 58(3), 539–548.

Terry, J., Raj, R. and Kostaschuk, R. A. 2001. Links between the Southern Oscillation index and hydrological hazards on a Tropical Pacific Island. PacificScience55(3), 275–283.

Vincent, G., de Foresta, H., and Mulia, R. 2009. Co-occurring tree species show contrasting sensitivity to ENSO-related droughts in planted dipterocarp forests. Forest Ecology and Management 258, 1316 – 1322.

Wright, S. J. and Calderon, O. 2006. Seasonal El Nino and longer term changes in flower and seed production in a moist tropical forest. Ecology Letters 9, 35–44.

177

INTEGRASI DAERAH ALIRAN SUNGAI KECIL UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN AIR

MENGGUNAKAN SALURAN SUPLESI

Darwizal Daoed*, Bambang Istijono, dan Abdul Hakam

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Andalas

*darwizaldaoed@gmail.com

Intisari

Bukit Barisan dengan hutan yang masih terjaga dan curah hujan yang cukup tinggi menjadikan Provinsi Sumatera Barat memiliki banyak Daerah Aliran Sungai (DAS) kecil, yang diperkirakan lebih dari delapan puluhan. Akan tetapi saat ini fungsi DAS mengalami gangguan, baik dari perubahan fungsi hutan, iklim dan aktifitas masyarakat. Sehingga menyebabkan debit air yang mengairi areal pertanian banyak yang tidak sesuai dengan prediksi. DAS kecil yang dikaji adalah Wilayah Sungai Akuaman yang melayani Daerah Irigasi (DI) sekitar 25 daerah dari 20 sungai. Dari studi awal terlihat ada beberapa lahan persawahan yang tidak terpenuhi kebutuhan airnya, sehingga menyebabkabn berkurangnya produksi pertanian di wilayah tersebut. Pada makalah ini akan dilakukan penambahan debit air pada sungai/batang yang deficit dengan membagi debit air andalan pada sungai yang surplus. Integrasi (penggabungan) sungai sekaligus mengintegrasikan DAS, sehingga debit air yang diperoleh akan didistribusikan. Penambahan debit air dilakukan dengan metode saluran suplesi, yakni menghubungkan batang air yang satu dengan lainnya. Hasil simulasi menunjukan bahwa lima daerah irigasi yang defisit dengan keandalan dibawah 80 % dapat diairi kembali melalui DAS yang berdekatan.

Kata Kunci: integrasi, irigasi, akuaman, suplesi

PENDAHULUAN

Sumatera Barat terletak pada pantai Barat Sumatera yang dibatasi bukit barisan pada sebelah Timur, sebelah utara berbatasan dengan Provinsi Sumatera Utara, sebelah selatan dengan Provinsi Jambi dan Bengkulu. Secara topografi Sumatera Barat memiliki lahan berbukit dan bergelombang serta landai di daerah pinggiran pantai. Adanya bukit ini menjadikan daerah ini mempunyai banyak daerah aliran sungai (DAS) yang dapat dikategorikan kecil, yakni luas DAS kurang dari 300 km2.

Sungai atau batang dari DAS khusus di Sumbar terlihat lebih dominan mengalirkan air ke arah Barat dan bermuara di lautan Indonesia dibandingkan dengan yang mengalir ke pantai Timur Sumatera. Batang yang mengalir ke Barat relatif lebih pendek (panjang antara 20-30 km) dan meliwati daerah curam (steep) ke landai (mild) dibandingkan dengan yang mengalir ke arah Timur, dimana sungai yang ke arah Timur melalui provinsi Riau atau Jambi yang relatif landai (mild). Pada Gambar 1. terlihat peta topografi Sumatera Barat dan Wilayah Sungai (WS) Akuaman yang mengarah ke Barat.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

178

Gambar 1. Topografi Sumatera Barat dan WS Akuaman

WS Akuaman –singkatan dari Anai, Kuranji, Arau, Mangau dan Antokan– yang merupakan cakupan DAS mengalami curah hujan cukup tinggi setiap tahunnya antara 3.100 mmsampai 5.000 mm dan bulanan antara 210 mm sampai 500 mm, sehingga banyak menyimpan air. Dari catatan BWS PU Padang ada 27 DAS dan Sub DAS yang mampu mengalirkan debit air antara 17,5 m3/s hingga 621,5 m3/s.(BWS, 2008)

Ditinjau dari pemanfaatan lahan WS Akuaman masih memiliki hutan yang cukup luas, hampir 30% dari luas wilayahnya. Tetapi akibat perilaku manusia hutan berubah fungsi (illegal logging). atau beralih fungsi menjadi lahan budidaya selain hutan, pembukaan lahan pertanian dan perkebunan menjadikan curah hujan yang jatuh di DAS lebih cepat mengalir dipermukaan (surface run off), lebih besar dan sebaliknya infiltrasi air lebih kecil.

Disamping itu perubahan iklim (climate changes) akhir-akhir ini, yang sangat mempengaruhi hasil perhitungan dengan teori pendekatan peramalan (forcasting) terhadap besarnya curah hujan dan waktu terjadinya hujan yang sangat berbeda. Sebagai contoh menurut peramalan bulan November sampai Maret musim hujan, kenyataanya pada bulan tersebut terjadi kemarau, sedangkan bulan April hingga Oktober diperkirakan kemarau tetapi hujan harian tetap terjadi.

Akibat aktifitas masyarakat yang tak terkontrol pada DAS danperubahan iklim menyebabkan debit air yang mampu disimpan dan yang dialirkan cendrung menurun. Sehingga banyak ditemui lokasi yang pada awalnya potensial untuk lahan pertanian, tetapi setelah direalisasikan air yangmengalir tidak mencukupi. Hal ini sering memberikan dilema bagi sarjana teknik sipil maupun praktisi lainnya.

Untuk mengatasi ini perlu dilakukan terobosan agar kebutuhan air terpenuhi, yakni dengan mengintegrasikan (integrate) DAS yang berdekatan. Debit air diadakan dengan membuat saluran pembawa atau suplesi dari satu sungai ke saluran induk daerah irigasi. Penggabungan DAS ini merupakan salah satu metode untuk mengefektifkan fungsi saluran irigasi yang telah ada.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

179

TINJAUAN PUSTAKA

Daerah Aliran Sungai (DAS)Daerah aliran sungai adalah suatu kesatuan wilayah tata air yang terbentuk secara alamiah, dimana air akan mengalir melalui sungai dan anak sungai yang bersang-kutan(Kodoatie 2002). Kemudian air hujan yang turun diatasnya akan tersimpan dan mengalir secara alamiah ke hilir secara gravitasi. Air yang mengalir merupakan bagian dari yang tertampung disebut aliran permukaan (surface run off). Sebagian lainnya akan terinfiltrasi ke dalam tanah menjadi aliran bawah tanah.

Integrasi DASPenggabungan atau integrasi beberapa DAS melalui saluran suplesi diharapkan mampu memberikan debit andalan yang dibutuhkan baik musim hujan maupun musim kemarau. Adapun konsepnya adalah menambahkan debit air ke saluran induk yang telah ada. Secara skematik dapat digambarkan sebagai berikut:

Daerah Aliran Sungai (DAS) Daerah aliran sungai adalah suatu kesatuan wilayah tata air yang terbentuk

secara alamiah, dimana air akan mengalir melalui sungai dan anak sungai yang bersangkutan(Kodoatie 2002). Kemudian air hujan yang turun diatasnya akan tersimpan dan mengalir secara alamiah ke hilir secara gravitasi. Air yang mengalir merupakan bagian dari yang tertampung disebut aliran permukaan (surface run off). Sebagian lainnya akan terinfiltrasi ke dalam tanah menjadi aliran bawah tanah. Integrasi DAS

Penggabungan atau integrasi beberapa DAS melalui saluran suplesi diharapkan mampu memberikan debit andalan yang dibutuhkan baik musim hujan maupun musim kemarau. Adapun konsepnya adalah menambahkan debit air ke saluran induk yang telah ada. Secara skematik dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar – 2 Skematik Penambahan Debit Aliran

Penambahan debit aliran secara hidrolik: 𝑄𝑄1 = 𝑄𝑄𝑠𝑠 + 𝑄𝑄′1 𝑄𝑄′2 = 𝑄𝑄𝑠𝑠 + 𝑄𝑄2 𝑄𝑄1 = debit aliran di saluran/ sungai -1 𝑄𝑄2 = debit aliran di saluran/ sungai -2 𝑄𝑄𝑠𝑠 = debit aliran di saluran suplesi Debit air yang memasuki titik kumpulharus sama dengan debit air meninggalkan

titik kumpul dari sistem atau jumlah debit aliran sama dengan nol(Subramanya,

2009,Daoed 2010).

METODOLOGI Penelitian diawali dengan kajian terhadap kemampuan dan potenasi DAS di

WS Akuaman, dimana dari hasil kondisi awal dilakukan analisis terhadap keandalannya. Untuk keandalan yang tidak mencukupi (deficit) akan dilakukan

Debit – 1 (𝑄𝑄1)

Debit – 2 (𝑄𝑄2)

Debit – 1’ (𝑄𝑄′1)

DAS -1

DAS -2

Debit – 2 (𝑄𝑄′2)

DI -1

DI -2

Saluran Suplesi (𝑄𝑄𝑆𝑆)

Gambar 2 Skematik Penambahan Debit Aliran

Penambahan debit aliran secara hidrolik:

Q1 = Qs + Q′1 ............................................................................................... (1)

Q′2 = Qs + Q2 ....................................................................................................... (2)

dengan:Q1 = debit aliran di saluran/ sungai -1Q2 = debit aliran di saluran/ sungai -2Qs = debit aliran di saluran suplesi

Debit air yang memasuki titik kumpul harus sama dengan debit air meninggalkan titik kumpul dari sistem atau jumlah debit aliran sama dengan nol (Subramanya, 2009, Daoed 2010).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

180

METODOLOGI

Penelitian diawali dengan kajian terhadap kemampuan dan potenasi DAS di WS Akuaman, dimana dari hasil kondisi awal dilakukan analisis terhadap keandalannya. Untuk keandalan yang tidak mencukupi (deficit) akan dilakukan penambahan debit dari DAS yang terdekat yang mempunyai debit yang kelebihan (surplus). Apabila DAS yang dekat tidak mencukupi, maka dilakukan DAS disebelahnya lagi begitu seterusnya.

Data yang digunakan data sekunder seperti curah hujan, debit andalandan mengkajikondisi DAS dan daerah irigasi kekinian dan dari Executive Report BWS Padang.

Selanjutnya dilakukan pembahasan tentang hasil kondisi saat ini dan simulasi atau strategi terhadap beberapa DAS dengan debit andalan yang deficit di berikan tambahan melalui saluran tambahan dari DAS dengan debit andalanyang surplus.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kondisi DAS di WS AkuamanWS Akuaman mempunyai 27 DAS dan Sub DAS dengan luas DAS 2.881,67 km2. Dimana ketersediaan air rata-rata dari masing-masing DAS dan Sub DAS cukup, seperti pada Tabel 1.

Kemiringan lahan merupakan salah satu faktor yang menentukan erosi pada kawasan tampungan curah hujan. Hasil kajian dari dataspasial RTRW masing-masing kota diperoleh kemiringan lahan dari sangat curam seluas 67.628,5 ha (23,47%), lereng curam sampai sangat curam 114.459,51 ha (39,72 %) , landai hingga datar 129.264,72 ha (44,85%). Dari gambaran ini terlihat daerah cukup terjal dan datar lebih luas. Ini menunjukan lahan sangat curam hingga curam lebih sedikit dibandingkan lahan landai dan datar.

Pertumbuhan penduduk berkisar sekitar 2,5 -3 % pertahun, ini menjadikan ancaman terhadap pemanfaatan lahan hutan menjadi tempat aktifitas dan kebutuhan terhadap air.

Kebutuhan dan Ketersediaan Debit AirKebutuhan air irigasi dihitung permasing-masing daerah irigasi dan begitu juga untuk ketersediaan debit airnya. Hasil perhitungan ditabelkan, seperti pada Tabel 1 dan hasil simulasi terhadap strategi untuk meningkatkan keandalan masing-masing daerah irigasi menjadi 80%, diperoleh seperti pada Tabel 2.

PEMBAHASAN

Ditinjau dari penggunaan lahan, dimana lahan WS Akuaman memiliki luas hutan cukup luas mendekati 30%, dari luas total, namun kondisi hutan terancam karena

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

181

tingginya aktifitas masayarakat, penebangan pohon dan alih fungsi hutan menjadi lahan budiya yang bukan hutan. Lahan Kritis pada wilayah ini terbagi atas lima kategori, dimana lahan kritis sebesar 13,0% dan berpotensi kritis dan agak kritis 39,2%. Sisanya tidak kritis dan danau 47%.

Dari tabel-1 dan tabel-2 terlihat beberapa DI mengalami defisit, tetapi prosentase keandalan lebih besar sama dengan 80%. Kecuali padaDAS Gasan Gadang dengan DI Bandar Tanjung Aur Malintang keandalan 12,9% dan Gabungan Gasan Gadang 7,1 %., DAS Ulakan Tapakis dengan DI Gabungan Ulakan 15,3% dan DAS Sirah dengan DI Banda Gadang Kalawi 20,9 %. Keandalan ketiga DAS dalam melayani DI menurut pengamatan sudah kategori kritis karena kurang dari 40%. Sedangkan pada DAS Manggung dengan DI Talang Kuning keandalannya 70,3% artinya sedikit lebih kecil, tetapi sudah harus diperhatikan. Sebaliknya pada DAS Antokan DI Antokan debit air yang tersedia sangat besar sembilan kali dari yang diperlukan. Begitu juga pada DAS Mangau DI Santok dan DAS Sirah DI Kampung Sato debit yang tersedia lima kali dan tiga kali dari yang dibutuhkan.

Berdasarkan fenomena tersebut di atas, maka perlu dilakukan strategi pendistribusian, yaitu penambahan debit aliran dari sungai dan DAS yang berdekatan. Apabila DAS yang dekat juga tidak mencukupi, maka dilakukan ke DAS sebelahnya lagi begitu seterusnya. Hasil analisa seperti pada Tabel 2.

Pada Tabel 2 juga terlihat prosentase keandalan minimum 80% untuk seluruh areal irigasi, artinya lahan irigasi sudah terairi semuanya.

Pengalihan debit air sebagian dari pada Batang Antokan sekaligus mengurangi beban saluran pembuang (drainase) dibagian hilir. Sehingga secara hidrolik saluran suplesi sudah fungsi ganda, sebagai saluran penambah debit dan pengendali banjir. Untuk lebih jelas dapat dilihat grafik berikut ini.

Pada kajian belum mempertimbangkan biaya untuk pembangunan saluran, bangunan utama (dam) dan pelengkap. Untuk memberikan hasil yang lebih baik tentu hal ini harus dipertimbangkandan membuatkan persamaan matematiknya agar dapat memaksimumkan pemakaian DAS dan meminimalisasikan biaya pembangunan dan pemeliharaan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

182

Tabel 1 Neraca Air Terhadap Kebutuhan Air Irigasi dan KeandalanKetersediaa

n air Demand DefisitQada/Qdeman

d Keandalan

m3/s m3/s % %

1 Antokan DI Antokan 630 6,39 0,705 0 906,3829787 100,0DI Sikabu 490 6,412 0,548 0 1170,072993 100,0DI Gabungan Antokan 7356 6,012 6,964 0,113 86,32969558 86,3DI Antokan Baru 6278 6,012* 0,0

0,02 Tiku DI Tiku Baru 1880 0,962* 0,0

DI Cacang Tinggi 600 0,962 0,671 0,019 143,3681073 100,0DI Gabungan Tiku 870 0,767 0,824 0,057 93,08252427 93,1

0,03 Gasangadang DI Bandar Tj Aur Malintang 519 0,075 0,581 0,294 12,90877797 12,9

DI Gabungan Gasanggadang 552 0,037 0,523 0,391 7,07456979 7,1DI Gasangadang baru 431 0,012 0,0

0,04 Sarik DI Kampung Sato 55 0,165 0,052 0,001 317,3076923 100,0

0,05 Paingan DI Paingan baru 90 0,375 0,0

0,06 Kalampian 0,0

0,07 kamumuan DI D.Dangka Kamumunan 216 0,201 0,204 0,003 98,52941176 98,5

DI Kamumuan baru 15 0,00,0

8 Limau DI S. Talang 14 0,572 0,013 0 4400 100,0DI Limau baru 152 0,0

0,09 Sirah Bandar Gadang Kalaw i 450 0,105 0,503 0,115 20,87475149 20,9

DI B.Kulaw i P.Rumbia 160 0,146 0,151 0,003 96,68874172 96,7DI Sirah baru 156 0,0

0,010 Naras DI Gabungan Naras 1865 1,761 1,766 0.001 99,71687429 99,7

DI Naras baru 540 0,00,0

11 Manggung DI Talang Kuning 544 0,428 0,609 0,034 70,27914614 70,3DI B.Pili Kudu 50 0,0462 0,047 0,001 98,29787234 98,3

0,012 Pariaman DI Gabungan Pariaman 525 0,493 0,497 0,001 99,19517103 99,2

DI Pariaman baru 390 0,00,0

13 Mangau DI Ujung Gunung 995 4,474 1,113 0 401,9766397 100,0DI Santok 667 4,35 0,746 0 583,1099196 100,0DI Gabungan B.Mangau 2145 2,025 2,031 0,005 99,70457903 99,7DI Mangau baru 850 0,0

0,014 Ulakan-tapakis DI Ladang Law eh 1135 1,235 1,27 0,015 97,24409449 97,3

DI Sungai Abu 800 0,810 0,895 0,041 90,50000000 90,5DI Gabungan Ulakan 5703 0,827 5,399 4,572 15,31765142 15,3DI Ulakan baru 1740 0,0

0,015 Tapakis DI Tapakis Kecil 450 0,495 0,503 0,005 98,40954274 98,4

0,016 Anai B. Anai 5908 6,576 6,609 0,033 99,50068089 99,5

DI Gabungan B.Anai 816 0,965 0,773 0 124,8382924 100,0DI Anai baru 990 0,0

0,017 Air dingin Lubuk Minturun 300 0,33096 0,336 0,005 98,5 98,5

Sei Latung 875 0,958 0,979 0,02 97,85495403 97,9Koto Tuo 1004 1,085 1,123 0,032 96,61620659 96,6DI Air dingin baru 442 0,0

0,018 Kuranji Gunung Nago 3193 3,398 3,572 0,193 95,1287794 95,1

0,019 Arau Lubuk Law eh 550 0,587 0,615 0,021 95,44715447 95,4

Bdr Beringin 109 0,118706 0,122 0,003 97,3 97,3

Luas (Ha)

No DAS Daerah Irigasi

Kondisi Saat Ini

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

183

Tabel -2- Neraca Air Terhadap Kebutuhan Air Irigasi dengan Suplesi

Ketersediaan air

Demand Defisit

Qada/Qdeman

dKeandalan Suplesi Keterangan

m3/s m3/s % % m3/s

1 Antokan DI Antokan 630 6,39 0,705 0 906,38 100,0DI Sikabu 490 6,412 0,548 0 1170,1 100,0DI Gabungan Antokan 7356 6,012 6,964 0,113 86,33 86,3DI Antokan Baru 6278 6,012* 0,0

0,02 Tiku DI Tiku Baru 1880 0,962* 0,0

DI Cacang Tinggi 600 0,652 0,671 0,019 97,168 97,2DI Gabungan Tiku 870 0,767 0,824 0,057 93,083 93,1

0,03 Gasangadang DI Bandar Tj Aur Malintang 519 0,4648 0,581 0,294 80 80,0 0,39 DAS Antokan

DI Gabungan Gasanggadang 552 0,4184 0,523 0,391 80 80,0 0,381 DAS Antokan DI Gasangadang baru 431 0,012 0,0

0,04 Sarik DI Kampung Sato 55 0,165 0,052 0,001 317,31 100,0

0,05 Paingan DI Paingan baru 90 0,375 0,0

0,06 0,0

0,07 kamumuan DI D.Dangka Kamumunan 216 0,201 0,204 0,003 98,529 98,5

DI Kamumuan baru 15 0,00,0

8 Limau DI S. Talang 14 0,572 0,013 0 4400 100,0DI Limau baru 152 0,0

0,09 Sirah Bandar Gadang Kalaw i 450 0,4024 0,503 0,115 80 80,0 0,297 DAS Limau

DI B.Kulaw i P.Rumbia 160 0,146 0,151 0,003 96,689 96,7DI Sirah baru 156 0,0

0,010 Naras DI Gabungan Naras 1865 1,761 1,766 0.001 99,717 99,7

DI Naras baru 540 0,00,0

11 Manggung DI Talang Kuning 544 0,4872 0,609 0,034 80 80,0 0,059 DAS PariamanDI B.Pili Kudu 50 0,0462 0,047 0,001 98,298 98,3

0,012 Pariaman DI Gabungan Pariaman 525 0,493 0,497 0,001 99,195 99,2

DI Pariaman baru 390 0,00,0

13 Mangau DI Ujung Gunung 995 4,474 1,113 0 401,98 100,0DI Santok 667 4,35 0,746 0 583,11 100,0DI Gabungan B.Mangau 2145 2,025 2,031 0,005 99,705 99,7DI Mangau baru 850 0,0

0,014 Ulakan-tapakis DI Ladang Law eh 1135 1,235 1,27 0,015 97,244 97,3

DI Sungai Abu 800 0,810 0,895 0,041 90,500 90,5DI Gabungan Ulakan 5703 4,3192 5,399 4,572 80,000 80,0 3,492 DAS MangauDI Ulakan baru 1740 0,0

0,015 Tapakis DI Tapakis Kecil 450 0,495 0,503 0,005 98,410 98,4

0,016 Anai B. Anai 5908 6,576 6,609 0,033 99,501 99,5

DI Gabungan B.Anai 816 0,965 0,773 0 124,84 100,0DI Anai baru 990 0,0

0,017 Air dingin Lubuk Minturun 300 0,33096 0,336 0,005 98,500 98,5

Sei Latung 875 0,958 0,979 0,02 97,855 97,9Koto Tuo 1004 1,085 1,123 0,032 96,616 96,6DI Air dingin baru 442 0,0

0,018 Kuranji Gunung Nago 3193 3,398 3,572 0,193 95,129 95,1

0,019 Arau Lubuk Law eh 550 0,587 0,615 0,021 95,447 95,4

Bdr Beringin 109 0,11871 0,122 0,003 97,3 97,3

Startegi -1

No DAS Daerah Irigasi Luas (Ha)

Kalampian

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

184

KESIMPULAN

1. Kondisi DAS berada pada lahan yang sangat curam, curam ke landai dengan potensi curah hujan dan kelerengan lahan serta padatnya penduduk, maka diprediksi lahan kritis ,mudah tererosi dan akan beralih fungsi.

2. Dengan mengintegrasikan DAS dengan metode saluran suplesi lebih dapat memenuhi debit andalan dari daerah irigasi yang defisit dan kritis dari pada DAS dengan DI tunggal.

3. Melalui integrasi DAS dapat mengurangi bahaya banjir, karena telahmenggandakan fungsi saluran suplesi sebagai saluran pembawa dan pengendali debit banjir (floodcontrolchannel).

SARAN

Begitu banyaknya parameter terlibat dalam menentukan kemampuan DAS dan pengaruh tambahan saluran suplesi dan bangunan pelengkap lainnya, maka perlu dikaji lebih lanjut untuk mengoptimalisasikan biaya dan manfaat penggabungan.

UCAPAN TERIMA KASIH,

Ucapan terima kasih penulis tujukan kepada Kepala dan Staf Balai Wilayah Sungai dan PSDA - Padang yang telah memberikan data WS Akuaman, Dekan Fakultas Teknik Universitas Andalas yang telah memberikan motivasi, serta Pembimbing Program Doktor yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini.

REFERENSI

Balai Wilayah Sungai, Rencana Pola Pengelolaan Sumber Daya Air Wilayah Sungai Akuaman, Sumatera Barat, Padang, 2008.

Daoed, Darwizal, Hidrolika dan Terapan untuk Saluran Terbuka,pp 9-10, CV Ferila, Padang, 2010, ISBN-978-602-9081-08-4

Kodoatie, R.; Sugiyanto, Banjir Beberapa Penyebab dan Metode Pengendaliannya dalam Perspektif Lingkungan, pp 74, 216-217, Pustaka Pelajar, Yogyakarta, 2002, ISBN979-9483-46-8.

Paiman, Irfan BP., Purwanto, Dewi RI.,Sistem Perencanaan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Pusat Penelitian Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi, pp19-21, Bogor Indonesia, 2013, ISBN 978-602-99218-2-3.

Subramanya , Flow In Open Channels, Mc.Graw-Hili Int. Edition, Singapore, 2009., ISBN 979-007-127239-1.

Subramanya, Engineering Hydrology, Tata McGraw Hill, New Delhi, 2008, ISBN 978-0-07-064855-5.

185

PENGGUNAAN HIDROGRAF SATUAN SINTETIS ITB 1 DAN ITB-2 DENGAN FAKTOR DEBIT PUNCAK (KP)

DIHITUNG SECARA EKSAK

Dantje K. Natakusumah

Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung, Jl, Ganesha 10, Bandung 40132

dkn@si.itb.ac.id

IntisariMetoda hidrograf satuan sintetis adalah metoda yang populer digunakan dan memainkan peranan penting dalam banyak perencanaan dibidang sumber daya air khususnya dalam analisis debit banjir DAS yang tidak terukur. Metode ini sederhana, karena hanya membutuhkan data-data karakteristik DAS seperti luas DAS dan panjang sungai. Dalam beberapa kasus dapat juga mencakup karakteristik lahan yang digunakan sehingga metode ini merupakan alat berguna untuk mensimulasikan aliran dari DAS tidak terukur dan daerah aliran sungai mengalami perubahan penggunaan lahan. Makalah ini menyajikan suatu contoh penggunaan hidrograf satuan sintetis ITB-1 dan ITB-2 dengan debit puncak (Qp) dan faktor debit puncak (Kp) dihitung secara eksak. Dalam makalah ini diberikan contoh penggunaan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dalam perhitungan hidrograf banjir DAS Ciliwung di bendung Katulampa dan cara kalibrasinya terhadap hasil hidrograf banjir terukur. Hasil uji coba menunjukan metoda ini mudah untuk dikalibrasi sehingga hasilnya sangat mendekati debit hasil pengukuran.

Kata Kunci: HSS ITB-1 dan ITB-2, Faktor Debit Puncak (Kp), hidrograf banjir

LATAR BELAKANG

Makalah ini merupakan penelitian lanjutan yang bersifat mandiri dan bermula dari penelitian tentang metoda perhitungan HSS dengan cara ITB. Konsep dasar metoda ini, pertama kali dipublikasikan oleh penulis (D.K Natakusumah 2009). Selanjutnya melalui program riset peningkatan kapasitas ITB tahun 2010, metoda tersebut diteliti lebih jauh dan telah diterapkan dalam perhitungan debit banjir sejumlah DAS di Indonesia. Hasil uji coba tersebut menunjukan kesesuaian hasil yang baik dengan metoda lainnya (D.K Natakusumah et.al, 2011, 2011, 2013).

Metoda perhitungan HSS dengan cara ITB dikembangkan dengan cara yang sangat mirip dengan pendekatan Reverse Engineering (Wikipedia, 2014). Dalam hal ini metoda perhitungan tersebut dibangun berdasarkan analisa atas prinsip kerja, struktur, fungsi dan cara operasi dan hasil perhitungan berbagai metoda HSS lain yang sudah ada sebelumnya. Tujuannya adalah membangun suatu cara perhitungan baru yang dapat melakukan hal yang sama namun tanpa menduplikasi metoda lain yang sudah ada. Hasilnya adalah suatu metoda HSS yang berlaku umum, mudah dikalibrasi dan selalu memenuhi hukum konservasi massa.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

186

Jika dalam makalah-makalah sebelumnya seluruh proses integrasi luas kurva bentuk dasar HSS dilakukan secara numerik, dalam makalah ini, integrasi dilakukan secara eksak dan hasilnya digunakan untuk menghitung harga Kp yaitu Faktor Debit Puncak (Peak Rate Factor) yang juga berharga eksak.

Integrasi eksak terutama diperlukan terutama untuk kalibrasi hasil HSS ITB-2 pada saat harga Cp rendah (Cp<0.3). Agar hasil integrasi numerik yang didapat akurat, diperlukan harga Tb yang besar (Tb > 1000). Hal ini menyebabkan integrasi numerik menjadi tidak praktis. Untuk HSS ITB-1 dengan harga Cp rendah tidak terlalu berpengaruh, namun hasil integrasi eksak diperlukan untuk memastikan hasil integrasi numerik yang benar.

METODOLOGI STUDI

Untuk menganalisis HSS pada suatu DAS dengan cara ITB perlu diketahui beberapa komponen penting pembentuk HSS. Dari karakteristik fisik dapat dihitung sejumlah elemen penting yang menentukan bentuk dari hidrograf satuan yaitu, 1) Time Lag (TL), 2) Waktu puncak (Tp) dan waktu Dasar (Tb). Selain parameter fisik terdapat pula parameter non-fisik yang digunakan untuk proses kalibrasi.

Time Lag (Tl), Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb) Meski dalam literatur saat ini terdapat puluhan rumus time lag, namun tidak ada satupun rumus time lag yang berlaku umum untuk semua type DAS. Dalam makalah ini untuk HSS ITB-1 rumus time lag yang digunakan adalah rumus Snyder (Lc = ½ L dan n=0.3)

TL = Ct 0.81225 L0.6 ..................................................................................... (1)

Sedang untuk HSS ITB-2 rumusan time lag yang digunakan adalah

TL = Ct (0.0394L + 0.201L0.5 ) ...................................................................... (2)dengan : TL : time lag (jam); Ct : koefisien waktu (untuk proses kalibrasi); L : panjang sungai (km).

Jika Tr adalah durasi hujan satuan, maka waktu puncak Tp didefiniskan sbb

Tp = TL + 0.50 Tr ....................................................................................... (3).

Untuk DAS berukuran sedang dan besar harga Tb secara teoritis berharga tak berhingga, namun prakteknya harga Tb yang direkomendsikan untuk digunakan adalah

Tb = 20*Tp .................................................................................................. (4)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

187

Persamaan Bentuk Dasar Hidrograf SatuanBentuk dasar HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dinyatakan dalam bentuk perbandingan antara debit dengan debit puncak (q(1)=Q/QP) dan perbandingan waktu dengan waktu puncak (t=T/Tp) sehingga didapat HSS yang tak berdimensi. Dua bentuk persamaan yang digunakan sebagai bentuk dasar adalah sbb :

a) HSS ITB-1 memiliki persamaan bentuk kurva HSS yang dinyatakan dengan satu persamaan berikut (0 ≤ t < ∞)

q t t t Cp( ) *exp( )= −{ }1

α α=3.7 .................................................................... (5)

Fungsi diatas adalah fungsi Gamma tak-lengkap (Incompletee Gamma Function). Kurva tersebut juga digunakan oleh NRCS untuk mendefinisikan bentuk kurva HSS NRCS, namun NRCS tidak memberikan harga eksak integrasi fungsi tersebut.

b) HSS ITB-2 memiliki persamaan bentuk kurva HSS yang dinyatakan dengan dua persamaan sbb :• Lengkung naik (0 ≤ t < 1) :

α= t)t(q α=2.40 ................................................................................... (6.a)

• Lengkung turun (1 ≤ t < ∞) :

{ }pCt1exp)t(q β−= β=0.86 ................................................................... (6.b)

Jika sangat diperlukan harga koefisien α dan β pada persamaan (5) dan (6) dapat dirubah, dan itu cukup dilakukan merubah harga koefisien perubah debit puncak Cp. Jika kedua persamaan kurva HSS ITB-1 dan ITB-2 diatas digambarkan dalam satu gambar, didapat dua bentuk kurva seperti ditunjukan pada Gambar 1.

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0

q=Q

/Qp

t=T/Tp

HSS ITB-1

HSS ITB-2

Gambar 1 : Bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 tak berdimensi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

188

Pada Gambar 1 : Bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 tak berdimensi1 tersebut sumbu horizontal t=T/Tp dan sumbu vertical q=Q/Qp masing-masing adalah waktu dan debit yang telah dinormalkan sehingga t=T/Tp berharga antara 0 dan ∞ (atau Antara 0 dan 20 jika Tb/Tp=20) dan q=Q/Qp berharga antara 0 dan 1.

Rumus Umum Debit Puncak Hidrograf SatuanDari definisi HSS dan prinsip konservasi massa, dapat disimpulkan bahwa volume hujan efektif satu satuan yang jatuh merata diseluruh DAS (VDAS) harus sama volume hidrograf satuan sintetis (VHS) dengan waktu puncak Tp, sehingga didapat formulasi umum debit puncak (Qp) dengan cara ITB adalah sbb (D.K Natakusumah, 2009)

Qp RTp

AA

DAS

HSS

=3 6.

(m3/s) ............................................................................... (7)

Dari rumus umum pada persamaan (7) yang selanjutnya dituliskan dalam bentuk sbb :

Qp Kp R ATp

DAS=⋅ ⋅ (m3/s) ............................................................................. (8)

dengan:Qp : Debit puncak hidrograf satuan (m3/s)Kp : 1/(3.6 x AHSS) = Peak Rate Factor (m3 per s/km2/mm) R : Curah Hujan satuan (1 mm)Tp : waktu mencapai puncak (jam) ADAS : Luas DAS (km2)AHSS : Luas kurva hidrograf satuan tak berdimensi (dimensionless unit hidrograf).

Luas AHSS dari kurva HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 tak berdimensi dapat dihitung secara secara eksak atau numerik. Makalah ini hanya membahas perhitungan dengan bentuk HSS dapat dintegrasi secara eksak. Perhitungan dengan cara integrasi numerik dapat pada makalah-makalah yang terdahulu (D.K Natakusumah et.al, 2011,2013)

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Pada bagian ini ditunjukan contoh perhitungan hidrograf banjir DAS Katulampa yang dihitung dengan HSS ITB-1, HSS ITB-2 dengan Kp dihitung secara eksak. Selanjutnya ada satu contoh lain yang terkait dengan cara melakukan kalibrasi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 terhadap hidrograf banjir terukur dengan hanya merubah parameter Ct dan Cp.

Hidrograf banjir DAS Katulampa dengan HSS ITB-1, HSS ITB-2 Sungai Ciliwung dilokasi ini mempunyai luas DAS 149.230 km2 dan panjang sungai 24.460 km, kemiringan alur sungai S= 112.245 m/km. Dalam contoh ini data yang digunakan adalah data curah hujan berasal stasiun hujan Gadog, Gunung

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

189

Mas, Citeko, Cilember dan Tugu Utara serta data debit banjir di stasiun Katulampa yang diukur simultan dengan data hujan pada tanggal 14 Desember 2006 jam 16.00 sampai tanggal 15 Desember 2006 jam15.00. Tabel 1 menunjukan hasil perhitugan aliran Dasar (base flow) Qbas=6.15 m3/s. volume limpasan = 380.050 m3 dan tinggi limpasan (DRO) = 2.55 mm dan besarnya infiltrasi (dengan metoda Ф indek) sebesar Ф = 0.187 mm. Hasil-hasil tersebut dihitung oleh Indra Agus dan Iwan K. Hadihardaja (2011)

Perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dilakukan dalam bentuk tabel menggunakan Microsoft Excell adapun rinciannya diberikan pada LAMPIRAN. Hujan efektif pada Tabel 1 selanjunya digunakan untuk menyusun hidrograf banjir akibat distribusi hujan effektif tersebut. Dengan cara superposisi hidrograf akan didapat hidrograf banjir untuk interval perhitungan Tr=1.0 Jam seperti ditunjukan pada Gambar 2 : Perbandingan hasil superposisi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (sebelum dilakukan kalibrasi terhadap hasil pengukuran) dengan Hasil HSS Gama-1, Nakayasu dan Hasil Pengukuran.2. Pada Gambar 2 : Perbandingan hasil superposisi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (sebelum dilakukan kalibrasi terhadap hasil pengukuran) dengan Hasil HSS Gama-1, Nakayasu dan Hasil Pengukuran.2 tersebut ditunjukan pula perbadingan hasil perbandingan hidrograf banjir hasil superposisi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dengan hidrograf banjir hasil superposisi hasil HSS Gama-1, HSS Nakayasu, HSS SCS dan hidrograf banjir hasil pengukuran debit pada Tabel 1.

Tabel 1 : Perhitungan Hujan Effektif, Infiltrasi dan Limpasan Langsung (DRO)

Jam Rtotal (mm)

Infiltrasi (mm)

Reffektif (mm)

Qtotal (m3/s)

QBase (m3/s)

QDRO (m3/s)

1 0.163 0.187 0.000 6.150 6.150 0.0002 2.036 0.187 1.849 6.150 6.150 0.0003 0.894 0.187 0.707 6.710 6.150 0.5604 0.163 0.187 0.000 8.560 6.150 2.4105 12.270 6.150 6.1206 17.810 6.150 11.6607 21.050 6.150 14.9008 21.050 6.150 14.9009 18.860 6.150 12.71010 14.890 6.150 8.74011 12.680 6.150 6.53012 11.460 6.150 5.31013 10.690 6.150 4.54014 9.950 6.150 3.80015 8.900 6.150 2.75016 8.560 6.150 2.41017 8.560 6.150 2.41018 7.910 6.150 1.76019 7.600 6.150 1.45020 7.290 6.150 1.14021 7.000 6.150 0.85022 6.710 6.150 0.56023 6.150 6.150 0.00024 6.150 6.150 0.000

Sumber : Diolah dari Indra Agus dan Iwan K. Hadihardaja (2011)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

190

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.00.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

0.0 6.0 12.0 18.0 24.0 30.0 36.0 42.0 48.0

R (

mm

)

Q (

m3/

s)

T (Jam)

Hujan Eff (mm)Infiltrasi (mm)SCSNakayasu (Alpha=2.0)TerukurGama-1ITB-1ITB-2

Gambar 2 : Perbandingan hasil superposisi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (sebelum dilakukan kalibrasi terhadap hasil pengukuran) dengan Hasil HSS Gama-1,

Nakayasu dan Hasil Pengukuran.

Kalibrasi Hasil HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 Terhadap Data Debit Terukur Dari hasil pada Gambar 2 : Perbandingan hasil superposisi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (sebelum dilakukan kalibrasi terhadap hasil pengukuran) dengan Hasil HSS Gama-1, Nakayasu dan Hasil Pengukuran.2 sebelumnya, terlihat bahwa nilai time to peak dari semua metoda yang digunakan ternyata tidak sama dengan hasil pengukuran. Demikian pula debit puncak, tidak ada satu bisa menghasilkan hasil yang mendekati pengukuran. Hasil ini menunjukan bahwa meski beberapa metoda dilaporkan telah dikalibrasi pada sejumlah DAS di Indonesia atau di luar negeri, ternyata hasilnya masih tetap bebeda dengan hasil pengamatan sehingga tetap diperlukan proses kalibrasi. Oleh karena itu adalah penting bagi suatu metoda hidrograf satuan untuk dilengkapi dengan parameter untuk kalibrasi.

Proses Kalibrasi prinsipnya mendekatkan besaran puncak, volume dan waktu puncak dari perhitungan ke pengamatan. Untuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 kalibrasi dilakukan dengan merubah harga Ct dan Cp dengan pendekatan trial and eror secara manual atau dengan optimasi. Kalibrasi dilakukan dengan merubah parameter Ct dan Cp.

1) Koefisien Ct pada persamaan (1) dan (2) diperlukan dalam proses kalibrasi harga Tp. Harga standar koefisien Ct adalah 1.0, jika Tp perhitungan lebih kecil dari Tp pengamatan, harga diambil Ct > 1.0 `agar harga Tp membesar. Jika Tp perhitungan lebih besar dari Tp pengamatan, harga diambil Ct < 1.0 agar harga Tp akan mengecil. Proses ini diulang agar Tp perhitungan mendekati Tp pengamatan.

2) Koefisien Cp pada persamaan (5) dan (6.b) diperlukan dalam proses kalibrasi harga Qp. Harga standar koefisien Cp adalah 1.0, jika harga debit puncak perhitungan lebih kecil dari debit puncak pengamatan, maka harga diambil

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

191

Cp > 1.0 ini akan membuat harga debit puncak membesar, sebaliknya jika debit puncak perhitungan lebih besar dari hasil pengamatan maka harga diambil Cp < 1.0 agar harga debit puncak mengecil.

Dengan menggunakan data hujan effektif seperti pada kolom-3 dari Tabel 1, dilakukan kalibrasi hasil HSS ITB-1 dan ITB-2 dengan menggunakan data debit banjir dilokasi Katulampa. Sebagai harga awal digunakan parameter sebelum kalibrasi pada Tabel 2 : Nilai Parameter Ct dan Cp sebelum dan sesudah kalibrasi2 (atas) dan selanjutnya dilakukan trial and error dengan merubah harga Ct dan Cp, sehingga hasil perhitungan lebih mendekati hasil pengukuran dengan harga parameter sesudah kalibrasi pada Tabel 2 : Nilai Parameter Ct dan Cp sebelum dan sesudah kalibrasi2 (bawah).

Tabel 2 : Nilai Parameter Ct dan Cp sebelum dan sesudah kalibrasi

ITB-1 ITB-2

Ct 1.00 1.00Cp 1.00 1.00

Ct 0.85 1.50Cp 0.98 1.15

Sesudah Kalibrasi

HSSParameterTahapan

Sebelum Kalibrasi

Dengan parameter tersebut didapat hidrograf hasil superposisi ditunjukan pada Gambar 3 : Hidrograf hasil superposisi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 setelah dilakukan kalibrasi terhadap hidrograf hasil pengukuran.3. Untuk contoh kasus ini meunjukan bahwa hasil kalibrasi hidrograf hasil superposisi HSS ITB-2 hasilnya ternyata lebih mendekati hasil pengukuran

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.00.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

0.0 6.0 12.0 18.0 24.0 30.0 36.0 42.0 48.0

R (

mm

)

Q (

m3/

s)

T (Jam)

Hujan Eff (mm)

Infiltrasi (mm)

Terukur

ITB-1

ITB-2

Gambar 3 : Hidrograf hasil superposisi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 setelah dilakukan kalibrasi terhadap hidrograf hasil pengukuran.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

192

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan1) Pengembangan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dilakukan dengan pendekatan

Reverse Engineering, yaitu pembuatan suatu metoda baru berdasarkan analisa berbagai metoda lain yang sudah ada, tanpa menduplikasi metoda yang sudah ada tersebut.

2) Dari hasil analisa tersebut berhasil dirumuskan rumus debit puncak (Qp) dan faktor debit puncak (Kp) yang memenuhi hukum konservasi masa.

3) Kurva dasar HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 didefinisikan menggunakan satu persamaan (HSS ITB-1) atau dua persamaan (HSS ITB-2) dengan faktor debit puncak yang bisa dihitung secara eksak atau secara numerik.

RekomendasiMasih perlu dilakukan kalibrasi untuk DAS selain DAS Ciliwung hulu. Ini tentu tidak mudah karena pos hujan di Indonesia umumnya adalah stasion penakar hujan yang hanya mencatat tinggi hujan tanpa mencatat riwayat waktu kejadiannya.

UCAPAN TERIMA KASIH Penelitian ini merupakan penelitian mandiri yang bahannya berasal dari Program Riset Peningkatan Kapasitas ITB 2010 berjudul “Prosedur Umum Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) Untuk Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana. Studi Kasus Pengembangan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2”. Kami mengucapkan terima kasih kepada LPPM-ITB atas dukungan dana untuk penelitian awal yang diberikan.

REFERENSINatural Resources Conservation Service (NRCS), 2007, “Part 630 Hydrology,

Chapter 16 Hydrographs”, National Engineering Handbook, 2007.

Natakusumah D.K., 2009, “Prosedure Umum Penentuan Hidrograf Satuan Sintetis Untuk Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana”, Seminar Nasional Sumber daya Air, Bandung, 11 August 2009.

Indra Agus dan Iwan K. Hadihardaja, 2011,”Perbandingan Hidrograf Satuan Teoritis Terhadap Hidrograf Satuan Observasi DAS Ciliwung Hulu Journal Teknik Sipil ITB, Vol. 18 No. 1 April 2011

Natakusumah D.K., Hatmoko W., and Harlan D., 2011, “A General Procedure for Developing a Synthetic Unit Hydrograph Based on Mass Conservation Principle. Development of ITB-1 and ITB-2 Synthetic Unit Hydrograph Method”, International Seminar on Water-Related Risk, 15-17 July 2011.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

193

Natakusumah D.K., Hatmoko W., and Harlan D., 2011, Prosedure Umum Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) dan Contoh Penerapannya Dalam Pengembangan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2, Journal Teknik Sipil ITB, Vol. 18 No. 3 December 2011.

Natakusumah D.K., Hatmoko W., and Harlan D., 2013, “A new synthetic unit hidrograf computation method based on the mass conservation principle”, WIT Transactions on Ecology and The Environment, Vol 172, 2013 WIT Press.

Wikipedia, Reverse Engineering, http://en.wikipedia.org/wiki/Reverse_engineering dibuat tanggal 6 Juni 2007, diakses tanggal 2 Desember 2013.

LAMPIRAN Perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2

Dalam lampiran ini akan ditunjukan contoh perhitungan Hidrograf banjir DAS Katulampa dengan HSS ITB-1, HSS ITB-2 seperti dijelaskan pada contoh kasus pertama. Perhitungan akan dilakukan dalam bentuk tabel menggunakan Microsoft Excell. Perhitungan untuk HSS ITB-1 ditunjukan pada Tabel 3 sedang untuk HSS ITB-2 ditunjukan pada Tabel 4 dengan penjelasan sbb :

1) Bagian I pada Tabel 3 dan Tabel 4, berisi Input data yang diperlukan seperti Luas DAS, Panjang Sungai L, Kemiringan Sungai dll.

2) Bagian-II pada Tabel 3 dan Tabel 4, berisi hasil perhitungan Tl, Tp dan Tb untuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2.

3) Bagian-III pada Tabel 3 dan Tabel 4 berisi perhitungan harga eksak integrasi luas HSS (AHSS), Faktor Debit Puncak (Kp), Debit Puncak HSS (Qp) dan Volume hujan satuan yang jatuh di DAS (VDAS). Beberapa catatan penting yang terkait dengan perhitungan AHSS ,Kp, Qp dan VDAS adalah sbb

a) Harga Exact Luas HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 tak berdimensiLuas HSS ITB-1 : Jika m=α·Cp, maka harga eksak integrasi persamaan HSS ITB-1 diketahui sbb.

A q t dt t t dt e mmHSS

mm

m= = −{ } =+∞ ∞

+∫ ∫( ) *exp( )( , )

0 0

11

1 0Γ

Untuk harga α=3.7 dan Cp=1.0 maka harga m=α·Cp=3.7. Harga fungsi Gamma G(m+1,0) dapat dihitung dengan Microsoft Excell sbb

Γ( , )m +1 0 =EXP(GAMMALN(m+1))*(1-GAMMADIST(0, m+1, 1, TRUE)) )0,17.3( +G =15.43141160004740

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

194

akibatnya harga exact luas HSS ITB-1 tak-berdimensi

17.3

7.3

HSS 7.3)0,17.3(eA

+

+G=

= 1.33274522508382

Luas HSS ITB-2 : Jika m=α dan n=β·Cp, maka harga eksak integrasi persamaan HSS ITB-2 diketahui sbb.

A q t dt t dt t dtm

e

nHSS

m n nn

n= = + −{ } =

++

⋅

⋅

∞ ∞

∫ ∫∫( ) exp( , )

0 10

1 1

11

1

1 1

1

Γ

(( )1

n

Untuk α=2.4, β=0.86 dan Cp=1.0, maka m=α=2.4 dan n=β·Cp=0.86. Harga fungsi Gamma G(1/n,1n) dapat dihitung dengan Microsoft Excell sbb

G( , )1

1n

n=EXP(GAMMALN(

1

n))*(1-GAMMADIST(1 ,

1

n, 1, TRUE))

n

Γ(.

, ).1

0 861 00 86+

= 0.40634776101258

akibatnya harga exact luas HSS ITB-2 tak-berdimensi

AHSS = ++

⋅( ) ⋅1

2 4 1

1

0 86. .

2.718281828 0.40634776

= 1.57849873403035

b) Faktor Debit Puncak (Kp)Faktor Debit Puncak (Kp) untuk HSS ITB-1 dengan bentuk kurva dasar fungsi Gamma tak lengkap dapat dihitung secara eksak

KpAHSS

=⋅

=( )

=1

3 6

1

3 6. . 1.3327 0.2084 (m3 per s/km2/mm)

Fungsi Gamma tak lengkap juga digunakan sebagai fungsi bentuk dasar HSS NRCS (Natural Resources Conservation Service, 2007), namun hasil integrasi eksak fungsi gamma tersebut tidak diberikan oleh NRCS.

Jika hasil Kp yang dihitung secara eksak dikonversi tersebut kedalam satuan Inggris didapat Kp=484.21 ft3 per s/mi2/in. Seperti ditunjukan pada Tabel 5 harga ini sangat mendekati hasil Kp yang dihitung oleh NRCS yaitu sebesar Kp=484 (ft3 per s/mi2/in). Berdasarkan hasil penelitian NRCS, harga Kp=484 (ft3 per s/mi2/in) tersebut oleh NRCS ditetapkan sebagai harga Kp rata-rata berbagai DAS

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

195

Tabel 3 : Perhitungan HSS ITB-1 Tabel 4 : Perhitungan HSS ITB-2I. Karakteristik DAS dan Hujan

1. Nama Sungai = Ciliwung2. Stasiun = Katulampa3. Luas DAS (A) = 149.230 Km2

4. Panjang Sungai Utama (L) = 24.460 Km5. Tinggi Hujan Satuan (R) = 1.000 mm6. Durasi Hujan Satuan (Tr) = 1.000 Jam

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb)1. Koefisien waktu (Ct) = 1.000 2. Time Lag (tP)

tP = Ct 0.81225 L0.6 = 5.530 Jam3. Waktu Puncak

Tp = 6.030 Jam4. Waktu Dasar

TB/TP = 20.000 DitetapkanTB = 120.610 Jam

III. Debit Puncak (QP)1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) = 1.0000 2. Alpha = 3.7000 3. Luas HSS AHSS (Eksak, Numerik, Selisih) = 1.3327 1.3329 0.0112%4. Kp = 1/(3.6*AHSS) = 0.2084 (m3 per s/km2/mm) 5. Qp = Kp ADAS R/Tp = 5.1577 m3/s6. Volume Hujan (VDAS = 1000*R*ADAS) = 149,230 m3

IV. Tabel perhitungan HSS ITB-1 (∆t = Tr/Tp) = 0.166

ti=ti-1+∆t q=Q/Qp AHSS Ti = ti*Tp Q=q×Qp V(m3)( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) (4) ( 5 ) ( 6 )

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0000.166 0.028 0.002 1.000 0.146 263.5420.332 0.200 0.019 2.000 1.030 2117.9310.497 0.485 0.057 3.000 2.500 6355.0610.663 0.761 0.103 4.000 3.925 11565.3110.829 0.941 0.141 5.000 4.852 15798.2940.995 1.000 0.161 6.000 5.157 18017.0291.000 1.000 0.005 6.030 5.158 566.109 Time to Peak (Tp)1.161 0.958 0.157 7.000 4.939 17620.6181.327 0.850 0.150 8.000 4.383 16780.5921.492 0.711 0.129 9.000 3.669 14494.4621.658 0.569 0.106 10.000 2.934 11885.6541.824 0.438 0.083 11.000 2.260 9348.9651.990 0.327 0.063 12.000 1.688 7107.2752.156 0.238 0.047 13.000 1.229 5251.7842.322 0.170 0.034 14.000 0.876 3788.5542.487 0.119 0.024 15.000 0.612 2677.2922.653 0.082 0.017 16.000 0.421 1858.5262.819 0.055 0.011 17.000 0.285 1270.1732.985 0.037 0.008 18.000 0.191 856.2053.151 0.024 0.005 19.000 0.126 570.1383.316 0.016 0.003 20.000 0.083 375.5183.482 0.010 0.002 21.000 0.054 244.9093.648 0.007 0.001 22.000 0.034 158.3123.814 0.004 0.001 23.000 0.022 101.5103.980 0.003 0.001 24.000 0.014 64.609

25.703 0.000 0.000 155.000 0.000 0.00025.869 0.000 0.000 156.000 0.000 0.00026.034 0.000 0.000 157.000 0.000 0.00026.200 0.000 0.000 158.000 0.000 0.00026.366 0.000 0.000 159.000 0.000 0.00026.532 0.000 0.000 160.000 0.000 0.000

AHSS = 1.3329 VHSS (m3) 149,247 Error <5% Ok !Selisih = 0.011% DRO (mm) 1.0001 Error < 5% Ok !

HSS Tak berdimensi HSS berdimensi

I. Karakteristik DAS dan Hujan1. Nama Sungai = Ciliwung2. Stasiun = Katulampa3. Luas DAS (A) = 149.230 Km2

4. Panjang Sungai Utama (L) = 24.460 Km5. Tinggi Hujan Satuan (R) = 1.000 mm6. Durasi Hujan Satuan (Tr) = 1.000 Jam

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb)1. Koefisien waktu (Ct) = 1.000 2. Time Lag (tP)

tp =Ct*(0.0394*L+0.201*L^0.5) = 1.958 Jam3. Waktu Puncak

Tp=1.6*tp = 3.132 Jam4. Waktu Dasar

TB/TP = 20.000 DitetapkanTB = 62.650 Jam

III. Debit Puncak (QP)1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) = 1.0000 2. Alpha = 2.4000 3. Betha = 0.8600 4. Luas HSS AHSS (Eksak, Numerik, Selisih) = 1.5785 1.6047 1.6599%5. Kp = 0.1760 (m3 per s/km2/mm) 6. Qp = 8.3834 m3/s7 Volume Hujan pada DAS (VDAS) = 149,230 m3

IV. Tabel perhitungan HSS ITB-2 : (∆t = Tr/Tp) = 0.319

ti=ti-1+∆t q=Q/Qp AHSS Ti = ti*Tp Q=q×Qp V(m3)( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) (4) ( 5 ) ( 6 )

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0000.319 0.065 0.010 1.000 0.541 973.9880.638 0.341 0.065 2.000 2.856 6114.7270.958 0.901 0.198 3.000 7.557 18744.0481.000 1.000 0.040 3.132 8.383 3801.792 Time to Peak (Tp)1.277 0.791 0.248 4.000 6.634 23450.4201.596 0.610 0.224 5.000 5.110 21140.2731.915 0.473 0.173 6.000 3.965 16334.7342.235 0.369 0.134 7.000 3.094 12706.0242.554 0.289 0.105 8.000 2.427 9937.6382.873 0.228 0.083 9.000 1.911 7808.4533.192 0.180 0.065 10.000 1.511 6160.0203.512 0.143 0.052 11.000 1.198 4876.6783.831 0.114 0.041 12.000 0.953 3872.7904.150 0.091 0.033 13.000 0.760 3084.2254.469 0.073 0.026 14.000 0.608 2462.5124.789 0.058 0.021 15.000 0.487 1970.7285.108 0.047 0.017 16.000 0.391 1580.5595.427 0.038 0.013 17.000 0.315 1270.1685.746 0.030 0.011 18.000 0.254 1022.6306.065 0.024 0.009 19.000 0.205 824.7646.385 0.020 0.007 20.000 0.165 666.2676.704 0.016 0.006 21.000 0.134 539.0547.023 0.013 0.005 22.000 0.109 436.7637.342 0.011 0.004 23.000 0.088 354.3687.662 0.009 0.003 24.000 0.072 287.891

49.481 0.000 0.000 155.000 0.000 0.00049.801 0.000 0.000 156.000 0.000 0.00050.120 0.000 0.000 157.000 0.000 0.00050.439 0.000 0.000 158.000 0.000 0.00050.758 0.000 0.000 159.000 0.000 0.00051.077 0.000 0.000 160.000 0.000 0.000

AHSS = 1.6047 VHSS (m3) 151,707 Error <5% Ok !Selisih = 1.660% DRO (mm) 1.0166 Error < 5% Ok !

HSS Tak berdimensi HSS berdimensi

Tabel 5 : Perbandingan harga Kp exact dan hasil perhitungan NRCSKp NRCS

m3 per s/km2/mm

ft3 per s/mi2/in

ft3 per s/mi2/in

0.26 0.0434 100.780 101 0.22%1.00 0.1022 237.405 238 0.25%2.00 0.1504 349.345 349 -0.10%3.00 0.1867 433.745 433 -0.17%3.70 0.2084 484.214 484 -0.04%4.00 0.2171 504.307 504 -0.06%5.00 0.2437 566.175 566 -0.03%

Kp (Eksak)m Selisih

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

196

Faktor Debit Puncak (Kp) untuk HSS ITB-2 dapat dihitung sbb,

KpAHSS

=⋅

=( )

1

3 6

1

3 6 1 3544. . . = 0.175975926865987 (m3 per s/km2/mm)

Harga pembanding Kp untuk HSS ITB-2 yang tidak ada dalam literature. Namun mengingat perhitungan harga Kp dilakukan dengan cara yang sama dengan perhitungan HSS ITB-1 yang terbukti benar, maka harga tersebut hampir dapat dipastikan benar.

c) Debit Puncak HSS (Berdimensi) dengan rumus umum sbbPada bagian-III dari Tabel 3 debit puncak HSS ITB-1 sbb

Qp Kp A RTp

sDAS= =⋅ ⋅

=0.2804 149.23 1.0

6.053 6.0307 (m3 / )

Pada bagian-III dari Tabel 4, Debit Puncak HSS ITB-2 sbb

Qp Kp A RTp

sDAS= =⋅ ⋅

=0.1759 1 1.0

3.132 8.3834 (m

49 23 3./ )

d) Volume hujan efektif satu satuan yang jatuh di DAS VDAS = 1000 R ADAS = 1000 · 1.0 · 149.23 = 14923 m3

2) Bagian-IV pada Tabel 3 : Perhitungan HSS ITB-13 dan Tabel 4 : Perhitungan HSS ITB-2 terdiri dari 6 kolom, dimana kolom 1 s/d kolom 3 digunakan untuk menghitung bentuk kurva HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 tak berdimensi berdasarkan persamaan (5) dan (6), sedang kolom-4 s/d kolom 6 digunakan untuk menghitung bentuk kurva HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 berdimensi. Penjelasan proses perhitungan pada Tabel 3 : Perhitungan HSS ITB-13 dan Tabel 4 : Perhitungan HSS ITB-2 tersebut adalah sbb : a) Kolom Pertama : Berisi absis kurva HSS tak berdimensi (ti=ti-1+∆t) dengan

interval ∆t=Tr/Tp termasuk didalamnya waktu puncak tp=1. b) Kolom Kedua merupakan ordinat HSS tak berdimensi didapat dari

persamaan kurva HSS ITB-1 dan ITB-2 tak berdimensi.c) Kolom Ketiga berisi luas segmen HSS tak berdimensi, termasuk segmen

sebelum dan sesudah debit puncak Qp, dihitung dengan cara trapesium. ( )( )i1ii1i2

1i ttqqA −+= ++ (tanpa satuan)

Jumlah seluruh Kolom Ketiga adalah luas kurva HSS tak berdimensi.

A AiHSSi

N

==∑

1 (tanpa satuan)

d) Kolom Keempat : Berisi absis kurva HSS berdimesi dimana T=Kolom-1*Tp, didalamnya termasuk waktu puncak (Tp=1*Tp).

e) Kolom Kelima berisi ordinat HSS berdimensi didapat dengan mengalikan ordinat kurva HSS tak berdimensi dengan Qp yang didapat pada bagian III. Dengan demikian harga Kolom-5 = Kolom-2 x Qp, yaitu

ipi qQQ = (m3/sec)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

197

f) Kolom Keenam berisi volume segmen HSS berdimensi, termasuk segmen sebelum dan sesudah Qp, dihitung dengan cara trapesiumV Q Q T Tii i i i= +( ) −( )+ +

36002 1 1 (m3/s)

Jumlah seluruh Kolom Keenam adalah Volume HSS berdimensi.

∑=

=N

1iiHSS VV (m3)

g) Jika VHSS dibagi Luas DAS (ADAS) didapat tinggi limpasan langsung DRO (Direct Run Off), yang nilainya harus mendekati R=1 mm (tinggi hujan satuan)

.00 1AV

DRODAS

HSS ≈= (mm)

3) Setelah tabel kurva HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 berdimensi pada Kolom-4 dan Kolom-5 selesai dihitung, selanjutnya dilakukan superposisi hidrograf akibat distribusi hujan efektif dengan interval Tr sehingga akhirnya didapat hidrograf banjir total.

4) Catatan Tambahan : Terhadap proses perhitungan kurva HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 sebagaimana dijelaskan diatas terdapat beberapa catatan sbb.a) Kolom-3 dan Kolom-6 pada Tabel 3 dan Tabel 4 sebenarnya tidak mutlak

harus ada, namun diadakan sebagai alat untuk mengontrol sejauh mana ketelitian bentuk kurva HSS ITB-1 dan kurva HSS ITB-2 yang akan disuperposisi.

b) Pada kolom 3 terbawah dari Tabel 3 dan Tabel 4, ditunjukan selisih harga AHSS (tak berdimensi) yang dihitung secara eksak dan numerik. Adanya selisih tersebut menyebabkan selisih dalam VHSS (Kolom-6), dan DRO yang prosentase selisihnya sangat mendekati selisih antara AHSS eksak dan AHSS numerik.

c) Jika selisih AHSS eksak dan AHSS numerik cukup besar (> 5%), ini berarti bentuk HSS berdimensi yang akan disuperposisi kurang teliti dan perlu dibuat lebih akurat dengan memperkecil durasi hujan satuan (Tr), interval perhitungan dan merubah tinggi hujan satuan agar sesuai dengan interval perhitungan baru.

d) Misalkan durasi hujan satuan Tr=1.0 jam sedang tinggi hujan pada jam pertama dan kedua adalah A mm dan B mm. Jika perhitungan akan dilakukan dengan durasi hujan satuan Tr=¼ jam, maka tinggi hujan pada 4 x ¼ jam pertama adalah A/4 mm sedang tinggi hujan pada 4 x ¼ jam kedua adalah B/4 mm.

198

PEMANFAATAN ENERGI BANJIR BENDUNG KAMPILI UNTUK POMPA BANJIR KOTA MAKASSAR

Agus Setiawan1, Subandi1*, Parno2, Agung Suseno3, dan Andika Kuswidyawan4

1 BBWS Pompengan Jeneberang, Makasar; 2 Anggota HATHI Jakarta; 3Anggota HATHI Jateng; 4 Mahasiswa Teknik Pengairan, Univ. Muhammadiyah Makassar

* Subandi_me@yahoo.co.id

Intisari

Kota Makassar dengan kondisi topografi yang datar, mengakibatkan sistem drainasi yang ada tidak dapat berfungsi optimal secara gravitasi. Pengendalian limpasan permukaan untuk daerah yang sangat datar harus menggunakan sistem polder pada tata ruang (Offstream) yang ada, dengan membuat infrastruktur berupa kolam retensi untuk penampung banjir dilengkapi dengan pompa, selain melakukan konservasi daerah resapan di kawasan hulu daerah tangkapan air, untuk menunda waktu rayapan limpasan banjir dan mereduksi debit puncak di badan air (Instream). Di Kota Makassar sudah ada Retarding Pond di Sungai Pampang yang dilengkapi dengan Pompa pembuang ke Sungai Tallo. Operasi dan Pemeliharaan (OP) pompa Retarding Pond Sungai Pampang tersebut yang telah diserahkan kepada Pemerintah Daerah Kota Makassar dimana anggaran OP berasal dari dana APBD + Rp 1,- milyar/tahun. Umumnya biaya OP ordinary secara gravitasi + 5% nilai konstruksi, untuk extra-ordinary kondisi melawan gravitasi bisa mencapai 10% dari nilai konstruksi karena energinya berasal dari BBM atau listrik PLN. Dengan kondisi saat ini persediaan BBM semakin menipis, apabila memakai tenaga listrik dimana banjir bisa terjadi kapan saja dalam 24 jam sehari, kendala utama adalah biaya operasi pada saat beban puncak yang tarifnya = 2 x tarif Beban normal, sedangkan potensi PLTA Waduk Bili Bili hanya + 1 MW hanya cukup untuk memenuhi kelistrikan di sekitar waduk saja. Dalam studi kasus ini diajukan konsep pemanfaatan energi banjir dengan mengeksploitasi kondisi topo-geografis, geologis, potensi debit air Sungai Jeneberang dari waduk Bili Bili dan Sungai Jenelata yang melimpas di terjunan Bendung Kampili, sebagai suatu inovasi teknologi dalam pengelolaan sumber daya air berkelanjutan dalam rangka mitigasi bencana,.

Kata kunci: energi terbaharukan, efisiensi pengelolaan Sumber Daya Air, mitigasi bencana

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

199

LATAR BELAKANG

Latar Belakang StudiMembubungnya Harga Solar Non Subsidi sangat membebani operasi pompa banjir karena masuk kategori Industri dimana harga pemerintah per Februari 2014 ditetapkan Rp. 11.600,-/ Liter. Teknologi mikrohidro adalah pembangkit daya berskala kecil dengan memanfaatkan potensi tenaga air yang berupa tinggi terjun (H) dan debit (Q) sebagai penggerak poros turbin/mikrohidro. Selanjutnya daya yang dihasilkan oleh putaran poros cross flow turbin digunakan langsung untuk menjalankan pompa air dengan menggunakan transmisi berupa pulley dan belt yang kita kenal sebagai sistem pompa air tenaga mini hidro (PATMH), atau potensi tenaga air yang berupa tinggi terjun (H) dan debit (Q) dengan cross flow turbin sebagai penggerak dinamo generator yang kita kenal sebagai sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTMH) yang harus kita upayakan pemberdayakan kemampuan Pemerintah Daerah sebagai misal operasi dan pemeliharaan (OP) Pompa Retarding Pond dari dana APBD + Rp 1 milyar/tahun, sehingga perlu diupayakan bentuk efisiensi pengelolaan sumber daya air berkelanjutan dalam rangka mitigasi bencana yang ramah lingkungan, bebas emisi gas rumah kaca, antara lain yang diurakan dalam konsep: Pemanfaatan Energy Banjir Bendung Kampili untuk penggerak Pompa Banjir Kota Makasar ini.

Deskripsi Daerah StudiBalai Sungai Surakarta pada tahun 2007, telah menerapkan Teknologi Mikrohidro untuk suplesi air irigasi sawah tadah hujan di desa Sendang Ijo, Kecamatan Selogiri, Kabupaten Wonogir. Areal irigasi seluas ± 25 hektar yang sudah ada sejak zaman Belanda, dimana sebagai sumber air utama adalah waduk Krisak yang merupakan waduk tadah hujan yang juga dibangun pada zaman Belanda. Saat ini waduk Krisak fungsinya tidak memadai lagi karena konstruksinya sudah cukup tua, banyak terjadi kebocoran, dan kapasitas waduk yang berkurang akibat sedimentasi.

Sebagai gambaran letak geografisnya berada di hulu Bendung Colo dan kondisi topografinya ± 6 – 8 meter di atas muka air rata-rata Bengawan Solo, areal pertanian ini tidak terjangkau oleh saluran irigasi bendung Colo maupun suplesi langsung dari air Bengawan Solo. Dari hasil survai lapangan serta pengukuran dan data-data gambar yang dapat dikumpulkan, penggunaan mikrohidro pompa air untuk suplesi air ke areal irigasi Krisak melalui saluran pembawa Sendang Ijo sangat dimungkinkan.

Tujuan studi ini adalah untuk memenuhi kebutuhan sebagian air irigasi pada areal sawah tadah hujan di hulu bendung Colo yang tidak dapat dilayani oleh saluran induk Colo timur karena perbedaan tinggi topografi. Pemanfaatan potensi areal irigasi ini tentunya akan berdampak pada peningkatan hasil pertanian bagi penyediaan kebutuhan beras di kota Wonogiri dan sekitarnya dan sekaligus meningkatkan penghasilan para petani.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

200

Gambar 1. Pompa Air Tenaga Mini Hidro (PATMH) oleh Pusat Litbang SDA di Sungai Bengawan Solo, hilir waduk Wonogiri.

Hasil uji coba dengan menggunakan 2 (dua) unit turbin / mikrohidro pompa air dihasilkan suplesi air ± 30 liter/sec (Head = 5,5 m, Q penggerak turbin = 150 lt/sec), hal ini sangat membantu menghidupkan lagi potensi areal irigasi Krisak.

Keuntungan Pompa Air Tenaga Mikro Hidro (PATMH) (1) Tidak mengurangi air untuk saluran irigasi Colo kanan maupun kiri,

karena yang digunakan untuk menggerakan turbin Mikrohidro adalah debit pemeliharaan sungai yang akhirnya kembali juga ke sungai

(2) Kerja pompa air tidak menggunakan BBM maupun Listrik, biaya OP sangat kecil, karena pompa dijalankan dengan tenaga terjunan air melalui turbin

(3) Bisa setiap saat dioperasikan, tergantung dari kebutuhan petani (4) Potensi air yang dipompa dapat mencapai ketinggian ±25 meter (5)

Pemeliharaan pompa hanya perlu grease dan packing jika rusak yang harganya relatif sangat murah serta mudah didapat

(5) Konstruksi pompa air tahan lama ± 15 tahun dan tidak menimbulkan polusi

Komponen Bangunan Pompa Air Tenaga Mini Hidro (PATMH)(1) Intake, Saluran Induk Kiri, Cekdam, Pintu Air, Syphon dan Kolam Tando (2) Pipa Pesat, Pipa Hisap, Turbin Mikrohidro dan Pompa Air (3) Rumah Pembangkit, Saluran/terowong Drainase, Alat Ukur Debit, Flap gate (4) Pipa Tekan, Menara Air, Pipa Pembawa dan Kran Penguras Sedimen (5) Pipa Pembawa Akhir, Bak Penenang dan Alat Ukur Debit, Saluran Tesier

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

201

Gambar 2. Sketsa Sistem Pompa Air Tenaga Mini Hidro (PATMH) oleh Pusat Litbang SDA di Sungai Bengawan Solo, hilir waduk Wonogiri.

Hasil ujicoba tersebut diatas bisa dideseminasikan di tempat lain di Indonesia.

Landasan TeoriPembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTMH) memanfaatkan energi debit banjir Sungai Jeneberang dan Sungai Jenelata yang melimpas di terjunan bendung Kampili, melalui proses transformasi energi kinetik, dengan PLTMH type low head development, berdasarkan rating curve limpasan Bendung Kampili selama 100 hari musim hujan bersamaan dengan kejadian banjir tiap tahun, dimana Tinggi Muka Air dalam rata rata 100 hari. > 2.00 m sesuai Rating curve Q > 79 m3/sekon sebagaimana digambarkan pada Gambar 4.

.Gambar 3. Sketsa Lokasi Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTMH) dari

Energy Limpasan Banjir Bendung Kampili.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

202

Gambar 4. Rating curve Bendung Kampili Tinggi Muka Air Jan - April (100 hari). + 2.00 m, Q ~ 79 m3/sekon.

Limpasan Banjir Bendung Kampili untuk penggerak Pompa Banjir Kota Makasar, hanya memperhitungkan intensitas debit besar + 100 hari pada masa banjir selama musim hujan, dimana Tinggi Muka Air rata2 selama 100 hari di Bendung Kampili berkisar . + 2.00 m dengan debit Q ~ 79 m3/sec per tahun seperti pada Gambar 5

Gambar 5. Hydrograph Debit Sungai di Bendung Kampili Debit Jan - April (100 hari). + 79 m3/sekon

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

203

Pertimbangan dari segi biaya operasi, kejadian banjir tidak mengenal waktu, bila menggunakan Listrik PLN Operasi pompa air pada beban puncak dikenakan tarif 2 x tarif Beban normal, bisa dilihat dari Kurva beban yang menggambarkan penggunaan beban (listrik) dalam suatu waktu.

Dikatakan dalam suatu waktu karena selangnya itu dapat berupa harian, mingguan, bulanan bahkan tahunan. Namun, penggunaan yang paling umum adalah kurva beban harian seperti yang dapat kita lihat dari website : http://p3bjawabali.pln.co.id/ sebagai contoh berikut ini :

Gambar 6. Contoh Kurva beban Jawa-Bali Tgl 2 Maret 2011.Pk 16.45

Kurva di atas merupakan contoh kurva beban daerah Jawa Bali untuk tanggal 2 Maret 2011. Kurva yang berwarna biru merupakan perkiraan bentuk kurva beban tanggal 2 Maret 2011 selama 24 jam dan nilai 18099,78 MW merupakan beban puncak yang diperkirakan bakalan terjadi. Sementara itu, kurva yang berwarna merah mewakili keadaan beban (listrik) sebenarnya yang dipakai, untuk kota Makassar dan sekitanya ter-interkoneksi dengan jaringan P Sulawesi yang mempunyai bentuk Kurva beban tersendiri

METODOLOGI STUDI

Berbagai kajian pustaka.sebagai Landasan teoritis berkaitan dengan bahasan yang disampaikan di dalam studi kasus Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTMH) memanfaatan Energi Banjir Bendung Kampili untuk penggerak Pompa Banjir Kota Makasar, mengandalkan intensitas Limpasan debit 100 hari di terjunan bendung Kampili pada masa banjir selama musim hujan dalam 1 tahun.

Potensi hidrologi dari total masa melalui proses transformasi energi kinetik yang berasal dari limpasan debit banjir Sungai Jeneberang dan Sungai Jenelata, Energy terbangkit sebesar (P):

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

204

(P) = ή1 × ή2 × γ × Q × g × H (kW) ........................................................ (1)

Keterangan:ή1 : effisiensi turbine Francis (0,70 – 0,93) diambil 0,85 ή2 : effisiensi system generator (0,90 – 0,98) γ : berat jenis air ( 1 t/m3) Q : Debit air rata-rata 100 hr Limpasan Bendung Kampili 79 (m3/sekon) H : H netto = ∆z = Hbr – V2/2g = 4 – 2^2/(2x9,8) = 3,8 m g : gravitasi = 9,8 (m/sekon2)P : 0,85 x 0,90 x1 x 79 x 9,8 x 3,8 = 2.250 kW = 2,25 MW.

Gambar 7. Sketsa PLTMH Bendung Kampili

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN.Kejadian banjir tidak mengenal waktu, bila menggunakan Listrik PLN Operasi pompa air pada Beban puncak dikenakan tarif 2 x Beban normal bisa dilihat dari kurva beban, Operasi pompa air menggunakan Listrik PLN pada beban puncak sangat mahal.

Pemanfaatan potensi debit banjir Sungai Jeneberang dan Sungai Jenelata pada terjunan di Bendung Kampili berdasarkan Rating curve yang ada Tinggi Muka Air rata rata 100 hari selama musim penghujan > 2.00 m Debit berfluktuative + 79 m3/sekon bisa membangkitkan daya + 2,25 MW, merupakan Energy terbaharukan dalam rangka mengatasi banjir di kota Makassar

Energy terbangkit bisa untuk memompa Retarding Pond Sungai Pampang ke Sungai Tallo yang apabila dengan genset diesel akan menyedot 0,25 ltr minyak solar per kwh, padahal Harga Solar Non Subsidi karena Pompa banjir kategori Industri per Februari 2014 sudah Rp. 11.600,-/ Liter . Debit banjir dominan 100 hari sebagai sumber energi terbaharukan yang bisa diandalkan pertahun pada terjunan di Bendung Kampili dengan membangkitkan daya + 2,25 MW, bisa menggantikan Volume minyak diesel-solar/tahun V = 2.250 × 24 × 100 × 0,25 = 1.350.000 ltr/thn,

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

205

atau menghemat Biaya = 2.250 × 24 × 100 × 0,25 = 1.350.000 ltr/thn × Rp. 11.600,- = Rp. 15,66 milyar/th, setara 10% nilai konstruksi Drainase Kota Makassar, dapat menunjang dana OP dari APBD yang hanya Rp 1,- milyar/th.

Gambar 8. Bendung Kampili Perlu Segera Direhabilitasi Dilengkapi Dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTMH)

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanUntuk menghindari penggunaan BBM dan atau Listrik PLN untuk pengoperasian pompa air sangat mahal terlebih bila kejadian banjir terjadi pada saat Beban puncak karena tarifnya 2 kali tarif Beban normal bisa dilihat dari Kurva beban, sehingga pemanfaatan potensi debit banjir Sungai Jeneberang dan Sungai Jenelata dari 365 hari pertahun berdasarkan hydrograph dan rating curve ada100 hari di musim penghujan ada kondissi tinggi Muka Air (h) > 2.00 m, dengan debit pada terjunan di Bendung Kampili berkisar + 79 m3/sekon, yang bisa membangkitkan daya + 2,25 MW yang dapat digunakan untuk operasi Pompa Retarding Pond.

SaranPerlu ditindaklanjuti dengan kegiatan investigasi potensi potensi Sumber Daya Air, terutama Debit (Q), Tata Ruang berdasarkan kondisi Topography, seluruh Indonesia diutamakan pada lokasi dimana sudah ada Infrastruktur SDA yang berpotensi menciptakan Energy Terbaharukan untuk dikembangkan lebih lanjut sebagai bentuk efisiensi pengelolaan sumber daya air berkelanjutan dalam rangka mitigasi bencana..

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada para peneliti pompa air tenaga mini hidro (PATMH) di Puslitbang SDA cq. Balai Sungai Surakarta, yang telah mengilhami pembangkit listrik tenaga mini hidro (PLTMH) untuk pemanfaatan energi banjir bandang kampili sebagai penggerak pompa banjir di kota Makasar.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

206

REFERENSI

Anonym, 2012. Peraturan Menteri PU No 11/PRT/M/2012 Tentang Rencana Aksi Nasional Mitigasi Dan Adaptasi Perubahan Iklim Tahun 2012 – 2020 Dalam rangka mewujudkan pembangunan infrastructure bidang pekerjaan umum dan penataan ruang, Jakarta

Anonym, 2013. Peraturan Presiden RI No. 62 Tahun 2013 Tentang Badan Pengelola Penurunan Emisi Gas Rumah Kaca Dari Deforestasi Degradasi Hutan Dan Lahan Gambut, Jakarta

Anonym, 1994. Undang Undang No. 6 Tahun 1994 Ttg Pengesahan United Nation Frame Work Convention On Climate Change (Konvensi Kerangka Kerja Perserikatan Bangsa Bangsa Mengenai Perubahan Iklim). Jakarta

Anonym, 2004, Undang Undang RI No. 17 Tahun 2004 Tentang Pengesahan Kyoto Protocol To The United Nations Frame Work Convention On Climate Change (Protokol Kyoto Atas Konvensi Kerangka Kerja Perserikatan Bangsa Bangsa tentang Perubahan Iklim, Jakarta

Hariyono Utomo, HR. Mulyanto dan R. Nunus Ario Parikesit, 2012. Petunjuk Tindakan dan Sistem Mitigasi Banjir Bandang, Dit Sungai dan Pantai Ditjen SDA dan JICA, ISBN 978-602-96989-XX, 10 Maret 2012, Jakarta

Sarwono Sukardi, Bambang Warsito, Hananto Kisworo dan Sukiyoto, 2013. Pengelolaan Sungai di Indonesia, ISBN 978-979-25-64-62-4, Ditjen SDA, Yayasan Air Adhi Eka dan JICA, 25 Maret 2013, Jakarta

207

HUBUNGAN ANTARA LIMPASAN BANJIR DENGAN KELONGSORAN BATU BALAS REL KERETA API

Pranoto Samto Atmojo* dan Sri Sangkawati Sachro

Dosen Teknik Sipil FT-Universitas Diponegoro

*pranotosa2001@yahoo.com

Intisari

Kereta api yang melintas akan memberikan tekanan ke permukaan trek rel dan oleh batang rel (rails) tekanan tersebut diteruskan ke bantalan (sleepers) yang ada dibawahnya. Tekanan dari bantalan akan diteruskan ke lapisan batu balas rel (ballast) dan akan disebar ke seluruh permukaan tanah disekitarnya, untuk mencegah amblesnya trek rel. Lapisan balas (ballast) berupa batu-batu berukuran kecil yang ditaburkan di bawah trek rel, di sekitar bantalan rel, yang berfungsi untuk meredam getaran trek rel saat rangkaian kereta api melintas dan menyebarkan beban (axle load) dari trek rel ke lapisan landasan di bawahnya. Banjir yang melimpas trek rel akan dapat menggerus batu balas dan membahayakan perjalanan kereta api, karena kekuatan balas sebagai penyangga beban berkurang (bahkan rel bisa menggantung). Untuk menghindari kecelakaan perjalanan kereta api akibat adanya gerusan/longsoran batu balas setelah banjir, maka perlu diketahui berapa tinggi banjir yang melimpas rel yang mengakibatkan longsornya batu balas. Penelitian hubungan antara limpasan banjir dan kelongsoran batu balas rel kereta api ini, dilakukan dengan model hidrolik fisik di laboratorium Teknik Sipil Undip. Diharapkan, hasil korelasi antara tinggi limpasan banjir dan kelonsoran balas rel tersebut, akan dapat digunakan oleh pengelola sebagai panduan awal peringatan keamanan perjalanan kereta api, sesaat setelah terjadi banjir.

Kata Kunci: batu balas rel, keamanan perjalanan kereta api, kelongsoran, limpasan banjir.

PENDAHULUAN

Latar BelakangKeamanan dan kelancaran Trasportasi kereta api sangat tergantung pada kondisi kekuatan rel dan penyangganya. Roda kereta api yang melintas akan memberikan tekanan ke permukaan trek rel dan oleh batang rel (rails) tekanan tersebut diteruskan ke bantalan (sleepers) yang ada dibawahnya. Tekanan dari bantalan akan diteruskan ke lapisan batu balas rel (ballast) dan akan disebar ke seluruh permukaan tanah disekitarnya, untuk mencegah amblesnya trek rel.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

208

Lapisan balas (ballast) berupa batu-batu berukuran kecil yang ditaburkan di bawah trek rel, di sekitar bantalan rel. Batu yang digunakan biasanya kricak diameter 50-70 mm dengan sudut yang tajam (bentuknya tidak bulat). Fungsi lapisan balas antara lain adalah untuk meredam getaran trek rel saat rangkaian kereta api melintas, menyebarkan beban (axle load) dari trek rel ke lapisan landasan di bawahnya, sehingga trek rel tidak ambles. Prinsipnya, rel harus tetap kokoh ketika dilewati rangkaian kereta api.

Banjir merupakan fenomena alam yang bisa terjadi di perkotaan, di lahan pertanian, dan bahkan menggenang di lintasan rel kereta api. Banjir yang melimpas trek rel akan dapat menggerus batu balas dan membahayakan perjalanan Kereta Api, karena kekuatan balas sebagai penyangga beban berkurang, bahkan pada kondisi tertentu rel bisa menggantung. Banjir yang terjadi pada tanggal 23 Februari 2014 melumpuhkan perjalanan kereta api jalur pantura Jawa Tengah. Jalur kereta api Mangkang-Semarang KM.12 terjadi genangan dan ada bekas longsoran pada balas rel (SM, 24 Februari 2014 dan Survey). Genangan dan bekas longsoran dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Rel Tergenang dan Batu Balas Longsor

Untuk menghindari kecelakaan perjalanan kereta api akibat adanya gerusan/longsoran batu balas setelah banjir, maka perlu diketahui berapa tinggi banjir yang melimpas rel yang mengakibatkan longsornya batu balas.

Penelitian hubungan antara limpasan banjir dan kelongsoran batu balas ini, dilakukan dengan model hidrolik fisik, berdasar prototip kondisi balas rel jalur Mangkang-Semarang km 12, dengan skala 1:5. Dengan pemodelan fisik, maka mekanisme aliran tiga dimensi akan terakomodasi dan secara visual mudah dipahami (Vries, 1977) . Pelaksanaan pemodelan dilakukan di laboratorium Teknik Sipil Undip. Diharapkan, hasil korelasi antara tinggi limpasan banjir dan kelonsoran balas rel tersebut, akan dapat digunakan oleh pengelola sebagai panduan awal peringatan keamanan perjalanan kereta api, sesaat setelah terjadi banjir.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

209

Penelitian Terdahulu dan PustakaPenelitian empirik yang telah dilakukan antara lain oleh Isbah (1935), Shamov (1959), Maynord (1978), menggunakan material batu yang relatif bulat, dan tidak memperhatikan aliran turbulen. Peneliti diatas menghasilkan rumusan bahwa diameter batu tertentu mempunyai kecepatan kritis tertentu. Pada penelitian tersebut diaplikasikan pada stabilitas batu pada bendungan urugan batu. Atmojo,P.S (1992) dalam makalah Cofferdam Limpas PLTA Tulis secara teoritis menunjukkan bahwa diameter batu D=30 cm pada tumpukan batu masih larut oleh beda tinggi limpasan 2,65 m.

Untuk mengontrol stabilitas tumpukan batu yang terlimpasi banjir, dapat digunakan formula yang sering dipakai seperti yang di sampaikan Breusers (1998):

, ...................................................................... (1)

Sedangkan peneliti lainnya, antara lain:

Isbash (1935):

Batuan di dasar : ................................................................ (2)

Batuan di puncak : ................................................................ (3)

Goncharov (Shamov 1959):

........................................................... (4)

Keterangan:

Ūcr : Kecepatan kritis batu (cm/s) D :

h : tinggi limpasan (cm) D : diameter batu (cm)

Bila kecepatan yang terjadi (limpasan) lebih besar dari kecepatan kritis batu, maka batu akan larut atau tergerus.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

210

BAHAN DAN METODOLOGI PENELITIAN

Bahan Penelitian dan Setting Laboratorium.Uji model dilakukan di Laboratorium Pengaliran Teknik Sipil Universitas Diponegoro. Setting pemodelan seperti Gambar.2. Alat penunjang yang digunakan antara lain:

- Saluran talang (flume): 40 cm x 15 cm x 800 cm, Tanki (bak) terbuka: 2x2x1,50 m

- Sistem saluran drain dari model ke tanki, Alat ukur debit tipe: Cipoleti, dan gelas ukur.

- Peil schaal pengukur elevasi muka air sepanjang saluran, Tustel, dan stop watch.

Material batu/kricak di pilih yang berdimensi setara dengan dimensi kricak prototip setelah di skala, yaitu maksimum 11,8 mm dan minimum 7,6 mm. Air dipompa dari bak tandon, dialirkan ke model melalui bak penenang, dan kembali lagi ke tandon melalui saluran drain.

Gambar.2 Setting / Situasi Pemodelan

Tahapan PelaksanaanTahapan pelaksanaan pemodelan diawali dari survey lapangan, kemudian berturut-turut dilanjutkan analisa data lapangan, persiapan laboratorium, dan pelaksanaan pemodelan. Pelaksanaan pemodelan dilakukan 2 tahap, yaitu Test Debit dan kemudian Test Kelongsoran dengan 5 variasi tinggi limpasan. Tahapan pelaksanaan dan skenario pemodelan secara lengkap seperti Tabel.1.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

211

Tabel 1. Tahapan dan Skenario Pemodelan PengujianNo Tahapan Pelaksanaan Pengamatan dan Hasil1 Survey

LapanganMelihat kondisi lapangan, memfoto, mengumpulkan batuan yang mewakili, mendokumen tasikan lokasi longsoran, dan pengukuran situasi, dan elevasi bekas banjir.

Situasi lapangan, bentuk longsoran, ukuran batuan.Bekas banjir/ tinggi limpasan.Foto dokumentasi, data ukur.

2 Analisa Data Lapangan

Menggambar situasi dan profil/potongan. Mengukur dimensi contoh, menimbang contoh batu .Menghitung volume batu.Menghitung berat massa batuMenskala dimensi untuk di model

Gambar profil/potongan.Ukuran contoh batu (Æ)Berat batuan (W)Volume batuan (V)Berat Massa batuan (γ)Dimensi balas prototip

3 Persiapan di Laboratorium

Penyiapan lokasi percobaan. Mengecek kondisi flume, memperbaiki, menyempurnakan.Mengecek kondisi pompa, dan mengontrol kelengkapan Laboratorium.Setting properties, dan pembuatan model Tumpukan Batu Balas Rel.

Pastikan alat penunjang lab danpompa dalam kondisi baik.Susunan batuan warna sesuai rencana.Perbandingan dimensi di model dengan di prototip sesuai.

4 Pelaksanaan/ Skenario Pemo delan(Running)

Tahap 1: Test DebitPembuatan alat ukur elevasi (peil schaal) , penetapan lokasi pengukuran. Mengalirkan debit, beberapa variasi, yaitu dari Q=0, kemudian muka air di naikkan bertahap sampai tinggi muka air diatas elevasi kepala Rel (H=19 cm)

Tahap 2: Test KelongsoranMengalirkan debit dengan ketinggian muka air bervariasi berturut-turut sbb:1. Debit dialirkan perlahan-lahan dari elevasi ma rendah

sampai ke elevasi 15 cm, atau 1,0 cm diatas elevasi kepala rel. Setelah muka air mencapai elevasi 15 cm, dijaga elevasi tetap konstan selama 5 menit, dan kemudian debit diturunkan perlahan sampai habis.

2. Percobaan nomor 1 diulangi sampai elevasi muka air mencapai 16 cm atau 2,0 cm di atas elevasi kepala rel.

3. Percobaan nomor 1 diulangi sampai elevasi muka air mencapai 17 cm atau 3,0 cm di atas elevasi kepala rel.

4. Percobaan nomor 1 diulangi sampai elevasi muka air mencapai 18 cm atau 4,0 cm di atas elevasi kepala rel.

5. Percobaan nomor 1 diulangi sampai elevasi muka air mencapai 19 cm atau 5,0 cm di atas elevasi kepala rel.

Setiap muka air mencapai elevasi tertentu, diukur dan dicatat elevasi muka air H1,H2,H3,H4, dan debit yang mengalir saat itu. Gambar kurva H vs Debit.

Diamati dan dicatat setiap terjadi kelongsoran (bisa lebih dari satu longsoran) di tumpukan batu: Tinggi muka air H1, H2,H3,H4, jarak longsoran ke hulu dan jarak endapan batu terjauh. Mengukur profil longsoran setelah selesai percobaan. Mengambil dan mengukur dimensi batu yang tergerus. Dokumentasikan sebelum , pada saat, dan sesudah percobaan. Pengamatan dan pencatatan data sama seperti pada percobaan 1.

Pengamatan dan pencatatan data sama seperti pada percobaan 1.

Pengamatan dan pencatatan data sama seperti pada percobaan 1.

Pengamatan dan pencatatan data sama seperti pada percobaan 1.

Lokasi pengamatan tinggi muka air H1, H2, H3, H4, yaitu: di hulu, tengah, hilir tumpukan batu, dan di hilir tumit kaki hilir tumpukan batu (O). Lokasi pengamatan muka air seperti pada Gambar.3.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

212

Gambar.3 Lokasi pengamatan tinggi muka air H1, H2, H3, H4

Pengukuran profil longsoran pada akhir percobaan, meliputi titik-titik di jarak 5, 10, 15, 20 cm arah ke hilir, dan di jarak 5, 10, 15, 20 cm (kelipatan 5) arah hulu dengan referensi jarak nol (0 cm) dari ujung tumit tumpukan batu hilir (titik O). Lx adalah jarak sisa longsoran terjauh. Lokasi pengukuran profil longsoran batu balas seperti pada Gambar.4.

Gambar.4 Lokasi Pengukuran Profil longsoran batu balas

HASIL DAN PEMBAHASAN

Korelasi Muka Air dan Debit Percobaan di awali dengan test debit, yaitu untuk mengetahui korelasi muka air hulu (H1) dan debit Q (kurva debit). Grafik hasil test debit seperti Gambar.5, menunjukkan bahwa pada elevasi muka air rendah (dibawah H1=14 cm), pengaruh kenaikan elevasi muka air terhadap kenaikan debit tidak besar (significant). Tetapi, pada elevasi muka air tinggi (diatas 14 cm), kenaikan elevasi muka air hulu berpengaruh besar terhadap kenaikan debit. Dari pendekatan fungsi exponensial, didapat korelasi antara tinggi muka air hulu (H) dan debit (Q) sebagai persaman Q = 0.017e0.292H, dengan nilai R² = 0.956, atau dengan pendekatan logaritma persamaan menjadi H = 3.273ln(Q) + 13.96, dengan R2=0,956 (Gambar.5). Aliran pada muka air rendah, air semuanya melewati (merembes) pada tubuh balas batu, sedangkan pada evasi muka air tinggi, sebagian air mengalir melimpas di atas tumpukan balas batu. Perbedaan tersebut secara fisik dapat disebutkan bahwa, penampang basah pada beda elevasi air yang sama, melalui tumpukan batu lebih sempit. Sedangkan secara hidrolika, air yang melewati (merembes) dalam tumpukan batu akan mendapat hambatan lebih besar, sehingga dengan demikian, maka dapat dimengerti bila makin tinggi muka air yang limpas akan berpengaruh terhadap kenaikan debit makin besar.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

213

y = 3.273ln(x) + 13.96R² = 0.956

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6

H-Q

Log. (H-Q)

Elev

asi m

a (c

m)

Debit Q (l/s))

Gambar.5 Korelasi Muka Air dan Debit

Awal Kelongsoran Awal kelongsoran akan berpengaruh pada longsor berikutnya. Hasil percobaan dari variasi 1 sampai variasi 5, masing-masing awal longsor terjadi pada elevasi yang bervariasi, sedangkan jarak batu yang mengawali longsor arah hulu (L1) dan jarak endapan batu hasil longsoran arah hilir (L2), dengan refrensi jarak dari ujung tumit hilir (titik O) sbb:

Tabel 2. Jarak Awal Longsoran dan Endapan Batu serta Tinggi Muka Air Semua Variasi

Variasi Percobaan

Jarak Longsor batu ke hulu

L1 (cm)

Jarak endapan batu ke hilir

L2 (cm)

Tinggi m.a Hulu

H1 (cm)

Tinggi m.a Hilir

H4 (cm)

Beda tinggi ma:

H1-H4 (cm)1 7,6 4,6 15,00 4,10 10,902 4,3 3,0 15,40 3,20 12,203 9,0 8,5 15,40 3,50 11,904 8,0 2,0 15,60 3,50 12,105 8,0 4,0 15,10 3,10 12,00

Rata-rata 15,30 3,48 11,82(sumber data: Laporan Uji Model Uji Model Hidrolik Gerusan Tumpukan Batu

Balas Rel Kereta Api, Teknik Sipil Undip)

Batu balas mulai longsor (awal longsor) pada saat muka air hulu H1 mencapai 15,00 cm, yaitu pada percobaan variasi 1, sedangkan percobaan variasi lainnya batu mulai longsor saat elevasi muka air lebih tinggi dari 15 cm. Rata-rata batu mulai longsor bila muka air hulu mencapai 15,30 cm. Dari pengamatan longsor awal tersebut, dapat dinyatakan bahwa, longsor akan dimulai saat muka air hulu mulai melimpas kepala rel (elevasi kepala rel: 14,00 cm).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

214

Posisi batu longsor pertama (awal longsor) L1, terlihat dari data pengamatan dapat dinyatakan dimulai dari batu dengan posisi L1=8-9 cm, atau 3-4 cm hilir ujung atas tumpukan balas batu. Pada percobaan variasi 2, posisi batu awal longsor hulu sejauh L1=4,30 cm, sedangkan paling jauh terjadi pada percobaan variasi 3, yaitu L1=9,00 cm. Sedangkan jarak endapan batu hasil longsoran dapat dinyatakan 4-5 cm di hilir tumit balas batu. Variasi posisi batu awal longsor diperkirakan ada pengaruh dari unsur kerapian penyusunan tumpukan batu, sedangkan jarak endapan hasil longsoran sangat dipengaruhi oleh besar dan bentuk batu.

Gambar 5. Posisi Batu Mulai Longsor

Korelasi Panjang Gerusan Hulu L dan Tinggi Muka Air Hulu H Dari data menunjukkan bahwa, makin tinggi limpasan air, longsoran batu makin jauh ke hulu dan ke dalam. Pengaruh tinggi limpasan muka air hulu H1, terhadap jarak longsoran batu ke hulu L1 mempunyai korelasi yang kuat. Data korelasi antara H1 dan L1 yang diambil pada saat – saat kejadian longsor dan longsoran setelah percobaan berakhir seperti pada Tabel.3, dan bila di dekati dengan bentuk polynomial korelasi tersebut sebagai :

L = 1,215H2 – 32,43H + 227,10, dengan nilai R² = 0.794.

Dari data dan grafik tersebut menunjukkan bahwa, pengaruh kenaikan muka air H sangat besar terhadap kenaikan nilai longsoran ke hulu L. Muka air hulu lebih tinggi dari 18 cm, kenaikan panjang gerusan meningkat lebih besar. Hal ini juga dapat di duga bahwa, begitu terjadi suatu longsoran maka longsoran berikutnya akan mudah.

Tabel.3 Korelasi Jarak Longsoran dan Muka Air HuluNo L1 H1 Sumber data No L1 H1 Sumber data 1 11 15 var 1 akhir 9 35 17 var 4 akhir2 8,6 16 var 2 longsor3 10 18 15,1 var 5 mulai longsor3 28 16 var 2 akhir 11 20 16,2 var 5 longs 24 22 16 var 3 longs 2 12 30 17 var 5 longs 35 24 16,5 var 3 longs 3 13 28 17,5 var 5 longs46 30 17 var 3 akhir 14 49 19 var 5 H recana7 15 16,5 var 4 longs 1 15 50 19 var 5 akhir8 21 17 var 4 longs 2

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

215

L = 1.215H2 - 32.43H + 227.1R² = 0.794

12

17

22

27

32

37

42

47

52

12 14 16 18 20

Tinggi ma Hulu H1- cm

Jara

kGer

usan

ke H

ulu L

1-cm

Gambar.6 Grafik korelasi Jarak Longsoran Batu dan Muka Air Hulu

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan 1. Korelasi ma hulu H1 dan debit Q dapat didekati dengan persamaan

exponensial:

Q = 0.017e0.292H, dan R² = 0.956 ,atau dengan logaritmik: H = 3.273ln(Q) + 13.96 , dan R² = 0.956. Saat limpasan air masih rendah ( dibawah 14 cm) pengaruh terhadap kenaikan debit kecil. Tetapi bila limpasan air meningkat sampai diatas 14 cm, maka pengaruh muka air tersebut terhadap kenaikan debit cukup besar.

2. Kondisi Balas Batu kritis, yaitu dimana batu hilir mulai lepas (longsor), rata-rata pada saat limpasan muka air hulu mencapai H= 15,30 cm (1,30 cm diatas kepala rel, setara dengan 6,50 cm di prototip). Batu longsor awal dimulai pada titik jarak 3-4 cm sebelah hilir dari ujung puncak balas batu bagian hilir, atau setara dengan 15-20 cm di prototip.

3. Panjang gerusan ke hulu atau panjang longsoran ke hulu sangat dipengaruhi oleh tingginya limpasan air di hulu. Korelasi antara muka air limpasan (H) dan panjang longsoran ke hulu (L) dapat didekati dengan persaman Polynomial : L = 1,215H2 – 32,43H + 227,1, dan R² = 0.794. Makin tinggi limpasan, makin panjang jarak gerusan ke hulu.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

216

Rekomendasi 1. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi awal tentang adanya

korelasi tinggi muka air banjir (limpasan) terhadap kelongsoran yang terjadi pada batu balas. Bila dikehendaki agar hasilnya dapat digunakan sebagai referensi keamanan operasional perjalanan KA secara umum, perlu diadakan penelitian lebih lanjut, dengan ketelitian yang lebih tinggi dan variasi percobaan lebih banyak.

2. Penelitian ini dilakukan pada lebar flume 15 cm, bentuk/dimensi tumpukan batu balas hanya satu macam kemiringan, dan hanya ditinjau longsorannya saja. Hasilnya akan lebih mendekati kondisi lapangan bila dilakukan penelitian dengan flume yang lebih lebar, dan beberapa variasi kondisi dimensi batu balas.

3. Penelitian ini hanya mengetahui awal longsoran, posisi batu mulai longsor dan panjang longsoran (gerusan) terkait dengan muka air hulu. Percobaan ini akan lebih bermanfaat pada aplikasi di lapangan bila dilanjutkan penelitian untuk mengetahui bentuk atau alternatif konstruksi pengaman longsoran (counter measure).

UCAPAN TERIMAKASIH

Pada kesempatan ini, tidak lupa saya sampaikan ucapan terimakasih kepada Kepala DAOP IV PT. KAI dan jajarannya, yang telah memberi ijin untuk penelitian ini. Terimakasih juga saya sampaikan kepada kolega dan Laboran di Laboratorium Pengaliran Teknik Sipil FT UNDIP, yang telah membantu dengan dedikasi tinggi hingga penelitian ini selesai.

REFERENSIAtmojo,P.S, 1992. Cofferdam Limpas PLTA Tulis-Sdtudi Kasus, Seminar KBK

Hidro Undip.Atmojo, P. S, 2012. Pengaruh tinggi muka air terhadap Efektivitas

penggelontoran sedimen, Disertasi. Atmojo,P.S, Wahyuni, S.E, Sangkawati, S, Sugiyanto, 2013, Uji Model Hidrolik

Gerusan Tumpukan Batu Balas Rel Kereta Api, Teknik Sipil UndipBreusers HNC, 1988 , Sediment Transpor.1 , IHE Delft, NederlandG.I. Shamov, 1959. River Sediments, Leningrad, Gidrometeorizdat.S.V. Isbash, 1935. Construction of dams and other structures by dumping stone

intoflowingwater, Trans. Res. Inst. Hydrot. Leningrad 17 p.12-66S.T. Maynord, 1978. Practical rip rap design, U.S.W.E.S Vicksburg. Paper H-78-7Suara Merdeka, 24 Februari 2013Vries, de. M ,1977. Scale Model in Hydraulic Engineering. IHE, Delft, Nederland

217

PENGARUH PEMBANGUNAN JETTY PADA MUARA BATANG LUMPO TERHADAP TINGGI BANJIR DI

KENAGARIAN PASAR BARU BAYANG, KABUPATEN PESISIR SELATAN, SUMATERA BARAT

Syafril Daus1, Ade Chandra2*, Idzurnida Ismail3, dan Zahrul Umar4

1 Kasi Sungai Dinas PSDA Provinsi Sumatera Barat2 Kasi Dinas PSDA Provinsi Sumatera Barat

3 Dosen Institut Teknologi Padang4 Mantan Sekretaris Dinas PSDA Provinsi Sumatera Barat

*adecandra.com@gmail.com

Intisari

Pantai Barat Propvinsi Sumatera Barat memiliki panjang pantai ± 540 km dan sungai yang bermuara ke pantai barat ini kurang lebih sebanyak 63 sungai, diantaranya Batang Lumpo.di Kabupaten Pesisir Selatan. Saat ini muara Batang Lumpo tertutup oleh sedimen yang disebabkan oleh angkutan sedimen sejajar pantai, hal ini terjadi karena pada saat musim kemarau debit air Batang Lumpo sangat kecil sehingga tidak mampu menembus laut karena pengaruh gelombang laut maupun pasang surut, maka mulut muara akan tertutup oleh sedimen sejajar pantai, aliran air ini kemudian mengalir ke arah utara sepanjang kurang lebih 3 km dan kemudian bergabung dengan Batang Bayang.yang ber lokasi di muara Batang Bayang, hal ini terjadi karena arah gelombang laut di lokasi ini dominan datang dari arah selatan akibatnya sungai Batang Lumpo bertambah panjang. Karena kemiringan dasar sungai sangat landai yang menyebabkan kecepatan aaliran air sangat lambat dan pada saat debit sungai besar terjadilah banjir di bagian hulu dari muara Batang Lumpo yaitu di Kenagarian Pasar Baru Bayang. Makalah ini berisi analisa terhadap pengaruh pembangunan jetty pada muara Batang Lumpo terhadap pengurangan tinggi banjir di Kenagarian Pasar Baru Bayang Kabupaten Pesisi Selatan.,

Kata Kunci: Banjir, Jetty, aliran berubah lambat laun, metoda tahapan standar

PENDAHULUAN

Latar BelakangBanjir adalah meluapnya air dari palung sungai karena kapasitas tampungnya tidak mencukupi sehingga menggenangi daerah sekitarnya yang kerendahan. Penggenangan ini dapat menimbulkan kerugian harta benda, nyawa, terganggunya lalu lintas dan sebagainya. Salah satu penyebab banjir ini adalah tertutupnya muara sungai sehingga terjadi ketidak lancaran pembuangan debit banjir kelaut dan menyebabkan backwater kearah hulu. Salah satu upaya untuk mengatasi banjir ini adalah dengan membuat mulut muara selalu terbuka dengan memasang

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

218

jetty di bagian kiri dan kanan muara. Kasus tertutupnya muara sungai ini telah menyebabkan terjadinya banjir di bagian hulu Batang Lumpo Kenagarian Pasar Baru Bayang, Kabupaten Pesisr Selatan, Sumatera Barat (Gambar 1). Salah satu upaya pengurangan tinggi banjir ini adalah dengan membangun jetty di Muara Batang Lumpo yang tertutup oleh angkutan sedimen sejajar pantai. Hal ini akan menyebabkan aliran debit banjir akan cepat terbuang ke laut.

jetty di bagian kiri dan kanan muara. Kasus tertutupnya muara sungai ini telah menyebabkan terjadinya banjir di bagian hulu Batang Lumpo Kenagarian Pasar Baru Bayang, Kabupaten Pesisr Selatan, Sumatera Barat (Gambar 1). Salah satu upaya pengurangan tinggi banjir ini adalah dengan membangun jetty di Muara Batang Lumpo yang tertutup oleh angkutan sedimen sejajar pantai. Hal ini akan menyebabkan aliran debit banjir akan cepat terbuang ke laut.

1.2. Kajian Pustaka

Gambar 1. Lokasi studi

Kajian Pustaka Banjir adalah peristiwa meluapnya air sungai melebihi palungnya (PP RI

No 38 Tahun 2011). Penyebab banjir ini menurut Kodoatie & Sugiyanto (2002) diklasifikasikan disebabkan oleh tindakan manusia dan oleh alam. Yang termasuk sebab-sebab banjir oleh tindakan manusia adalah:

1. Perubahan tata guna lahan 2. Pembuangan sampah

Gambar 1. Lokasi studi

Kajian PustakaBanjir adalah peristiwa meluapnya air sungai melebihi palungnya (PP RI No 38 Tahun 2011). Penyebab banjir ini menurut Kodoatie & Sugiyanto (2002) diklasifikasikan disebabkan oleh tindakan manusia dan oleh alam. Yang termasuk sebab-sebab banjir oleh tindakan manusia adalah:

1. Perubahan tata guna lahan2. Pembuangan sampah3. Kawasan kumuh disepanjang sungai4. Perencanaan system pengendalian banjir tidak tepat5. Penurunan tanah dan rob6. Tidak berfungsinya sistem drainase lahan7. Bendung dan bangunan air8. Kerusakan bangunan pengendalian banjir

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

219

Dan yang termasuk sebab-sebab alami diantaranya adalah:1. Erosi dan sedimentasi2. Curah hujan3. Pengaruh fisiografi/geofisik sungai4. Kapasitas sungai dan drainase yang tidak memadai5. Pengaruh air pasang6. Penurunan tanah dan rob7. Drainase dan lahan

Pengendalian BanjirBanjir merupakan salah satu kerusakan atau bencana yang disebabkan oleh daya rusak air, menurut Undang-undang Republik Indonesia No 7 Tahun 2004 Tentang Sumber Daya Air, pengendalian daya rusak air dilakukan secara menyeluruh yang mencakup upaya pencegahan, penanggulangan dan pemulihan. Pencegahan dilakukan baik melalui kegiatan fisik dan atau non fisik. Kegiatan yang bersifat fisik adalah pembangunan sarana dan prasarana serta upaya lainnya diantaranya:

1. Pengurangan puncak banjir yang pada umumnya dengan membuat waduk pengendalian banjir dibagian hulu

2. Melokalisir aliran banjir di dalam alur sungai yang diterapkan dengan tanggul, tembok banjir dan saluran tertutup

3. Penurunan muka puncak banjir dengan menaikkan kecepatan aliran dengan cara perbaikan alur sungai atau sudetan untuk mendapatkan kemiringan ideal

4. Pendistribusian debit banjir melalui pengaliran air pada sudetan atau banjir kanal kedaerah aliran sungai lain, perbaikan penampang sungai dan penanganan sedimentasi di muara.

5. Pengelolaan dataran banjir atau rawa-rawa kemudian ditampung pada polder untuk dialirkan melalui pompa ke banjir kanal menuju laut

6. Pengurangan limpasan banjir dengan pengolahan tanah menurut kontur dan galudan.

Bangunan JettyJetty adalah bangunan tegak lurus pantai yang diletakkan pada kedua sisi muara sungai yang berfungsi untuk menahan sedimen/pasir yang bergerak sepanjang pantai masuk dan mengendap di muara sungai (Triatmodjo B, 1999). Jetty ini mempunyai 3 tipe yaitu: jetty panjang, jetty sedang dan jetty pendek. Jetty panjang digunakan bila muara sungai digunakan sebagai lalu lintas perahu-perahu nelayan, jetty sedang dan pendek dapat digunakan sebagai pengendalian banjir, karena jetty ini dapat mencegah pendangkalan di muara sungai dengan cara menahan sedimen sejajar pantai. Jetty panjang, jetty sedang dan jetty pendek dapat dibedakan dari letak ujung jetty, jika ujung jetty berada diluar gelombang pecah disebut jetty panjang, jika ujung jetty berada antara muka air surut dan lokasi gelombang pecah disebut jetty sedang dan bila kaki ujung bangunan jetty berada pada muka air surut disebut jetty pendek.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

220

Perhitungan profil permukaan aliran berubah lambat laun Perhitungan lengkung permukaan aliran berubah lambat laun pada dasarnya merupakan penyelesaian persamaan dinamis dari aliran berubah lambat laun. Tujuan utama dari perhitungan profil permukaan aliran adalah untuk menentukan bentuk lengkung permukaan aliran berubah lambat laun dengan cara menghitung besarnya kedalaman aliran menurut jaraknya dari satu penampang kontrol.

Semua penyelesaian dari persamaan aliran berubah lambat laun harus dimulai dari penentuan kedalaman aliran di penampang kontrol dan dilanjutkan dengan perhitungan kedalaman aliran kearah hulu atau kearah hilir, yaitu kearah mana control aliran beroperasi. Pada batas hulu dan batas hilir permukaan aliran berubah lambat laun mendekati kedalaman normal secara asymptotis. Dalam hal ini titik pertemuan dapat diperkirakan beberapa persen di atas atau di bawah kedalaman normal (Anggrahini, 2005). Cara perhitungan profil permukaan aliran berubah lambat laun ada beberapa cara diantaranya adalah: Cara perhitungan Integrafis grafis (the graphical integration method); Cara Integrasi Langsung ((direct integration method); Cara tahapan langsung (direct step method); Cara tahapan standar (Standard step method) dan sebagainya.(Ven Te Chow, 1984). Untuk studi ini dipakai cara tahapan standard (Standard step method).

METODOLOGI STUDI

Studi ini dilakukan dengan cara:

1) Menghitung debit banjir dengan metode hidrograf satuan sintetik Nakayasu

2) Menghitung bangunan jetty guna mengalirkan debit banjir dengan cepat ke laut dan mampu menahan endapan sedimen yang dibawa oleh angkutan sedimen sejajar pantai.

3) Berdasarkan data debit yang diperoleh dengan menggunakan metode Nakayasu ini dihitung profil muka air rencana dengan menggunakan metode yahapan standar (Standard Step Method) untuk mengetahui tinggi muka air sungai dengan titik kontrol di muara sungai lama.

4) Menghitung profil muka air rencana dengan dengan titik kontrol muara sungai baru tempat dimana bangunan jetty dibuat dengan menggunakan metode tahapan standar (Standard Step Method) untuk mengetahui pengaruh dibuatnya jetty terhadap tinggi tinggi muka air.

5) Dengan membandingkan hasil hitungan tahapan standar pada suatu titik pantau ( muka air sungai di jembatan Padang-Painan) dengan titik kontol muara sungai lama dan muara sungai baru (bangunan jetty), diperoleh perbedaan tinggi muka air sungai..

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

221

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Perhitungan debit banjirBatang Lumpo mempunyai panjang sungai ± 40,47 Km dengan luas Daerah aliran sungai (DAS) ± 131,92 km², Hulu sungai berada di Gunung Rasam, dan bermuara ke Samudra Indonesia tepatnya di Kenagarian Pasar Baru Bayang, Kabupeten Pesisisr Selatan, Provinsi Sumatera Barat. (Gambar 2).

Dengan menggunakan metode Nakayasu (Bambang, T, 2009; Kamianan I M, 2011) diperoleh besar debit Batang Lumpo sebesar :

§ Q 2 tahun = 428,22 m³/sekon

§ Q 5 tahun = 554,58 m³/sekon

§ Q10 tahun = 638,82 m³/sekon

§ Q25 tahun = 768,19 m³/sekon

Gambar 2 Daerah Aliran Sungai (DAS) Batang Lumpo

Perencanaan JettyJetty Batang Lumpo direncanakan dengan uraian sebagai berikut:

1) Tipe jetty dipilih jetty sedang, jetty ini diharapkan mampu mengurangi pendangkalan di muara.

2) Elevasi mercu bangunan jetty dibuat pada elevasi pasang tertinggi (+0,93), hal ini di,maksudkan untuk mengurangi pengaruh jetty terhadap tinggi muka air banjir di bagian hulu serta mampu mengelontor endapan diantara kedua bangunan jetty.

3) Bangunan jetty direncanakan dapat menyalurkan debit banjir rencana, karena debit banjir rencana jauh lebih besar dari dari kapasitas alur diantara bangunan jetty, maka air banjir sebagian akan melimpas lewat mercu bangunan jetty.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

222

4) Bangunan jetty yang direncanakan aman terhadap gerusan local terutama pada saat terjadinya banjir

5) Jetty pada sisi sebelah selatan dibuat lebih panjang dan membelok ke arah utara sehingga gelombang dominan yang datangnya dari barat daya tidak masuk kedalam muara (gambar 3)

Gambar 3 Tampak atas Jetty di Muara batang Lumpo

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

223

Perhitungan tingginya muka air sungai dengan Metode Tahapan Standar (Standar step method)Lokasi jetty berada kurang lebih 2,19 km kearah selatan dari muara Batang Bayang yang merupakan muara batang lumpo lama (gambar 3). Perhitungan profil muka air dimulai dari kedalaman yang sudah diketahui yaitu pada muara yang disebut titik kontrol, baik pada muara sungai lama maupun muara sungai baru (bangunan jetty) yang kedalamannya (h) sama dengan kedalam kritis (hc) (gambar 4).

Gambar 3 Daerah Aliran Sungai Batang Antokan

Gambar 4 Kondisi aliran berubah lambat laun di dalam sungai

Titik kontrol Muara sungai lama

Lebar rata-rata sungai (b) 30 m; kemiringan dinding sungai (m) = 0,5; Kemiringan sungai (i) = 0,00071; kekasaran dinding( n) = 0,033 dan debit (Q) 25 tahun = 768,19 m³/detik Dengan menggunakan rumus Manning dan dengan cara coba-coba diperoleh kedalam air pada saat debit banjir 25 tahun (h) = 8,53 m.(tabel 1). Perhitungan tahapan standar dapat dilihat pada Tabel 2

Muara Batang Bayang

Muara Batang Lumpo, yang tertutup angkutan sedimen sejajar pantai

Gambar 4 Daerah Aliran Sungai Batang Antokan

Gambar 4 Kondisi aliran berubah lambat laun di dalam sungai

a. Titik kontrol Muara sungai lamaLebar rata-rata sungai (b) 30 m; kemiringan dinding sungai (m) = 0,5; Kemiringan sungai (i) = 0,00071; kekasaran dinding( n) = 0,033 dan debit (Q) 25 tahun = 768,19 m³/sekon

Dengan menggunakan rumus Manning dan dengan cara coba-coba diperoleh kedalam air pada saat debit banjir 25 tahun (h) = 8,53 m.(tabel 1). Perhitungan tahapan standar dapat dilihat pada Tabel 2

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

224

Tabe

l 1

Perh

itung

an d

alam

air

sew

aktu

ban

jir

No

hb

Qi

km

AO

RQ

/k.I^

½A

^5 ⁄3O

^⅔A

^ 5 ⁄3

/O^⅔

hkri

tis

111

,03

2076

8,19

0,00

071

300,

528

1,43

44,6

66,

3096

0,99

1210

912

,60

960,

685,

31

28,

5330

768,

190,

0007

130

0,5

292,

2849

,07

5,96

960,

9912

897

13,4

296

0,93

4,05

39,

596

2576

8,19

0,00

071

300,

528

5,94

46,4

66,

1596

0,99

1243

412

,94

960,

924,

58

Tabe

l 2

Perh

itung

an T

ahap

an S

tand

ar (S

tand

ar st

ep m

etho

d) d

enga

n tit

ik k

ontro

l mua

ra su

ngai

lam

aQ

=76

8,19

m³/

dtB

=30

mn

=0,

0333

So =

0,00

071

m =

0,5

g =

9,81

m/d

t²

NoJa

rak

ΔXh

ZA

OR

VV²

/2g

ESf

Sfm

hfE

X(m

)(m

)(m

)(m

)(m

²)(m

)(m

)(m

/dt)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

12

34

56

78

910

11=5

+10

1213

1415

=11+

1416

10

05,

35,

317

3,05

41,8

54,

132,

071

0,21

95,

519

0,00

329

00

02

100

100

5,53

5,60

181,

1942

,37

4,28

2,11

90,

229

5,83

00,

0028

70,

0030

80,

3083

485,

827

100

360

050

06,

386,

7421

1,75

44,2

74,

782,

284

0,26

67,

001

0,00

181

0,00

234

1,17

103

7,00

160

04

1100

500

7,12

7,48

238,

9545

,92

5,20

2,41

60,

298

7,77

30,

0012

70,

0015

40,

7708

37,

772

1100

516

0050

07,

678,

0325

9,51

47,1

55,

502,

509

0,32

18,

346

0,00

100

0,00

114

0,56

805

8,34

116

006

2100

500

8,11

8,47

276,

1948

,13

5,74

2,58

00,

339

8,80

40,

0008

40,

0009

20,

4590

18,

805

2100

726

0050

08,

488,

8429

0,36

48,9

65,

932,

637

0,35

49,

189

0,00

072

0,00

078

0,38

979

9,19

426

008

3100

500

8,81

9,17

303,

1149

,70

6,10

2,68

70,

368

9,53

30,

0006

40,

0006

80,

3407

89,

530

3100

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

225

b. Titik kontrol Muara sungai baru (Jetty)Lebar rata-rata sungai (b) 20 m; kemiringan dinding sungai (m)m = 0,5; Kemiringan sungai (i) = 0,00071; kekasaran dinding( n) = 0,033 dan Debit (Q) 25 tahun = 769,19 m³/sekon. Dengan menggunakan rumus Manning dan dengan cara coba-coba diperoleh kedalam air pada saat debit banjir 25 tahun diperoleh dalam air (h) = 11,03 m.(Tabel 1). Perhitungan tahapan standar dapat dilihat Tabel 3.

Tabel 3. Perhitungan Tahapan Standar (Standar step method) dengan titik kontrol muara sungai baru (Jetty)

CARA TAHAPAN STANDAR (STANDARD STEP METHOD) Muara sungai barudi Batang Lumpo pada Kondisi Pasang Air Laut HHWL (0.93 m)

Q = 768,19 m³/dt B = 20 m n = 0,0333So = 0,00071 m = 0,5 g = 9,81 m/dt²

No Jarak ΔX h Z A O R V V²/2g E Sf Sfm hf E X(m) (m) (m) (m) (m²) (m) (m) (m/dt) (m) (m) (m) (m) (m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11=5+10 12 13 14 15=11+14 16

1 0 0 5,30 5,3 120,05 31,85 3,77 1,946 0,193 5,493 0,00775 0 0 02 100 100 5,87 5,94 134,63 33,13 4,06 2,047 0,214 6,155 0,00557 0,00666 0,665725 6,159 1003 200 100 6,347 6,42 147,08 34,19 4,30 2,127 0,231 6,649 0,00433 0,00495 0,49475 6,649 2004 300 100 6,73 6,80 157,25 35,05 4,49 2,188 0,244 7,045 0,00358 0,00395 0,39521 7,044 3005 400 100 7,05 7,12 165,85 35,76 4,64 2,237 0,255 7,376 0,00308 0,00333 0,33281 7,378 4006 600 200 7,52 7,66 178,68 36,82 4,85 2,306 0,271 7,933 0,00250 0,00279 0,55737 7,933 6007 1100 500 8,35 8,71 201,86 38,67 5,22 2,421 0,299 9,004 0,00177 0,00214 1,06757 9,001 11008 1600 500 9,11 9,47 223,70 40,37 5,54 2,520 0,324 9,789 0,00133 0,00155 0,77723 9,781 16009 2100 500 9,70 10,06 241,05 41,69 5,78 2,593 0,343 10,398 0,00109 0,00121 0,60509 10,394 2100

10 2600 500 10,19 10,55 255,72 42,79 5,98 2,651 0,358 10,903 0,00092 0,00100 0,50227 10,900 260011 3100 500 10,61 10,97 268,49 43,72 6,14 2,699 0,371 11,336 0,00081 0,00087 0,43275 11,336 310012 3600 500 10,98 11,34 279,88 44,55 6,28 2,741 0,383 11,718 0,00072 0,00076 0,38224 11,719 360013 4100 500 11,32 11,68 290,47 45,31 6,41 2,778 0,393 12,068 0,00065 0,00069 0,34320 12,061 4100

Hasil perhitungan dengan menggunakan titik kontrol muara sungai lama dan muara sungai baru (Jetty), pada lokasi 2.600 m dari muara sungai lama atau 400 m dari muara suangai baru, maka diperoleh penurunan muka air setinggi 1,71 m (Tabel 4)

Tabel 4, Kedalaman air sungai (h) dari muara sungai lama dan muara sungai baru (Jetty)

No UraianDalam air (h) dari lokasi muara sungai lama

dan muara sungai baru (m)0 100 400 600 1100 1600 2100 2600 3100

1

2

Muara sungai lama

Muara sungai baru

5.3

5,3

5,53

5,87

-

7,05

6,38

7,48

7,12

8,38

7,87

9,13

8,11

9,72

8,48

10,20

8,81

10,62

Gambar 5 Penurunan muka air pada jarak 2600 m dari muara sungai lama dan 400 m dari muara sungai baru (Jetty)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

226

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanDengan dibuatnya bangunan jetty pada Muara Baru yang terletak 2,2 km kearah selatan dari Muara Batang Lumpo lama di Batang Bayang, dan dengan perhitungan cara Tahapan standar diperoleh penurunan muka air banjir dua puluh lima tahunan (Q25tahun) setinggi 1,43 m.

RekomendasiUntuk mendapatkan penurunan muka air yang signifikan pekerjaan normalisasi sungai kearah hulu sangat diperlukan, hal ini disebabkan banyaknya belokan-belokan dan penampang sungai yang menyempit.

REFERENSI

Anggrahini, 2005. Hidrolika saluran terbuka, halaman 241-295. Penerbit Srikandi Surabaya

Bambang Triatmodjo, 2009. Hidrologi Terapan, halaman 183-196. Penerbit Beta Offset Yogyakarta

Departemen Pekerjaan Umum, 1994. Pedoman Perencanan Perbaikan Muara Sungai Perancangan Bangunan jetty

Kementrian Pekerjaan Umum, 2011. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 38 Tahun 2011 tentang Sungai

Kodoatie, Robert J dan Sugiyanto, 2002. Banjir- Beberapa penyebab dan metode pengendaliannya dalam perspektif Lingkungan. Cetakan 1, Penerbit Pustaka Pelajar, Yogyakarta

Kamiana, I Made, 2011. Teknik Perhitungan debit rencana bangunan air, halaman 124-130. Penerbit Graha Ilmu Yogyakarta.

Nikken Consultants,Inc, 2000. Review of design for package V and Evaluation of cobstruction river-mouth jetties

Ven Te Chow, 1984. Hidrolika Saluran Terbuka (Open Channnel Hydraulics), diterjemahkan oleh Suyatman et al., Halaman 217 – 263. Penerbit Erlangga Jakarta

227

REKAYASA MODEL ALOKASI AIR TAHUNAN WILAYAH SUNGAI LOMBOK (STUDI PERCONTOHAN DAS

JANGKOK)

Anang M. Farriansyah1*, Andreas Ronny Corsel2*, dan Galuh Rizqi Novelia1

1 HATHI NTB, noveliaf@yahoo.com2 Unit Alokasi Air, Balai Wilayah Sungai Nusa Tenggara I

*ronnycorsel@gmail.com

Intisari

Rencana alokasi air tahunan (RAAT) pada setiap wilayah sungai (WS) harus disusun dan ditetapkan sebagai acuan penyediaan air multi sektor di setiap daerah aliran sungai (DAS) utilitas. Dalam RAAT, setelah eliminasi ketersediaan air untuk kebutuhan pokok sehari-hari sebagai prioritas utama, sebagai pengguna terbesar maka kebutuhan air irigasi pertanian rakyat pada sistem irigasi yang sudah ada harus dituangkan dalam rencana tata tanam tahunan (RT3). RT3 ditentukan dari pemilihan alternatif awal tanam yang memberikan nilai intensitas tanam padi dan tahunan (CI) terbesar sebagai faktor target dan jumlah periode defisit air (NDEF) terkecil sebagai faktor resiko. Model alokasi air (VBA-excel) dirancang untuk menganalisis neraca air di setiap grup headwork dalam water district (WD) pada setiap DAS. Model akan mensimulasikan secara dinamik alokasi air ”proporsional dan merata” di setiap intake irigasi pada seluruh WD guna menghasilkan nilai rasio CINDEF terbesar. Dari rekayasa model di DAS Jangkok – WS Lombok, di mana terdapat 7 HW irigasi dan 2 HW suplesi lintas DAS yang dikelompokkan menjadi 4 WD, total sawah irigasi 2725 ha, pada forecast 2014/2015 (awal musim hujan Okt II dan sifat hujan normal, BMKG) didapat hasil optimal (CINDEF terbesar) berupa awal tanam Nov I – Nov II , intesitas tanam 296% (padi 100% - padi 99% ; pal 1% - pal 96%) dan defisit maksimum 15% selama 6 periode. Output tersebut dibandingkan dengan realita lapangan yaitu awal tanam Okt II – Nov I , intensitas tanam 300% (padi 100% - padi 100% - pal 100%) dan defisit distribusi air di jaringan irigasi < 20% sehingga dinyatakan tidak berbeda signifikan. Untuk aplikasi model seluruh DAS utilitas cukup dilakukan penyesuaian algoritma atas pembagian WD, jika terdapat waduk, maka kapasitas aktif dan volume one year return dijadikan sebagai kendala.

Kata Kunci: forecast, Jangkok, kebutuhan, ketersediaan, tata tanam.

PENDAHULUAN

Sebagaimana pasal 71 dan seterusnya dalam Peraturan Pemerintah RI Nomor 42 tahun 2008 tentang Pengelolaan Sumber Daya Air (SDA), bahwa setiap WS harus memiliki rencana penyediaan sumber daya air tahunan (rencana alokasi air tahunan atau RAAT) untuk direkomendasikan oleh wadah koordinasi pengalolaan SDA

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

228

yang kemudian ditetapkan oleh Menteri/Gubernur/Bupati sesuai kewenangannya. Sehubungan penyusunan RAAT WS dimaksud oleh pengelola SDA WS perlu melakukan optimasi alokasi air yang memperhatikan ketersediaan air sekaligus prioritas dan kebutuhan air sepanjang tahun tinjauan mendatang. Penyusunan RAAT untuk mewujudkan rencana tata tanam tahunan (RT3) yaitu dengan membuat rekayasa model secara simulasi optimasi dinamik dengan target proporsional dan pemrataan. RT3 menganalisis ketersediaan air dan kebutuhan air irigasi sepanjang 24 periode setengah bulanan dalam setahun, bertujuan memaksimumkan luas tanam dari waktu tanam terbaik dan periode defisit terkecil.

Dalam hal domain WS strategis nasional, WS Lombok (luas 4.738 km2, 197 DAS, 3,04 juta jiwa, 4 kabupaten dan 1 kota) terdapat sebagian besar sungai yang bersumber dari kawasan Segara Anak (G. Rinjani) yang mengalir ke segenap penjuru dengan sebaran potensi air permukaan yang beragam. Berdasarkan Pola Pengelolaan Sumber Daya Air WS Lombok tahun 2010 – 2030 bahwa total ketersediaan air permukaan andalan (80% probabilitas) 2,84 Mm3 sedangkan kebutuhan air multi sektor tahun 2010 – 2015 adalah 1,96 Mm3 (irigasi 77,50%, RKI 15,72%, perikanan dan peternakan 6,61%). Secara umum tampak surplus, namun secara spot di setiap HW maupun DAS cenderung tidak merata dan defisit.

Sebagaimana historis, bahwa NTB sebagai salah satu lumbung padi nasional, target luas tanam tahun 2012/2013 dari Dinas Pertanian Tanaman Pangan dan Holtikultura (DPTPH) Provinsi NTB seluas 285.382 ha terdiri dari 190.173 ha padi sawah dan 95.209 ha palawija (dominan kedelai/jagung), dengan peningkatan target luas tanam padi antara tahun 2011/2012 dan 2012/2013 sebesar 4,27%. Target demikian diutamakan pada DI (daerah irigasi) Pemerintah dan Pemerintah Daerah seluas 109.676 ha dan DI Desa seluas 25.788 ha.

Untuk rekaya model alokasi air dalam rangka RT3 itu, digunakan DAS Jangkok. DAS dengan luas 170 km2, panjang sungai utama 49 km melintas Kab. Lombok Barat dan Kota Mataram (11 kecamatan, 26 desa/kelurahan, 208.000 jiwa). Sifat aliran sungai tergolong phereneal bersumber dari hujan setahun 771-2.544 mm dan 10 titik mata air debit 2.591 lt/s. Total ketersediaan air yang dapat dimanfaatkan normal sebesar 189 juta m3. Di sungai Jangkok terdapat 7 DI seluas 2725 ha dengan 9 bangunan air (headwork) terdiri dari 7 bendung irigasi dan 2 bendung suplesi HLD. Adapun kebutuhan air normal total mencapai 90 juta m3 terdiri dari PDAM 19 juta m3, irigasi 71 juta m3 dan suplesi irigasi ke DAS kering melalui saluran High Level Diversion (HLD) 60 juta m3.

Rekayasa model yang menirukan sistem Jangkok akan mengoptimasi ketersediaan air dan kebutuhan air di setiap HW yang dikelompokkan menjadi WD dengan tujuan mendapatkan awal tanam berdasarkan nilai intensitas tanam terbesar dan periode defisit terkecil (rasio CINDEF), di mana setiap kombinasi awal tanam dari setiap WD akan dianalisis secara rinci dan iteratif menghasilkan penjatahan air proportional dan equal.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

229

Gambar 1. Peta Situasi DAS Jangkok (inset: WS Lombok)

METODOLOGI

Untuk merencanakan suatu sistem skala besar dapat dilakukan dengan penyederhanaan atau idealisasi menggunakan sebuah rekayasa model. Menurut Loucks dkk (1981), dua pendekatan dasar dalam rekayasa model perencanaan yaitu simulasi dan optimasi. Model optimasi yang kompleks hingga sulit dianalisis secara langsung dapat menggunakan cara simulasi sehinga dapat memberikan hasil yang lebih relevan dalam waktu yang lebih singkat. Teknik optimasi ini juga dapat disebut sebagai suatu model pengambilan keputusuan dengan sistematika kerja membandingkan keputusan-keputusan yang ada untuk memperoleh alternatif terbaik. Dalam optimasi terdapat variabel keputusan, fungsi kendala dan fungsi tujuan. Optimasi simulasi-dinamik merupakan kombinasi teknik optimasi yang menggunakan simulasi dan program dinamik. Program dinamik digunakan untuk merangkum multi tujuan dari berbagai kendala pada setiap tahapan dalam hidrosistem.

Rekayasa model menggunakan teknik iterasi numerik (0 sampai 1) untuk mendapatkan nilai optimal dari suatu tujuan atau terminasi tertentu di setiap WD agar mencapai hasil konvergen dan tidak jauh melenceng dari kondisi riil.

Persamaan water balance diasumsikan berbasis water district, yaitu pengelompokkan HW dalam DAS berdasarkan tipe bangunan pengambilan air dan topografi. RT3 dicari dengan mendapatkan equalisasi water district terlebih dahulu di mana hasil equalisasi menjadi salah satu kendala dalam penentuan pola tata tanam terbaik. Mesin RT3 menentukan PTT optimal di setiap HW dalam DAS

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

230

Gambar 2. Flowchart Optimasi Rencana Tata Tanam Tahunan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

231

tanpa mengombinasikannya dengan goal produksi/benefit, karena memandang SDA lebih berfungsi sosial (air minum dan irigasi irigasi pertanian rakyat) dan lingkungan hidup (pemeliharaan sungai), sekaligus pertimbangan NTB sebagai salah satu daerah target produksi padi nasional, baru kemudian fungsi ekonomi.

Prosedur perekayasaan model optimasi mencakup (berikut flow chrat) :

1. Persamaan perhitungana. QR <= QA ; QR <= QD ; QR <= QC, QS >= QMb. Indeks pemberian air RDR = QR/QD di mana RDR = 0 sampai 1 (iterasi)c. Defisit, kekurangan air atas kebutuhan air yaitu:

DEF = (QD-QR) / QDd. Debit limpah, QS = QA – QRe. Ketersediaan air lokal (QL) antara 2 HWf. Kebutuhan air tanaman di sawah (NFR) = f (hujan, ETA, perkolasi P)

dengan metode KP irigasi, sedangkan QD irigasi = f (luas sawah irigasi AI, blok golongan dan efisiensi irigasi)

2. Asumsia. Tidak terjadi returnflowirigasi.b. Kebutuhan air kolam ikan dianggap mengikuti trend irigasi dan tidak ada

air yang terbuang dari kolam ikan ke sistem lainnya di luar DAS.c. Debit mata air adalah merata (flat) dan ditambahkan sebagai debit tersedia

(QL).d. Hujan merata di seluruh WD ditentukan dengan metode Isohyet.e. Debit PLTM tidak dimasukkan ke dalam perhitungan QD, turbin akan

bergerak jika terdapat air limpahan yang sesuai dengan ijin pemakaian air (1 – 5 m3/s).

3. Net Field Requirement atau NFR (padi - padi, pal - pal) berdasarkan KP Irigasi dihitung dalam 7 alternatif awal tanam mulai Oktober I hingga Desember I dengan 2-3 golongan.

4. Kebutuhan air PDAM merata (flat) dimasukkan sebagai salah satu input QD.

5. Optimasi alokasi air tahunan dengan input data berupa QL, QC, QM, NFR, AI, EI setiap WD dan output berupa CI, AI, defisit dan QD setiap WD.

6. Goal berupa :a. Goal terdiri dari goal terminasi dan goal total. b. Goal terminasi, terpenuhi QM (maintenance/debit pemeliharaan sungai)

tanpa GAP defisit antar HWc. Goal total, tercapainya neraca air seimbang (water balance) tiap periode di

setiap WD.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

232

Jika goal optimal tercapai yaitu nilai CINDEF terbesar dari sejumlah k kombinasi awal tanam, didapat luas tanam dan kebutuhan air di tiap WD yang kemudian secara linier proporsional menentukan rencana tanam di setiap HW dalam WD.

7. Menyusun program model matematis ke dalam code VBA-excel.

8. Menguji logika model dan menyesuaikan kembali (jika perlu).

9. Menguji kinerja model yaitu output berupa rencana tata tanam optimal dibandingkan lapangan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari uji kinerja mesin, diperoleh antara lain:

1. Pada uji coba di DAS Jangkok skenario forecast 2014/2015, mesin mampu melakukan simulasi dinamik sampai didapat goal optimal yaitu rasio CINDEF maksimum mencapai 298%

2. Berdasarkan hasil optimasi pada kondisi forecast diperoleh rencana tata tanam tahunan yaitu CI total 296% (padi-padi-padlawija) pada awal tanam Okt II - Nov I dengan luas tanam 8066 ha dari luas lahan irigasi 2725 ha di mana CI padi mencapai angka 100% pada MT1 dan 99% MT2. Defisit maksimum 15% periode May II pada WD 3.

3. Rencana tata tanam tahunan yang diperoleh dari hasil kinerja mesin jika dibandingkan dengan realita lapangan yaitu intensitas tanam 300% (padi 100% - padi 100% - pal 100%) dinyatakan tidak berbeda secara signifikan.

KESIMPULAN DAN SARAN

1. Berdasarkan uji logika model bahwa logika model wajar dan dapat diterima, model dapat bekerja meratakan alokasi air sampai defisit terkecil guna menghasilkan nilai CINDEF terbesar.

2. Pada kondisi rencana alokasi air tahunan 2014/2015 dengan rekap hasil:

a. Total kebutuhan air PDAM (850 lt/s, 24 periode, 365 hari) dapat terpenuhi.

b. Total kebutuhan air irigasi (89 juta m3, 24 periode, 365 hari) dengan awal tanam Okt II – Nov II total luas areal irigasi 2725 ha dan total intensitas tanam 296% (padi-padi-padlawija) di seluruh HW di DAS Jangkok (7 bendung DI) dapat terpenuhi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

233

3. Model dapat digunakan untuk menunjang kebutuhan operasional alokasi air real time dengan penyesuaian WD ke HW, namun perlu dilakukan pembenahan/pengadaan/kalibrasi alat ukur dan alat atur demi mendukung kuantitas dan kualitas input data.

4. Rekayasa model serupa, dengan modifikasi sesuai karakter sistem SDA DAS, dapat diterapkan di DAS utilitas lainnya, jika terdapat waduk, maka kapasitas aktif dan volume one year return dijadikan sebagai kendala.

REFERNSI

Anonim, (1998). Pedoman Pengalokasian Air. Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

Loucks, DP., Stedinger, JR., Douglas, AH., 1981. Water Resource Systems Planning and Analysis. Prentice Hall.

Soemarto, CD., 1987. Hidrologi Teknik. Jakarta : Penerbit Usaha Nasional.

Soewarno, 1995. Hidrologi, Aplikasi Metode Statistik Untuk Analisa Data, Jilid 2. NOVA, Bandung.

Subdit Perencanaan Teknis Dirjen Pengairan, 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-01. CV. Galang Persada : Bandung.

Suhardjono, 1994. Kebutuhan Air Tanaman. Bagian Penerbitan ITN, Malang.

234

RANCANGAN MODEL DEBIT PUNCAK BANJIR BERDASARKAN FAKTOR BENTUK DAS

Dandy Achmad Yani1, Lily Montarcih Limantara2*, dan Mohammad Bisri2

1Program Doktor Teknik Sumberdaya Air, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Malang2Jurusan Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Malang

*lilymont2001@gmail.com

Intisari

Kurangnya ketersediaan data hidrograf merupakan kendala bagi perencanaan bangunan air. Kendala ini menjadikan model-model Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) akan memberikan manfaat yang cukup besar. Idealnya setiap DAS mempunyai Hidrograf Satuan dengan ciri tertentu. Studi ini bertujuan untuk mengamati karakteristik hidrograf pengamatan di tiap DAS dan semua DAS di Propinsi Sulawesi Selatan. Namun tujuan utama studi ini adalah membuat rancangan model HSS antara lain persamaan debit puncak banjir (Qp) dan waktu mencapai puncak banjir (Tp) yang antara lain merupakan fungsi dari luas DAS (A), panjang sungai terpanjang (L), dan faktor bentuk DAS. Faktor bentuk DAS merupakan rasio dari keliling (K) dan luas area (A) DAS. Analisis model menggunakan regresi dengan berbagai alternatif. Faktor bentuk DAS (FD) diharapkan mempunyai hubungan linear dengan parameter hidrograf satuan sintetis.

Kata Kunci: debit puncak banjir, waktu mencapai puncak, luas DAS, panjang sungai terpanjang, faktor bentuk DAS

PENDAHULUANKurangnya ketersediaan data hidrograf merupakan kendala bagi perencanaan bangunan air. Ketidaktersediaan data tersebut dapat disebabkan antara lain karena alat pencatatnya rusak, kelalaian petugas, data rusak sehingga tidak terbaca atau hilang (Sobriyah et al., 2001) atau memang belum terpasang alat pencatatnya. Kendala ini menjadikan model-model Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) akan memberikan manfaat yang cukup besar. HSS dapat memberikan informasi penting untuk keperluan evaluasi keamanan bangunan air (hydraulic structures) dan resiko yang didasarkan pada perencanaan (Tung et al., 1995). Di kalangan praktisi, penerapan model tersebut dimaksudkan untuk menganalisis banjir rancangan (designflood) dengan masukan data hujan. Namun demikian, sejauh ini para praktisi di Indonesia masih sangat fanatik menggunakan HSS Nakayasu, karena dipandang paling praktis, padahal penerapan model tersebut untuk Pulau Jawa masih memerlukan kalibrasi beberapa parameter (Hoesein dan Montarcih, 1993a). Beberapa praktisi menggunakan HSS Gama I walaupun model tersebut memerlukan 10 jenis data fisik DAS antara lain luas DAS (A), panjang alur sungai utama (L), panjang alur sungai ke titik berat DAS (Lc), kelandaian/ slope (s), kerapatan jaringan kuras (D), faktor

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

235

sumber (SF), frekuensi sumber (SW), luas DAS sebelah hulu (RUA), faktor simetri (SIM), dan jumlah pertemuan sungai (JN). Sementara Limantara (2006) mencoba untuk membuat model HSS Limantara yang relatif sederhana dengan memasukkan faktor fisik DAS yang didefinisikan secara eksak antara lain panjang sungai utama: L, luas DAS: A, kemiringan rerata sungai: S, koefisien kekasaran DAS: n, panjang sungai dari titik berat DAS ke outlet: Lc. Namun demikian, HSS Limantara pun mempunyai keterbatasan tertentu. Mengingat model-model HSS diteliti dan dibentuk di daerah yang karakteristik DAS-nya jauh berbeda dengan DAS terapan, maka seringkali memberikan hasil analisis yang kurang akurat. Akibat lebih lanjut akan menimbulkan dampak ketidakefisienan dalam penentuan dimensi bangunan air. Kondisi hidrologi di setiap daerah adalah khas, sehingga tidak semua cara dan konsep yang ada dapat digunakan untuk memecahkan masalah hidrologi di setiap DAS (Sri Harto, 1993).

Faktor bentuk DAS (FD) memberikan harapan yang baik untuk digunakan dan dikembangkan lebih lanjut dalam permodelan HSS (Suwignyo, 2001). Faktor bentuk DAS merupakan karaktersitik fisik DAS dan didefinisikan sebagai nilai banding antara keliling batas DAS (km) terhadap luas DAS (km2). Dengan mengamati faktor bentuk DAS, maka dapat dibuat model parameter HSS antara lain Debit Puncak (Qp) dan Waktu Puncak (Tp) yang merupakan fungsi dari faktor bentuk DAS dan beberapa parameter lain seperti panjang sungai terpanjang (L) dan luas DAS (A). Untuk kasus-kasus yang ideal perlu dilakukan kalibrasi parameter-parameter model berdasarkan karakteristik DAS yang bersangkutan (Nandakumar dan Mein, 1997).

Studi ini akan dilakukan dengan rencana tahapan sebagai berikut: 1) Alihragam stage hydrograph menjadi discharge hydrograph; 2) Menganalisis distribusi hujan jam-jaman; 3) Melakukan pemisahan aliran dasar dari hidrograf diperlukan untuk memperoleh hidrograf aliran langsung; 4) Menganalisis kehilangan air. Jenis kehilangan air meliputi intersepsi, penguapan, infiltrasi, dan tampungan di cekungan dan yang terbesar adalah infiltrasi; 5) Menurunkan hidrograf satuan; 6) Memperhitungkan kriteria akurasi model.

METODOLOGIStudi ini dilakukan di wilayah sungai Walanae-Cenranae yang meliputi 39 DAS. Lokasi studi disajikan pada Gambar 1.

Masing-masing DAS dicari hidrograf satuan pengamatannya. Hidrograf satuan pengamatan untuk semua DAS, didapat dengan merata-rata ordinat hidrograf satuan pengamatan pada jam yang sama, debit puncak dan waktu untuk mencapai debit puncak, dengan tahapan sebagai berikut:

1. Menghitung waktu puncak rata-rata dan debit puncak rata-rata. 2. Menghitung hidrograf satuan pengamatan tak berdimensi (t/TP dan Q/Qp)

untuk masing-masing DAS. 3. Menghitung hidrograf satuan pengamatan rata-rata tak berdimensi. 4. Menghitung hidrograf satuan pengamatan (hidrograf satuan observasi) rata-

rata.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

236

Gambar 1. Wilayah sungai Walanae-Cenranae

Permodelan debit puncak dan waktu untuk mencapai puncak banjir

Pembuatan model debit puncak dan waktu puncak pada studi ini didasarkan pada luas DAS (A), panjang sungai terpanjang (L), dan 2 (dua) karakteristik fisik DAS, yaitu rasio antara keliling DAS (K) dan luas DAS (A). Analisis pembuatan model menggunakan cara regresi dengan beberapa alternatif berdasarkan variabel bebas yang digunakan (lima, empat, tiga, dua dan satu variabel bebas). Dalam analisis ini, debit puncak (Qp) merupakan variabel tetap, sedangkan karakteristik fisik DAS (A, L, dan FD) merupakan variabel bebas. Dengan demikian akan dihasilkan banyak alternatif. Pemilihan model didasarkan pada model yang rasional dengan kriteria sebagai berikut (Soewarno, 1991):

1. Variabel bebas dan variabel tidak bebas mempunyai hubungan korelasi yang cukup kuat, dengan koefisien korelasi r antara 0,60 – 1,00 dan koefisien determinasi (R2) terbesar.

2. Nilai perkiraan kesalahan standar (SEY) terkecil.3. Terdapat pengaruh nyata antara variabel bebas dengan variabel tidak bebas,

dalam model regresi digunakan Uji-F.4. Tes penyimpangan pada model hidrograf terpilih berdasarkan hidrograf

satuan pengamatan dengan tingkat penyimpangan cukup rendah.

Kriteria pemilihan sampel atau data untuk masing-masing DAS adalah sebagai berikut:

1. Tersedia stasiun hidrometri (AWLR) dan di dalam atau sekitar DAS terdapat stasiun hujan otomatis (ARR), luas DAS < 5000 km2.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

237

2. Faktor fisik DAS memiliki jenis tanah relatif homogen, demikian pula dengan karakteristik hidrologi bahwa hujan tahunan juga homogen. Dengan demikian bentuk hidrograf relatif serupa.

3. Hidrograf harus dipilih yang berpuncak tunggal, yang disebabkan oleh hujan jam-jaman. Waktu hujan dan hidrograf harus bersesuaian. Jika terdapat beberapa hidrograf yang memenuhi persyaratan tersebut, maka akan dilakukan perataan hidrograf dengan catatan hidrograf tersebut tetap mewakili puncak tertinggi untuk DAS yang bersangkutan.

Sedangkan data sekunder yang diperlukan adalah sebagai berikut:1. Peta DAS dengan skala minimum 1 : 500.000.2. State Hydrograph dari stasiun AWLR termasuk lengkung debit yang

bersangkutan.3. Hujan jam-jaman dari stasiun ARR dan hujan harian dari stasiun manual

untuk DAS yang tidak tersedia stasiun ARR.4. Data kemiringan sungai dan luas hutan yang disesuaikan dengan waktu

pengambilan data hidrograf pengamatan dan data hujan.

Hidrograf Satuan PengamatanHidrograf pengamatan yang dimaksud adalah hidrograf banjir yang merupakan hidrograf debit (discharge hydrograph), yaitu grafik hubungan antara debit terhadap waktu, yang didapat dari konversi hidrograf muka air dengan menggunakan persamaan umum sebagai berikut (Soewarno, 1991):

Q = c Hm ………………………………………………………… ............ (1)

denganQ : debit (m3/s}H : tinggi muka air (m)c, m : konstanta yang diperoleh dari kalibrasi langsung di lokasi pos duga

air Hidrograf satuan mempunyai andaian pokok dan didasarkan pada landasan pemikiran, yaitu (Sri Harto, 1993):

1. Hidrograf satuan ditimbulkan oleh hujan yang terjadi merata di seluruh DAS (evently spatial distribution)

2. Hidrograf satuan ditimbulkan oleh hujan yang terjadi merata selama waktu yang telah ditetapkan (constant intensity).

3. Ordinat hidrograf satuan sebanding dengan volume hujan yang menimbulkannya (linier system).

4. Tanggapan DAS tidak bergantung dari waktu terjadinya masukan hujan (time invariant).

5. Waktu mulai puncak hidrograf satuan sampai akhir hidrograf limpasan langsung selalu tetap (tidak memandang besarnya tingkat intensitas hujan).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

238

Permodelan MatematikaDalam proses hidrologi banyak parameter yang terkait, sehingga dalam praktek sering dilakukan upaya untuk memperoleh hubungan fungsional antara satu parameter tak bebas (y) dengan beberapa parameter proses (x) berupa faktor-faktor fisik DAS. Untuk itu digunakan regresi berganda (Sri Harto, 1993) yaitu:

y = a0 + a1 * x1 + a2 * x2 + ……….. + ai * xi + error ................................... (2)

dengany : variabel tak bebasa0, a1 … dst : koefisienx : variabel bebaserror : kesalahan

Untuk mengantisipasi heteroskedasitas (variasi residual tidak sama untuk semua pengamatan), maka perlu dilakukan transformasi logaritma. Mulyantari (1993) menyatakan bahwa y harus bernilai nol jika parameter fisik DAS bernilai nol. Dengan demikian diperlukan transformasi logaritma ( Y = ln y dan X = ln x), sehingga:

Y = ea0 . X1a1 . X2

a2 . X3a3 . ... Xi

ai .............................................................. (3)

Persyaratan analisis regresi adalah (Soewarno, 1991):a. Tiap parameter adalah homogen, semua data diukur dengan cara yang sama. b. Nilai-nilai parameter diukur tanpa kesalahan, yang merupakan kejadian acak

dan saling tidak berhubungan. c. Jumlah data minimal adalah (N+2) di mana N adalah jumlah parameter bebas.

Sedangkan pemilihan model regresi terbaik didasarkan pada kriteria sebagai berikut (Sri Harto, 1993 dan Soewarno, 1991):

a. Koefisien korelasi gabungan atau koefisien determinasi terbesar.b. Tidak terjadi hubungan (korelasi) antara setiap parameter bebas.c. Terdapat pengaruh nyata antara parameter bebas dengan parameter tak bebas.d. Jika digambarkan hubungan antara sisa (residual) dengan salah satu parameter,

maka tidak menunjukkan suatu kecenderungan (trend).e. Jika dilakukan rekalkulasi, maka diperoleh koefisien korelasi linier terbesar

atau pencaran nilai-nilai observasi dan estimasi berada dalam kisaran garis lurus.

HASIL DAN PEMBAHASANBerdasarkan hidrograf banjir pengamatan dianalisis hidrograf satuan pengamatan untuk masing-masing DAS dengan menggunakan metode Collins. Data hidrograf banjir (dari analisis AWLR) yang dipakai untuk menurunkan hidrograf satuan pengamatan dari masing-masing DAS dipilih yang tertinggi dan berpuncak tunggal. Periode waktu AWLR (data hidrograf banjir) harus sama dengan data ARR (data hujan jam-jaman) untuk tiap DAS. Namun demikian, tidak diperlukan waktu yang

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

239

homogen antar DAS karena sasaran dari analisis hidrograf adalah untuk aliran tinggi. Oleh sebab itu, data untuk analisis harus mempunyai nilai ekstrim seoptimal mungkin antara lain dengan mengambil hidrograf banjir dengan puncak tertinggi di tiap DAS.

Dengan debit puncak banjir (Qp) dan waktu mencapai puncak banjir (Tp) sebagai variabel bebas dan luas DAS (A), panjang sungai terpanjang (L), dan faktor bentuk DAS yaitu rasio antara keliling DAS (K) dan luas DAS (A) sebagai variabel tergantung, akan dihasilkan beberapa alternatif persamaan regresi. Pemilihan model didasarkan pada rasionalisasi model dan kriteria seperti di atas. Asdak (1995) mengatakan bahwa semakin panjang sungai, maka jarak antara tempat jatuhnya hujan dengan outlet semakin besar, sehingga waktu yang diperlukan air hujan untuk mencapai outlet lebih lama dan dengan demikian akan menurunkan debit puncak. Hal ini disebabkan karena makin panjang sungai makin banyak memberikan kesempatan bagi air hujan untuk mengalir sebagai limpasan sehingga jumlah kehilangan air semakin besar. Berdasarkan pernyataan tersebut berarti makin panjang sungai akan menghasilkan debit puncak banjir makin kecil. Memang benar seperti yang dikatakan Asdak (1995) bahwa semakin panjang sungai akan menyebabkan kehilangan air makin besar, namun prosentase kehilangan air tersebut sangat kecil dibandingkan dengan besarnya debit puncak banjir, mengingat yang dibicarakan dalam kasus ini adalah aliran-aliran tinggi. Di samping itu, semakin panjang sungai akan memberikan kesempatan air hujan tetap berada pada badan sungai, dalam arti kemungkinan untuk meluap sangat kecil. Dengan demikian untuk sungai yang relatif panjang, sangat dimungkinkan hampir semua air hujan yang jatuh ke sungai akan mencapai outlet, yang akan menaikkan debit puncak banjir.

Makin besar DAS akan menyebabkan makin lama pula limpasan mencapai outlet, sehingga lebar dasar hidrograf (lama limpasan) menjadi lebih panjang dan debit puncaknya akan berkurang (Sri Harto, 1995). Semakin luas suatu DAS akan menyebabkan distribusi hujan semakin tidak merata. Sifat ini bertentangan dengan konsep yang dikemukakan Sherman (1932) dalam Sri Harto (1993) bahwa hidrograf satuan merupakan hidrograf limpasan langsung yang dihasilkan oleh hujan efektif merata di DAS. Ukuran DAS menentukan patokan maksimum penggunaan hidrograf satuan. Sebenarnya ukuran yang pasti belum ada, namun menurut Soemarto (1995) diambil maksimum 5000 km2, seperti yang sementara akan dilakukan pada penelitian ini. Dengan demikian jika terjadi hujan merata dalam suatu DAS, maka makin besar DAS, limpasan akan cepat mencapai outlet dan akan menaikkan debit puncak banjir.

Faktor bentuk DAS (FD) didefinisikan sebagai rasio antara keliling DAS (K) dengan luas DAS (A) (km/km2). Faktor bentuk DAS bisa dipakai sebagai salah satu variabel dalam permodelan hidrograf satuan sintetis, di samping variabel luas DAS (A) dan panjang sungai terpanjang (L). Permodelan debit puncak (Qp) dengan salah satu variabel tergantung faktor bentuk DAS (FD) disusun dengan menggunakan teknik statistik regresi berganda. Jika hasil awal dari permodelan tidak memuaskan, selanjutnya dilakukan transformasi data ke logaritma dan data invers, dan jika hasilnya tetap tidak memuaskan, maka dilanjutkan dengan test homogenitas atau abnormalitas data yang mempunyai simpangan maksimum.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

240

Proses permodelan waktu untuk mencapai puncak banjir adalah sama dengan tahapan permodelan debit puncak banjir. Parameter permodelan terbaik dari Hidrograf Satuan Sintetis terpilih tergantung pada kriteria dari koefisien determinasi tertinggi yang dikalibrasi terhadap data hidrograf pengamatan. Uji kalibrasi dimaksudkan untuk mengetahui tingkat reliabilitas dari model untuk memprediksi harga parameter dari hidrograf satuan sintetis (HSS).

KESIMPULANBerdasarkan analisis di atas, dapat disimpulkan bahwa:

1. Permodelan hidrograf satuan sintetis (HSS) dengan variabel luas DAS (A), panjang sungai terpanjang (L), dan faktor bentuk DAS (FD) dan tentunya sesuai dengan kriteria dari koefisien determinasi dan mempunyai sensitivitas yang cukup tinggi.

2. Faktor bentuk DAS (FD) mempunyai hubungan linear yang kuat dengan parameter hidrograf satuan sintetis (HSS)

REFERENSIAsdak, C., 1995. Hidrologi dan Pengelolaan DAS, University Press, Gajah Mada

Yogyakarta.Fransiska Mulyantari, 1993. Modifikasi Hidrograf Satuan Sintetis Segitiga Untuk

‘Small Watershed’ Di Wilayah Sungai Bengawan Solo, Jurnal Litbang Pengairan. No. 26 th.7-KW.IV hal. 48

Nandakumar, N dan R.G. Mein, 1997. Uncertainty in Rainfall-Runoff Model Simulations And The Implications for Predicting the Hydrologic Effect of Land-Use Change, Journal of Hydrology 192: 211-232

Sobriyah Sudjarwadi, Sri Harto Br, Djoko Legono, 2001. Input Data Hujan Dengan Sistem Grid Menggunakan Cara Pengisian dan Tanpa Pengisian Data Hilang pada Sistem Poligon Thiessen. Proc. Kongres VII & Pertemuan Ilmiah Tahunan (PIT) XVIII HATHI, Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Unibraw Malang, Vol. II, hal. 66-76.

Soewarno. 1991. Hidrologi – Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai –Hidrometri, Nova Bandung.

Sri Harto. 1993. Hidrologi: Teori, Soal, Penyelesaian, Nafiri Offset. YogyakartaSoewignyo. 2001. Kajian Pengaruh Faktor Bentuk DAS Terhadap Parameter

Hidrograf Satuan Sintetik Sungai-Sungai di Jawa Timur. Proc. Kongres VII & Pertemuan Ilmiah Tahunan (PIT) XVIII HATHI, Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Unibraw Malang, Vol. II, hal. 98-103.

Tung, B. Z.; Yeh, Y.K.; Chia, K. dan Chuang, J. Y.. 1997. Storm Resampling for Uncertainty Analysis of a Multiple-Storm Unit-Hydrograph, Journal Of Hydrology 194: 366-384

241

REKAYASA LERENG BREAKWATER SEBAGAI SOLUSI MENGATASI KELANGKAAN BATU UKURAN BESAR

LAPIS LINDUNG

Muhammad Arsyad Thaha1 dan Haeruddin C. Maddi2

1 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, anggota HATHI Sulawesi Selatan, athaha_99@yahoo.com

2 BBWS Pompengan-Jeneberang, anggota HATHI Sulawesi Selatan

Intisari

Penelitian ini bertujuan mendapatkan solusi mengatasi kelangkaan batu pecah berukuran besar yang dibutuhkan sebagai lapis lindung rubble mound breakwater berdasarkan metode Hudson dengan cara melakukan rekayasa profil lereng hingga diperoleh profil stabil pada ukuran batu yang lebih kecil. Penelitian model fisik dengan skala 1:20 dilakukan di Laboratorium Hidrolika dan Teknik Pantai, Jurusan Sipil, Unhas. Model pemecah gelombang sisi miring dengan kemiringan 1:2 dibuat dari batu pecah dengan ukuran diameter batu berkisar 0.475 cm - 0.95 cm, disimulasikan dalam 2 macam kedalaman (d), tiga macam tinggi dan periode gelombang (Hi & T) dengan jumlah gelombang berkisar 1000-4000. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lereng pemecah gelombang yang diuji mencapai kondisi stabil dengan profil yang mengikuti persamaan y = -ax3-bx+c, dimana a, b dan c adalah faktor-faktor yang merupakan fungsi dHi/L2. Faktor c adalah faktor kedalaman relative (d’/d). Persamaan yang diperoleh dapat digunakan dalam perencanaan bangunan pemecah gelombang rubble mound type lereng berprofil dengan batuan berukuran lebih kecil.

kata kunci : pemecah gelombang, rubble mound, profil lereng, stabil.

LATAR BELAKANG

Pemecah Gelombang Rubble Mound dengan menggunakan material batu pecah berukuran besar (D > 40 cm) yang di hitung berdasarkan persamaan Hudson (SPM, 1984) seringkali menemui kendala pada fase konstruksi yaitu sulitnya mendapatkan ukuran batu tersebut di lapangan. Solusi yang bisa ditempuh adalah menggunakan batu buatan seperti tetrapod, doloz, a-jack, x block dll., dengan konsekwensi biaya yang tinggi dan waktu pembuatan yang lama. Hal ini disebabkan persamaan Hudson ditujukan untuk desain struktur yang memiliki stabilitas statis (statically stable structure) dimana tidak diperkenankan terjadinya kerusakan sedikitpun. Untuk mengurangi berat batuan, desain struktur pemecah gelombang dapat menggunakan konsep struktur dengan stabilitas dinamis (dynamically stable structure) dimana diperkenankan terjadinya kerusakan sampai batas-batas tertentu sampai terjadi suatu keseimbangan profil yang tidak akan berubah sampai diterpa gelombang yang lebih besar dari gelombang besar yang pernah terjadi sebelumnya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

242

Sebagai negara yang termasuk dalam 4 negara dengan panjang pantai terbesar di dunia, Indonesia seyogyanya mengembangkan inovasi-inovasi baru dalam mengatasi permasalahan tersebut. Penelitian ini adalah salah satu langkah inovatif mendapatkan metode disain pemecah gelombang dengan menggunakan konsep struktur stabil dinamis (dynamically stable structure). Batuan pecah berukuran lebih kecil yang banyak tersedia di alam dikaji untuk dapat digunakan melalui rekayasa profil lereng. Konsep struktur pemecah gelombang dengan stabilitas dinamis telah diteliti oleh peneliti-peneliti sebelumnya, antara lain Van Der Meer dan Koster (1988), Rao, dkk (2004), Mandal, dkk (2012) dengan membuat model prototype pemecah gelombang tipe berm. Frans Rabung dan Jon B Hinwood (1993) melakukan studi di King Island Grassy Rouble Mound dengan melakukan percobaan dengan model fisik berm breakwater.

METODOLOGI STUDI

Penelitian model fisik skala 1:20 dilakukan di Laboratorium Hidrolika Jurusan Teknik Sipil Universitas Hasanuddin dengan menggunakan multi purpose tilting flume dengan panjang 15 m, lebar 0,30 m dan tinggi 0,50 m dilengkapi dengan motor pembangkit gelombang. Model breakwater bentuk trapezium dari susunan batu pecah berukuran (D) berkisar 0.475 cm - 0.95 cm, dipasang dengan kemiringan lereng 1:2, disimulasikan pada 2 macam kedalaman air (d = 17,5 cm dan d = 19,5 cm) oleh masing-masing 3 macam tinggi dan periode gelombang (H berkisar 6 cm – 10 cm & T berkisar 1,3 sekon – 1,8 sekon) dengan jumlah gelombang berkisar 1000-4000 hingga mencapai kondisi lereng stabil. Akuisisi data gelombang menggunakan data logger dan bentuk profil lereng stabil diukur melalui titik-titik koordinat x & y untuk setiap percobaan. Letak model dalam saluran gelombang dan bagian-bagian dari peralatan uji model disajikan dalam Gambar 1..

Sebagai Negara yang termasuk dalam 4 negara dengan panjang pantai terbesar di dunia, Indonesia seyogyanya mengembangkan inovasi-inovasi baru dalam mengatasi permasalahan tersebut. Penelitian ini adalah salah satu langkah inovatif mendapatkan metode disain pemecah gelombang dengan menggunakan konsep struktur stabil dinamis (dynamically stable structure). Batuan pecah berukuran lebih kecil yang banyak tersedia di alam dikaji untuk dapat digunakan melalui rekayasa profil lereng. Konsep struktur pemecah gelombang dengan stabilitas dinamis telah diteliti oleh peneliti-peneliti sebelumnya, antara lain Van Der Meer dan Koster (1988), Subba Rao, Pramod C.H and Rao,,BK (2004), Sukomal Mandal, Subba Rao, Harish N, Lokesha (2012) dengan membuat model prototype pemecah gelombang tipe berm. Frans Rabung dan Jon B Hinwood (1993) melakukan studi di King Island Grassy Rouble Mound dengan melakukan percobaan dengan model fisik berm breakwater. METODOLOGI STUDI Penelitian model fisik skala 1:20 dilakukan di Laboratorium Hidrolika Jurusan Teknik Sipil Universitas Hasanuddin dengan menggunakan multi purpose tilting flume dengan panjang 15 m, lebar 0,30 m dan tinggi 0,50 m dilengkapi dengan motor pembangkit gelombang. Model breakwater bentuk trapezium dari susunan batu pecah berukuran (D) berkisar 0.475 cm - 0.95 cm, dipasang dengan kemiringan lereng 1:2, di simulasikan pada 2 macam kedalaman air (d = 17,5 cm dan d = 19,5 cm) oleh masing-masing 3 macam tinggi dan periode gelombang (H berkisar 6 cm – 10 cm & T berkisar 1,3 dtk – 1,8 dtk) dengan jumlah gelombang berkisar 1000-4000 hingga mencapai kondisi lereng stabil. Akuisisi data gelombang menggunakan data logger dan bentuk profil lereng stabil diukur melalui titik-titik koordinat x & y untuk setiap percobaan. Letak model dalam saluran gelombang dan bagian-bagian dari peralatan uji model disajikan dalam Gambar 1.

Gambar 1. Peletakan model dalam saluran gelombang.

Saluran dinding flexiglass

Peredam gelombang Pola gerak flap

Motor pembangkit + variator

Model breakwater rubble mound Pengatur stroke

Wave Probes

Panjang saluran 15 m

Gambar 1. Peletakan model dalam saluran gelombang.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

243

HASIL STUDI & PEMBAHASAN

Parameter Simulasi Model

Parameter simulasi meliputi karakteristik gelombang (Hi & T) dan kedalaman air (d). Kecuraman gelombang adalah perbandingan antara tinggi gelombang datang dengan panjang gelombang (Hi/L). Panjang gelombang sendiri dihitung dengan persamaan:

L = (gT2/2π)tanh(2πd/L) ............................................................................. (1)

Tabel 1 menyajikan nilai-nilai parameter simulasi yang digunakan untuk menguji dan mendapatkan profil lereng stabil model breakwater.

Tabel 1. Nilai parameter untuk simulasi model fisik breakwater D Ctg a d T Ha1 Ha2 Ha3 Ha4 Ha5 Hi Hr

cm (cm) (dtk) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm)0.475 - 0.95 2 19.5 1.72 7.530367 7.153861 7.153861 7.153861 7.153861 7.342114 0.1882530.475 - 0.95 2 19.5 1.44 7.519 7.180155 7.180155 7.179803 7.179803 7.349402 0.1695990.475 - 0.95 2 19.5 1.46 7.517 7.179007 7.179258 7.179661 7.179742 7.348004 0.1689970.475 - 0.95 2 17.5 1.82 7.012630 6.662418 6.662418 6.662066 6.662066 6.837348 0.1752820.475 - 0.95 2 17.5 1.60 7.014593 6.718093 6.718093 6.718093 6.718093 6.866343 0.148250.475 - 0.95 2 17.5 1.90 7.013476 6.712476 6.716976 6.702476 6.715476 6.857976 0.1555

Untuk mengakomodasi pengaruh gelombang refleksi, maka dilakukan pengukuran tinggi gelombang (H) pada beberapa titik. Dari titik-titik tersebut diambil nilai maksimum dan minimum untuk menentukan tinggi gelombang datang (Hi) dan tinggi gelombang refleksi (Hr). Rumus yang digunakan adalah:

Hi = (Hmax+Hmin)/2 dan Hr = (Hmax-Hmin)/2. .................................................. (2)

Hasil Simulasi ModelModel pemecah gelombang yang disimulasi adalah tipe rubble mound dengan kemiringan dinding 1:2 menggunakan tumpukan batu dengan kisaran ukuran tersebut di atas. Model diuji pada 2 kedalaman air masing-masing 19,5 cm dan 17,5 cm. Jika dikonversi ke kondisi prototip maka kedalaman air tersebut berkisar 3,5 m dan 3,9 m yang berarti termasuk laut transisi untuk tinggi gelombang 1,5 m. Gambar 2 dan Gambar 3 memperlihatkan hasil pengujian model untuk kedalaman 19,5 cm dan 17,5 cm.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

244

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500

y (m

m)

x (mm)

Profil pada Hi/L = 0,032381

Profil Awal

Profil pada Hi/L = 0,038813

Profil pada Hi/L = 0,039197

El. Muka Air Diam

Gambar 2. Profil awal dan profil stabil bentukan hasil pengujian pada d = 19,5 m.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500

y (m

m)

x (mm)

Profil Awal

Profil pada Hi/L = 0,029694

Profil pada Hi/L = 0,028608

El. Muka Air Diam

Profil pada Hi/L = 0,034136

Gambar 3. Profil awal dan profil stabil bentukan hasil pengujian pada d = 17,5 m.

Baik pada Gambar 2 maupun pada Gambar 3 terlihat masing-masing 4 kurva yaitu satu kurva lurus dan 3 kurva berbentuk S. Kurva lurus adalah bentuk lereng sebelum percobaan dan kurva S adalah kurva stabil lereng hasil simulasi dengan jumlah gelombang berkisar 1000-4000 pada 3 kondisi kecurangan gelombang (Hi/L). Dengan demikian, maka profil stabil untuk semua kondisi simulasi telah diperoleh dalam gambar tersebut. Selanjutnya perlu dilakukan analisis hubungan antara profil bentukan model pemecah gelombang tumpukan batu tersebut dengan karakteristik gelombang yang membentuknya, agar diperoleh persamaan yang sesuai dengan profil lereng tersebut. Persamaan matematis yang menggambarkan bentuk profil tersebut masing-masing disajikan sebagai berikut:

1. Untuk kondisi Hi/L = 0,039 pada d/L berkisar 0,104: y = -2E-06x3 + 0.000x2 - 0.102x + 154.9

2. Untuk kondisi Hi/L = 0,038 pada d/L berkisar 0,103: y = -3E-06x3 + 0.000x2 - 0.117x + 164.4

3. Untuk kondisi Hi/L = 0,032 pada d/L berkisar 0,086: y = -3E-06x3 + 0.000x2 - 0.182x + 165.8

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

245

4. Untuk kondisi Hi/L = 0,034 pada d/L berkisar 0,087: y = -2E-06x3 + 0.000x2 - 0.170x + 139.0

5. Untuk kondisi Hi/L = 0,029 pada d/L berkisar 0,076: y = -3E-06x3 + 0.000x2 - 0.143x + 148.7

6. Untuk kondisi Hi/L = 0,028 pada d/L berkisar 0,073: y = -4E-06x3 + 0.000x2 - 0.141x + 151

Dari hasil di atas terlihat bahwa profil lereng stabil yang terbentuk pada semua kondisi simulasi mendekati persamaan polimonial berpangkat tiga yang dapat ditulis secara umum:

y = -ax3-bx+c ............................................................................................... (3)

dimana, x adalah jarak horizontal pada bangunan pemecah gelombang dan y = elevasi titik-titik pada lereng bentukan. Nilai faktor a, b dan c ditentukan oleh kecuraman gelombang dan kedalaman air. Oleh karena itu perlu dibuat pendekatan empiris untuk menentukan nilai faktor tersebut. Gambar 4 menyajikan hubungan dHi/L2 dengan faktor a, b dan c.

y = 0.008x-0.60

y = 0.096x-0.45

y = 0.526x-0.07

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 0.0045

a/10

0000

; b/

10; c

=d'/

d

dHi/L2

Kurve aKurve bKurve c atau d'/d

Gambar 4. Hubungan dHi/L2 dengan a, b dan c.

Nilai faktor a akan menurun dengan meningkatnya kedalaman atau tinggi gelombang dan atau menurunnya nilai periode atau panjang gelombang. Nilai selanjutnya dapat dirumuskan dalam fungsi kedalaman (d), tinggi gelombang dating (Hi) dan panjang gelombang (L).

a d HiL

=

−

0 0082

0 6

,.

,

................................................................................... (4)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

246

Nilai faktor b akan menurun dengan meningkatnya kedalaman atau tinggi gelombang dan atau menurunnya nilai periode atau panjang gelombang. Nilai selanjutnya dapat dirumuskan dalam fungsi kedalaman (d), tinggi gelombang dating (Hi) dan panjang gelombang (L).

a d HiL

=

−

0 0092

0 45

,.

,

................................................................................... (5)

Nilai faktor c atau perubahan kedalaman (d’/d) akan menurun dengan meningkatnya kedalaman atau tinggi gelombang dan atau menurunnya nilai periode atau panjang gelombang. Nilai selanjutnya dapat dirumuskan dalam fungsi kedalaman (d), tinggi gelombang dating (Hi) dan panjang gelombang (L).

d d d HiL

'/ ,.

,

=

−

1 5262

0 07

................................................................................... (6)

KESIMPULAN

1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lereng pemecah gelombang yang diuji mencapai kondisi stabil dengan profil yang mengikuti persamaan y = -ax3-bx+c.

2. Faktor a, b dan c adalah faktor-faktor yang merupakan fungsi dari kedalaman, tinggi gelombang datang dan panjang gelombang (dHi/L2).

3. Faktor c adalah faktor kedalaman relative (d’/d) juga merupakan fungsi dari dHi/L2.

4. Nilai faktor a menurun dengan meningkatnya kedalaman atau tinggi gelombang dan atau menurunnya nilai periode atau panjang gelombang.

5. Nilai faktor b menurun dengan meningkatnya kedalaman atau tinggi gelombang dan atau menurunnya nilai periode atau panjang gelombang.

6. Nilai faktor c atau perubahan kedalaman (d’/d) akan menurun dengan meningkatnya kedalaman atau tinggi gelombang dan atau menurunnya nilai periode atau panjang gelombang.

7. Persamaan-persamaan yang diperoleh dapat digunakan dalam perencanaan bangunan pemecah gelombang rubble mound type lereng berprofil dengan batuan berukuran lebih kecil.

SARAN

Beberapa parameter yang belum dikaji adalah variasi diameter tengah batuan, variasi kemiringan dan variasi kedalaman masih sangat terbatas. Oleh karena itu perlu dilakukan kajian detail lebih lanjut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

247

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih dan penghargaan yang tinggi di sampaikan kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LP2M) Universitas Hasanuddin atas bantuan pembiayaan melalui Dana BOPTN 2013 sehingga penelitian ini dapat diselesaikan sesuai rencana.

REFERENSIAysen Ergin, A.Riza Gunbak dan A. Melih Yanmaz, 2010. Rubble Mound

Breakwater with S-Shape Design, J. Waterway, Port, Coastal, Ocean Engineering, 115(5),573-593

Bambang Triatmodjo, 2011. Perencanaan Bangunan Pantai, Beta Offset Yogyakarta

Burcharth, H.F., 1994. The Design of Breakwaters. Coastal, Estuarial, and Harbour Engineers’ Reference Book, eds. Abbot, M.B. dan Price, W. A., E & FN SPON London, pp. 381 –424.

CERC, 1984, “Shore Protection Manual”, Departement of The Army Waterway Experiment Station, Corps of Engineering Research Center, Fourth Edition, US Governtment Printing Office, Woshington, p.

CIRIA CUR, 1991. “Manual on the use of rock coastal and shoreline engineering”, A.A Balkema Rotterdam.

Frans Rabung, Jon B. Hinwood (1993), From dynamics sand beach to static rubble mound, Hasanuddin University

Frans Rabung, A Study on King Island Grassy Rubble Mound Breakwater Trunk Design by One-Tenth Scale Model Test, (1993), Monash University, Clayton, Australia.

Hudson, Robert Y., (1959), ”Laboratory Investigation Of Rubble-Mound Breakwaters”, Waterways and Harbor Division, Vol 85 No WW3.

Jensen, O. J. (1984). A Monograph on Rubble Mound Breakwaters. Danish Hydraulic Institute. Denmark

Jentsje W. van der Meer (1995),Conceptual Design of Rubble Mound Breakwaters,

Sukomal Mandal,Subba Rao, Harish.N and Lokesha, 2012, Damage Level prediction of non Re-Shaped berm breakwater using ANN,SVM and ANFIS, International Journal of Naval Architect Ocean Engineering 4:112-122

Subba Rao,K.Subrahmanya, Balakrishna K.Rao, V.R Candramohan, 2008, Stability Aspects of Nonreshaped Berm Breakwaters with Reduce Armor Weight, J.Waterway,Port,Coastal,Ocean Engineering,134(2), 81-87

248

PEMETAAN KERENTANAN KELONGSORAN DAN UPAYA PENGENDALIANNYA, STUDI KASUS

SUB DAS KONTO HULU

Ussy Andawayanti1* dan Arif Rahmad D.2

1Jurusan Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Malang2Program Magister Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Malang

*uandawayanti@ub.ac.id atau uandawayanti@yahoo.co.id

Intisari

Tanah longsor merupakan fenomena alam yang dapat berubah menjadi bencana alam tanah longsor manakala tanah longsor tersebut menimbulkan korban jiwa dan harat benda. Tanah longsor sering terjadi di Sub DAS Konto Hulu. Untuk mengantisipasi terjadinya tanah longsor di masa mendatang, maka dibuatlah peta kerentanan tanah longsor yang menunjukkan daerah berpotensi longsor. Delapan peta tematik sebagai parameter formula kerentanan tanah longsor dipergunakan untuk mengembangkan sebuah peta kerentanan tanah longsor yang meliputi hujan tiga harian kumulatif maksimum, kemiringan lereng, geologi batuan, keberadaan patahan, kedalaman tanah regolit, penggunaan lahan, keberadaan infrastruktur jalan, dan kepadatan penduduk. Penentuan nilai kerentanan merupakan hasil penjumlahan dari perkalian skor tiap parameter dengan bobot masing-masing parameter. Berdasarkan nilai kerentanan, peta kerentanan tanah longsor dihasilkan dari analisis overlay hasil perkalian skor dan bobot kedelapan parameter dengan program Sistem Informasi Geografis (SIG). Hasil penelitian ini adalah potensi tanah longsor di Sub DAS Konto Hulu terdiri dari tidak rentan sebesar 1,24%, agak rentan sebesar 12,12%, sedang sebesar 84,17%, dan rentan sebesar 2,38%, sedangkan yang sangat rentan ada tapi sangat kecil. Upaya pengendalian tanah longsor dibedakan menjadi penanganan jangka pendek dengan metode mekanis sesuai dengan tingkat kerentanannya dan penanganan jangka panjang dengan metode vegetatif sesuai dengan fungsi kawasan dan tingkat kerentanannya.

Kata Kunci: potensi tanah longsor, formula kerentanan tanah longsor, upaya pengendalian.

LATAR BELAKANG

Penurunan daya dukung dan fungsi lingkungan Daerah Aliran Sungai (DAS) di Indonesia telah teridentifikasi seperti ditunjukkan dengan sering terjadinya bencana banjir, erosi, sedimentasi, dan tanah longsor (Paimin, 2010).Proses terjadinya tanah longsor (landslide) berhubungan dengan berbagai faktor seperti geologi, geomorfologi, tanah, litologi, hujan, dan tutupan lahan (land cover). Mempelajari hubungan antara tanah longsor (landslide) dan faktor penyebabnya tidak hanya membantu memahami dan memecahkan mekanisme longsor itu sendiri, tapi juga

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

249

membentuk dasar untuk memprediksi kemungkinan terjadinya tanah longsor di masa depan. Sub DAS Konto merupakan salah satu bagian dari DAS Brantas dengan sungai utama Kali Konto bagian hulu yang bermuara di waduk Selorejo, Kabupaten Malang dan bagian hilir bermuara di Kali Brantas. Pada Sub DAS Konto hulu selama ini pada masa musim penghujan sering kali terjadi tanah longsor terutama di sepanjang jalan Batu-Jombang/Kediri. Data dari dokumen Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) Kabupaten Malang 2008-2028 menyebutkan bahwa pernah terjadi tanah longsor di DAS Konto, yaitu di Desa Purworejo, Jombok, dan Mulyorejo Kecamatan Ngantang, juga Desa Pait dan Wonoagung Kecamatan Kasembon, serta Desa Bendosari, Tawangsari, dan Sukorejo Kecamatan Pujon. Upaya antisipasi dalam menekan kerawanan tanah longsor pada wilayah dengan karakteristik fisiografis perbukitan dapat dilakukan melalui upaya pengelolaan lahan yang bijaksana.

Perlu dilakukan penelitian mengenai tingkat kerentanan daerah berpotensi terjadi tanah longsor yang kemudian dituangkan dalam bentuk peta tingkat kerentanan tanah longsor sebagai sarana mitigasi bencana serta menemukan upaya pencegahan dan pengendaliannya dengan pendekatan konservasi tanah dan air. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa potensi tanah longsor berdasarkan parameter penentu-nya di wilayah Sub DAS Konto hulu, mengembangkan model spasial (peta) kerentanan tanah longsor di wilayah Sub DAS Konto hulu, dan mendapatkan upaya-upaya untuk mengendalikan poten-si tanah longsor di wilayah Sub DAS Konto hulu.

Tanah longsor adalah gerakan menuruni atau keluar lereng oleh massa tanah atau batuan penyusun lereng, ataupun percampuran keduanya sebagai bahan rombakan, akibat dari terganggunya kestabilan tanah atau batuan penyusun lereng tersebut. (Karnawati, 2005). Faktor-faktor penyebab tanah longsor menurut Zaruba dan Menel (1982) adalah perubahan gradien lereng, kelebihan beban, getaran atau goncangan, perubahan kandungan air, pengaruh air tanah, pelapukan dan pengaruh vegetasi. Arsyad (1989) menyebutkan ada tiga faktor penyebab, yaitu (1) keadaan lereng yang curam sehingga tanah akan meluncur ke bawah, (2) lapisan di bawah yang agak kedap air dan relatif lunak sebagai bidang peluncur, (3) terdapatnya air cukup banyak di dalam tanah sehingga lapisan tanah tepat di atas lapisan yang kedap air tadi jenuh. Sutikno (1987) mengemukakan parameter-parameter geomorfologi dan aspek lingkungan yang terkait tanah longsor yaitu (1) topografi/relief, (2) material/litologi, (3) stratigrafi, (4) struktur geologi, (5) iklim, (6) organik, dan (7) aktifitas manusia.Karnawati, (2005) menjelaskan bahwa terjadinya longsor karena adanya faktor-faktor pengontrol gerakan di antaranya geomorfologi, geologi, geohidrologi, dan tata guna lahan, serta adanya proses-proses pemicu gerakan seperti, infiltrasi air ke dalam lereng, getaran, dan aktivitas manusia. Hujan pemicu gerakan tanah adalah hujan yang mempunyai curah tertentu dan berlangsung selama periode waktu tertentu, sehingga air yang di curahkannya dapat meresap ke dalam lereng dan mendorong massa tanah untuk longsor.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

250

Formula nilai kerentanan tanah longsor didasarkan pada 8 faktor pembobotan yang sesuai dengan tingkat pengaruh 8 macam parameter penentu kerentanan tanah longsor yang mana diberikan suatu nilai antara 1-5 untuk tiap parameter, tergantung oleh kondisi lokal daerah tersebut. Kemudian dilakukan perhitungan dengan persamaan Nilai Kerentanan (1). Adapun formula kerentanan tanah longsor memiliki delapan (8) parameter yaitu: Hujan 3 harian kumulatif maksimum, Kemiringan Lereng, Geologi batuan, Keberadaan Patahan, Kedalaman tanah regolit, Penggunaan lahan, Keberadaan Infrastruktur jalan, dan Kepadatan Penduduk, di mana masing-masing memiliki nilai bobot merupakan faktor pemberat dari masing-masing parameter. Dari nilai hasil perhitungan tersebut kemudian didapatkan suatu nilai, sehingga diketahui tingkat potensi kerentanan tanah longsor. Skor untuk masing-masing parameter bisa dilihat pada Tabel 1 s/d Tabel 8, sedangkan untuk bobot tiap parameter ditampilkan pada Tabel 9. (Paimin dkk, 2012)

Tabel 1. Hujan 3 Harian Kumulatif MaksHujan 3 Harian Kumulatif

Maksimum (mm) Skor< 50 1

50 – 99 2100 – 199 3200 – 300 4

> 300 5Sumber: Paimin dkk. (2012)

Tabel 2. Kemiringan LerengKemiringan Lereng (%) Skor

< 25 125 – 44 245 – 64 365 – 85 4

> 85 5Sumber: Paimin dkk. (2012)

Tabel 3.Geologi BatuanTipe Batuan Skor

Dataran Aluvial 1Perbukitan Kapur 2Perbukitan Granit 3

Perbukitan Bat.Sedimen 4Bkt Basal-Clay Shale 5

Sumber: Paimin dkk. (2012)

Tabel 4. Keberadaan Patahan/Sesar/GawirPatahan/Sesar/Gawir Skor

Tidak ada 1Ada 5

Sumber: Paimin dkk. (2012)

Tabel 5. Kedalaman Tanah RegolitKedalaman Regolit (m) Skor

< 1 11 – 2 22 – 3 33 – 5 4> 5 5

Tabel 6. Penggunaan LahanPenggunaan Lahan SkorHutan Alam 1HutanRakyat/Perkebunan 2Semak/Blkar/Rumput 3Tegal/Pekarangan 4Sawah/Pemukiman 5

Sumber: Paimin dkk. (2012)

Tabel 7. Infrastruktur JalanKeberadaan Jalan SkorTidak ada jalan memotong lereng 1

Ada jalan memotong lereng 5*(jika lereng <25%, maka skor = 1)

Sumber: Paimin dkk. (2012)

Tabel 8. Kepadatan PendudukKepadatan Penduduk (jiwa/km2) Skor

< 2000 12000 – 5000 25000 – 10000 310000 – 15000 4

>15000 5*(jika lereng <25%, maka skor = 1)

Sumber: Paimin dkk. (2012)

Tabel 9. Pembobotan ParameterParameter Bobot (%)Hujan 3 Harian Kum.Maks. 25Kemiringan Lereng 15Geologi Batuan 10Keberadaan Patahan 5Kedalaman Tanah Regolit 5Penggunaan Lahan 20Infrastruktur Jalan 15Kepadatan Penduduk 5Jumlah 100

Sumber: Paimin dkk. (2012)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

251

Persamaan untuk menentukan Nilai Kerentanan adalah:

Nilaikerentanan=∑(skorparameterxbobotparameter) ......................... (1)

Dari penjumlahan hasil perkalian skor dengan bobot setiapparameter tanah longsor akan didapatkan nilai kerentanan yang merupakan gambaran tingkat kerentanan terjadinya tanah longsor di suatu area. Kemudian akan di lakukan pengidentifikasian area studiyang rentan terhadap tanah longsor. Semakin tinggi nilai dari nilai kerentanan, maka semakin besar kerentanan suatu area untuk terjadi tanah longsor. (Sumber: Paimin dkk; 2012 )

Tabel 10. Kriteria Tingkat KerentananKategori Potensi Nilai Tingkat Kerentanan

Sangat Tinggi > 4.3 Sangat rentanTinggi 3.5 – 4.3 RentanSedang 2.6 – 3.4 SedangRendah 1.7 – 2.5 Agak rentan

Sangat Rendah < 1.7 Tidak rentan

Daerah yang memiliki nilai kerentanan yang tinggi termasuk dalam daerah yang sangat rentan untuk terjadi tanah longsor. Pada daerah yang memiliki nilai kerentanan rendah juga berpotensi terjadi tanah longsor, namun tingkat kerentanannya masih lebih rendah dibandingkan daerah dengannilai kerentanan tinggi.

Metode pengendalian tanah longsor dapat dilakukan dengan metode mekanis dan metode vegetatif. Hal ini disesuaikan dengan tingkat urgensi dan skala prioritas penanganan. Pengendalian tanah longsor secara mekanis pada umumnya dilakukan untuk mereduksi gaya-gaya yang menggerakkan, menambah tahanan geser tanah atau keduanya. Gaya-gaya yang menahan gerakan longsor dapat ditambah dengan cara (Abramson dkk, dalam Hardiyatmo, 2012):

1. Drainase yang menambah kuat geser tanah.2. Menghilangkan lapisan lemah atau zona berpotensi longsor yang lain.3. Membangun struktur penahan atau sejenisnya.4. Melakukan perkuatan tanah di tempat.5. Penanganan secara kimia atau yang lain (misalnya mengeraskan tanah untuk

menambah kuat geser tanah.

METODOLOGI STUDI

Lokasi studi adalah Sub DAS Konto hulu adalah lokasi yang dipilih menjadi lokasi penelitian mengenai tanah longsor ini. Sub DAS Konto hulu merupakan salah satu anak sungai Brantas. Dengan titik tinjau outlet di waduk Selorejo yang memiliki daerah tangkapan (catchment area) seluas 236 km2 adalah daerah tangkapan dari waduk Selorejo, yang terdiri dari luas daerah tangkapan Kali Pinjal dan Kali Kwayangan masing-masing 43 km2 dan 56 km2, serta luas daerah tangkapan Kali Konto sendiri adalah 137 km2.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

252

Data yang digunakan adalah data sekunder yang didapatkan dari instansi–instansi terkait yaitu BBWS Brantas dan Bapeda Kabupaten Malang. Data-data yang dibutuhkan antara lain hujan 3 harian, kemiringan lereng, geologi batuan, keberadaan patahan, kedalaman tanah regolith, penggunaan lahan, infrastuktur jalan dan kepadatan penduduk. Adapun potensi tanah longsor ini dilakukan dengan memanfaatkan bantuan dari Sistem Informasi Geografis (SIG) untuk menghasilkan peta tingkat potensi tanah longsor di kawasan Sub DAS Konto Hulu. Dengan menggunakan Geographical Information System (GIS) dilakukan overlay analysis terhadap peta-peta dari masing-masing parameter dan dianalisis hubungan serta tingkat signifikansi (yang berupa nilai/skor) parameter-parameter tersebut dalam mempengaruhi terjadinya tanah longsor dengan menggunakan kriteria Tabel 1-10. Dari hasil skoring tersebut didapat peta potensi tanah longsor dengan kelas-kelas atau tingkat potensi tanah longsor di setiap titik di wilayah tersebut dari hasil sistem scoring, yaitu akumulasi nilai/skortiap-tiap parameter setelah peta-peta tersebut di-overlay. Setelah didapatkan peta potensi kelongsoran. Dari tingkat kerentanan kelongsoran, disusun upaya-upaya penanganan dan pengendalian tanah longsor baik secara teknis maupun non-teknis di daerah yang termasuk dalam tingkat potensi sedang hingga tinggi.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN.

Dari proses pengolahan data dan identifikasi dari tiap–tiap parameter tanah longsor yaitu seperti yang tertera pada tabel 1 -9, maka akan diketahui skor dari tiap parameter. Parameter 1 yaitu parameter hujan 3 harian kumulatif maksimum didapatkan dari pengolahan data hujan harian mulai tahun 2000-2011 pada 5 stasiun hujan yaitu Jombok, Kedungrejo, Ngantang, Pujon dan Sekar. Yang telah diuji terhadap homogenitas dan konsistensinya. Peta lokasi stasiun hujan yang ada di wilayah Sub DAS Konto hulu dimasukkan dalam program ArcView dan dilakukan analisis poligon Thiessen didapatkan peta poligon Thiessen seperti Gambar 2.

Gambar 2. Peta Poligon Thiessen

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

253

Setiap nilai skor dari masing-masing stasiun akan dikalikan dengan bobot parameter hujan tiga harian yaitu 25%. Dari hasil perkalian tersebut maka akan didapatkan nilai rating. Nilai rating ini yang akan menjadi dasar analisis overlay.

Tabel 11. Hasil Skoring Parameter Hujan Tiga Harian Kumulatif

Nama Stasiun Hujan 3 Harian Skor Rating

Jombok 295 4 1.00Kedungrejo 301 5 1.25Ngantang 265 4 1.00Pujon 302 5 1.25Sekar 246 4 1.00

Parameter kemiringan lereng juga didapatkan dari pengolahan peta topografi yang dijadikan DEM dengan program ArcView hingga dapat diklasifikasikan lagi klas lerengnya sesuai kebutuhan. Hasil skoringnya seperti tabel berikut.

Tabel 12. Hasil Skoring Parameter Kemiringan LerengKemiringan Lereng Tingkat Resiko Skor Rating

0 – 24% Sangat rendah 1 0.1525 – 44% Rendah 2 0.3045 – 64% Sedang 3 0.4565 – 85% Tinggi 4 0.60

> 85% Sangat tinggi 5 0.75

Parameter geologi batuan menggambarkan kondisi batuan yang ada di daerah penelitian Sub DAS Konto Hulu.Pada daerah penelitian Sub DAS Konto hulu ini terdapat tiga jenis batuan induk yaitu Alluvial, Sedimen, dan Basalt. Skoring parameter geologi batuan.

Tabel 13. Hasil Skoring Parameter Geologi BatuanJenis Batuan Tingkat Resiko Skor RatingDataran Aluvial Sangat rendah 1 0.10

Bukit Batuan Sedimen Tinggi 4 0.40Bukit Basalt Sangat tinggi 5 0.50

Di daerah penelitian Sub DAS Konto hulu tidak terdapat adanya patahan/sesar/gawir, sehingga untuk hasil skoring dapat ditampilkan pada tabel berikut.

Tabel 14. Hasil Skoring Parameter Keberadaan PatahanKeberadaan Patahan/

Sesar/Gawir Tingkat Resiko Skor Rating

Tidak terdapat patahan/sesar/gawir Sangat rendah 1 0.05

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

254

Parameter kedalaman tanah yang dimaksud dalam hal ini merupakan ukuran kedalaman suatu tanah di mana tanah itu mampu menyerap air.Hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 15. Hasil Skoring Parameter Kedalaman Tanah Regolit

Kedalaman Tanah Tingkat Resiko Skor Rating

< 1 m Sangat rendah 1 0.05

1 - 2 m Rendah 2 0.10

Parameter infrastruktur dalam hal ini jalan di daerah penelitian pada sebagian lokasi dinilai memotong lereng yang ada, sehingga kondisi lereng tersebut menjadi lebih curam. Hal ini meningkatkan resiko terjadinya tanah longsor di daerah tersebut. Hasil penentuan skor dari parameter infrastruktur jalan disajikan pada tabel berikut.

Tabel 16. Hasil Skoring Parameter Keberadaan Infrastruktur/Jalan

Keberadaan Jalan Tingkat Resiko Skor RatingTidak ada jalan memotong lereng Sangat rendah 1 0.15Ada jalan memotong lereng Sangat Tinggi 5 0.75

Analisis spasial yang telah dilakukan terhadap peta penggunaan lahan di daerah penelitian menemukan beberapa jenis penggunaan lahan yang ada di Sub DAS Konto Hulu. Penentuan skor dari parameter penggunaan lahan ini dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 17. Hasil Skoring Parameter Penggunaan LahanPenggunaan Lahan Tingkat Resiko Skor Rating

Hutan Sangat rendah 1 0.20Kebun Rendah 2 0.40Padang rumput Sedang 3 0.60Pasir darat Tinggi 4 0.80Pemukiman Sangat tinggi 5 1.00Air tawar Sangat rendah 1 0.20Rawa Sangat rendah 1 0.20Sawah irigasi Sangat tinggi 5 1.00Sawah tadah hujan Sangat tinggi 5 1.00Semak belukar Sedang 3 0.60Tanah ladang Tinggi 4 0.80

Parameter kepadatan penduduk merupakan jumlah jiwa penduduk dalam satu luasan wilayah. Dalam hal ini diberikan satuan jiwa/km2. Hasil analisis skoring kepadatan penduduk ditampilkan pada tabel berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

255

Tabel 18. Hasil Skoring Parameter Kepadatan PendudukNama Desa Kepadatan Penduduk Skor RatingMadirejo 691 1 0.05Wiyurejo 654 1 0.05Tawangsari 418 1 0.05Jombok 440 1 0.05Ngabab 438 1 0.05Tulungrejo 471 1 0.05Waturejo 677 1 0.05Pandesari 483 1 0.05Ngroto 1798 1 0.05Kaumrejo 921 1 0.05Pujon lor 1771 1 0.05Sukomulyo 459 1 0.05Pujonkidul 135 1 0.05Pandansari 298 1 0.05Bendosari 310 1 0.05Mulyorejo 824 1 0.05Banturejo 565 1 0.05Purworejo 256 1 0.05Pagersari 128 1 0.05

Untuk melakukan analisis overlay, maka dibuatlah peta-peta dari nilai rating tiap parameter. Peta-peta karakteristik parameter penentu kerentanan tanah longsor ditampilkan untuk diberikan skor sesuai nilai rating berdasarkan pada formula kerentanan tanah longsor (Paimin, 2010). Peta-peta tiap parameter penentu tingkat potensi kerentanan tanah longsor tersebut dapat ditampilkan pada Gambar 3 sampai Gambar 10 berikut:

Gambar 3. Peta Hujan 3 Harian Kumulatif Gambar 4. Peta Kemiringan Lereng Maksimum

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

256

Gambar 5. Peta Geologi Batuan Gambar 6. Peta Patahan/Sesar/Gawir

Gambar 7. Peta Kedalaman Tanah Gambar 8. Peta Infrastruktur Jalan

Gambar 9. Peta Penggunaan Lahan Gambar 10. Peta Kepadatan Penduduk

Setelah didapatkan nilai skor pada tiap-tiap parameter tanah longsor, selanjutnya dilakukan perhitungan nilai tingkat potensi tanah longsor dengan cara mengalikan skor tiap parameter dengan bobot masing-masing, sehingga dida-patkan nilai rating parameter tersebut, kemudian di setiap unit lahan nilai rating setiap parameter tersebut dijumlahkan dengan metode analisis overlay dalam ArcView 3.2, hingga didapatkan nilai kerentanan. Hasil analisis overlay 8 peta parameter tersebut adalah pada tabel berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

257

Tabel 19. Tingkat Kerentanan Tanah LongsorNo Tingkat Kerentanan Nilai Luas (km2) Persen Luas1 Sangat Rentan > 4.3 0.00 0.00%2 Rentan 3.5 – 4.3 5.60 2.38%3 Sedang 2.6 – 3.4 197.97 84.17%4 Agak Rentan 1.7 – 2.5 28.71 12.21%5 Tidak Rentan < 1.7 2.92 1.24%

Jumlah 235.20 100.00%

Gambar 11. Peta Kerentanan Tanah Longsor Sub DAS Konto Hulu Hasil Analisis dan Eksisting

Dari plotting delapan titik longsor pada gambar di atas, dapat dilihat letak terjadinya longsor sebagian besar di sekitar sungai. Sebagian besar titik longsor (1,2,4,5,7) berada di daerah rentan longsor dan beberapa titik (3,8) di daerah kerentanan sedang. Jadi dapat dikatakan peta kerentanan tanah longsor ini telah mendekati realitas terjadinya tanah longsor seperti yang telah dicatat BPBD Kabupaten Malang. Langkah ini sekaligus sebagai verifikasi dari peta potensi tanah longsor di Sub DAS Konto Hulu.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

258

Tabel 20. Rekomendasi Penanganan Jangka PendekRekomendasi Penangan Potensi Tanah Longsor (Metode Mekanis-Sipil Teknis)

Tingkat KerentananTidak

RentanAgak

Rentan Sedang Rentan Sangat Rentan

Pemeli-haraan

Pemeli-haraan

Penyempurnaan Teras (terasering yang dileng-kapi dengan Saluran Pembungan Air)

Mengubah geometri lereng dengan melan-daikan atau pembuatan teras bangku (benching)

Mengubah geometri lereng dengan melandaikan atau pembuatan teras bangku (benching)

Teknik konservasi tanah sipil teknis – gu-ludan, rorak, hillside ditch

Teknik konservasi tanah sipil teknis – gu-ludan, rorak, hillside ditch

Teknik konservasi tanah sipil teknis – guludan, rorak, hillside ditch

Teknik konservasi ta-nah sipil teknis – gully plug, Dam penahan

Teknik konservasi ta-nah sipil teknis – gully plug, Dam penahan

Teknik konservasi tanah sipil teknis – gully plug, Dam penahan

Teknik konservasi ta-nah sipil teknis- dam pengendali (check dam)

Teknik konservasi ta-nah sipil teknis- dam pengendali (check dam)

Teknik konservasi tanah sipil teknis- dam pengendali (check dam)

Drainase air – Saluran pembuangan air

Penyempurnaan teras (tereasering yang dilengkapi dengan sal-uran pembuangan air

Struktur pengendali lereng/tebing/longsor, gabion, geotextile, retaining wall, plester, plengseng,riprap

Drainase air – Saluran pembuangan air

Penyempurnaan teras (tereasering yang dileng-kapi dengan saluran pem-buangan airDrainase air – Saluran pem-buangan air

Arahan penanganan jangka panjang manfaatnya tidak bisa langsung dirasakan, namun menunggu dengan jangka waktu yang relatif lama untuk merasakan pengaruhnya. Pada penelitian ini upaya jangka panjang dapat dilakukan dengan metode vegetatif yang didasarkan pada fungsi kawasan.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanBerdasarkan hasil analisis potensi tanah longsor, kesimpulan yang dapat dihasilkan dari penelitian ini adalah:

1. Potensi kerentanan tanah longsor di Sub DAS Konto Hulu terbagi menjadi beberapa kategori tingkat kerentanan yaitu:a. Sangat rentan, hampir tidak adab. Rentan, dengan luasan 5,6 km2 atau 2,38%c. Kerentanan sedang, dengan luasan 197,97 km2 atau 84,17%d. Agak rentan, dengan luasan 28,71 km2 atau 12,12%e. Tidak rentan, dengan luasan 2,92 km2 atau 1,24%

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

259

2. Upaya pengendalian tanah longsor jangka pendek/langsung, yaitu:menitikberatkan pada penanganan yang langsung dapat dirasakan manfaatnya. Metode yang digunakan adalah mekanis/sipil teknis. Penerapan jenis penanganan pada metode ini disesuaikan dengan tingkat kerentanan terjadinya tanah longsor. Sedang Penanganan jangka panjang adalah dengan cara vegetatif sesuai dengan fungsi kawasan.

Rekomendasi1. Diperlukan verifikasi model dengan analisis frekuensi kejadian longsor yang

dapat diidentifikasi dari citra satelit resolusi tinggi. Sehingga model yang dihasilkan menjadi lebih akurat lagi.

2. Setelah diketahui daerah-daerah yang berpotensi terjadi tanah longsor,maka perlu diperketat lagi pengaturan penggunaan lahan dan pembangunaninfrastruktur di daerah yang berpotensi longsor tersebut. Tentu juga harusdisesuaikan dengan peruntukan atau fungsi kawasan pada daerah-daerahtersebut.

3. Agar tidak terjadi kelongsoran maka perlu ditetapkan fungsi kawasan sebagai berikut:1) Kawasan lindung, dengan luasan 75,91 km2 atau 32,27%2) Kawasan penyangga, dengan luasan 96,87 km2 atau 41,18%3) Kawasan budidaya, dengan luasan 62,43 km2 atau 26,54%

REFERENSI

Asdak, C. 2002. Hidrologi dan Pengelo-laan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Press. Yogya-karta.

Hardiyatmo, H.C. 2012. Tanah Longsor dan Erosi Kejadian dan penanganan. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

Karnawati, D. 2005. Bencana Alam Gerakan Massa Tanah di Indonesia dan Upaya Penanggulangannya, Jurusan T. Geologi FT. UGM, Yogyakarta.

Paimin, Sukresno, dan Purwanto, 2010. Sidik Cepat Degradasi Sub Daerah Aliran Sungai, Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi, Bogor.

Paimin, Purnomo, Purwanto, dan Indrawati, 2012, Sistem Perencanaan dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi, Bogor.

Zaruba dan Menel, 1982, Landslide and Their Control, pp. 31-73 2nd edition, elsevierScientificPublishingCompany,Amsterdam

Prosiding

Tema :“ Pengelolaan Sumber Daya Air Berkelanjutan Dalam Rangka Mitigasi Bencana”

PERTEMUAN ILMIAHTAHUNAN(PIT) HATHI XXXIPADANG, 22 - 24 AGUSTUS 2014

Sub Tema 2Peran Serta Masyarakat dalam Mitigasi Bencana

261

MEMAHAMI BENCANA BANJIR DI KOTA PADANG DENGAN CONTENT ANALYSIS ARTIKEL BERITA

Benny Hidayat

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Andalas

bennyhidayat@ft.unand.ac.id

IntisariKota Padang yang terletak di pinggir pantai Samudra Hindia dilewati beberapa 5 sungai besar dan 16 sungai kecil. Data BNPB menunjukkan kota Padang mempunyai tingkat risiko tinggi untuk bencana banjir. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi kejadian banjir di kota Padang dan mengidentifikasi sumber penyebab banjir. Penelitian dilakukan dengan metoda content analysis terhadap artikel berita . Dalam penelitian ini dipilih 86 artikel dari situs berita lokal (padangekspress.co.id) yang kemudian diolah dengan menggunakan software NVivo. Hasil penelitian memperlihatkan 23 peristiwa banjir dalam kurun waktu 2011-2013 yang bisa dikategorikan ke dalam tiga jenis banjir. Banjir bandang, atau disebut di daerah Padang sebagai galodo, adalah tipe banjir yang sangat merugikan. Hasil penelitian memperlihatkan tidak maksimalnya fungsi sistim drainase sebagai salah satu penyebab utama banjir di kota Padang.

Kata Kunci: banjir, content analysis, Padang

LATAR BELAKANG

Kota Padang terletak di pantai barat pulau Sumatra dengan luas wilayah 694,96 km2 dengan jumlah penduduk berdasarkan sensus tahun 2003 sebanyak 765.450 jiwa. Terdapat 5 sungai besar dan 16 sungai kecil yang melalui kota ini (Cipta Karya, 2014). Kota Padang dalam perkembangannya mengacu kepada kota lama yang terletak di muara sungai Batang Arau dan perkembangan perluasan kota berdasarkan titik pusat kota lama tersebut (Mentayani, Hadinata, & Prayitno, 2013).

Banjir merupakan peristiwa dimana terjadi limpasan air yang melebihi tinggi air normal yang menyebabkan air melimpas dari palung sungai menyebabkan genangan pada lahan rendah di sisi sungai (BNPB, 2011, hal.5). Index bencana banjir dan longsor yang dikeluarkan oleh BNPB menempatkan kota Padang pada risiko tinggi terhadap bencana tersebut (BNPB, 2011, hal. 194).

Padang adalah kota dengan kekerapan hujan dan curah hujan yang cukup tinggi. Pengolahan data curah hujan di tujuh stasiun pengamatan hujan oleh Sudiar dan Siregar (2013) memperlihatkan rata-rata hari hujan 123 sampai 190 hari (Table 1). Curah hujan rata-rata pun bervariasi antara 3.329 mm sampai 4.296 mm. Sudiar dan Siregar juga menyimpulkan daerah dekat perbukitan mempunyai curah hujan yang lebih tinggi dibanding dengan daerah dekat pantai, daerah ini mempunyai ancaman bencana banjir dan longsor akibat curah hujan yang tinggi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

262

Tabel 1. Curah hujan tahunan kota Padang 1980-2010 (Sudiar & Siregar, 2013)

StasiunCurah Hujan (mm) Hari Hujan (hari)

Maks Min Rata-rata Maks Min Rata-rataGunung Sariak 8.569 1.591 3.963 203 94 145

Kasang 5.907 1.672 4.296 196 88 136

Tabing 4.929 1.749 3.719 235 107 190

Gunung Nago 5.260 1.839 4.043 213 68 136

Batu Busuk 5.072 1.340 3.329 201 90 123

Simpang Alai 5.995 1.734 3.821 213 105 150

Ladang Padi 7.483 1.676 4.037 213 71 152

Dengan kondisi kota Padang yang rawan terhadap banjir, timbul dua pertanyaan sederhana: seberapa sering banjir di kota Padang dan apa sumber penyebab banjir tersebut? Cara mudah untuk menjawab pertanyaan tersebut adalah dengan melakukan pelacakan terhadap artikel berita dari koran yang ada di kota Padang. Pada bagian berikut dalam tulisan ini akan dipaparkan metodologi studi dan hasil studi untuk menjawab pertanyaan penelitian tersebut.

METODOLOGI STUDIBahan-bahan untuk content analysis ini berasal dari artikel dari surat kabar online yang ada di Sumatera Barat. Secara umum surat kabar tersebut juga mempunyai versi cetak yang terbit secara berkala di daerah provinsi Sumatera Barat. Artikel yang dipilih adalah artikel terkait banjir di kota Padang yang terbit dalam empat tahun terakhir (2009-2013). Situs surat kabar Padang Ekspress (www.padangekspress.co.id) dipilih sebagai satu-satunya situs untuk penelitian ini dengan pertimbangan situs berita tersebut arsip beritanya yang lebih ekstensif dibanding dengan situs berita lainnya.

Artikel dicari dengan menggunakan situs mesin pencari google.co.id dengan kata pencarian ‘banjir padang site:www.padangekspress.co.id’ yang menghasilkan artikel-artikel tentang banjir di kota Padang yang telah diterbitkan oleh situs Padang Ekspres. Satu persatu artikel tersebut dibuka dan ditelaah apakah berkaitan dengan banjir di kota Padang; artikel yang memenuhi syarat disimpan dalam bentuk dokumen ms-word dimana satu artikel disimpan sebagai satu file Ms-word.

Setelah artikel-artikel terkumpul dalam bentuk file-file ms-word, file tersebut diolah dan dianalisa dengan menggunakan software NVivo versi 8. Dengan software NVivo diidentifikasi tema (theme) dan keterkaitan antar tema berupa sejarah dan dampak banjir di kota Padang, penyebab banjir, dan solusi banjir di kota Padang. Hasil analisa dengan software NVivo akan disajikan dalam bagian berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

263

HASIL STUDI DAN PEMBAHASANSeperti dijelaskan pada metodologi studi, penelitian ini menggunakan artikel berita yang terkait banjir di kota Padang yang dimuat di website Padang Ekspress. Total ada 86 artikel yang diperoleh dan selanjutnya dilakukan analisisnya. Tidak ditemukan satu artikel pun pada tahun 2010, sehingga artikel yang terkumpul dalam penelitian ini adalah artikel dari tahun 2011 sampai dengan Desember 2013. Artikel tersebut berupa artikel berita, tajuk rencana oleh redaktur, dan artikel opini dari ahli.

Dari 86 artikel tersebut dapat diidentifikasi kejadian banjir di kota Padang. Hasil penelusuran artikel menghasilkan daftar kejadian banjir di kota Padang, tersaji di Tabel 2 di bawah, mencakup tanggal kejadian, lokasi dan akibat dari banjir.

Dari tabel 2 terlihat bahwa kejadian banjir di kota Padang sebagian besar terjadi pada akhir tahun dan awal tahun. Dari tabel tersebut juga dapat disimpulkan terdapat tiga jenis banjir yang ada di kota Padang, yaitu banjir berupa genangan air, banjir bandang (galodo, flashflood), dan banjir rob.

Dari ketiga jenis banjir tersebut, banjir bandang adalah banjir yang membawa kerugian terbesar. Dalam kurun waktu 2011-2013 dalam penelitian ini tercatat sudah terjadi 3 (tiga) kali banjir bandang di Kota Padang, yaitu banjir bandang tanggal 24 Juli 2012 dan 12 September 2012 di Kecamatan Pauh, dan galodo tanggal 19 Oktober 2013 di Kecamatan Bungus (lihat tabel 2). Bencana banjir bandang tanggal 24 Juli ditetapkan sebagai bencana provinsi (PadangEkspress, 2012b), dan telah menimbulkan kerugian terbesar di sektor infrastruktur, pendidikan dan perumahan dimana kerugian total ditaksir sebesar Rp. 263,9 Milyar (PadangEkspress, 2012c). Sementara untuk jenis banjir yang lain yang berupa genangan air, pengaruhnya adalah mengganggu aktifitas warga dan transportasi.

Setelah kejadian banjir diidentifikasi, selanjutnya dalam penelitian ini dilakukan identifikasi sumber penyebab terjadinya banjir di kota Padang. Seluruh 86 artikel yang didapat dimasukkan ke program nVivo untuk identifikasi tema/theme penyebab terjadinya banjir, seperti pada Gambar 1.

Hasil dari program NVivo memperlihatkan adanya beberapa tema utama untuk penyebab banjir. Karena penelitian ini pada dasarnya menggunakan artikel berita dimana bersifat kaya text, untuk mempermudah pemahaman banjir di kota Padang, metoda Rich Picture Diagram (RPD) dirasa cocok diadaptasi untuk presentasi hasil temuan penelitian seperti ini (Lewis, 1992; Sutrisna & Barrett, 2011). Diagram tersebut disajikan pada Gambar 2.

Dari Gambar 2 terlihat beberapa penyebab utama banjir di kota Padang. Sebagian besar banjir berupa genangan banjir (tabel 1) dan penyebab utamanya adalah tidak berfungsinya secara maksimal sistem drainase perkotaan. Total ada 33 sources di program NVivo, yaitu 33 artikel berita, yang memuat drainase sebagai sumber penyebab terjadinya banjir. Persoalan drainase tersebut meliputi debit drainase yang tidak mencukupi, drainase rusak, drainase tersumbat dan tidak ada sistim drainase sama sekali. Drainase rusak disebabkan juga karena akibat gempa tahun 2009 yang belum mendapatkan perbaikan. Penyataaan dari Dinas PU menyebutkan hanya 30 persen drainase yang masih berfungsi dan 70 persen telah rusak dan masih dalam tahap perbaikan (PadangEkspress, 2011b).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

264

Tabel 2. Banjir di kota Padang (2011-2013)No Tanggal Lokasi dan deskripsi Banjir1 26-10-2011 Genangan air di kawasan Lolong, Ulakkarang, Airtawar, Tabing, hingga

Lubukbuaya. Air menggenangi ruas jalan dan menyebabkan jalanan macet.2 01-11-2011 Genangan air menutupi sebagian besar pemukiman dan jalan di kawasan

Pondok. Banjir di Jalan AR Hakim, Kampung Nias, HOS Cokroaminoto, Pasar Gadang, dan Parak Rumbio. Tinggi banjir sekitar 60 cm.

3 04-11-2011 Kawasan perkantoran pemko di Aia Pacah terendam 50 cm.4 28-11-2011 Banjir di kawasan Jalan S. Parman, Lolong, Lubukbuaya, Sungaisapih,

Lapai, Gunungpangilun, Jalan Hamka Air Tawar, Pondok, hingga kawasan Simpangharu.

5 13-12-2011 Genangan setinggi 30-125cm di kawasan Aia Pacah.6 23-12-2011 Banjir rob sekitar 25-30 di kawasan Purus.7 14-01-2012 Genangan di kawasan Jalan Andalas, simpang Anduring, Simpang Haru, Jalan

Gajahmada dan Jalan Adinegoro Lubukbuaya8 29-02-2012 Banjir mencapai setinggi lutut orang dewasa. Banjir di kawasan Pondok, Purus,

Air Tawar, Tabing, Tunggulhitam, Bypass, Khatib Sulaiman, Marapalam, simpang Kalumpang.

9 26-04-2012 Genangan di sejumlah ruas jalan, kawasan Basko Mall, Ulak Karang, Puskesmas Lubuk Buaya, Kawasan Taman Siswa, Jalan S. Parman.

10 31-05-2012 Hujan deras disertai petir dan angin kencang menyebabkan sejumlah pohon tumbang dan banyak kawasan terendam banjir. Satu rumah terbelah, dan tiga unit mobil rusak ditimpa pohon dan baliho. Satu tanggul jebol, puluhan warga harus diungsikan karena terperangkap banjir. Listrik di hampir separuh Kota Padang padam.

11 05-06-2012 Banjir rob di kawasan Purus.12 24-07-2012 Banjir bandang di sejumlah kawasan sekitar pukul 18.30 WIB, saat masyarakat

akan berbuka puasa. Banjir bandang yang datang dari hulu Batang Kuranji merendam ribuan rumah dan toko dalam radius 100 meter dari bantaran sungai di 10 kelurahan, di Kecamatan Pauh, Lubukbegalung dan Nanggalo. Ketinggian air mencapai lebih dari 2,5 meter.

13 12-09-2012 Banjir bandang (galodo) di kecamatan Pauh. Memicu longsor di kawasan Lambuangbukik, Patamuan, Batubusuk. galodo merendam ribuan rumah warga setengah meter hingga lebih satu meter di kawasan Batubusuk, Kotopanjang dan Limaumanih, Alai Pauh di Kecamatan Pauh, serta di Kecamatan Nanggalo meliputi daerah Gurunlaweh dan Tabing Banda Gadang. Di kawasan tersebut ratusan warga diungsikan.

14 18-10-2012 Banjir setinggi lutut orang dewasa di Pondok, Kampung Nias, Raden Saleh, Lolong, Lapai, HOS Cokroaminoto, Khatib Sulaiman, Tarandam, Purus, Sisingamangaraja, dr Sutomo, Gunungpangilun dan Seberang Padang.

15 30-12-2012 1.070 rumah warga terendam di kawasan Tunggul Hitam, tinggi genangan mencapai paha orang dewasa. Tinggi genangan 1,5 meter di kawasan Parak Jambu.

16 25-01-2013 Batang Kuranji meluap, puluhan rumah dan permukiman warga di sepanjang bantaran sungai tergenang air setinggi 40 cm, seperti di kawasan kawasan Kampus Unand, Batubusuk, Bukit Ubi, Patamuan, Kampung Guo dan Belimbing

17 09-06-2013 Banjir setinggi 70cm di RSUD dr Rasidin.18 08-08-2013 Banjir setinggi lutut di perumnas Belimbing.19 04-09-2013 Banjir di RSUD Dr Rasidin, 132 unit rumah terendam banjir di Batuangtaba

Lubeg.20 19-10-2013 Air bah merendam 140 unit rumah di 4 kampung di Kecamatan Bungus.21 17-11-2013 Ketinggian air lebih dari 1 meter di Kelurahan BatipuhPanjang, Kecamatan

Koto Tangah.22 03-12-2013 Hujan deras di kota Padang, RSUD dr Rasidin teredam air setinggi lutut.23 28-12-2013 Genangan air setinggi pinggang orang dewasa di kawasan Aia Pacah.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

265

Gambar 1. Analisa dengan nVivo versi 8

Persoalan drainase yang lain adalah tersumbatnya jaringan drainase, yang terutama disebabkan penyumbatan oleh sampah yang dibuang oleh masyarakat. 21 artikel berita menyoroti drainase yang tersumbat dan sampah. Pemerintah mengklaim perilaku masyarakat yang membuang sampah sembarangan menyebabkan drainase tersumbat (PadangEkspress, 2013c), sementara sistim persampahan di kota Padang sendiri belum tertata dengan baik (PadangEkspress, 2013a). Sebuah keterangan dari masyarakat, “Dari dulu saya buang sampah ke bandar bakali. Sebab, kontainer sampah di sini hanya dua. Satunya lagi di dekat jembatan Andalas. Kalau buang ke sana terlalu jauh”(PadangEkspress, 2013a), memperlihatkan kepedulian masyarakat dan sistim persampahaan. Penelitian Endjelina (2013) juga memperlihatkan bagaimana kesadaran masarakat masih kurang dan Endjelina menyimpulkan bahwa kepedulian keluarga adalah faktor utama dalam kebersihan drainase.

Keadaan drainase yang tersumbat ini diperparah lagi dengan anggaran pemerintah yang tidak memadai untuk pemeliharaan drainase. Kepala Dinas PU Padang mengungkapkan “Setiap tahun dibutuhkan anggaran Rp 4 miliar untuk pemeliharaan drainase. Namun pada APBD 2011, […] pemeliharaan rutin drainase hanya Rp 200 juta. Pada 2010 lalu, alokasi anggaran yang diberikan untuk perbaikan saluran drainase sebesar Rp 500 juta.”(PadangEkspress, 2011a).

Persoalan lain terkait dengan drainase adalah tidak tersedianya sama sekali sistim drainase di suatu tempat sehingga genangan air dengan cepat terbentuk (PadangEkspress, 2011b, 2013b).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

266

Gambar 2. RPD Banjir di kota Padang

Faktor lain penyebab banjir yang bisa diidentifikasi dari 86 artikel PadangEkspress tersebut adalah alih fungsi lahan yang disebabkan oleh pertumbuhan penduduk dan berkurangnya daerah resapan. Total ada 13 artikel yang memuat dua penyebab banjir tersebut. Kawasan yang sebelumnya kawasan resapan air, seperti di daerah By Pass berubah menjadi daerah pemukiman (PadangEkspress, 2011c). Disamping itu juga karena kurangnya kesadaran masyarakat terhadap daerah resapan, lahan rumah hampir semua ditutupi beton. Dimana berdasarkan UU no. 26/2007 tentang

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

267

penataan ruang disebutkan bahwa setiap bangunan (rumah) harus memiliki 30 persen daerah resapan (PadangEkspress, 2012a). Penelitian oleh Pawitan (2004) memperlihatkan bagaimana pola penggunaan lahan dari hutan ke pertanian, perkebunan dan berlanjut ke pemukiman yang pada akhirnya berpengaruh terhadap peningkatan frekuensi dan volume debit banjir.

Dari artikel berita juga terungkap bahwa salah satu faktor penyebab banjir adalah karena lokasi bangunan yang memang berada di daerah rawan banjir, seperti dalam area DAS. Salah satu daerah yang sering muncul di artikel tersebut adalah daerah Aia Pacah. Daerah ini adalah daerah di pinggir kota Padang yang dirancang sebagai pusat pemerintahan kota. Pusat pemerintahan kota Padang secara berangsur berpindah dari daerah dekat pantai ke daerah Aia Pacah ini. Tulisan dari Berd (Berd, 2011) menyatakan daerah Aia Pacah ini adalah daerah rawan luapan DAS Batang Dingin dan Batang Kandis, dimana curah hujannya mencapai 345-380 mm per bulan. Lebih jauh Berd memperingatkan untuk menjadikan drainase sebagai prioritas di daerah perkantoran dan pemukiman tersebut.

Ketika membandingkan daftar kejadian banjir (di tabel 1) dengan RPD banjir kota Padang (di gambar 2), terlihat bahwa sungai bukan lah penyebab utama banjir. Terkecuali kejadian banjir bandang, hanya ada satu peristiwa dari 23 peristiwa yang berupa sungai meluap. Ini mengindikasikan bahwa debit banjir sungai yang ada di kota Padang masih bisa mengatasi limpahan air hujan.

Faktor penyebab banjir lain yang terungkap dari penelitian ini adalah karena curah hujan yang tinggi, karena di dorong oleh pemanasan global, dan penebangan hutan. Menariknya penebangan hutan ini sebagian besar hanya muncul di artikel yang memuat berita sebagai penyebab banjir bandang atau galodo. Seperti termuat dalam salah satu artikel, “Gelondongan kayu bekas ditebang secara ilegal maupun yang tercerabut dari akarnya karena derasnya arus air menumpuk di badan sungai yang berjumlah puluhan titik. Dikitari bebatuan berdiameter kecil hingga besar, sangat potensial terbentuknya embung-embung, atau titik tumpukan air.”(PadangEkspress, 2012d). Total ada 15 artikel tentang banjir bandang yang diperoleh dalam penelitian ini.

Dalam content analysis artikel berita dalam penelitian ini juga ditemukan adanya factor kontribusi pemerintah sebagai penyebab banjir di kota Padang. Rendahnya pengawasan pemerintah dikritik sebagai salah satu faktor yang berkontribusi dalam terjadinya banjir, pemerintah dinilai lemah dalam mengawasi penebangan hutan, pengalihan fungsi lahan, penerapan peraturan daerah resapan, dan perizinan bangunan di daerah rawan bencana. Seperti sudah dibahasnya sebelumnya, salah satu kendala pemerintah adalah anggaran pemerintah yang terbatas.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan

Dalam penelitian ini telah dihasilkan daftar kejadian banjir di kota Padang dalam kurun waktu 2011-2013, dimana kejadian banjir tersebut bisa dikategorikan menjadi tiga: banjir genangan banjir, banjir bandang, dan banjir rob.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

268

Content analysis terhadap 86 artikel berita dalam penelitian ini mengidentifikasi beberapa sumber penyebab terjadinya banjir di kota Padang. Sumber penyebab tersebut saling berhubungan dan tidak merupakan sumber yang berdiri sendiri. Tidak maksimalnya sistim drainase adalah sumber penyebab utama terjadinya banjir di kota Padang.

RekomendasiPenelitian ini memperlihatkan bahwa adanya sumber penyebab banjir dari sisi teknis, namun juga ada faktor sosial. Seperti permasalah drainase, disamping masalah teknis tentang kapasitas drainase, itu juga dipengaruhi oleh perilaku masyarakat dalam membuang sampah. Sehingga dalam penyelesaian masalah banjir faktor sosial ini juga perlu mendapat perhatian.

Dalam penyusunan makalah ini ditemukan juga masih sedikit publikasi di google scholar tentang drainase di kota Padang. Makalah jurnal Mera dkk (2012) adalah salah satu publikasi yang membahas pemodelan aliran drainase. Dari sisi akademia, topik drainase kota Padang ini menarik untuk dikaji lebih lanjut.

REFERENSIBerd, I. (2011). Aiepacah butuh tambahan jaringan drainase. Retrieved June 01,

2014, from http://www.padangekspres.co.id/?news=nberita&id=1325BNPB. (2011). Indeks Rawan Bencana Indonesia. Retrieved January 24, 2013,

from http://118.97.53.73/website/file/pubnew/111.pdfCipta Karya. (2014). Profil kota Padang. Retrieved June 06, 2014, from http://

ciptakarya.pu.go.id/profil/profil/barat/sumbar/padang.pdfEndjelina, S. P. (2013). Partisipasi keluarga dalam menjaga kebersihan drainase

di Air Camar kelurahan Parak Gadang Timur kecamatan Padang Timur. Retrieved from http://ejournal-s1.stkip-pgri-sumbar.ac.id/index.php/geografi/article/view/72/69

Lewis, P. J. (1992). Rich picture building in the soft systems methodology. European Jurnal of Information System, 1(5), 351–360.

Mentayani, I., Hadinata, I. Y., & Prayitno, B. (2013). Karakteristik dan formasi keruangan kota-kota berbasis perairan di Indonesia. Lanting Journal of Achitecture, 2(2), 71–82. Retrieved from http://ejournal.unlam.ac.id/index.php/lanting/article/viewFile/714/668

Mera, M., Dewi, Y. P., Saputra, D., & Monica, Z. L. (2012). Technical Notes : Computational Model for Housing Drainage System Case Study : Kharismatama Permai Housing in Padang. Jurnal Teknik Sipil, 19(1), 83–92. Retrieved from http://idci.dikti.go.id/pdf/JURNAL/JTS/VOL 19 NO 1 2012/8.-Mas-Mera-dkk-Vol.19-No.1.pdf

PadangEkspress. (2011a, July 17). Pemko dan masyarakat mesti peduli. Sistem drainase harus dibenahi. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=berita&id=8254

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

269

PadangEkspress. (2011b, November 4). Akibat angin dan banjir besar, innova tertimpa, pelajar terlantar. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=berita&id=16118

PadangEkspress. (2011c, November 13). Banjir kepung padang. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=berita&id=16772

PadangEkspress. (2012a, March 2). Menyoal banjir kota padang. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=berita&id=25021

PadangEkspress. (2012b, July 26). Gubernur Nyatakan Bencana Provinsi. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=berita&id=32551

PadangEkspress. (2012c, July 27). Kerugian banjir Rp 263,9 Miliar. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=berita&id=32628

PadangEkspress. (2012d, September 13). Sadar bencana masih retorika. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=nberita&id=2360

PadangEkspress. (2013a, September 5). Sampah belum ditangani serius. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=berita&id=46862

PadangEkspress. (2013b, September 6). Drainase kampus UBH dikeluhkan. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/berita/46914/drainase-kampus-ubh-dikeluhkan.html

PadangEkspress. (2013c, September 11). Kesadaran warga rendah, drainase dipenuhi sampah. Retrieved from http://www.padangekspres.co.id/?news=berita&id=47060

Pawitan, H. (2004). Perubahan penggunaan lahan dan pengaruhnya terhadap hidrologi daerah aliran sungai. Retrieved June 01, 2014, from http://referensi.dosen.narotama.ac.id/files/2012/01/PERUBAHAN-PENGGUNAAN-LAHAN-DAN-PENGARUHNYA-TERHADAP-HIDROLOGI-DAERAH-ALIRAN-SUNGAI.pdf

Sudiar, N. Y., & Siregar, P. M. (2013). Analisis curah hujan kota Padang pada saat peristiwa Madden Julian Oscillation (MJO). In Semirata FMIPA Universitas Lampung (pp. 375–380). Bandar Lampung. Retrieved from http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/semirata/article/viewFile/762/582

Sutrisna, M., & Barrett, P. (2011). Applying rich picture diagrams to model case studies of construction projects. Enginireering, Construction and Architectural Management, 14(2), 164–179. doi:10.1108/09699980710731281

270

PERAN MASYARAKAT DALAM MITIGASI BENCANA BANJIR – KEKERINGAN – TANAH LONGSOR DARI

LINGKUNGAN KELUARGA

Paulus Sianto1 dan Susilawati2*1Jurusan Teknik Sipil, Universitas Katolik Widya Mandira Kupang

2Anggota HATHI-NTT, Kupang

*srsusipi@yahoo.com

Intisari

Banjir-kekeringan-tanah longsor, merupakan rangkaian bencana saling terkait, karenanya perlu mitigasi yang terpadu/komprehensif. Mitigasi bencana selama ini menjadi tanggung jawab penuh pihak pemerintah, kurang peran aktif masyarakat, bersifat dari pusat yang dijalankan oleh daerah, sehingga tidak berkelanjutan. Keprihatinan akan peran masyarakat dalam mitigasi bencana ini, memicu dikembangkannya suatu konsep mitigasi bencana banjir-kekeringan-tanah longsor dari lingkungan keluarga.Konsep ini terdiri dari beberapa aspek: 1) Air hujan yang jatuh di lingkungan tinggal keluarga, tidak dibiarkan keluar dari lingkungan, dengan inovasi teknologi keairan pengelolaan air hujan berkelanjutan; 2) Konservasi air hujan untuk pengembangan pertanian guna peningkatan ketahanan pangan maupun kesejahteraan masyarakat; 3) Mengatasi tanah longsor secara ekologis dengan sistem tanam rumput vetiver swadaya masyarakat. Ketiga aspek tersebut saling terkait dengan fokus utama pada tingkat lingkungan keluarga sebagai basis kehidupan bermasyarakat. Peran masyarakat ini dimotori oleh struktur organisasi desa, dusun sampai dengan kepala keluarga, dan didampingi lembaga swadaya masyarakat (LSM). Konsep ini ditujukan untuk keluarga, dilakukan oleh keluarga,didampingi perangkat desa danLSM,gunamencapai kemandirian masyarakat dalam menghadapi/mengatasi permasalahan banjir dan kekeringan. Hal ini berdampak pada terbangunnya kesadaran komunitas desa dalam mengatasi/mengantisipasi bencana lainnya yaitu tanah longsor secara ekologis dengan secara komunal mengimplementasikan sistem tanam rumput vetiver.

Kata Kunci: mitigasi, banjir dan kekeringan, tanah longsor, rumput vetiver, peran masyarakat

PENDAHULUAN

Latar Belakang StudiBencana banjir, kekeringan dan tanah longsor, merupakan ketiga rangkaian bencana yang terkait satu sama lain, sehingga dibutuhkan suatu mitigasi bencana yang terpadu sekaligus mengatasi permasalahan secara komprehensif. Selama ini mitigasi bencana sering masih menjadi tanggung jawab penuh pihak pemerintah,

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

271

dan kurang adanya peran serta aktif dari masyarakat, sehingga sistem mitigasi yang dikembangkan masih bersifat dari pusat yang dijalankan oleh daerah.

Peran serta aktif masyarakat dalam mitigasi bencana ini sangatlah penting agar sistem dapat berkelanjutan, sehingga saat bencana terjadi, tidak memberikan akibat pengorbanan yang besar, atau bahkan dapat diantisipasi untuk menghadapinya. Bagaimana bentuk peran masyarakat dalam mitigasi bencana ini, menjadi pemicu dikembangkannya suatu konsep peran masyarakat dalam mitigasi bencana banjir, kekeringan dan tanah longsor dalam lingkungan keluarga.

Kajian PustakaKajian pustaka dalam studi ini difokuskan pada aspekpenyebab terjadinya bencana banjir-kekeringan-tanah longsor, terutama kontribusi masyarakat penyebab bencana tersebut. Dari aspek ini, masyarakat dapat berperan positif dalam mencegah terjadinya bencana tersebut, bahkan mampu berperan positif pula dalam pengembangan daerahnya.

Wilayah Indonesia terletak di daerah iklim tropis dengan dua musim, yaitu kemarau dan hujan dengan ciri adanya perubahan cuaca, suhu dan arah angin yang cukup ekstrim. Kondisi iklim seperti ini digabungkan dengan kondisi topografi permukaan dan batuan yang relatif beragam, baik secara fisik maupun kimiawi, menghasilkan kondisi tanah yang subur. Sebaliknya, kondisi itu dapat menimbulkan beberapa akibat buruk bagi manusia seperti terjadinya bencana hidrometeorologi seperti banjir, tanah longsor, kebakaran hutan dan kekeringan. Dengan berkembangnya waktu dan meningkatnya aktivitas manusia, kerusakan lingkungan hidup cendrung semakin parah dan memicu meningkatnya jumlah kejadian dan intensitas bencana hidrometeorologi (banjir, tanah longsor dan kekeringan) yang terjadi secara silih berganti di banyak daerah Indonesia.

Tanah longsor atau Landslide, adalah perpindahan material pembentuk lereng berupa batuan, bahan rombakan, tanah, atau material campuran tersebut, bergerak ke bawah atau keluar lereng. Pada prinsipnya tanah longsor terjadi bila gaya pendorong pada lereng lebih besar daripada gaya penahan. Gaya penahan umumnya dipengaruhi oleh kekuatan batuan dan kepadatan tanah. Sedangkan gaya pendorong dipengaruhi oleh besarnya sudut lereng, air, beban serta berat jenis tanah batuan. Secara umum faktor penyebabnya adalah hujan, lereng terjal, tanah yang kurang padat dan tebal, batuan yang kuat, jenis tata lahan, getaran, susut muka air danau atau bendungan, adanya beban tambahan, pengikisan, adanya material timbunan pada tebing, bekas longsoran lama, pengundulan hutan dan daerah timbunan sampah.

Konsep peran masyarakat dalam mitigasi bencana banjir, kekeringan dan tanah longsor dalam lingkungan keluarga terdiri dari beberapa aspek:

1. Mengatasi banjir dan kekeringan dalam lingkup keluarga dengan konsep bahwa air hujan yang jatuh di lingkungan tempat tinggal keluarga tidak dibiarkan keluar dari lingkungan, dengan inovasi teknologi keairan pengelolaan air hujan yang berkelanjutan(Susilawati, 2014)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

272

2. Pemanfaatan konservasi air hujan untuk pengembangan usaha pertanian (Susilawati, 2014)

3. Mengatasi tanah longsor secara ekologis dengan sistem penanaman rumput vetiver yang dikerjakan secara swadaya masyarakat(Susilawati, 2013; Firmansam dan Rully, 2011)

Ketiga aspek tersebut saling berkaitan satu sama lain dengan fokus utama pada tingkat lingkungan keluarga yang merupakan basis dari kehidupan bermasyarakat(Gambar 1).Peran serta aktif masyarakat ini dimotori oleh struktur organisasi masyarakat desa, dusun sampai dengan kepala keluarga, dengan pendampingan pihak luar terkait seperti lembaga swadaya masyarakat. Upaya untuk meningkatkan kemampuan masyarakat dengan orientasi pembangunan yang berpusat pada masyarakat dilakukan melalui pendekatan kelembagaan. Proses ini dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: secara individual dan secara kolektif/kelompok.

Gambar 1. Ilustrasi peran masyarakat dalam mitigasi bencana dari lingkungan keluarga

Proses dengan pendekatan individual akan lebih lambat berkembang dan cakupan-nya lebih sempit dibanding dengan pendekatan secara kolektif/kelompok, karena dalam kelompok terjadi proses interaksi yang menumbuhkan dan memperkuat ke-sadaran serta solidaritas. Perubahan pola pikir petani dalam aktivitas individu bi-asanya lebih lambat dibanding dengan petani yang aktif dalam kegiatan kelompok. Demikian pula penerapan inovasi baru melalui aktifitas kelompok akan lebih cepat dan luas dibandingkan melalui pendekatan individu. Ikatan dalam kelompok ter-bentuk karena adanya pandangan dan kebutuhan yang sama yang hendak dicapai. Untuk memperkuat kesadaran dan solidaritas maka kelompok harus menumbuhkan identitas seragam dalam mengenali kepentingan dan tujuan mereka bersama. Bila anggota kelompok belum seragam mengenali kepentingan dan tujuan bersama yang hendak dicapai bahkan sering samar dan tidak jelas maka kelompok itu tidak dina-mis bahkan lambat laun akan bubar dengan sendirinya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

273

Ada lima misi utama yang menjamin tercapainya hasil yang baik adalah sebagai berikut (Kukuh, 2013):

1. Penyadaran agar mampu mengenali potensi diri dan potensi SDA yang sebenarnya banyak mereka miliki.

2. Pengorganisasian berupa pembentukan kelembagaan yang berawal dari prakarsa masyarakat secara sukarela untuk memudahkan dalam mengelola potensi sosial ekonomi yang dimiliki. Kinerja kelembagaan lokal itu perlu dinilai kembali, disempurnakan dan terus dimotivasi agar nilai-nilai dan norma yang terkandung didalamnya dapat lebih hidup dan menjiwai kelembagan itu. Dengan demikian kelembagaan itu dapat berkembang menjadi ”biduk” bagi masyarakat menyongsong masa depan yang kian terbuka dan kompetitif.

3. Kaderisasi pendampingan yang harus dipersiapkan untuk melanjutkan/memelihara dan mengembangkan sendiri secara swadaya. Kemampuan kader lokal harus mampu memerankan diri sebagai pendamping bagi masyarakat. Disinilah peran strategis LSM lokal untuk melakukan pendampingan agar partisipasi masyarakat terus tumbuh berkembang dalam mendukung setiap pembangunan.

4. Dukungan teknis untuk mempercepat perubahan menjadi kenyataan. Pendukung teknis diambil dari insitusi yang berkompten untuk itu seperti peneliti atau penyuluh atau aparat dinas terkait atau juga tenaga profesional lainnya dari perusahaan swasta.

5. Pengelolaan sistem yang terpadu antar lembaga terkait, baik dalam hal perencanaan, pelaksanaan, monitoring dan evaluasi kegiatan maupun dalam hal pendanaannya.

Paradigma yang berkembang saat ini adalah paradigma mitigasi, dengan tujuanlebih terarah pada identifikasi daerah-daerah rawan bencana,mengenali pola-pola yang dapat menimbulkan kerawanan, dan melakukankegiatan-kegiatan mitigasi yang bersifat struktural (membangunkonstruksi) maupun non-struktural seperti penataan ruang, building code dansebagainya.Dalam paradigma ini, pengurangan resiko bencana merupakanrencana terpadu yang bersifat lintas sektor dan lintas wilayah serta meliputiaspek sosial, ekonomi dan lingkungan. Implementasi kegiatanpengurangan risiko bencana nasional akan disesuaikan dengan rencanapengurangan risiko bencana pada tingkat regional dan internasional.

Masyarakat merupakan subyek, obyek sekaligus sasaran utama upayapengurangan risiko bencana dengan upaya mengadopsi dan memperhatikankearifan lokal (local wisdom) dan pengetahuan tradisional (traditionalknowledge) yang ada dan berkembang dalam masyarakat. Sebagai subyek,masyarakat diharapkan dapat aktif mengakses saluran informasi formal dannon-formal, sehingga upaya pengurangan risiko bencana secara langsung dapatmelibatkan masyarakat.

Tiga hal penting terkait dengan perubahan paradigma ini (Sugeng, dkk.-ed., 2007):1. Penanggulangan bencana tidak lagi berfokus pada aspek tanggap darurattetapi

lebih pada keseluruhan manajemen risiko

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

274

2. Perlindungan masyarakat dari ancaman bencana oleh pemerintahmerupakan wujud pemenuhan hak asasi rakyat dan bukan semata-matakarena kewajiban pemerintah

3. Penanggulangan bencana bukan lagi hanya urusan pemerintah tetapi jugamenjadi urusan bersama masyarakat dan lembaga usaha, dimanapemerintah menjadi penanggungjawab utamanya

Teknik permberdayaan masyarakat dapat dilakukan dengan mengikuti tahapan-tahapan pembelajaran sebagai berikut:

1. Membangun kedekatan antara pendamping dengan masyarakat dalam melakukan pendampingan, maka penting agar pendamping tinggal bersama-sama masyarakat.

2. Membangun pertemanan sehingga terjadi proses keakraban antara masyarakat dengan pemdamping. Prinsip dalam pendampingan masyarakat adalah kesetaraan, demokrasi dan keadilan. Perlu ditumbuh-kembangkan rasa saling senasib sepenanggungan, saling menjaga antara sesama teman, saling menghormati dan saling toleransi.

3. Membangun kepercayaandengan cara menunjukan keserasian antara yang diucapkan dan yang dilakukan. Utamakan berbuat bersama masyarakat, dan hindari janji-janji.

4. Membangun keterbukaan yang diperlukan dalam mengungkapkan masalah yang dihadapi, keinginan yang diharapkan, potensi yang dimiliki dan kelemahan serta kekurangan yang ada. Keterbukaan ini muncul karena ada kedekatan dan rasa saling percaya, terutama dalam kegiatan identifikasi masalah dan potensi dalam masyarakat.

5. Membangun kerjasama dalam masyarakat karena memiliki masalah yang sama, keinginan yang sama pula, dan juga memiliki potensi yang dapat diberdayakan untuk mencapai keinginan bersama. Dalam membangun kerjasama ini dituntut memahami dan melaksanakan prinsip-prinsip kesetaraan, demokrasi, keadilan, dan pertemanan yang meliputi rasa saling senasib sepenanggungan, saling menjaga antara sesama teman, saling menghormati dan saling memberi toleransi. Setelah masyarakat memahami, mau dan mampu bekerjasama, maka kegiatan-kegiatan bermusyawarah mulai dapat dilakukan. Pertemuan-pertemuan untuk membahas masalah dan keinginan dalam pengelolaan kebun garapan dapat dijadwalkan secara berkala.

6. Membangun kelompok kerjasama dengan berbagai aktivitasnya sebagai wujud atau wadah dari interaksi kerjasama yang dibangun. Pembentukan kelompok dimaksudkan agar kerjasama antar anggota kelompok menjadi lebih efektif dan efisien.

7. Membangun kelembagaan merupakan kelanjutan dari kelompok yang telah dilengkapi dengan pranata-pranata atau aturan-aturan yang dibuat dan disepakati oleh anggota kelompok. Kelompok yang sudah melembaga juga memiliki struktur kepengurusan sesuai dengan aturan yang telah disepakati para anggotanya. Dengan demikian mekanisme kerja kelompok menjadi lebih

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

275

sistematis dan terpimpin. Peran kepengurusan dalam kelembagaan adalah mewakili, memfasilitasi dan melaksanakan kesepakatan atau kerjasama yang diputuskan oleh seluruh anggota kelompok.

Dalam kaitannya dengan pengurangan risiko bencana, maka upaya yang dapat dilakukan adalah melalui pengurangan tingkat kerentanan, karena hal tersebut relatif lebih mudah dibandingkan dengan mengurangi/memperkecil bahaya/hazard. Lihat Gambar 2, (Sugeng, dkk.-ed., 2007). Pemberdayaan masyarakat untuk berperan aktif dalam pelaksanaan konstruksi inovasi teknologi keairan dalam lingkup masyarakat itu sendiri, akan mampu membangun kemandirian masyarakat, sehingga akan berdampak pada terbangunnya kesadaran secara komunitas desa untuk mengatasi dan mengantisipasi bencana lainnya yaitu tanah longsor, dan secara komunalakan melakukan swadaya untuk mengimplementasikan sistem rumput vetiver sebagai mitigasi bencana tanah longsor secara ekologis.

Gambar 2. Bahaya-kerentanan-risiko-bencana dan konsep pengurangan risiko bencana

1.3. Landasan TeoriLandasan teori yang akan dibahas secara garis besar dalam studi ini adalah menyangkut inovasi teknologi keairan pengelolaan air hujan berkelanjutan dan konservasi air hujan untuk pengembangan pertanian. Sedangkan untuk bencana tanah longsor dan sistem rumput vetiver dalam menangani masalah tanah longsor iniakan dibahas lebih terinci.

Konsep peran masyarakat dalam mitigasi bencana banjir-kekeringan-tanah longsor dalam lingkup keluarga, terdiri dari beberapa aspek:

1. Air hujan yang jatuh di lingkungan tinggal keluarga, tidak dibiarkan keluar dari lingkungan, dengan inovasi teknologi keairan pengelolaan air hujan berkelanjutan

2. Konservasi air hujan untuk pengembangan pertanian guna peningkatan ketahanan pangan maupun kesejahteraan masyarakat dan

3. Mengatasi tanah longsor secara ekologis dengan sistem tanam rumput vetiver swadaya masyarakat.

Untuk aspek pertama dan kedua diatasi dengan dikembangkan suatu inovasi teknologi keairan yang terpadu yaitu mengelola air hujan sedemikian rupa sehingga dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air baku maupun pertanian di lahan sekitar rumah tinggal (Gambar 3). Sedangkan aspek ketiga akan lebih dijelaskan secara detail.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

276

Gambar 3. Inovasi teknologi keairan dalam lingkup keluarga

Ada enam jenis tanah longsor, yakni: longsoran translasi, longsoran rotasi, pergerakan blok, runtuhan batu, rayapan tanah, dan aliran bahan rombakan. Jenis longsoran translasi dan rotasi paling banyak terjadi di Indonesia. Sedangkan longsoran yang paling banyak memakan korban jiwa manusia adalah aliran bahan rombakan. Lihat Tabel 1 (Sugeng, dkk.(ed.), 2007).

Tabel 1. Enam jenis tanah longsorLongsoran Translasi, adalah bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang gelincir berbentuk rata atau menggelombang landai

Longsoran Rotasi, adalah bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang gelincir berbentuk cekung

Pergerakan Blok, adalah perpindahan batuan yang bergerak pada bidang gelincir berbentuk rata. Longsoran ini disebut juga longsoran translasi blok batu

Runtuhan batu, terjadi ketika sejumlah besar batuan atau material lain bergerak ke bawah dengan cara jatuh bebas. Umumnya terjadi pada lereng yang terjal hingga menggantung, terutama di daerah pantai. Batu-batu besar yang jatuh dapat menyebabkan kerusakan yang parah.Rayapan Tanah, adalah jenis tanah longsor yang bergerak lambat. Jenis tanahnya berupa butiran kasar dan halus. Jenis tanah longsor ini hamper tidak dapat dikenali. Setelah waktu yang cukup lama longsor jenis rayapan ini bisa menyebabkan tiang-tiang tilpon, pohon ataupun rumah miring ke bawah.Aliran Bahan Rombakan, yang terjadi ketika massa tanah bergerak didorong oleh air. Kecepatan aliran tergantung pada kemiringan lereng, volume dan tekanan air, dan jenis materialnya. Gerakannya terjadi di sepanjang lembah dan mampu mencapai ratusan meter jauhnya. Di beberapa tempat bisa sampai ribuan meter, seperti di daerah aliran sungai, di sekitar gunung api.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

277

Tanah longsor terjadi karena ada gangguan kestabilan pada tanah/batuanpenyusun lereng. Penyebab longsoran dapat dibedakan menjadi penyebab yang berupa: faktor pengontrol gangguan kestabilan lereng dan proses pemicu longsoran. Gangguan kestabilan lereng ini dikontrol oleh kondisi morfologi (terutamakemiringan lereng), kondisi batuan ataupun tanah penyusun lereng dankondisi hidrologi atau tata air pada lereng. Meskipun suatu lereng rentanatau berpotensi untuk longsor, karena kondisi kemiringan lereng,batuan/tanah dan tata airnya, namun lereng tersebut belum akan longsoratau terganggu kestabilannya tanpa dipicu oleh proses pemicu.

Faktor pengontrol gangguan kestabilan lereng:a. Penggundulan hutan, tanah longsor umumnya banyak terjadi didaerah yang

relatif gundul dimana pengikatan air tanah sangat kurang.b. Batuan endapan gunungapi dan batuan sedimen berukuran pasir dancampuran

antara kerikil, pasir, dan lempung umumnya kurang kuat.Batuan ini mudah menjadi tanah bila mengalami proses pelapukan, rentan longsor bila terdapatpada lereng yang terjal.

c. Jenis tanah yang kurang padat adalah tanah lempung atau tanah liat dengan ketebalan lebih dari 2.5 m dan sudut lereng cukup tinggimemiliki potensi untuk terjadinya tanah longsor terutama bila terjadihujan. Selain itu tanah ini sangat rentan terhadap pergerakan tanahkarena menjadi lembek terkena air dan pecah ketika udara panas.

d. Ancaman tanah longsor dimulai karena meningkatnya intensitas curah hujan. Musim kering yangpanjang akan menyebabkan terjadinya penguapan air di permukaan tanah dalam jumlah besar. Hal itu mengakibatkan munculnya pori-poriatau rongga tanah hingga terjadi retakan dan merekahnya tanahpermukaan.

e. Lereng atau tebing yang terjal akan memperbesar gaya pendorong. Lereng yang terjal terbentuk karena pengikisan air sungai, mata air, airlaut, dan angin.

f. Tanah longsor banyak terjadi di daerah persawahan,perladangan, dan genangan air di lereng yang terjal. Padalahan persawahan, akarnya kurang kuat untuk mengikat butir tanah, membuat tanah menjadi lembek dan jenuh air, sehinggamudah terjadi longsor. Pada daerah perladangan,akar pohon tidak dapat menembusbidang longsoran yang dalam dan akan terjadi di daerahlongsoran lama.

Beberapa pemicu longsoran dapat berupa: peningkatan kandungan air dalam lereng karena hujan, air kolam/selokanyang bocor atau air sawah ke dalam lereng; getaran pada lereng akibat gempa bumu ataupun ledakan, penggalian, getaran alat/kendaraan; peningkatan beban (bangunan atau pohon terlalu rimbun, yang melampaui daya dukung tanah atau kuatgeser tanah; pemotongan kaki lereng secara sembarangan yang mengakibatkanlereng kehilangan gaya penyangga; dan susutnya muka air yang cepat di danau/waduk yang dapatmenurunkan gaya penahan lereng, sehingga mudah terjadi longsorandan penurunan tanah yang biasanya diikuti oleh retakan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

278

Rumput vetiver mempunyai bentuk fisik dengan tinggi antara 1.5-2.5 m, perakarannya dalam dan massif, mampu masuk sangat jauh kedalam tanah. Bahkan ada yang mampu menembus hingga kedalaman 5.2 meter (Gambar 4).Bila ditanam di lereng-lereng keras dan berbatu, ujung-ujung akar vetiver mampu masuk menembus dan menjadi semacam jangkar yang kuat. Cara kerja akar ini seperti besi kolom yang masuk ke dalam menembus lapisan tanah, dan pada saat yang sama menahan partikel-partikel tanah dengan akar serabutnya. Kondisi seperti ini dapat mencegah erosi yang disebabkan oleh angin dan air sehingga vetiver dijuluki sebagai ”kolom hidup”.Batangnya kaku dan keras, tahan terhadap aliran air dalam (0.6 – 0.8 m), jika ditanam berdekatan, membentuk baris/pagar yang rapat. Hal ini akan mengurangi kecepatan aliran, mengalihkan air larian dan dapat menjadi filter yang sangat efektif. Rumput ini tidak menghasilkan bunga dan biji yang dapat menyebar liar seperti alang-alang atau rerumputan lainnya.

Gambar 4. Bentuk fisik rumput vetiver

Keunggulan vetiver, antara lain: tahan terhadap variasi cuaca, seperti: kekeringan panjang, banjir, genangan dan temperatur -14º C sampai 55º C; mempunyai daya adaptasi pertumbuhan yang sangat luas pada berbagai kondisi tanah, seperti: pada tanah masam (mengandung mangan dan aluminium),tanah bersalinitas tinggi dan mengandung banyak natrium,tanah yang mengandung logam berat, seperti: Ar, Cd, Co, Cr, Pb, Hg, Ni, Se dan Zn, rentang pH tanah: 3-10.5; mampu menembus lapisan keras hingga kedalaman 15 cm, sehingga dapat bekerja sebagai paku tanah atau pasak yang hidup; sangat praktis, tidak mahal, mudah dipelihara, dan sangat efektif dalam mengontrol erosi dan sedimentasi tanah, konservasi air, serta stabilisasi dan rehabilitasi lahan.

Kelemahan vetiver, antara lain: karena pola pertumbuhan vetiver yang tegak lurus atau vertikal terhadap tanah, maka disarankan penanamannya dikombinasikan dengan jenis tanaman penutup tanah, seperti bahia, rumput pahit (carpet grass) atau jenis kacang-kacangan (legume). Tanaman penutup tanah tersebut dimaksudkan untuk dapat mengurangi percikan dan aliran permukaan terutama pada awal pertumbuhan vetiver.Pada bagian depan, terlihat rumput Bahia menutupi permukaan tanah, sebelum tunas vetiver tumbuh merapat dan daunnya rimbun. Vetiver adalah tanaman hidup, sehingga tidak dapat langsung berfungsi dengan baik dalam menangani erosi permukaan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

279

Cara kerja rumput vetiver adalah dengan menahan laju air run-off dan material erosiyang terbawa dengan tubuhnya. Daun dan batang vetiver akan memperlambat aliran endapanyang terbawa run-off dititik A sehingga tertumpuk di titik B. Air akan terus mengalirmenuruni lereng C yang lebih rendah. Akar tanaman (D) akan mengikat tanah di bawahtanaman hingga kedalaman 3 meter dengan membentuk “Tiang” yang rapat dan dalam didalam tanah, akar-akar ini nantinya akan mencegah terjadinya erosi dan longsor. Padadasarnya rumput vetiver akan efektif jika ditanam dalam bentuk barisan yang membentukpagar (Gambar 5).

Gambar 5. Cara kerja rumput vetiver (Kadek, )

Macam-macam kegunaan rumput vetiver dijelaskan seperti dalam Gambar 6.

Gambar 6. Macam-macam kegunaan rumput vetiver

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

280

METODOLOGI STUDI

Metodologi studi pustaka ini dapat dijelaskan melalui gambar dan penjelasan berikut:

Peran masyarakat dalam mitigasi bencana banjir, kekeringan dan tanah longsor di lingkungan keluarga, dikembangkan dengan jalan:

1. Mengkaji latar belakang dan permasalahan, kemudian

2. Kajian pustaka yang meliputi: peran masyarakat dan inovasi dalam lingkungan keluarga, selanjutnya

3. Landasan teori tentang inovasi teknologi keairan dan inovasi rumput vetiver.

4. Dari hasil kajian tersebut dapat diambil topik pembahasan, untuk selanjutnya

5. Dapat ditemukan kesimpulan dan saran.

Gambar 8. Metodologi studi

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Hasil studi pustaka yang ditemukan, terutama menyangkut sistem rumput vetiver, bahwa teknologi rumput vetiver untuk penanganan tanah longsor sangat efektif, terlebih dipadukan dengan sistem pemberdayaan masyarakat dengan berbagai proses, strategi dan teknik pelaksanaannya yang telah dikaji. Hal yang perlu diperhatikan dalam penerapan hasil studi ini adalah 5 misi utama pemberdayaan masyarakat dan 7 teknik serta tahapan-tahapan yang diperlukan dalam mewujudkan pemberdayaan masyarakat. Hasil kajian lain berupa inovasi teknologi keairan dalam lingkup keluarga, merupakan awal dukungan untuk memulai aspek ketiga yaitu inovasi sistem rumput vetiver dalam mengatasi masalah bencana tanah longsor. Dengan inovasi teknologi keairan yang berhasil dirasakan oleh masyarakat atau dalam hal ini keluarga, maka proses pemberdayaan masyarakat untuk mengarah pada inovasi sistem rumput vetiver akan mudah dapat dikembangkan. Dalam hal ini peran masyarakat hendaklah dimotori oleh struktur organisasi desa, dusun sampai dengan kepala keluarga, dan didampingi lembaga swadaya masyarakat (LSM).

Secara jelas dapat dituliskan kembali bahwa konsep ini ditujukan untuk keluarga, dilakukan oleh keluarga, didampingi perangkat desa dan LSM, guna mencapai kemandirian masyarakat dalam menghadapi/mengatasi permasalahan banjir dan kekeringan. Hal ini berdampak pada terbangunnya kesadaran komunitas desa dalam mengatasi/mengantisipasi bencana lainnya yaitu tanah longsor secara ekologis dengan secara komunal mengimplementasikan sistem tanam rumput vetiver.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

281

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanKesimpulan dari studi pustaka ini dapat dituliskan sebagai berikut:

1. Mitigasi bencana banjir dan kekeringan dapat dilakukan dari lingkungan keluarga dengan mengembangkan inovasi teknologi keairan pengelolaan air hujan dalam lingkup tempat tinggal keluarga.

2. Mitigasi bencana tanah longsor dapat dilakukan dari lingkungan keluarga dengan terlebih dahulu mengembangkan inovasi teknologi keairan lingkup keluarga, baru kemudian mengembangkan pemberdayaan masyarakat sampai menjadi lembaga kelompok masyarakat, yang secara komunal sadar dan tertantang untuk mengimplementasikan sistem tanam rumput vetiver guna menanggulangi tanah longsor secara ekologis dan berkelanjutan.

RekomendasiSebagai rekomendasi untuk langkah selanjutnya dari studi pustaka ini agar hasil studi pustaka ini dapat diimplementasikan dalam suatu wilayah desa, dengan mengambil beberapa tempat tinggal keluarga sebagai model prototipe.

REFERENSIFirmansam dan Rully, 2011.Pendekatan Biotik dalam Penguatan Lereng.

E-Journal Universitas Bandung Raya, Edisi 143, Tahun 2011. Diakses Mei 2014. http://www.e-journal.unbar.ac.id/detail.php?detail=dosen&id=455

Kadek, 2012. Teknologi Rumput Vetiver. Vetiver Indonesia. Diakses Mei 2014. http://vetiverindonesia.files.wordpress.com/2012/01/teknologi_-rumput_-veritver.pdf

Kukuh Murtilaksono, 2013. Modul Pelatihan Pengelolaan DAS Terpadu. Dirjen Bina Pengelolaan DAS dan Perhutanan - Kementerian Kehutanan.Diakses Mei 2014 http://www.scbfwm.org/wp-content/uploads/2014/04/1-Lengkap-Pengelolaan-DAS-Terpadu_opt.pdf

Sugeng, dkk. (ed), 2007. Pengenalan Karakteristik Bencana dan Upaya Mitigasinya di Indonesia. Direktorat Mitigasi, Jakarta. Diakses Mei 2014.

http://www.bnpb.go.id/uploads/migration/pubs/470.pdfSusilawati, 2011. Kerangka Pikir. Pengelolaan Hujan untuk Pertanian pada Pulau

Kecil Daerah Kering Indonesia, halaman 55-66, Gita Kasih, Kupang.Susilawati, 2013. Kajian Implementasi Inovasi Teknologi dalam Mengatasi

Permasalahan Sumber Daya Air di NTT. Prosiding PIT-HATHI 30.Susilawati, 2014. Inovasi Sistem Irigasi dan Drainase dalam Pengelolaan

Air Hujan untuk Pertanian. Makalah dipresentasikan dalam Konferensi Nasional INACID di Palembang, 16-17 Mei 2014.

282

PENGELOLAAN TATA AIR DAERAH RAWA RASAU JAYA SECARA PARTISIPATIF

Henny Herawati1*, Nasrullah Chatib1, Soetarto YM1, dan Denah Suswati2

1Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura2Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Tanjungpura

*henny_herawati2000@yahoo.com

IntisariDaerah rawa Rasau Jaya berada di Kecamatan Rasau Jaya dengan sektor pertanian merupakan sektor penopang perekonomian di daerah tersebut. Pada daerah rawa yang dipengaruhi oleh pasang surut, maka pengelolaan air yang baik merupakan kunci keberhasilan budidaya pertanian. Mengingat jumlah daerah rawa sangat luas, maka peran aktif masyarakat dalam mengelola tata air sangat diperlukan. Sehingga perlu adanya penelitian untuk memperoleh rumusan tentang upaya pengelolaan partisipatif yang dapat dilakukan pada daerah rawa. Penelitian ini dilakukan dengan metode kajian pustaka, studi literatur dan studi lapangan. Studi di lapangan dengan cara melakukan survei lapangan berupa pengumpulan data sekunder dan data primer melalui kegiatan wawancara dan melakukan FGD. Peningkatan efektivitas jaringan secara teknis dapat dilakukan dengan cara mengontrol tinggi muka air di saluran tersier melalui pengoperasian dan pemeliharaan pintu air. Mengingat jumlah pintu yang banyak, maka diperlukan peran serta masyakarat secara aktif pada kegiatan operasional pintu air dan pemeliharaan sarana infrastruktur lainnya. Pengelolaan tata air secara partisipatif dapat dilakukan dalam upaya rehabilitasi dan penguatan kelembagaan P3A di daerah rawa Rasau Jaya. Sehingga dengan pengelolaan secara partisipatif ini dapat meningkatkan efektivitas jaringan dan dapat meningkatkan produktivitas pertanian di daerah rawa Rasau Jaya.

Kata Kunci: Pengelolaan, tata air, daerah rawa, partisipatif, Rasau Jaya

LATAR BELAKANG Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2012, Kecamatan Rasau Jaya Kabupaten Kubu Raya memiliki luas wilayah 111,07 Km2 dengan jumlah penduduk 24.084 Jiwa. Sektor pertanian khususnya padi dan palawija, merupakan sektor penopang perekonomian di Kecamatan Rasau Jaya. Produksi padi di Kabupaten Kubu Raya pada tahun 2011 mencapai 206.893 ton, namun pada tahun 2012 menurun menjadi 204.920 ton atau turun 0,95% (BPS, 2012).

Produktivitas padi dipengaruhi antara lain oleh pengelolaan tata air yang baik. Kondisi di lapangan menunjukkan bahwa tingkat kesadaran masyarakat dalam melakukan pemeliharaan saluran drainase dan kinerja Perkumpulan Petani Pemakai Air (P3A) masih minim. Serta infrastruktur pedesaan dalam menunjang pertanian masih minim dan perlu perbaikan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

283

Mengingat luasnya areal pertanian yang mesti dikelola, maka suatu keniscayaan biaya yang diperlukan juga sangat besar, sedangkan biaya yang tersedia sangat terbatas. Sehingga untuk mengatasi permasalahan ini perlu dilakukan suatu upaya pengelolaan tata air daerah rawa secara partisipatif, melalui peran serta dari masyarakat secara aktif.

Perumusan MasalahRumusan masalah pada makalah ini adalah bagaimana meningkatkan efektivitas jaringan ditinjau dari sisi teknis dan bagaimana peran serta masyarakat terhadap pengelolaan tata air di jaringan daerah rawa ?

Tujuan PenelitianTujuan dari penulisan makalah ini adalah

a. Menganalisis efektivitas jaringan rawa dilihat dari sisi teknis.b. Merumuskan pengelolaan tata air secara partisipatif di jaringan daerah rawa.

KAJIAN PUSTAKA Pengelolaan daerah rawa partisipatif merupakan usaha dalam pengelolaan daerah rawa secara bersama-sama dari semua stakeholder. Pelaksanaan partisipatif melibatkan seluruh pemilik kepentingan terkait keseluruhan proses pengelolaan, dimulai dari pemikiran awal, pengambilan keputusan, dan pelaksanaan kegiatan, pada tahap perencanaan, pembangunan, peningkatan, operasi, pemeliharaan, dan rehabilitasi (Direktorat Rawa dan Pantai, 2008).

Produktivitas rawa dapat menghasilkan pendapatan yang lebih tinggi daripada lahan kering, dan dicapai karena rawa menerima unsur hara yang berasal dari daratan di sekeliling rawa. Kemampuan yang dimiliki rawa, ditopang dengan pasokan air yang melimpah, mendukung pertumbuhan tanaman baik kecil maupun besar yang mengkonversi bahan organik dengan bantuan energi matahari menjadi bahan anorganik yang dibutuhkan oleh hewan dan manusia sebagai sumber energi (Hidayat & Taufik, 2010).

Dalam penentuan pola tanam disesuaikan dengan kesesuaian lahan. Kesesuaian lahan ditentukan salah satu faktornya adalah berdasarkan tipe hidrotopografi atau sering juga disebut sebagai tipe luapan. Hidrotopografi atau tipe luapan merupakan hubungan antara elevasi permukaan lahan dengan elevasi muka air. Pada daerah rawa pasang surut dikelompokkan kedalam tipe hidrotopografi A, B, C dan D dengan pola pemanfaatannya untuk budidaya pertanian sebagai berikut (Kodoatie & Roestam, 2007) :

1. Kategori A : padi – padi2. Kategori B : padi – palawija3. Kategori C: padi tadah hujan, palawija atau tanaman keras4. Kategori D : palawija, tanaman keras

Pengelolaan sistem tata air pada lahan pasang surut adalah dengan sistem aliran satu arah (one way flow system) dan sistem tabat (dam overflow) (Nazemi et al., 2012). Pemilihan sistem tata air disesuaikan dengan tipologi lahan dan tipe hidrotopografi serta komoditas yang dibudidaya. Pada lahan dengan tipe hidrotopografi A diatur

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

284

dalam sistem aliran satu arah, sedangkan lahan bertipe luapan air B diatur dengan sistem aliran satu arah dan tabat, hal ini disebabkan pada kondisi air pasang pada musim kemarau sering tidak masuk ke lahan pertanian. Pada lahan yang merupakan tipe hidrotopografi C dan D ditujukan untuk menyimpan air, karena biasanya sumber air pada lahan tipe ini hanya berasal dari air hujan (Nazemi et al., 2012). Oleh karena itu, saluran air pada sistem tata air di lahan bertipe hidrotopografi C dan D perlu di tabat dengan pintu stoplog untuk menjaga tinggi muka air sesuai kebutuhan tanaman (Herawati et al., 2013) dan memungkinkan air hujan ditampung dalam saluran sebagai long storage (Herawati et al., 2014).

METODOLOGI PENELITIANMetode Penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kajian pustaka, studi literatur dan studi lapangan. Kajian pustaka yang dilakukan adalah kajian terhadap studi yang pernah dilakukan di lokasi penelitian atau di lokasi yang lain yang terkait untuk penyelesaian masalah. Studi literatur dilakukan untuk memperoleh rumusan pengelolaan partisipatif yang dapat dilakukan di lokasi penelitian. Sedangkan studi lapangan dilaksankan dengan cara melakukan survei lapangan berupa pengumpulan data sekunder dan data primer melalui kegiatan wawancara dan Focus Group Discussion (FGD) untuk mengetahui kondisi riil lapangan.

Penelitian dilakukan di daerah rawa Rasau Jaya Kabupaten Kubu Raya Propinsi Kalimantan Barat. Secara geografis, Kabupaten Kubu Raya berada di sisi Barat Daya Propinsi Kalimantan Barat atau berada pada posisi 00 13’ 40,83” sampai dengan 10 00’ 53,09” Lintang Selatan dan 1090 02’ 19,32” Bujur Timur sampai dengan 1090 58’ 32,16” Bujur Timur. Lokasi penelitian berada pada daerah rawa Rasau Jaya sebagaimana ditampilkan pada Gambar 1.

3

pertanian. Pada lahan yang merupakan tipe hidrotopografi C dan D ditujukan untuk menyimpan air, karena biasanya sumber air pada lahan tipe ini hanya berasal dari air hujan (Nazemi et al., 2012). Oleh karena itu, saluran air pada sistem tata air di lahan bertipe hidrotopografi C dan D perlu di tabat dengan pintu stoplog untuk menjaga tinggi muka air sesuai kebutuhan tanaman (Herawati et al., 2013) dan memungkinkan air hujan ditampung dalam saluran sebagai long storage (Herawati et al., 2014). METODOLOGI PENELITIAN Metode Penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kajian pustaka, studi literatur dan studi lapangan. Kajian pustaka yang dilakukan adalah kajian terhadap studi yang pernah dilakukan di lokasi penelitian atau di lokasi yang lain yang terkait untuk penyelesaian masalah. Studi literatur dilakukan untuk memperoleh rumusan pengelolaan partisipatif yang dapat dilakukan di lokasi penelitian. Sedangkan studi lapangan dilaksankan dengan cara melakukan survei lapangan berupa pengumpulan data sekunder dan data primer melalui kegiatan wawancara dan Focus Group Discussion (FGD) untuk mengetahui kondisi riil lapangan. Penelitian dilakukan di daerah rawa Rasau Jaya Kabupaten Kubu Raya Propinsi Kalimantan Barat. Secara geografis, Kabupaten Kubu Raya berada di sisi Barat Daya Propinsi Kalimantan Barat atau berada pada posisi 00 13' 40,83” sampai dengan 10 00' 53,09” Lintang Selatan dan 1090 02' 19,32” Bujur Timur sampai dengan 1090 58' 32,16” Bujur Timur. Lokasi penelitian berada pada daerah rawa Rasau Jaya sebagaimana ditampilkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian

Lokasi Penelitian

Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

285

4

Gambar 2. Peta satelit daerah rawa Rasau Jaya

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN Daerah rawa Rasau Jaya merupakan daerah rawa yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Daerah rawa Rasau Jaya sebagai lahan pertanian dibuka oleh masyarakat secara swakelola pada tahun 1969. Selanjutnya secara berkesinambungan dilakukan upaya peningkatan lahan oleh pemerintah hingga saat ini. Luas daerah rawa Rasau Jaya pada tahun 1998 sebesar 7.520 ha (Departemen_PU. 1999), hingga saat ini luas daerah rawa yang telah dikembangkan menjadi 10.408 Ha (BWSK-I, 2006). Denah daerah rawa Rasau Jaya dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Denah Jaringan Tata Air daerah rawa Rasau Jaya

Pemanfaatan Tata Air di Saluran Jaringan tata air di daerah rawa Rasau Jaya, yaitu saluran primernya langsung bermuara ke sungai Punggur Besar. Ketersediaan jaringan tata air yang meliputi saluran (baik saluran primer, sekunder dan tersier) dan pintu air pada saat ini

Daerah rawa Rasau Jaya

Gambar 2. Peta satelit daerah rawa Rasau Jaya

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Daerah rawa Rasau Jaya merupakan daerah rawa yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Daerah rawa Rasau Jaya sebagai lahan pertanian dibuka oleh masyarakat secara swakelola pada tahun 1969. Selanjutnya secara berkesinambungan dilakukan upaya peningkatan lahan oleh pemerintah hingga saat ini. Luas daerah rawa Rasau Jaya pada tahun 1998 sebesar 7.520 ha (Departemen_PU. 1999), hingga saat ini luas daerah rawa yang telah dikembangkan menjadi 10.408 Ha (BWSK-I, 2006). Denah daerah rawa Rasau Jaya dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Denah Jaringan Tata Air daerah rawa Rasau Jaya

Pemanfaatan Tata Air di Saluran Jaringan tata air di daerah rawa Rasau Jaya, yaitu saluran primernya langsung bermuara ke sungai Punggur Besar. Ketersediaan jaringan tata air yang meliputi saluran (baik saluran primer, sekunder dan tersier) dan pintu air pada saat ini sudah baik. Kondisi saluran tersier 5 (pada sekunder B kiri) dapat dilihat pada Gambar 4.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

286

Sedangkan kondisi pintu air di saluran tersier 5 tersebut dapat dilihat pada Gambar 5. Dengan infrastruktur yang baik ini maka dapat mendukung keberhasilan usaha tani yang dilakukan oleh masyarakat.

Gambar 4. Saluran Tersier di Daerah Rawa Rasau Jaya (Herawati et al, 2013)

Gambar 5. Pintu Air di Saluran Tersier (Herawati et al, 2013)

Dari pengamatan lapangan hasil yang diperoleh belum optimal. Belum optimalnya hasil usaha tani disebabkan karena pada musim hujan di lokasi tertentu masih terjadi genangan air sedangkan pada saat musim kemarau sering terjadi kekurangan air. Hal ini dapat terjadi karena daerah Rasau Jaya sebagian besar lahannya termasuk lahan rawa tipe Hidrotopografi C dan D. Masalah ini dapat diatasi dengan cara mengoptimalkan pintu air.

Penggunaan pintu air dapat dikelola bersama antar pemerintah dan masyarakat dalam suatu kelembagaan P3A dengan cara mengontrol pintu air pada musim tertentu. Penyimpanan air di saluran dapat dilakukan dengan memanfaatkan saluran yang dilengkapi penutupan pintu air pada saat musim penghujan. Karena keberadaan air di musim kemarau sangat terbatas, sedangkan pada musim hujan akan terjadi genangan air yang dapat merusak tanaman.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

287

Keterlibatan para petani dalam memelihara saluran, merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan pertanian. Dalam hal ini keterlibatan petani daerah rawa Rasau Jaya dalam memelihara saluran sebenarnya cukup baik. Di lokasi penelitian sudah ada Perkumpulan Petani Pemakai Air (P3A), tetapi masih sangat terbatas jumlah anggotanya. Kegiatan gotong-royong dalam rangka pemeliharaan dan perbaikan saluran sudah dilakukan oleh petani. Tetapi karena jumlah petani yang ada masih kurang sebanding dengan panjang saluran yang perlu dipelihara, maka hasilnya kurang begitu terlihat secara nyata.

Komoditas Tanaman Yang Diusahakan Komoditas tanaman yang dibudidaya di daerah rawa Rasau Jaya merupakan varitas yang adaptif pada kondisi lahan di daerah rawa Rasau Jaya yang merupakan lahan rawa pasang surut dengan tingkat kesuburan lahan yang minim. Varietas padi yang ditanam umumnya adalah varietas padi lokal, misalnya varietas Bungkuk, Sambas, Ketupat dan Sriendah, dan Varietas Unggul, misalnya: Ciherang, dan IR-64. Pada lokasi yang sudah dikelola dengan baik, maka sebagian besar masyarakat sudah dapat menanam padi 2 kali dalam setahun. Pada musim kemarau, petani menanam padi Ciherang yaitu pada bulan Juni hingga bulan Agustus. Dari pengamatan lapangan di DR Rasau Jaya mempunyai pola tanam yaitu bervariasi yaitu Jagung – Jagung – Jagung, padi – padi, padi – palawija (Jagung), padi – sayuran, dan padi – bero. Pemiliham pola tanam ini disesuaikan dengan kesesuaian lahan di masing-masing lokasi.

Efektivitas dan produktivitas pertanianSebagian besar petani (55%) menghendaki adanya pembinaan dari pemerintah. Dari pengamatan di beberapa tempat, semestinya lahan sawah dapat 2 kali dalam setahun, tetapi mereka hanya tanami padi sekali dalam setahun. Hal ini terjadi karena belum adanya kekompakan diantara petani, dalam hal ini pengelolaan pintu air pada satu petak tersier, merupakan suatu keniscayaan bahwa penanaman padi perlu dilakukan secara bersamaan, sehingga dalam pengaturan tinggi muka air dapat dikelola dengan baik.

Dengan melakukan pengelolaan tata air yang baik di tingkat tersier, pengolahan tanah, pemilihan varitas yang adaptif serta pemupukan yang tepat, maka produktivitas di lahan rawa Rasau Jaya dapat menghasilkan produktivitas yang tinggi. Hal ini dibuktikan dengan rata-rata produksi padi pada musim hujan adalah 2,5 ton/Ha dengan kisaran produksi terendah 1,8 ton/Ha dan tertinggi 2,8 ton/Ha, sedangkan rata-rata produksi jagung adalah 1,4 ton/Ha dengan kisaran produksi terendah 0,5 ton/Ha dan tertinggi 3,3 ton/Ha. Produksi padi masih bisa ditingkatkan lagi dengan pembinaan yang lebih intensif, hal ini dapat dibuktikan dari survei lapangan bahwa hasil produksi padi dapat mencapai 4,5 ton/Ha.

Pengelolaan tata air secara partisipatifLahan pasang surut dapat ditata sebagai lahan sawah disesuaikan dengan tipe hidrotopografi lahan. Pada daerah rawa Rasau Jaya, tipe hidrotopografi terdiri

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

288

dari tipe hidrotopografi B, C dan D, yaitu tipe hidrotopografi B seluas 746 ha, tipe hidrotopografi C seluas 4.233 ha dan tipe hidrotopografi D seluas 2.541 ha (Departemen_PU. 1999). Penerapan sistem tata air satu arah dapat dilakukan dengan menggunakan pintu air otomatis pada saluran sekunder atau tersier. Untuk mendukung peningkatan kinerja jaringan tata air di daerah rawa Rasau Jaya, dapat dilakukan antara lain oleh kegiatan-kegiatan berikut ini.

a. Program Operasional dan Pemeliharaan (OP)Untuk mendukung peningkatan produksi padi perlu dilakukan peningkatan kemampuan jaringan tata air melalui kegiatan OP. Pemeliharaan dilakukan terhadap pengaturan pintu air di saluran drainase. Aplikasi pintu air otomatis dapat digunakan pada saluran drainase, yang bertujuan untuk membuang kelebihan air yang ada pada lahan. Penggunaan pintu air juga bertujuan menahan air apabila terjadi perubahan muka air karena banjir. Penggunaan pintu air otomatis dapat diterapkan pada pengelolaan jaringan rawa di Kecamatan Rasau Jaya, namun perlu adanya kerjasama secara kesinambungan antara masyarakat dan pemerintah dalam program OP ini.

b. RehabilitasiUntuk menunjang program peningkatan produksi pangan khususnya beras di Kecamatan Rasau Jaya, pembangunan infrastruktur pertanian harus diwujudkan. Salah satunya berupa rehabilitasi jaringan tata air di daerah rawa. Infrastruktur pedesaan yang minim perlu perbaikan. Perbaikan infrastruktur yang memadai harus didukung dengan teknologi tepat guna, seperti penyediaan pintu air pada setiap tersier maupun kuarter.

c. Pemberdayaan Untuk meningkatkan kinerja tata air pada daerah rawa Rasau Jaya yang dipengaruhi pasang surut perlu peran serta masyarakat secara aktif dan mandiri. Demikian juga peran kelembagaan sangat diperlukan dalam mengorganisir masyarakat secara bersama-sama. Kurangnya koordinasi dari instansi terkait dalam memberdayakan masyarakat, menjadi suatu permasalahan pokok ketika berada di lapangan. Selain itu diperlukan juga pemeliharaan jaringan dengan penguatan kelembagaan P3A dan pengenalan serta implementasi sistem usaha tani.

Peran pemerintah dan instansi terkait, diperlukan dalam pengelolaan tata air ini. Karena keterbatasan jumlah petani yang ada, sehingga peran kelembagaan yang akan dibentuk pemerintah berperan penting untuk manajemen pemeliharaan dan perbaikan saluran. Pemerintah memberikan fasilitas yang diperlukan untuk menunjang pemeliharaan dan perbaikan saluran, dan instansi terkait bekerja sama untuk mengontrol dan monitoring yang dilakukan di lapangan bersama para petani. Sehingga ada kesinambungan antara pemerintah dan petani dalam hal pengelolaan rawa partisipatif yang melibatkan seluruh pemilik kepentingan terkait dalam keseluruhan proses pengelolaan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

289

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan dari penelitian ini adalah :1. Peningkatan efektivitas jaringan secara teknis dapat dilakukan dengan cara

mengontrol saluran tersier dan sekunder melalui pengoperasian pintu air.2. Peran serta masyarakat dalam mendukung suksesnya tata kelola air melalui

usaha tani dapat berupa ikut berperan serta dalam rehabilitasi lahan rawa pasang surut bersama instansi terkait.

3. Peran Kelembagaan sangat berpengaruh terhadap kelancaran tata kelola air dalam pemeliharaan jaringan dengan penguatan kelembagaan P3A.

Dari hasil penelitian ini direkomendasikan adanya upaya penguatan kelembagaan P3A sehingga keberadaan P3A yang sudah ada dapat dioptimalkan.

REFERENSI BPS, 2012. Kecamatan Rasau Jaya Dalam Angka Tahun 2012, BPS Kabupaten

Kubu Raya Propinsi Kalimantan Barat.BWSK-I, 2006. Pengukuran dan Pemetaan Kembali DR. Rasau Jaya dan DR

Kapuas Kecil seluas 17.804 Ha Kabupaten Pontianak. Pontianak: Balai Wilayah Sungai Kalimantan I.

Departemen_PU., 1999. Scheme Document : Integrated Swamps Development Project IBRD Loan 3755-IND . Kalimantan Barat: Departemen Pekerjaan Umum Kantor Wilayah Propinsi Kalimantan Barat Proyek Pengembangan Daerah Rawa (P2DR).

Direktorat Rawa dan Pantai Departemen Pekerjaan Umum, 2008. Studi Konsep Kerangka Pengelolaan Rawa: Jakarta.

Herawati,H., Nasrullah Chatib, Soetarto YM, Denah Suswati, 2013. Pengendalian Muka Air Tanah Untuk Irigasi Zona Akar Pada Lahan Gambut (Studi Kasus Di Rasau Jaya Kabupaten Kubu Raya) Laporan Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi, Sumber Dana DIKTI.

Herawati, H., Suripin dan Suharyanto, 2014. Pengembangan Reservoir di Daerah Rawa Untuk Mendukung Pertanian Pada Lahan Rawa Pasang Surut(Studi Kasus Rasau Jaya Kalimantan Barat, Indonesia) disajikan pada Seminar Nasional INACID, 16-17 Mei 2014, Palembang.

Hidayat, Taufik. 2010. Kajian Evaluasi Kesesuaian Lahan Terhadap Tata Ruang Daerah Rawa Pasang Surut, Dalam Rangka Menunjang Pengembangan Daerah Rawa Di Pulau Rupat. Universitas Diponegoro, Semarang.

Kodoatie, RJ., and Roestam, S., 2007. Integrated Water Resources Management in Indonesian Perspective. Dipresentasikan pada “Workshop review on National Policy in Water Resources Management” Bappenas Irrigation Directorate. Jakarta.

Nazemi, D., Hairani, A. dan Nurita, 2012. Optimalisasi Pemanfaatan Lahan Rawa Pasang Surut Melalui Pengelolaan Lahan Dan Komoditas, Jurnal Agrovigor Volume 5 No.1 ISSN 1979-5777.

290

TEKNOLOGI JUMBO SAND BAG UNTUK PENGAMANAN PANTAI BERBASIS MASYARAKAT

Eko Yunianto1, Iriandi Azwartika2, dan Agung Suseno3*

1Kabid Sungai Danau Rawa Pantai, Dinas PSDA Provinsi Jawa Tengah2Kabid Pengelolaan Jaringan Pemanfaatan Air BBWS Pemali Juana

3Consultant BWRMP Phase II WISMP-2 - IBRD 8027 – ID

*agung.suseno@hotmail.co.id

Intisari

Kerusakan hutan mangrove dipesisir yang struktur geologi nya berupa endapan alluvial, mudah mengalami abrasi pantai dan terjadi rob naiknya air laut ke darat, seperti yang terjadi dipesisir pantai antara Semarang hingga Jepara. Peran serta masyarakat dalam mitigasi bencana rob dan abrasi pantai dengan konservasi mangrove, sebagai bentuk Pengelolaan Sumberdaya Air Berkelanjutan dalam rangka Mitigasi Bencana, sudah dilakukan Penanaman mangrove namun porak poranda karena tanpa infrastruktur pelindung sederhana yang mampu dilaksanakan oleh masyarakat semacam break water pemecah gelombang. Penempatan Jumbo Sand Bag pada100 meter dari garis pasang tertinggi diharapkan bisa terbentuk tombolo dan terperangkapnya sedimen secara alami sehingga terjadi reklamasi dari hasil Off shore dan Long shore sediment transport. Koefisien stabilitas (KD) untuk Jumbo Sand Bag sebagai lapis lindung (Armour) pesisir, asumsi perhitungan menggunakan KD yang sama untuk dimensi batu bulat dengan perbandingan berat jenis. Keuntungan Jumbo Sand Bag cocok untuk daerah yang mengalami kelangkaan material batu, murah, mudah dilakukan masyarakat hanya diisi pasir/tanah setempat dengan berat jenisnya sama dengan tanah setempat, tidak terbenam seperti tetrapod yang dipasang didaerah aluvial. Dalam usia + 5 tahun cukup membesarkan mangrove sudah berfungsi sebagai natural Storm Barrier.

Kata Kunci: jumbo sand bag, Armour pelindung pantai, berbasis masyarakat.

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang Studi Beberapa segment pantai selatan P Kalimantan dan pantai utara P Jawa khususnya antara Semarang - Jepara terjadi abrasi dan rob yang memerlukan infrastruktur pelindung pengamanan pantai, secara spesifik perlu dicari berdasarkan kearifan lokal suatu tipe infrastruktur yang murah, mudah pelaksanaannya dengan melibatkan peran serta masyarakat dalam mitigasi bencana rob dan abrasi pantai tersebut, sebagai bentuk pengelolaan sumberdaya air berkelanjutan dalam rangka mitigasi bencana, antara lain dengan melakukan konservasi hutan mangrove yang telah mengalami kerusakan dari berbagai sebab, dimana akibat kerusakan hutan mangrove terutama didaerah pesisir yang struktur geologi-nya merupakan soft

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

291

alluvial sediment, pantai mudah mengalami abrasi dan terjadi rob naiknya air laut ke darat, seperti kerusakan yang terjadi di pantai antara Semarang – Jepara seperti pada Gambar 1 dibawah ini.

Gambar 1. Citra satelit kerusakan Pantai antara Semarang - Jepara

Upaya konservasi hutan mangrove sudah dilakukan dengan melibatkan peran serta masyarakat dengan penanaman mangrove, namun kurang berhasil di beberapa tempat porak poranda karena pada masa penanaman bibit tanpa ada perlindungan, disini muncul gagasan perlunya suatu infrastruktur breakwater sederhana sebagai pemecah gelombang pelindung penanaman bibit mangrove

2. Kajian PustakaKajian pustaka yang diacu adalah Pola Pengelolaan SDA Wilayah Sungai Jratunseluna yang telah disahkan berdasarkan keputusan Menteri Pekerjaan Umum No.588/KPTS/M/2010 tanggal 2 Desember 2010, belum merumuskan pengelolaan pesisir untuk mengatasi kerusakan pantai antara Semarang - Jepara dan banjir rob yang semakin parah.

Sehingga telah muncul bebagai gagasan dan usulan dari para stakeholder antara lain dam lepas pantai (Giant sea wall) meniru Storm Barrier Waterboard Kinderdijk di Belanda, sabuk pantai dan berbagai cara artificial lainnya, yang belum tentu tepat guna untuk penanggulangan rob dan abrasi pantai Semarang – Jepara pada jangka panjang, lagi pula luasnya tidak sebanding dengan kota Semarang sendiri, seperti pada Gambar 2, dimana konsep tersebut akan menutup banyak muara sungai serta menutup akses ratusan ribu nelayan domestik sepanjang pesisir pantai Semarang - Jepara.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

292

Gambar 2. Dam lepas pantai (giant sea wall) Semarang Jepara

Penanggulangan abrasi pantai dan rob dengan mengandalkan Dam lepas pantai maupun Sabuk pantai dari Kendal sampai Jepara merupakan cara artificial yang mahal yang belum tentu tepat guna, karena fungsinya sebagai Depresive Storage dimana elevasi muka airnya harus dijaga -1 meter dibawah rata2 muka air laut, agar semua sungai dan saluran drainase harus bisa mengalir secara gravitasi, dengan didukung operasi pompa yang biayanya akan sangat mahal untuk mengkondisikan sebagai Depresive Storage.

Pelindung pantai artificial lainnya yang pernah diaplikasikan relatif mahal dan tidak berhasil guna seperti yang diharapkan.

Gambar 3. Berbagai infrastruktur Pelindung Pantai artificial lainnya.

Pemakaian jumbo sand bag sebagai pelindung penanaman bibit mangrove dalam rangka mitigasi bencana rob dan abrasi pantai tersebut mudah dilakukan hanya diisi pasir/tanah setempat dengan berat jenisnya sama dengan tanah setempat, dari hasil kajian apabila tidak berbeda berat jenisnya, tidak akan terbenam seperti tetrapod bila dipasang didaerah aluvial, pemakaian jumbo sand bag sebagai

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

293

pelindung penanaman bibit mangrove sesuai life time nya bisa bertahan hingga + 5 tahun, cukup membesarkan tanaman menjadi hutan mangrove, hingga sudah dapat berfungsi sebagai natural storm barrier pelindung pesisir pantai sepanjang Semarang hingga Jepara.

3. Landasan Theori Upaya konservasi di lapangan kurang berhasil karena bibit mangrove tidak mampu menahan hantaman gelombang, dengan pemasangan jumbo sand bag pada 100 meter dari garis pasang tertinggi, dimana merupakan posisi rata rata gelombang pecah di pesisir utara P Jawa, karena mengacu pada efek pemecah gelombang yang diharapkan akan terbentuk tombolo sehingga dimungkinkan terjadi reklamasi dari hasil Off shore dan Long shore sediment transport sesuai dengan amanat Peraturan Pemerintah Republik Indonesia PP No. 38 Tahun 2011Tentang Sungai Pasal 13 perihal Penentuan alignment garis sempadan yang terpengaruh pasang air laut diperlakukan sama dengan Sungai, dengan perhitungan koefisien stabilitas (KD) untuk jumbo sand bag sebagai lapis lindung (Armour), penempatan pada letak gelombang pecah, diasumsi sama dengan KD untuk batu bulat dengan perbandingan berat jenis.

METODOLOGI STUDI

Metodologi Studi dengan melakukan pengamatan terhadap berbagai upaya konservasi yang sudah dilakukan, baik yang structural dengan artificial infrastruktur maupun Non structural dengan replanting mangrove, melibatkan peran serta masyarakat dalam merehabilitasi dan mitigasi bencana, namun kurang berhasil karena bibit mangrove tidak mampu menahan hantaman gelombang, sehingga abrasi pantai tetap terjadi. Hal tersebut terlihat dari citra satelit pada Gambar 4 kondisi abrasi pesisir dan banjir rob cenderung semakin parah.

SOFT ALLUVIAL SEDIMENT

G. UNGARAN

SEMARANG

PEMUKIMANVEGETASI TUMBUHANALLUVIAL SEDIMENTAIR LAUT

LANDSAT SATELLITE IMAGE SOBIRIN (2013)

Gambar 4. Citra satelit kondisi pesisir Semarang s/d Jepara

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

294

Metodologi Studi berdasarkan tinjauan struktur geologi didaerah pesisir yang merupakan endapan soft alluvial sediment, penggunaan pelindung pantai secara artificial sejenis Tetrapod atau tipe armouring lainnya, tidak akan tepat guna karena berat jenisnya melebihi tanah aseli, berpotensi terbenam (sinking) seperti pada Gambar 5, dan OP-nya sangat mahal serta rentan amblesan (Land subsidence) sesuai kondisi spesifik pesisir sepanjang pantai Semarang Jepara.

Gambar 5. Tetrapod terbenam (sinking) karena berat jenisnya > tanah aseli.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Dari hasil studi dan pembahasan kajian tersebut dipilih jenis pengaman pantai berdasarkan kearifan lokal berupa hutan mangrove sebagai natural storm barrrier dengan jumbo sand bag sebagai pelindung pada saat penanaman bibit mangrove sepanjang pesisir pantai Semarang - Jepara melibatkan peran serta masyarakat.

Dengan teknologi jumbo sand bag seperti pada Gambar 6 diharapkan akan terbentuk tombolo dan sedimen terperangkap, sehingga terjadi reklamasi dari hasil Off shore dan Long shore sediment transport dengan penempatan pada 100 meter dari garis pasang tertinggi. Koefisien stabilitas (KD) untuk jumbo sand bag sebagai lapis lindung (Armour), perhitungan berdasarkan pada letak gelombang pecah, bisa disamakan dengan KD untuk batu bulat halus.

Gambar 6. Contoh Jumbo Sand Bag Pantai Jorong Swarangan Kal Sel.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

295

Perhitungan Stabilitas Armor Perhitungan stabilitas Armor untuk menentukan dimensi armor dipergunakan rumus Hudson sebagai berikut :

W = ρθ

r

D r

HK S

3

31−( ) cot

Srr

w

=ρρ

dengan :W : Berat jenis Armor pelindung (kg atau ton)rr : Berat jenis batu (kg/m3 atau ton/m3)rw : Berat jenis air laut (kg/m3 atau ton/m3)q : Sudut kemiringan sisi pemecah gelombang (0)H : Tinggi gelombang rencana (m) diambil Max Average dalam Tabel 1KD : Koefisien stabilitas yang tergantung pada bentuk Armor pelindung

dari batu alam atau buatan (jumbo sand bag), kekasaran permukaan batu, jumbo sand bag, ketajaman sisi-sisinya, ikatan antara butir dan keadaan pecahnya gelombang yang diberikan dalam Tabel 2

Mengingat dimensi armor jumbo sand bag tidak bisa seragam (sama dimensinya), maka berat jumbo sand bag untuk armor diperkenankan antara 0,75 W sampai 1,25 W, dengan perbandingan 50 % dari batu tersebut lebih berat dari W.

Selain dengan armor yang seragam, maka Revetment dapat juga dibuat dengan susunan jumbo sand bag dengan diameter acak. Struktur Revetment tersebut dikenal dengan rip-rap jumbo sand bag.

Tabel 1. H Tinggi Gelombang Bulanan Laut Jawa. Bulan

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des1 2002 0 0.2 1.73 1.09 0 1.34 2.62 2.13 0.95 1.09 1.48 1.97 2.62 02 2003 2.13 1.09 1.51 1.17 0.84 0.83 1.15 0.77 1.08 1 1.11 1 2.13 0.773 2004 1.06 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.06 0 Reformasi4 2005 1.62 1.77 1.81 1.89 1.31 1.46 1.29 1.29 1.5 1.34 1.46 1.46 1.89 1.295 2006 1.5 2.39 2.16 2.19 0 0 2.33 1.25 1.34 1.95 1.38 1.66 2.39 06 2007 1.51 1.95 0 1.2 1.14 1.17 1.56 1.23 0 0 0 0 1.95 07 2008 1.06 1.06 1.48 1 1 0.9 0.88 0.95 4.04 2.1 3.75 3.07 4.04 0.888 2009 0.55 0.95 0.49 0.95 0.65 0.53 0.65 0.83 0.65 0.27 0.08 0.65 0.95 0.089 2010 0 1.5 1.42 1.15 1.15 1.09 1.15 0.9 1.06 0.81 0.84 0.76 1.5 0

10 2011 0.9 2.42 1.5 1.06 0.9 1.77 0.84 1.31 0.95 2.93 0 0 2.93 0Max 2.13 2.42 2.16 2.19 1.31 1.77 2.62 2.13 4.04 2.93 3.75 3.07 4.04 1.29Min 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.95 0

Max Average 2.54

No Year Max Min Remarks

Sumber : BMKG, PT Mistar Harumas Mitra, SID Pengaman Pantai Jorong Swarangan Kalimantan Selatan, BWS Kalimantan II, 2012.

dengan formula tersebut :Kondisi gelombang pecah KD = 10 Kondisi gelombang tidak pecah KD = 12.5 Tinggi gelombang pecah H = 2 mDiperoleh W = 426 Kg

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

296

Gambar 7. Tinggi dan Jarak Gelombang pecah rata-rata di Laut Jawa

Tabel 2. Koefisien stabilitas KD untuk berbagai jenis butir.

Lapis Lindung n Penem-patan

Lengan Bangunan

Ujung (kepala) Bangunan Kemi-

ringanGelombang GelombangPecah Tidak Pecah Pecah Tidak Pecah

Batu Pecah àBulat halusBulat halusBersudut kasar

2> 31

AcakAcakAcak

1,21,6

*1

2,43,22,9

1,11,4

*1

1,92,32,3

1,5 – 3,0 *2

*2

Bersudut kasar 2 Acak 2,0 4,01,91,61,3

3,22,82,3

1,52,03,0

Bersudut kasarBersudut kasarParallelepiped

>322

AcakKhusus*3

Khusus

2,25,8

7,0–20

4,57,0

8,5–24

2,15,3-

4,26,4-

*2

*2

TentrapoddanQuadripod

2 Acak 7,0 8,05,04,53,5

6,05,54,0

1,52,03,0

Tribar 2 Acak 9,0 10,08,37,86,0

9,08,56,5

1,52,03,0

Dolos 2 Acak 15,8 31,8 8,07,0

16,014,0

2,03,0

Kubus dimodifikasiHexapodTribarBatu pecah (KRR) (graded angular)

221

AcakAcakSeragamAcak

6,58,012,02,2

7,59,515,02,5

-5,07,5-

5,07,09,5-

*2

*2

*2

-Blok beton bergigi 1 Khusus 12 – 14 16 – 18 - - -

Jumbo Bag 1 Khusus 7 8 10 12,5 -

Koefisien stabilitas (KD) untuk jumbo sand bag sebagai lapis lindung (Armour), penempatan pada letak gelombang pecah, diasumsi sama dengan KD untuk batu bulat dengan perbandingan berat jenis Catatan :

n = jumlah susunan butir batu dalam lapis pelindung*1 = penggunaan n = 1 tidak disarankan untuk kondisi gelombang pecah*2 = sampai ada ketentuan lebih lanjut tentang nilai KD, penggunaan KD dibatasi

pada kemiringan 1 : 1,5 sampai 1 : 3*3 = batu ditempatkan dengan sumbu panjangnya tegak lurus permukaan

bangunan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

297

Penggunaan jumbo sand bag sebagai Revetment Riprap Dapat dihitung dengan rumus Hudson dan Jackson, 1926, sebagai berikut :

W HK S ctg

r

RR r50

3

31=

⋅−

ρθ( )

dengan:W50 : massa unit armor 50 % dari ukuran gradasi (kg)rr : kerapatan massa dari unit armor (kg/m3)rw : kerapatan massa air laut (ton/m3)ctg q : kemiringan talus, antara 1.5 sampai 3H : tinggi gelombang rencana (m) diambil Max Average contoh Tabel 1Sr : rr / rwKRR : koefisien kestabilan, ditentukan di baris ke 7-8 Tabel 2,

Berat maksimum batu rip-rap adalah 4 kali W50 dan berat batu minimum 0,125 W50.

a) Untuk batu rr = 2700 kg/m3

S

S

S

rr

w

r

r

r

= = =

− =

−=

ρρ

ρ

2700

10252 63

1 4 33

1624

3

3

,

( ) ,

( )

Dengan memasukan harga ρr

rS( )−=

1624

3 , maka rumus Hudson menjadi :

W HK gD

=6243

cot θ

Sumber : Buku Pedoman Teknis Perencanaan Tembok Laut, Revetment dan Krib Tegak Lurus Pantai, Subdit Irigasi, Air Tanah, Rawa dan Pantai, Tahun 2004

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanUpaya konservasi artificial yang mahal perlu dihindari, dengan memanfaatkan kearifan lokal dalam hal mitigasi abrasi pantai bencana rob yang semakin parah dengan Konservasi hutan mangrove didukung teknologi jumbo sand bag, selain untuk melindungi penanaman bibit mangrove, efek keberadaan jumbo sand bag sebagai pemecah gelombang yang diharapkan akan terbentuk tombolo dan terperangkapnya sedimen, sehingga dimungkinkan terjadi reklamasi dari hasil Off shore dan Long shore sediment transport secara alami, dengan biaya yang murah dan ramah lingkungan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

298

RekomendasiPenggunaan jumbo sand bag sangat cocok diaplikasikan di daerah yang sulit diperoleh quarry batu seperti di Kalimantan Selatan, juga pesisir pantai antara Semarang sampai dengan Jepara yang merupakan daerah endapan soft alluvial sediment, penggunaan pelindung pantai secara artificial seperti Dam lepas pantai (Giant sea wall) tidak efektif, demikian pula tipe armouring lainnya seperti Tetrapod dan sebagainya, karena berat jenisnya melebihi tanah aseli, berpotensi terbenam (sinking) sehingga tidak akan tepat digunakan dan OP-nya sangat mahal serta rentan amblesan (Land subsidence) sesuai kondisi spesifik pesisir pantai antara Semarang hingga Jepara yang struktur geologi nya merupakan endapan soft alluvial sediment. Penanganan sesuai kearifan lokal adalah Konservasi hutan mangrove didukung teknologi jumbo sand bag, selain untuk melindungi penanaman bibit mangrove bisa me-recovery pesisir pantai yang ter-abrasi akan ter-reklamasi secara alami.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih kepada Pimpinan Balai Wilayah Sungai Kalimantan II, selaku pemrakarsa uji coba penggunaan Jumbo Sand Bag mengadopsi metode BRR Aceh pasca Tsunami mengatasi kelangkaan material batu, sebagai pelindung pantai di Pantai Jorong Swarangan Kalimantan Selatan, berdasarkan hasil Kajian SID Pengaman Pantai Jorong Swarangan Kalimantan Selatan pada tahun 2012, sebagai rencana aplikasi teknologi terapan untuk Pengamanan Pantai Berbasis Masyarakat dalam rangka pengelolaan abrasi dan rob sepanjang pesisir pantai utara Jawa Tengah antara Semarang sampai Jepara.

REFERENSI Anonym, 2004, Buku Pedoman Teknis Perencanaan Tembok Laut, Revetment dan

Krib Tegak Lurus Pantai, Subdit Irigasi, Air Tanah, Rawa dan Pantai. Anonym, 2006, BRR Aceh Buletin, Post Aceh Tsunami Natural Disaster

Rehabilitation and Recondition Program in Coastal Area.Anonym, Pola Pengelolaan SDA Wilayah Sungai Jratunseluna, Keputusan Menteri

Pekerjaan Umum No.588/KPTS/M/2010 tanggal 2 Desember 2010Anonym, 2010, Surat Edaran Menteri PU No. SE.07/M/2010 Tentang Pedoman

Pelaksanaan Konstruksi Bangunan Pengaman Pantai.Anonym, 2010, Surat Edaran Menteri PU No. SE.08/SE/M/2010 Tentang Pedoman

Penilaian Kerusakan Pantai dan Prioritas Penanganannya.Anonym, 2010, Peraturan Menteri PU No. 09/PRT/M/2010 Tentang Pedoman

Pengamanan Pantai. Anonym, 2012, PT. Mistar Harumas Mitra, Agung Suseno dkk, Laporan

Akhir SID Pengaman Pantai Jorong Swarangan Kalimantan Selatan, BWS Kalimantan II.

Horigome. S. 1988, Text Book of Design of Coastal Structure. River Engineering Course IV at Diponegoro University. DGWRD-NIKKEN Consultantts. Inc.

299

ROOF TOP RAIN WATER HARVESTING SEBAGAI ALTERNATIF UPAYA ADAPTASI PERUBAHAN IKLIM

DI WILAYAH SUNGAI BRANTAS

Harianto, Didik Ardianto, dan Arief Satria Marsudi*

Perusahaan Umum Jasa Tirta I

*ariefsatriam@gmail.com

Intisari

Dalam tiga puluh tahun terakhir perubahan iklim global telah mempengaruhi kondisi cuaca. Perubahan iklim diperkirakan akan menyebabkan perubahan jumlah dan pola presipitasi yang akan berakibat meningkatnya besaran dan frekuensi banjir dan kekeringan. Di Wilayah Sungai (WS) Brantas telah terjadi banyak kejadian hujan ekstrim sehingga menyebabkan terjadinya banjir di beberapa anak sungai Kali Brantas. Selain itu telah terjadi banyak kejadian kekeringan yang menyebabkan terganggunya produksi pangan, berkurangnya pasokan air baku untuk air minum dan sebagainya.

Untuk mengantisipasi dampak perubahan iklim global terhadap sumber daya air di WS Brantas perlu dilakukan upaya adaptasi melalui Rain water harvesting (RWH). Berdasarkan lingkup implementasinya RWH dapat digolongkan menjadi dua yaitu RWH melalui bangunan reservoir yang telah di terapkan di WS Brantas dan RWH melalui atap rumah atau Roof Top Rain Water Harvesting (RT-RWH).

Potensi RT-RWH di WS Brantas dihitung berdasarkan kondisi hujan yang merupakan potensi volume hujan yang dapat dipanen dan kondisi demografi penduduk yang mewakili volume kebutuhan air bersih. Berdasarkan analisa rasio perbandingan antara volume yang tertampung dan kebutuhan air masyarakat adalah sebesar 30,6% dengan volume 1,23 milyar liter/hari. Nilai tersebut merupakan jumlah yang signifikan untuk dijadikan tambahan suplai kebutuhan air pada saat musim kering sebagai upaya adaptasi perubahan iklim di WS Brantas.

Kata Kunci: Perubahan Iklim, Wilayah Sungai Brantas, Rain Water Harvesting

PENDAHULUAN

Perubahan IklimMenurut Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC 2007), dalam kurun waktu lebih dari 150 tahun terakhir, suhu permukaan rata-rata global telah meningkat 0,76°C. Pemanasan global telah menyebabkan iklim yang tidak stabil dan tidak dapat diprediksi seperti perubahan pola hujan dan meningkatnya frekuensi dan intensitas kejadian cuaca ekstrim.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

300

Di Indonesia sendiri, dalam kurun tiga dasawarsa terakhir ini, iklim di Indonesia mengalami perubahan yang cukup dinamis. Salah satu kondisi yang bisa dirasakan adalah semakin naiknya suhu serta kian beragamnya pola iklim saat ini. Ratag (2007) menyampaikan bahwa suhu rata-rata di Jakarta naik 1,04 0C tiap abad pada Bulan January (musim hujan) dan 1,40 0C per abad pada Bulan Juli (musim kemarau). Dampaknya bisa dilihat pada Gambar 1 (e.g. Neelin et al. 2006, Nayor et al. 2007, Boer et al. 2007; Aldrian 2007).

Gambar 1. Dampak Perubahan Iklim di Indonesia

Kejadian cuaca ekstrim di Indonesia pada umumnya berkaitan dengan El Nino Southern Oscillation (ENSO). Signal ENSO sangat kuat di Indonesia, khususnya di wilayah yang memiliki iklim munson seperti Jawa, Bali dan Nusa Tenggara. Jumlah hujan pada musim kemarau di wilayah ini telah menurun dua kali lipat dibandingkan pulau lain (Irawan, 2002). Dalam beberapa tahun terakhir ini, El Nino semakin sering terjadi dengan semakin meningkatnya anomali suhu global (Hansen dkk, 2006). Berdasarkan studi yang dilakukan oleh Boer dan Perdinan (2008) dengan menggunakan data 1907-2007 dari International Disaster Database (OFDA/CRED 2007), tampak jelas bahwa bencana terkait iklim meningkat tajam dalam lima dekade terakhir ini. Pola hujan yang tidak teratur dan berubah-ubah akan menyebabkan aliran permukaan yang tidak teratur di sungai-sungai, sehingga pada akhirnya dapat mempengaruhi kuantitas air untuk pembangkitan tenaga listrik, irigasi dan lain-lain. Ketika terjadi El Nino, maka aliran permukaan akan berkurang, sehingga kemungkinan terjadi kekeringan sangat besar. Sedangkan ketika terjadi La Nina, intensitas hujan besar akan meningkat sehingga menyebabkan aliran permukaan yang besar dan kemungkinan terjadi banjir sangat besar. Aliran permukaan yang besar akan menyebabkan erosi permukaan maupun tebing sungai dan sedimentasi yang padah di waduk-waduk. Sedimentasi waduk tersebut akan mengurangi kapasitas waduk untuk menampung air saat banjir dan berkurang juga air yang dapat disimpan untuk digunakan pada musim kemarau.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

301

Permasalahan Sumberdaya Air WS BrantasPengembangan WS Kali Brantas dilakukan dengan berdasar prinsip satu sungai, satu rencana dan satu pengelolaan terpadu (one river, one plan, one integrated management) telah dimulai pada tahun 1961. Hasil pembangunan prasarana pengairan meliputi 7 (tujuh) buah waduk, bendung gerak dan bendung karet, terowongan, tanggul, dan lain sebagainya. Bangunan tersebut mempunyai fungsi antara lain untuk pengendali banjir, penyediaan air baku PDAM & industri, irigasi dan PLTA; pembuatan/peninggian tanggul, perbaikan alur sungai, pembuatan kanal pengelak banjir (floodway) dan lain-lain.

Masalah-masalah yang dihadapi oleh Perum Jasa Tirta I dalam mengelola Wilayah Sungai (WS) Kali Brantas yang belum diperkirakan pada waktu perencanaannya, antara lain adalah (Harianto, 2010):

1. Perubahan Iklim Adanya perubahan iklim global pada beberapa tahun terakhir menyebabkan pergeseran musim dan merubah sifat hujan yang makin mempunyai intensitas tinggi. Musim hujan yang semakin pendek menyebabkan potensi air yang dapat ditampung di waduk juga berkurang. Di sisi lain, tingginya intensitas curah hujan akan menyebabkan meningkatnya debit limpasan air permukaan.

Gambar 2. Jumlah kejadian hujan harian dengan intensitas 50-100 mm dan >100 mm di DAS Sutami-Lahor (1955-2011)

Gambar 3. Jumlah hari hujan per tahun di DAS Sutami-Lahor (1955-2011)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

302

Berdasarkan Gambar 2, terdapat peningkatan intensitas hujan maksimum dalam satu tahun pada kurun waktu 30 tahun terakhir di DAS Brantas Hulu. Sedangkan pada Gambar 3, rerata jumlah hari hujan per tahun dari 1955 hingga 1989 terdapat 143 hari hujan per tahun, sedangkan rerata jumlah hari hujan per tahun dari 1989 hingga 2011 terdapat 193 hari hujan per tahun. Berdasarkan data tersebut maka disimpulkan terdapat peningkatan jumlah hari hujan dalam satu tahun pada kurun waktu 25 tahun terakhir di DAS Brantas Hulu. Dengan sifat hujan saat ini yang mempunyai intensitas tinggi dan rentang waktu yang pendek mengakibatkan potensi pemanfaatanya berkurang sehingga dapat menyebabkan terjadinya kekeringan di sejumlah wilayah di WS Brantas.

2. Sedimentasi dan DegradasiKondisi daerah tangkapan hujan di bagian hulu menurun akibat penebangan liar dan pengelolaan lahan yang kurang memperhatikan konsep konservasi lahan. Hal ini diperparah dengan kondisi cuaca di beberapa tahun terahir ini, dengan curah hujan yang tinggi menyebabkan peningkatan erosi lahan yang akhirnya akan meningkatkan sedimentasi di waduk, penurunan base-flow pada musim kemarau dan terjadinya banjir bandang. Selain hal tersebut di bagian hilir Sungai Brantas terjadi degradasi dasar sungai yang menyebabkan penurunan elevasi muka air sehingga menyebabkan terganggunya pasokan air yang masuk ke intake pemanfaat air baku di Sungai Brantas

3. Pencemaran airLimbah domestik (rumah tangga, hotel, restoran, dll), adalah sumber yang paling besar memberikan kontribusi limbah pada DAS Kali Brantas sebesar 62% atau senilai 205 ton BOD/hari (perhitungan tahun 1998)). Hal ini disebabkan karena masih kuatnya paradigma bahwa sungai adalah sebagai tempat pembuangan dan kurangnya kesadaran masyarakat atas lingkungan yang bersih dan sehat.

LANDASAN TEORI

Roof Top Rain Water Harvesting Sesuai dengan namanya, teknik pemanenan air hujan dengan atap bangunan atau roof top rain water harvesting (RT-RWH) pada prinsipnya dilakukan dengan memanfaatkan atap bangunan sebagai daerah tangkapan air, dimana air hujan yang jatuh di atas atap kemudian disalurkan melalui talang untuk selanjutnya dikumpulkan dan ditampung ke dalam tangki atau bak penampung air.

Al Amin et al (2008) menyebutkan bahwa konstruksi untuk bangunan pemanen air hujan dapat dibuat dengan cepat karena cukup sederhana dan mudah dalam pembuatannya. Komponen-komponen utama konstruksi tampungan air hujan seperti ditunjukkan dalam Gambar 4, terdiri dari: atap rumah, saluran pengumpul (collector channel), filter untuk menyaring daun-daun atau kotoran lainnya yang terangkut oleh air, dan bak penampung air hujan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

303

Gambar 4.Ilustrasi RT-RWH dan Bangunan Tangki Penampung Air Hujan

Upaya Adaptasi Perubahan Iklim Dengan Rain Water HarvestingSalah satu upaya adaptasi terhadap permasalahan SDA terutama perubahan iklim di WS Brantas adalah dengan metode Rain Water Harvesting (RWH). RWH adalah suatu cara pengumpulan atau penampungan air hujan atau aliran permukaan pada saat curah hujan tinggi untuk selanjutnya digunakan pada waktu air hujan rendah. Berdasarkan lingkup implementasinya, teknik ini dapat digolongkan dalam 2 (dua) kategori, yaitu (Harsoyo, 2010) :

1. Teknik pemanenan air hujan dengan atap bangunan atau roof top rain water harvesting.

2. Teknik pemanenan air hujan (dari aliran permukaan) dengan bangunan reservoir, seperti dam parit, embung, kolam, situ, waduk, dan sebagainya.

Perbedaan dari kedua kategori di atas adalah bahwa untuk kategori yang pertama, ruang lingkup implementasinya adalah pada skala individu bangunan rumah dalam suatu wilayah permukiman ataupun perkotaan; sementara untuk kategori yang kedua skalanya lebih luas seperti yang telah diimplementasikan di WS Brantas.

Potensi jumlah air yang dapat dipanen dari suatu bangunan atap dapat diketahui dengan perhitungan berikut:

Jumlah air yang dapat dipanen = Luas area x curah hujan x koefisien runoff

Untuk suatu areal tangkapan hujan dengan luas 100 m2, curah hujan tahunan 2000 mm, maka jumlah air yang dapat dipanen ditetapkan sebagai berikut :

Dengan luas area = 100 m2 dan jumlah curah hujan tahunan = 2000 mm, maka volume air hujan yang jatuh di area tersebut = 10.000 dm2 x 20 dm = 200.000 liter

Dengan asumsi hanya 80% dari total hujan yang dapat dipanen (20% hilang karena evaporasi atau kebocoran), maka volume yang dapat dipanen = 200.000 x 0.8 = 160.000 liter/tahun.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

304

HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan data curah hujan historis sejak tahun 2005 – 2013 di 26 lokasi stasiun penakar hujan di WS Brantas yang dikelola Perum Jasa Tirta I (Tabel 1) menunjukkan bahwa nilai rerata curah hujan tahunan sebesar 1.805,70 mm/tahun.

Tabel 1. Jumlah Hujan Rerata Bulanan WS Brantas.

Bulan Tahun Rerata2005 2006 2007 2008 2009 2011 2012 2013Januari 191,70 309,42 154,48 267,98 399,17 279,32 316,68 234,25 269,13Februari 289,33 236,12 385,97 323,77 406,71 182,74 212,68 228,29 283,20Maret 259,80 329,85 438,52 497,20 199,36 285,45 191,20 217,52 302,36April 221,40 252,21 299,62 159,90 161,11 245,65 150,37 243,12 216,67Mei 9,74 207,52 106,00 77,30 207,46 131,24 51,32 165,18 119,47Juni 88,72 6,22 63,32 17,33 16,55 9,63 13,04 125,75 42,57Juli 56,93 2,18 14,60 0,04 12,73 9,60 2,95 50,13 18,64Agustus 3,96 0,96 7,28 9,45 0,47 6,49 1,36 5,10 4,38September 36,97 3,53 3,69 8,13 14,63 0,38 0,62 0,77 8,59Oktober 109,76 5,13 76,64 142,35 37,98 33,14 17,93 32,27 56,90November 133,22 49,29 190,67 285,60 112,35 223,71 151,96 161,51 163,54Desember 496,85 310,11 549,78 255,08 128,05 236,68 282,07 303,26 320,24

Jumlah 1805,70Sumber: Perum Jasa Tirta I

Tabel 2. Jumlah Penduduk, Jumlah KK dan Tarif PDAM di WS BrantasKota / Kabupaten Jumlah Penduduk

(jiwa) Jumlah KK Tarif PDAM (Rp.)

Kab. Trenggalek 811.692 255.282 2711Kab. Tulungagung 1.143.646 366.853 2899Kab. Blitar 1.262.427 363.853 2924Kab. Kediri 1.477.190 465.231 2228Kab. Malang 2.837.203 783.312 3032Kab. Pasuruan 1.469.516 496.356 2658Kab. Sidoarjo 1.991.776 512.764 5142Kab. Mojokerto 1.088.632 322.753 2424Kab. Jombang 1.388.276 422.349 2800Kab. Nganjuk 1.197.935 369.888 2183Kab. Madiun 772.859 204.264 2100Kab. Gresik 1.249.333 312.864 3168Kota Kediri 301.241 93.458 3817Kota Blitar 145.306 45.429 2535Kota Malang 893.883 226.421 4048Kota Pasuruan 201.364 56.351 2277Kota Mojokerto 133.900 36.035 2072Kota Surabaya 2.992.487 848.875 2686Kota Batu 206.629 57.095 1654

Jumlah 21.565.295 6.239.433 Rerata 2808

Sumber: BPS Prov. Jawa Timur & Dinas Cipta Karya Prov. Jatim

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

305

Berdasarkan hasil studi pustaka, teknik konservasi air dengan metode RT-RWH dinilai mempunyai potensi yang cukup besar untuk mengatasi permasalahan krisis ketersediaan air baku jika masyarakat mau untuk mulai melakukan upaya konservasi air dengan memanen air hujan di lingkungan rumah masing-masing. Meski sudah cukup lama dikenal di Indonesia, namun pada kenyataannya teknik konservasi ini belum banyak diimplementasikan secara serius. Memang sudah banyak orang yang menyalurkan air hujan dari atap rumahnya dengan sistem paralon, namun air tersebut langsung diarahkan ke saluran drainase. Jika air hujan dari atap tersebut ditampung dan dikumpulkan untuk dimanfaatkan, teknik ini dapat mengurangi krisis air yang umumnya terjadi di kota-kota besar yang padat penduduknya.

Perhitungan Nilai Manfaat Misalnya, untuk suatu atap bangunan dengan luas area 100 m2 (= 10.000 dm2) ; dan Jumlah curah hujan tahunan rata-rata WS Brantas berdasarkan data sejumlah stasiun yang dikelola Perum Jasa Tirta I adalah 1806 mm/tahun (18,06 dm); maka Volume air hujan yang jatuh di satu atap rumah dengan luas atap 100 m2 dalam satu tahun adalah sebanyak = 10.000 dm2 x 18,06 dm = 180.600 liter/tahun. Dengan asumsi hanya 80% dari total hujan yang dapat dipanen (20% hilang karena evaporasi atau kebocoran), maka volume air yang dapat dipanen = 80% x 180.600 liter = 144.480 liter/tahun.

Dari volume air tampungan yang dapat dipanen sebanyak 144.480 liter/tahun atau 144,48 m3. Berdasarkan Tabel 2, jika tarif PDAM rerata di kota-kabupaten WS Brantas seharga Rp.2.808,00 /m3 dan jumlah KK di WS Brantas sejumlah 6.239.433 maka terjadi penghematan sebanyak = 144,48 x 2.808 x 6.239.433 = Rp. 2,53 Trilyun/tahun.

Kebutuhan Air BersihMenurut Direktur Pengembangan Air Minum Ditjen Cipta Karya dalam dialog penajaman pola konsumsi dan kebutuhan pokok minimal nasional (www.pu.go.id/uploads/berita/ppw050307ind.htm), pemakaian air rata-rata rumah tangga perkotaan di indonesia sebesar 144 liter perharinya, pemakaian terbesar adalah untuk keperluan mandi sebesar 60 liter/hari/orang. Sedangkan kebutuhan air dunia usaha adalah 30% dari total kebutuhan domestik.

Berdasarkan keterangan di atas maka, masyarakat di WS Brantas dengan jumlah 21.565.295 jiwa membutuhkan air bersih untuk kebutuhan rumah tangga sejumlah = 144 x 21.565.295 x 130% = 4,04 miliar liter/hari.

Jika diasumsikan 50% bangunan rumah di WS Brantas sudah melakukan upaya Konservasi air dengan RT-RWH maka total volume air hujan yang tertampung di rumah warga WS Brantas dalam setahun adalah sebanyak = 50% x 6.239.433 x 144.480 = 450.736.639.920 liter/tahun atau setara dengan = 450.736.639.920 : 365 = 1,23 miliar liter/hari.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

306

Berdasarkan perbandingan volume yang tertampung dan kebutuhan air masyarakat maka rasio prosentase sebesar = (1,23 miliar / 4,04 miliar) x 100% = 30,6%.

Dengan volume 1,23 milyar liter/hari atau sekitar 30,6% dari total kebutuhan air bersih penduduk di WS Brantas setiap harinya, merupakan jumlah yang signifikan untuk dijadikan tambahan suplai kebutuhan air baku pada saat musim kemarau sebagai upaya adaptasi perubahan iklim di WS Brantas. Adanya potensi yang cukup besar dalam pemanfaatan air hujan hendaknya dapat dimanfaatkan masyarakat di WS Brantas agar memulai memanen air hujan sebagai sumber air baku sehingga dapat mengurangi anggaran air bersih dari PDAM.

Aplikasi Roof Top Rain Water HarvestingIlustrasi perhitungan di atas hanya memperhitungkan kontribusi dari bangunan perumahan saja, belum lagi jika memperhitungkan juga bangunan lainnya seperti industri, perkantoran, perhotelan, pertokoan, dan lain-lain. Dengan manfaat yang telah diilustrasikan di atas, hendaknya kantor-kantor pemerintah dan swasta dapat mulai memanen air hujan untuk mengurangi anggaran air bersih dari PDAM. Untuk komplek-komplek industri juga sangat disarankan untuk menerapkan metode ini. Kebutuhan air untuk industri sebagian besar dapat ditopang dengan memakai air hujan. Tampungan air hujan dapat didistribusikan pada setiap unit bangunan atau dikonsentrasikan dengan membuat tampungan besar atau kolam/danau buatan. Di komplek perhotelan, pertokoan dan komplek-komplek lainnya juga sangat relevan sekali jika menerapkan konsep memanen air hujan ini. Kebutuhan air untuk keperluan-keperluan di luar air minum dapat dipasok langsung dari air hujan, sedang kebutuhan air minum, mandi dan cuci dapat dipasok dari air hujan dengan pengolahan (treatment) secukupnya terlebih dahulu.

Hal yang perlu diperhatikan jika ingin memanfaatkan air yang tertampung dari hasil pemanenan air hujan sebagai pengganti air dari PDAM adalah bahwa selama 5 menit pertama air hujan masih mengandung asam yang berbahaya bagi tubuh, tapi setelah 5 menit, air hujan sudah cocok untuk ditampung ke tempat penampungan. Air hujan yang tertampung mempunyai kualitas yang layak minum setelah air itu diendapkan dan disaring. Sebagai tambahan, pada tempat penampungan air hujan tersebut perlu juga diberikan Abate untuk mencegah berkembangnya bintik-bintik nyamuk.

Dengan menampung dan menyimpan air hujan, beban PDAM bisa berkurang sehingga intensitas pengambilan air tanah dalam oleh rumah tangga atau perkantoran dapat berkurang, yang terbukti telah mengakibatkan penurunan permukaan tanah di daerah hilir WS Brantas.

Teknik pemanenan air hujan juga dapat memiliki peran yang cukup signifikan terutama dalam hal mengurangi potensi air permukaan yang menjadi surface runoff. Dengan ditampungnya sebagian air hujan pada sejumlah atap rumah warga, maka berarti ada sebagian air hujan yang tertahan dan tidak menjadi surface runoff, sehingga memperkecil peluang terjadinya genangan di wilayah pemukiman.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

307

KESIMPULAN

Aplikasi RT-RWH merupakan salah satu upaya adaptasi perubahan iklim di WS Brantas dan merupakan solusi yang efektif terhadap masalah terkait dengan pengelolaan sumberdaya air di daerah perkotaan. RT-RWH merupakan alternatif pilihan yang patut untuk diimplementasikan dengan cara dengan menghimbau masyarakat untuk membuat penampungan air hujan di rumah masing-masing.

Upaya konservasi melalui RT-RWH diperlukan dukungan dari pemerintah dengan memberikan bantuan subsidi kepada warga untuk pembuatan tempat penampungan di rumah masing-masing. Demikian pula himbauan serupa untuk komplek perkantoran, industri, dan sektor usaha diperlukan suatu regulasidari dari pemerintah agar terpicu untuk melakukan upaya konservasi air dengan teknik RWH.

REFERENSI

Al Amin, Muhammad Baitullah., Lau, Victor M., Safari, Hanjar., dan Tabarid, Mansur. P. 2008. Teknik Panen hujan dengan Atap Usaha Konservasi Air di Daerah Kering. www.BebasBanjir2015.wordpress.com

Badan Pusat Statistik Jawa Timur, Sosial dan Kependudukan 2013.

Boer, R., and Perdinan, 2008. Adaptation to Climate Variability and Climate Change: Its Socio-economics Aspect. Proceeding of the Workshop on Climate Change: Impacts, Adaptation and Policy in Southeast Asia, Economy and Environmental Program for Southeast Asia, Bali.

Hansen, J., M. Sato, R. Ruedy, K. Lo, D.W.Lea and M. Medina-Elizade. 2006. Global Temperature Change. Proceedings of the National Academy of Science 103:14288-93

Harianto, 2010. Seminar Nasional Teknologi Lingkungan VI 2009 “Membangun Sinergi Multistakeholders Dalam Adaptasi dan Mitigasi Perubahan Iklim : Efektifitas Pembangunan Infrastruktur Permukiman dan Industri”. Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 10 Agustus.

Harsoyo, Budi, 2010. Teknik Pemanenan Air Hujan (Rain Water Harvesting) Sebagai Alternatif Upaya Penyelamatan Sumberdaya Air di Wilayah Dki Jakarta. Jurnal Sains & Teknologi Modifikasi Cuaca, Vol. 11, No. 2, 2010: 29-39

IPCC, 2007. Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, M.L. Parry, O.F. Canziani, J.P. Palutikof, P.J. van der Linden and C.E. Hanson, Eds., Cambridge University Press, Cambridge, UK, 7-22

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

308

Kementerian Pekerjaan Umum, Maret 2007, Pemakaian Air Rumah Tangga Perkotaan 144 Liter Per Hari. www.pu.go.id/uploads/berita/ppw050307ind.htm

Ratag, M. A. 2007. Climate Variability and Climate Change Scenario in Indonesia. Paper presented at the Workshop on Issues on Climate Change and Its Connection With National Development and Planning, Jakarta, 1 October

Seminar Nasional Teknologi Lingkungan VI 2009, Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 10 Agustus 2009

309

MANAJEMEN SUNGAI TORRENTIAL PARTISIPASI MASYARAKAT DALAM MITIGASI BENCANA

Tiny Mananoma* dan Lambertus Tanudjaja

Program Studi Teknik Sipil, Universitas Sam Ratulangi

*tmananoma@yahoo.com

Intisari

Salah satu dampak negatif dari laju pembangunan serta meningkatnya aktivitas masyarakat dalam memenuhi kebutuhan hidup yaitu perubahan tata guna lahan serta degradasi kualitas dan fungsi lingkungan yang mengakibatkan kerusakan DAS. Kondisi suatu DAS dapat diidentifikasi melalui responnya terhadap siklus hidrologi. Respon suatu DAS terhadap hujan menunjukkan kualitas DAS tersebut. Bencana kekeringan, banjir dan tanah longsor yang senantiasa terulang setiap tahun adalah bukti nyata terjadinya degradasi kualitas lingkungan, bahkan kerusakan DAS sebagai konsekuensi logis dari eksploitasi yang tidak terkendali terhadap sumber daya alam. Manajemen sungai torrential sebagai program pengendalian sedimen dari daerah hulu (sub DAS), merupakan suatu analisis konseptual yang memberikan kontribusi signifikan tentang langkah penting yang perlu dilakukan dalam rangka mengendalikan kerusakan DAS. Dari aspek teknik sipil maka program ini dapat diandalkan. Keunggulan dari program yang melibatkan masyarakat setempat ini yaitu : tingkat efektifitas yang tinggi, konstruksi sederhana ,murah, serta dapat dilaksanakan secara swadaya oleh masyarakat setempat. Dengan demikian dukungan dan partisipasi masyarakat setempat merupakan faktor pengaruh terhadap keberhasilan program ini.

Kata Kunci: DAS, sungai torrential, masyarakat

LATAR BELAKANGSeiring dengan laju pertumbuhan jumlah penduduk, meningkatnya aktivitas masyarakat dalam memenuhi kebutuhan hidup, telah mengakibatkan perubahan fungsi lingkungan serta tata guna lahan. Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan DAS, berdampak negatif terhadap kelestarian sumber daya air, meningkatnya daya rusak air yang antara lain berupa banjir, erosi dan sedimentasi. Dari catatan terhadap bencana alam maka yang paling sering terjadi di negeri ini adalah bencana kekeringan di musim kemarau, dan banjir serta tanah longsor di musim penghujan.

Bencana kekeringan, banjir dan tanah longsor yang nyaris terulang setiap tahun menunjukkan telah terjadinya degradasi kualitas lingkungan, bahkan kerusakan DAS sebagai konsekuensi logis dari eksploitasi yang tidak terkendali terhadap sumber daya alam. Terutama sumber daya yang tidak dapat diperbaharui, ataupun yang memerlukan waktu yang lama dalam pembentukannya misalnya air, tanah dan hutan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

310

Dampak nyata dari kerusakan DAS yaitu terganggunya siklus hidrologi secara alamiah, sehingga salah satu komponen siklus hidrologi yakni infiltrasi menjadi minim. Sebagai akibatnya apabila hujan terjadi banjir, dan bilamana kemarau terjadi kekeringan.

Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI ke-31,Padang

2

Bencana kekeringan, banjir dan tanah longsor yang nyaris terulang setiap tahun menunjukkan telah terjadinya degradasi kualitas lingkungan, bahkan kerusakan DAS sebagai konsekuensi logis dari eksploitasi yang tidak terkendali terhadap sumber daya alam. Terutama sumber daya yang tidak dapat diperbaharui, ataupun yang memerlukan waktu yang lama dalam pembentukannya misalnya air, tanah dan hutan. Dampak nyata dari kerusakan DAS yaitu terganggunya siklus hidrologi secara alamiah, sehingga salah satu komponen siklus hidrologi yakni infiltrasi menjadi minim. Sebagai akibatnya apabila hujan terjadi banjir, dan bilamana kemarau terjadi kekeringan.

Gambar 1. Rekaman kejadian banjir bandang manado 15 Januari 2014

Pengendalian kerusakan DAS berbasis konservasi penting dilakukan untuk menjamin kelestarian sumberdaya alam utama yaitu tanah dan air, sehingga dapat memberikan manfaat yang optimal bagi seluruh kehidupan di bumi. Peran Teknik Sipil dalam pengendalian kerusakan DAS sebagai upaya mengurangi terjadinya bahaya banjir, longsor, erosi, dan sedimentasi, dapat diterapkan melalui manajemen sungai torrential. yang dititik beratkan pada

Gambar 1. Rekaman kejadian banjir bandang manado 15 Januari 2014

Pengendalian kerusakan DAS berbasis konservasi penting dilakukan untuk menjamin kelestarian sumberdaya alam utama yaitu tanah dan air, sehingga dapat memberikan manfaat yang optimal bagi seluruh kehidupan di bumi.

Peran Teknik Sipil dalam pengendalian kerusakan DAS sebagai upaya mengurangi terjadinya bahaya banjir, longsor, erosi, dan sedimentasi, dapat diterapkan melalui manajemen sungai torrential. yang dititik beratkan pada pengendalian sedimen. Konsep dasar dalam manajemen sungai torrential adalah menangkapkan dan mengendalikan sedimen dari lahan ataupun sumber sedimen yang mengalir masuk ke saluran alamiah yang berupa sungai-sungai kecil sedini mungkin. Dengan demikian disamping mencegah erosi / longsoran di sungai torrential diharapkan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

311

sedimen yang terangkut ke sungai induk menjadi berkurang. Penerapan metode ini dengan melibatkan masyarakat setempat diharapkan dapat menjadi salah suatu langkah yang effektif bagi pengendalian kerusakan DAS.

Mengingat DAS adalah suatu wilayah daratan yang membentuk satu ekosistem dengan sungai dan anak-anak sungainya, maka maksud penerapan rekayasa sipil dalam manajemen sungai torrential dipandang penting. Paper ini bertujuan memberikan suatu analisis konseptual, bagaimana manajemen sungai torrential dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap upaya pengendalian kerusakan DAS.

METODOLOGI STUDI

1. Survey kondisi eksisting, inventarisasi dan identifikasi data primer dan sekunder.2. Analisis karakteristik sungai-sungai kecil pada Sub DAS terpilih.3. Rekomendasi konsep penerapan rekayasa sipil pada sungai-sungai kecil. 4. Kesimpulan dan saran.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Yang dimaksud dengan DAS adalah suatu daerah / wilayah yang mengalirkan semua airnya menuju sungai tertentu. Daerah ini pada umumnya dibatasi oleh batas topografi yang ditetapkan berdasarkan aliran air permukaan. Kondisi suatu DAS dapat diidentifikasi melalui responnya terhadap siklus hidrologi. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa respon suatu DAS terhadap hujan menunjukkan kualitas DAS tersebut. Dengan demikian selain dipengaruhi oleh faktor curah hujan maka kualitas DAS adalah salah satu faktor yang cukup berpengaruh.

Bencana sedimen yang berupa meningkatnya angkutan sedimen pada aliran sungai akibat adanya erosi di DAS, maupun tanah longsor, masih dapat terus terjadi sebagai dampak dari kerusakan DAS. Bencana sedimen akibat aliran debris dan lahar, erosi dan sedimentasi, pada umumnya terjadi di musim penghujan.

Dari beberapa analisis hidrologi yg telah dilakukan sehubungan dengan kejadian banjir bandang 15 Januari 2014 diperoleh informasi bahwa curah hujan yang terjadi di Manado dan di hulu DAS Tondano bukanlah curah hujan maksimum yang pernah terjadi, dan masih jauh lebih rendah bila dibandingkan terhadap curah hujan pada saat kejadian banjir 17 Januari 2013. Meluapnya sungai-sungai yang menuju Manado lebih diakibatkan oleh hujan maksimum yang terjadi di kawasan lereng-lereng Das (sub DAS).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

312

Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI ke-31,Padang

4

Dari beberapa analisis hidrologi yg telah dilakukan sehubungan dengan kejadian banjir bandang 15 Januari 2014 diperoleh informasi bahwa curah hujan yang terjadi di Manado dan di hulu DAS Tondano bukanlah curah hujan maksimum yang pernah terjadi, dan masih jauh lebih rendah bila dibandingkan terhadap curah hujan pada saat kejadian banjir 17 Januari 2013. Meluapnya sungai-sungai yang menuju Manado lebih diakibatkan oleh hujan maksimum yang terjadi di kawasan lereng-lereng Das (sub DAS).

Gambar 2. DAS Sario

Intensitas hujan yang tinggi memicu terjadinya gerakan atau aliran dari sumber sedimen yang tidak stabil, yang terdiri dari bahan lepas. Gerakan atau aliran ini bisa bervariasi, mulai dari yang paling lambat berupa tanah longsor, hingga aliran debris atau banjir lahar.

Gambar 2. DAS Sario

Intensitas hujan yang tinggi memicu terjadinya gerakan atau aliran dari sumber sedimen yang tidak stabil, yang terdiri dari bahan lepas. Gerakan atau aliran ini bisa bervariasi, mulai dari yang paling lambat berupa tanah longsor, hingga aliran debris atau banjir lahar.

Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI ke-31,Padang

5

Gambar 3. Distribusi curah hujan 15 Januari 2014

Gambar 4. Kejadian banjir bandang dan longsor di Manado

Dalam beberapa studi tentang pengendalian bencana alam, khususnya yang terkait dengan kondisi DAS dikemukakan bahwa pengelolaan DAS secara terintegrasi dari hulu sampai hilir dengan konsep “one river, one plan, one management”, menjadi sangat relevan. Fakta menunjukan bahwa bencana banjir, longsor,erosi, dan sedimentasi banyak dipengaruhi oleh manajemen sungai dan DAS. Yang menjadi pertanyaan sekarang adalah bagaimana mengendalikan erosi – sedimentasi di DAS sebagai proses alamiah ini sehingga tidak menimbulkan bencana.

Gambar 3. Distribusi curah hujan 15 Januari 2014

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

313

Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI ke-31,Padang

5

Gambar 3. Distribusi curah hujan 15 Januari 2014

Gambar 4. Kejadian banjir bandang dan longsor di Manado

Dalam beberapa studi tentang pengendalian bencana alam, khususnya yang terkait dengan kondisi DAS dikemukakan bahwa pengelolaan DAS secara terintegrasi dari hulu sampai hilir dengan konsep “one river, one plan, one management”, menjadi sangat relevan. Fakta menunjukan bahwa bencana banjir, longsor,erosi, dan sedimentasi banyak dipengaruhi oleh manajemen sungai dan DAS. Yang menjadi pertanyaan sekarang adalah bagaimana mengendalikan erosi – sedimentasi di DAS sebagai proses alamiah ini sehingga tidak menimbulkan bencana.

Gambar 4. Kejadian banjir bandang dan longsor di Manado

Dalam beberapa studi tentang pengendalian bencana alam, khususnya yang terkait dengan kondisi DAS dikemukakan bahwa pengelolaan DAS secara terintegrasi dari hulu sampai hilir dengan konsep “one river, one plan, one management”, menjadi sangat relevan. Fakta menunjukan bahwa bencana banjir, longsor,erosi, dan sedimentasi banyak dipengaruhi oleh manajemen sungai dan DAS. Yang menjadi pertanyaan sekarang adalah bagaimana mengendalikan erosi – sedimentasi di DAS sebagai proses alamiah ini sehingga tidak menimbulkan bencana.

MANAJEMEN SUNGAI TORRENTIALDAS adalah suatu wilayah daratan yang membentuk satu ekosistem dengan sungai dan anak-anak sungainya. Di dalam DAS proses erosi akibat pelapukan (secara geologi) terjadi sebagai gejala alamiah yang wajar pada suatu ekositem. Namun demikian erosi yang berlebihan juga dapat terjadi akibat perilaku manusia terhadap lingkungannya. Oleh sebab itu maka usaha untuk mengatasi erosi dan sedimentasi mencakup aspek sipil-teknis, vegetatif, dan sosial ekonomis.

Mewujudkan Kelestarian dan keberlanjutan fungsi DAS di masa mendatang bukanlah hal yang mudah, bilamana dalam pengelolaan DAS tidak ada keterpaduan. Dipandang perlu melakukan berbagai penanganan baik fisik maupun non fisik. Melibatkan berbagai instansi antara laindinas Pekerjaan Umum, Pertanian, Pertambangan, Kehutanan, serta masyarakat setempat. Dari aspek teknik sipil salah satu metode penanganan fisik yang ingin dikemukakan dalam studi ini adalah manajemen sungai Torrential.

Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI ke-31,Padang

6

MANAJEMEN SUNGAI TORRENTIAL

DAS adalah suatu wilayah daratan yang membentuk satu ekosistem dengan sungai dan anak-anak sungainya. Di dalam DAS proses erosi akibat pelapukan (secara geologi) terjadi sebagai gejala alamiah yang wajar pada suatu ekositem. Namun demikian erosi yang berlebihan juga dapat terjadi akibat perilaku manusia terhadap lingkungannya. Oleh sebab itu maka usaha untuk mengatasi erosi dan sedimentasi mencakup aspek sipil-teknis, vegetatif, dan sosial ekonomis. Mewujudkan Kelestarian dan keberlanjutan fungsi DAS di masa mendatang bukanlah hal yang mudah, bilamana dalam pengelolaan DAS tidak ada keterpaduan. Dipandang perlu melakukan berbagai penanganan baik fisik maupun non fisik. Melibatkan berbagai instansi antara laindinas Pekerjaan Umum, Pertanian, Pertambangan, Kehutanan, serta masyarakat setempat. Dari aspek teknik sipil salah satu metode penanganan fisik yang ingin dikemukakan dalam studi ini adalah manajemen sungai Torrential.

Gambar 5. Skema pengendalian sedimen di sub DAS

Di dalam DAS terdapat demikian banyak sungai Torrential yang berpotensi untuk mengalirkan sedimen ataupun sebagai sumber sedimen, yang biasanya pada musim penghujan bergerak mengalir turun ke daerah yang lebih rendah. Aliran ini kemudian membentuk saluran alamiah, yang pada suatu kondisi tertentu dapat disebut sebagai sungai torrent. Sedimen bisa juga berasal dari sungai torrent itu sendiri, sebagai akibat dari erosi dasar dan tebing sungai yang banyak dipengaruhi oleh karakteristik geologi. Konsep dasar dari manajemen sungai torrential adalah mengendalikan bahaya erosi-sedimentasi sedini mungkin mulai dari sub DAS. Penerapan program ini yaitu dengan membangun konstruksi-konstruksi sederhana pada sungai-sungai kecil dengan maksud mengendalikan sedimen ataupun mencegah erosi / longsoran. Konstruksi ini dirancang untuk skala kecil, menggunakan material lokal, serta dapat dikerjakan oleh masyarakat setempat Meskipun sederhana namun check dam ataupun gully plug ini didisain dengan faktor keamanan yang tinggi, dengan memperhatikan faktor hidrologi (luas sub DAS, debit dan intensitas hujan), faktor hidraulika (slope, lebar sungai), karakteristik serta sumber sedimen. Sebagai contoh suatu konstruksi Check dam

Gambar 5. Skema pengendalian sedimen di sub DAS

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

314

Di dalam DAS terdapat demikian banyak sungai Torrential yang berpotensi untuk mengalirkan sedimen ataupun sebagai sumber sedimen, yang biasanya pada musim penghujan bergerak mengalir turun ke daerah yang lebih rendah. Aliran ini kemudian membentuk saluran alamiah, yang pada suatu kondisi tertentu dapat disebut sebagai sungai torrent. Sedimen bisa juga berasal dari sungai torrent itu sendiri, sebagai akibat dari erosi dasar dan tebing sungai yang banyak dipengaruhi oleh karakteristik geologi. Konsep dasar dari manajemen sungai torrential adalah mengendalikan bahaya erosi-sedimentasi sedini mungkin mulai dari sub DAS.

Penerapan program ini yaitu dengan membangun konstruksi-konstruksi sederhana pada sungai-sungai kecil dengan maksud mengendalikan sedimen ataupun mencegah erosi / longsoran. Konstruksi ini dirancang untuk skala kecil, menggunakan material lokal, serta dapat dikerjakan oleh masyarakat setempat Meskipun sederhana namun check dam ataupun gully plug ini didisain dengan faktor keamanan yang tinggi, dengan memperhatikan faktor hidrologi (luas sub DAS, debit dan intensitas hujan), faktor hidraulika (slope, lebar sungai), karakteristik serta sumber sedimen. Sebagai contoh suatu konstruksi Check dam sederhana dari bronjong dengan ukuran 15m x 3m x 1m mempunyai kapasitas tampungan 200 – 300m3. Gully plug dengan ukuran 5m x 5m x 3m diperlihatkan pada Gambar 6.

Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI ke-31,Padang

7

sederhana dari bronjong dengan ukuran 15m x 3m x 1m mempunyai kapasitas tampungan 200 – 300m3. Gully plug dengan ukuran 5m x 5m x 3m diperlihatkan pada Gambar 6.

Gambar 6. gully plug sederhana

Berdasarkan informasi dari peta DAS dan sub DAS, data-data topografi, geologi, hidrologi, hidraulika, sedimen, kemudian dilakukan analisis untuk mendapatkan alternatif penanganan ataupun konstruksi yang paling sesuai dengan kondisi setiap sungai torrential di sub DAS. Gambar 7 memperlihatkan Check dam besar tipe ordinari.

Gambar 7. Check dam skala besar

Gambar 6. gully plug sederhana

Berdasarkan informasi dari peta DAS dan sub DAS, data-data topografi, geologi, hidrologi, hidraulika, sedimen, kemudian dilakukan analisis untuk mendapatkan alternatif penanganan ataupun konstruksi yang paling sesuai dengan kondisi setiap sungai torrential di sub DAS. Gambar 7 memperlihatkan Check dam besar tipe ordinari.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

315

Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI ke-31,Padang

7

sederhana dari bronjong dengan ukuran 15m x 3m x 1m mempunyai kapasitas tampungan 200 – 300m3. Gully plug dengan ukuran 5m x 5m x 3m diperlihatkan pada Gambar 6.

Gambar 6. gully plug sederhana

Berdasarkan informasi dari peta DAS dan sub DAS, data-data topografi, geologi, hidrologi, hidraulika, sedimen, kemudian dilakukan analisis untuk mendapatkan alternatif penanganan ataupun konstruksi yang paling sesuai dengan kondisi setiap sungai torrential di sub DAS. Gambar 7 memperlihatkan Check dam besar tipe ordinari.

Gambar 7. Check dam skala besar

Gambar 7. Check dam skala besar

Keunggulan manajemen sungai torrential sebagai program yang melibatkan masyarakat setempat ini, terhadap manajemen lainnya dalam upaya pengendalian kerusakan DAS dapat dibandingkan melalui beberapa parameter berikut ini.1. Parameter ekonomi (material lokal, biaya murah)2. Parameter teknis (skala kecil, konstruksi sederhana, ramah lingkungan)3. Parameter sosial (melibatkan masyarakat, mudah dilaksanakan secara

swadaya) 4. Parameter efektivitas (diterapkan di sub DAS)

Melalui program pengendalian sedimen di daerah hulu, yakni pada sungai torrential di seluruh sub DAS diharapkan memberikan hasil yang lebih efektif. Dengan demikian penanganan di sungai induk menjadi lebih mudah. Bahaya serta kerugian yang mungkin ditimbulkan juga menjadi semakin kecil. Informasi dari The Study on Countermeasures for Sedimentation in The Wonogiri Multipurpose Dam Reservoir in Republic of Indonesia, 2005 melaporkan bahwa selang waktu 1988 – 1992 di DAS Wonogiri telah dibangun antara lain 1310 small gully plug, 40 check dam, sebagai bangunan pengendali sedimen.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanManajemen sungai torrential dengan program pengendalian sedimen dari daerah hulu (sub DAS), merupakan suatu analisis konseptual yang memberikan kontribusi signifikan tentang langkah penting yang perlu dilakukan dalam rangka mitigasi bencana melalui pengendalian kerusakan DAS. Melalui sosialisasi terhadap masyarakat luas, program ini mempunyai tingkat efektifitas yang tinggi, karena dapat dilaksanakan secara swadaya oleh masyarakat. Dengan demikian dukungan dan partisipasi masyarakat setempat juga merupakan faktor pengaruh terhadap keberhasilan program ini.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

316

RekomendasiPerlu dipertimbangkan lebih cermat lagi faktor-faktor yang mungkin mempengaruhi keberhasilan penerapan program ini sesuai kondisi pada masing-masing sub DAS. Mengingat data-data mengenai sub DAS masih kurang tersedia, maka perlu dilakukan studi tersendiri untuk mendapatkan data yang handal dan sahih yang mencakup data terbaru untuk digunakan dalam analisis lebih lanjut.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima Kasih kepada Kepala Balai Wilayah Sungai Sulawesi I untuk semua bantuan dan dukungan sehingga makalah ini dapat dipresentasikan.

REFERENSI

BMKG, 2014. Analisis kejadian banjir dan tanah longsor di Sulawesi utara 15 Januari 2014.pdf, http//staklim-manado.bmkg.go.id [diakses pada tanggal 27 Januari 2014)

Departemen Pekerjaan Umum, 2004. Penjelasan atas UU RI no 7 tahun 2004 tentang SDA, http://www.pu.go.id/sekjen/biro %20hukum /uu/UU_7_2004_PJ.Pdf

Departemen Pekerjaan Umum, 2004. Rancangan peraturan pemerintah Tentang Sungai http://sda.pu.go.id/info/rpp/rppsungai-10-11-04.pdf

Legono, D., 2005, Important issues on sediment-related disaster management in Indonesia, Seminar, International Symposium on Fluvial and Coastal Disaster, Disain Prevention Research Institute, Kyoto University - Jepang.

Mananoma,Tiny, Sudjarwadi, Djoko Legono, Adam Pamudji Rahardjo, 2006. Manajemen Sungai Torrential Guna Pengendalian Daya Rusak Air, disajikan pada Konferensi nasional peran teknik sipil dalam pemberdayaan DAS yang berkelanjutan, Jurusan Teknik Sipil FT UNS, 25 Pebruari, Surakarta.

Nippon Koei Co.,Ltd, Yachiyo Engineering Co.,Ltd., 2005. The Study on Countermeasures for Sedimentation in The Wonogiri Multipurpose Dam Reservoir in Republic of Indonesia, Progres Report (2).

Prosiding

Tema :“ Pengelolaan Sumber Daya Air Berkelanjutan Dalam Rangka Mitigasi Bencana”

PERTEMUAN ILMIAHTAHUNAN(PIT) HATHI XXXIPADANG, 22 - 24 AGUSTUS 2014

Sub Tema 3Antisipasi dan Penanganan Pasca Bencana

319

TATA PENGELOLAAN BANJIR PADA DAERAH REKLAMASI RAWA, STUDI KASUS DI KAWASAN

JAKABARING, PALEMBANG

Ishak Yunus

Dosen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Bina Darma Palembang, Pengurus Himpunan Ahli Teknik Hidraulik Indonesia (HATHI) Cabang Sumsel

Intisari

Kota Palembang yang ibukota Propinsi Sumatera Selatan dengan jumlah penduduk ± 1.500.000 jiwa (Eddy Harsono,2011) merupakan kota yang mempunyai pertumbuhan relatif tinggi. Pertumbuhan ini tercermin dari perubahan-perubahan fisik kota, yaitu sebagai akibat dari meningkatnya kebutuhan akan ruang, sehingga arah pengembangan Kota Palembang difokuskan ke daerah rawa lebak khususnya daerah rawa lebak Jakabaring. Luas keseluruhan daerah rawa kota Palembang Tahun 2002 adalah : 11.754,4 hektar atau sekitar 32,22% dari luas wilayah kota Palembang yang luasnya adalah 400,6 km². Dari luas total lahan rawa tersebut, sekitar 48,42% merupakan rawa yang dapat direklamasi untuk kegiatan sektor perkotaan. sedangkan sisanya merupakan rawa konservasi, yang dapat dibudidayakan untuk kegiatan pertanian lahan basah dengan persyaratan tertentu atau sebagai ruang terbuka. Pelaksanaan konservasi rawa berdasarkan azas kemanfaatan untuk umum, keseimbangan dan kelestarian untuk melindungi dan mengamankan fungsi dan manfaat rawa (Eddy Harsono,2011). Kawasan Jakabaring kota Palembang yang sebagian besar merupakan dataran rendah atau daerah rawa lebak yang selalu tergenang air selama musim hujan dan kekeringan selama musim kemarau dan sebagian lagi daerah rawa pasang surut yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut dengan range 2 - 3 m, sehingga menyebabkan banjirnya kawasan penduduk sekitar kawasan reklamasi yang untuk pemukiman penduduk lama atau bagi pemukiman perumahan yang telah lama berdiri.

Kata Kunci: kawasan, reklamasi, banjir, penataan

PENDAHULUAN

Menurut Eddy Harsono (2011), potensi dan pengembangan daerah rawa di Sumatera Selatan terdiri dari rawa pasang surut seluas 455.949 ha, sudah dikembangkan atau direklamasi seluas 430.121 ha (pemanfaatannya untuk sawah 182.763 ha, kebun 56.934 ha, tambak 7.946 ha, keperluan lainnya 95.504 ha dan yang belum dimanfaatkan 86.974 ha). Sedangkan rawa lebak 157.846 ha, sudah direklamasi 120.685 ha. (pemanfaatannya untuk sawah 48.782, kebun 1.500 ha, keperluan lainnya 23.339 ha dan yang belum dimanfaatkan 47.046 ha,).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

320

Luas keseluruhan daerah rawa kota Palembang Tahun 2002 adalah : 11.754,4 hektar atau sekitar 32,22% dari luas wilayah kota Palembang yang luasnya adalah 400,6 km². Dari luas total lahan rawa tersebut, sekitar 48,42% merupakan rawa yang dapat direklamasi untuk kegiatan sektor perkotaan. sedangkan sisanya merupakan rawa konservasi, yang dapat dibudidayakan untuk kegiatan pertanian lahan basah dengan persyaratan tertentu atau sebagai ruang terbuka. Pelaksanaan konservasi rawa berdasarkan azas kemanfaatan untuk umum, keseimbangan dan kelestarian untuk melindungi dan mengamankan fungsi dan manfaat rawa (Eddy Harsono, 2011).

Gambar 1 : Kondisi Rawa Jakabaring

Kawasan Jakabaring kota Palembang yang sebagian besar merupakan dataran rendah atau daerah rawa lebak yang selalu tergenang air selama musim hujan dan kekeringan selama musim kemarau dan sebagian lagi daerah rawa pasang surut yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut dengan range 2 - 3 m, sehingga menyebabkan banjirnya kawasan penduduk sekitar kawasan reklamasi yang untuk pemukiman penduduk lama atau bagi pemukiman perumahan yang telah lama berdiri.

Kondisi banjir yang terus menerus ini, akibat urugan bangunan baru dengan level yang lebih tinggi, maka diperlukan suatu kebijakan tentang penimbunan tanah rawa bagi bangunan baru untuk menyiapkan kolam-kolam atau tampungan air, yang besar tampungannya harus sama dengan besarnya volume air rawa saat ini, membuat pintu air pada sungai-sungai yang ada seperti sungai Kedukan, sungai Aur, sungai Ogan, Sungai Solok Udang, Sungai Solok Seluang, saluran-saluran lainnya yang dapat mengendalikan banjir akibat pasang surut.

Untuk penanggulangan banjir ini diperlukan sistem tata kelola pada sungai – sungai yang ada pada kawasan Jakabaring dan pada kolam-kolam retensi yang ada, sehingga dapat terkendalinya banjir baik dalam kondisi kawasan penduduk yang baru terbangun maupun kawasan penduduk lama.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

321

LANDASAN TEORI

Reklamasi rawa adalah upaya meningkatkan fungsi dan pemanfaatan rawa untuk kepentingan masyarakat luas, tujuannya adalah untuk mencapai terwujudnya kesejahteraan masyarakat melalui penyiapan prasarana dan sarana bagi keperluan lahan permukiman, pertanian, perkebunan, perikanan, industri, perhubungan, fasilitas olah raga dan objek wisata.

Dalam pelaksanaannya reklamasi rawa dapat dilakukan dengan cara membuat jaringan tata air untuk persawahan, melakukan drainase untuk mengeringkan lahan agar dapat dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan dan melakukan penimbunan agar elevasi lahan tidak tergenang air alias banjir.

Persyaratan yang harus diperhatikan bilamana akan melakukan penimbunan daerah rawa lebak sehingga daerah tersebut menjadi kering dan tinggi, maka harus mengalokasikan luasan daerah tampungan air atau tandon air ( long storage ) seluas volume timbunan dan atau membuat saluran drainase yang dimensinya memenuhi bilamana volume air meningkat pada saat pasang tinggi dan curah hujan tinggi.

Dalam mereklamasi rawa dapat dilakukan dengan cara ; (i) teknologi hidro, yaitu dengan membuat jaringan tata air (drainase sistem), (ii) teknologi kimia (penaburan kapur, untuk menetral kondisi fisik lahan), (iii) teknologi mekanikal (merubah struktur tanah agar sesuai untuk lahan pertanian), (iv) teknologi fisika (teknik pembakaran lahan, untuk porositas tanah), (v) teknologi bio organik ( peroses pelapukan tanah atau penghancuran bahan organik) dan (vi) teknologi hoard with soil/timbunan tanah (menambah tanah timbunan dari luar untuk rawa lebak bagi pembangunan infrastruktur). (Harsono,Eddy, 2011)

Tata air atau pengelolaan air sangat baik dalam memperbaiki kualitas tanah dan menanggulangi atau mengurangi degradasi tanah, sedangkan pada kawasan reklamasi, dapat mengakibatkan banjir bagi kawasan penduduk yang lama. Untuk mengatasinya yaitu dengan pengelolaan tata air yang baik sehingga dapat mengendalikan banjir yang terjadi.

Pada perencanaan bangunan air yang menjadi masalah adalah besarnya debit air yang harus disalurkan melalui drainase/saluran. Jika yang disalurkan adalah debit suatu saluran pembuang atau sungai, maka besarnya debit tidak tentu dan berubah-ubah sesuai dengan volume debit yang mengalir.

Debit air yang harus disalurkan diambil pada rencana debit aliran yang besar, sebagai dasar untuk perhitungan ukuran saluran maupun pintu-pintu air yang direncanakan.

METODOLOGI

Daerah Jakabaring yang masuk dalam Kecamatan Seberang Ulu I dan Kecamatan Seberang Ulu II kota Palembang yang sebagian besar merupakan dataran rendah atau daerah rawa lebak yang selalu tergenang air selama musim hujan dan kekeringan selama musim kemarau dan sebagian lagi daerah rawa pasang surut

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

322

yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut, sehingga menyebabkan banjirnya kawasan penduduk sekitar kawasan reklamasi yang untuk pemukiman penduduk lama atau bagi pemukiman perumahan yang telah lama berdiri.

Kota Palembang dibelah oleh sungai Musi menjadi dua bagian yaitu seberang ilir di bagian Utara dan Seberang ulu di bagian Selatan. Dataran di Seberang Ilir kebanyakan lebih tinggi sehingga dapat dibangun tanpa menimbun. Hal ini berbeda dengan keadaan kontur tanah di Seberang ulu yang sebagian besar berupa daerah rawa lebak sehingga kalau mau dibangun harus ditimbun.

Daerah rawa lebak Jakabaring yang termasuk wilayah Kelurahan 15 Ulu dan Kelurahan 8 Ulu darat, merupakan daerah rawa yang tergenang sepanjang musim basah, namun daerah rawa Jakabaring ini cukup strategis bilamana dikembangkan karena dekat dengan pusat kota, terletak diujung jembatan Musi (Ampera).

Pengumpulan data dilakukan dengan cara mengamati langsung objek yang akan dibahas atau dengan mengumpulkan bahan-bahan berupa data-data atau hal-hal yang berkaitan dengan permasalahan yang di teliti. Metode yang di lakukan dengan sistem pengumpulan data melalui kajian pustaka dan wawancara pada masyarakat yang terkena banjir.

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

1. Kawasan Permukiman PendudukDaerah reklamasi rawa Jakabaring yang terletak ± 1,5 kilometer dari ujung Selatan jembatan Ampera, awalnya merupakan daerah rawa lebak, yang dijadikan areal budi daya pertanian berupa tanaman sayur, perikanan air tawar dan lahan persawahan secara musiman oleh petani lokal atau warga setempat. Lahan yang dicadangkan untuk membangun kota satelit ini luasnya sekitar 2.400 ha, atau sekitar 6,5 % dari total luas kota Palembang yaitu ; 400,61 km².

Kawasan permukiman penduduk yang lama banyak berada di arah hilir sedangkan kawasan permukiman baru yang terus di kembangkan melalui pengembang dengan perumahan-perumahan, berada di bagian hulu kawasan Jakabaring. Gambar 2 di bawah ini merupakan letak kawasan permukiman yang lama dan permukiman yang terus di kembangkan

Sarana dan prasarana permukiman penduduk yang baru dibangun lebih tinggi karena lahan yang dikembangkan di urug atau di timbun dengan ketinggian tertentu. Sehingga letak geografi lahan berada di bawah level lahan yang terus terbangun, serta lantai perumahan penduduk sudah berada di bawah muka jalan.

Perbedaan muka lantai kawasan kedua permukiman ini sebesar 0,5 m sampai 1,5 m, Hal ini yang menyebabkan bergesernya lahan banjir ke lahan penduduk permukiman lama.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

323

Gambar 2 : Kawasan Permukiman Penduduk Lama dan Baru

Sarana dan prasarana permukiman penduduk yang baru dibangun lebih tinggi karena lahan yang dikembangkan di urug atau di timbun dengan ketinggian tertentu. Sehingga letak geografi lahan berada di bawah level lahan yang terus terbangun, serta lantai perumahan penduduk sudah berada di bawah muka jalan. Perbedaan muka lantai kawasan kedua permukiman ini sebesar 0,5 m sampai 1,5 m, Hal ini yang menyebabkan bergesernya lahan banjir ke lahan penduduk permukiman lama.

1.2. Analisis Banjir Kondisi banjir yang terjadi pada kawasan Jakabaring, biasanya pada daerah permukiman penduduk yang lama, dapat di sebabkan dengan curah hujan yang tinggi dan system drainase yang buruh tidak mampu menampung besarnya debit banjir sebesar 1,89 m3/detik dan kolam retensi yang tersedia tidak mampu menampungnya. Sedangkan banjir yang terjadi juga di sebabkan oleh pengaruh pasang surut pada sub DAS Ogan, Sub DAS Kedukan dan Sub DAS Aur serta Sub DAS Sriguna. Ketinggian banjir pasang surut ini bisa mencapai 10 cm – 50 cm. Gambar 3 dibawah ini merupakan kondisi banjir pada lingkungan permukiman penduduk

Kawasan Permukiman Baru dan terus berkembang

Kawasan Permukiman Lama

Gambar 2. Kawasan Permukiman Penduduk Lama dan Baru

2. Analisis BanjirKondisi banjir yang terjadi pada kawasan Jakabaring, biasanya pada daerah permukiman penduduk yang lama, dapat di sebabkan dengan curah hujan yang tinggi dan system drainase yang buruh tidak mampu menampung besarnya debit banjir sebesar 1,89 m3/sekon dan kolam retensi yang tersedia tidak mampu menampungnya.

Sedangkan banjir yang terjadi juga di sebabkan oleh pengaruh pasang surut pada sub DAS Ogan, Sub DAS Kedukan dan Sub DAS Aur serta Sub DAS Sriguna. Ketinggian banjir pasang surut ini bisa mencapai 10 cm – 50 cm. Gambar 3 merupakan kondisi banjir pada lingkungan permukiman penduduk

Gambar 3 : Kondisi Banjir Kawasan Permukiman Penduduk

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

324

.3. Kebijakan PengembanganPeraturan Daerah yang telah di buat merupakan acuan yang harus di patuhi dalam melaksanakan pengembangan kawasan rawa sebagaimana Peraturan Daerah No. 5 tahun 2008 tentang Pembinaan dan Retribusi Pengendalian dan Pemanfaatan Rawa.

Pihak pengembang harus menyiapkan paling tidak 20 % dari lahan yang akan di bangun untuk membuat daerah resapan atau kolam-kolam tampungan. Besarnya volume kolam tampungan sebaiknya sama dengan besarnya volume air air rawa pada lokasi yang akan di bangunan (Vkolam = Vrawa), tapi yang terjadi di lapangan kebanyakan para pengembang kurang taat pada kebijakan ini, oleh sebab itu perlunya pengawasan yang terpadu dari semua pihak yang bertanggung jawab untuk taat dan patuh pada kebijakan yang telah ditetapkan. Gambar 4 di bawah ini merupakan kondisi pengembang yang belum menyiapkan lahan untuk daerah resapan atau kolam retensi

Gambar 4 : Pengembangan Perumahan Baru

.4. Pintu Air Pengendali BaniirKawawan Jaka Baring yang termasuk Sub Daerah Aliran Sungai (DAS) Jakabaring, Sub DAS Ogan, Sub DAS Kedukan dan Sub DAS Aur,serta Sub DAS Sriguna, merupakan system drainase yang harus di kelola secara terpadu baik dalam pengendalian banjir akibat hujan maupun pengendalian banjir akibat air pasang surut. Gambar 5 berikutnya ini merupakan system DAS Jakabaring dengan kondisi hilirnya bermuara pada sungai Musi yang sangat di pengaruhi oleh pasang surut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

325

PIT HATHI XXXI, 22-24 Agustus 2014 Padang

Dosen Fakultas Teknik Universitas Bina Darma Pengurus HATHI Cabang Sumatera Selatan 8

Gambar 5 berikutnya ini merupakan system DAS Jakabaring dengan kondisi hilirnya

bermuara pada sungai Musi yang sangat di pengaruhi oleh pasang surut.

Gambar 5 : Sistem DAS Kawasan Jakabaring (Sumber : Bistok Simanjuntak, 2011)

Untuk penataan pengendalian banjir pada kawasan ini diperlukan pendalaman

saluran yang telah mengalami pendangkalan serta membuat tanggul banjir terutama pada

kawasan limpasan tertentu.Pendangkalan ini terjadi antara 0,5 m sampai 1,0 m. Gambar 6

di bawah ini menunjukan bahwa kondisi saluran telah terpenuhi oleh enceng gondok

sehingga menyebabkan tersumbatnya saluran

Gambar 6 : Keadaan Saluran Akibat Sedimentasi

Gambar 5 : Sistem DAS Kawasan Jakabaring

Untuk penataan pengendalian banjir pada kawasan ini diperlukan pendalaman saluran yang telah mengalami pendangkalan serta membuat tanggul banjir terutama pada kawasan limpasan tertentu.Pendangkalan ini terjadi antara 0,5 m sampai 1,0 m. Gambar 6 di bawah ini menunjukan bahwa kondisi saluran telah terpenuhi oleh enceng gondok sehingga menyebabkan tersumbatnya saluran

Gambar 6 : Keadaan Saluran Akibat Sedimentasi

Melakukan pengerukan secara rutin pada kolam-kolam retensi yang ada, dan membangun/ memperluas kolam retensi, karena kawasan saat ini masih tersedia lahan-lahan yang dapat memungkinkan dibangunnya kolam retensi baru.

Penataan sistem koneksi terpadu antar sub DAS dalam kawasan Jakabaring, dapat mengendalian banjir akibat kondisi pasang surut. Pengendalian ini dapat berupa pebuatan pintu-pintu air sehingga pengaturan banjir dapat diatasi. Gambar 7 di bawah ini adalah merupakan pintu air yang tidak di kelola secara baik dan belum terkoneksi dengan system saluran yang ada.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

326

Gambar 7 : Pintu Air Dengan Sistem Koneksi Terpadu

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan :1. Pengembangan permukiman baru yang terus berlanjut, menyebabkan

perbedaan muka lantai kawasan permukiman pemduduk yang lama dan permukiman penduduk baru sebesar 0,5 m sampai 1,5 m, Hal ini yang menyebabkan bergesernya lahan banjir ke lahan penduduk permukiman lama.

2. Drainase yang buruh tidak mampu menampung besarnya debit banjir sebesar 1,89 m3/sekon dan kolam retensi yang tersedia tidak mampu menampungnya, Sedangkan banjir yang terjadi juga di sebabkan oleh pengaruh pasang surut yang mengalir melalui sub DAS Ogan, Sub DAS Kedukan dan Sub DAS Aur serta Sub DAS Sriguna. Ketinggian banjir pasang surut ini bisa mencapai 10 cm – 50 cm.

3. Tidak semua pengembang menyiapkan lahan permukiman baru sebesar minikmal 20 % dari lahan yang akan di bangun untuk membuat daerah resapan atau kolam-kolam tampungan.

4. Penataan pengendalian banjir pada kawasan ini diperlukan pendalaman saluran yang telah mengalami pendangkalan serta membuat tanggul banjir terutama pada kawasan limpasan tertentu.Pendangkalan ini terjadi antara 0,5 m sampai 1,0 m.

Rekomendasi :1. Laksanakan Perda Rawa yang ada dengan konsisten dan perlu pengawasan

yang ketat terhadap pengembangan permukiman baru

2. Besarnya volume kolam tampungan sebaiknya sama dengan besarnya volume air air rawa pada lokasi yang akan di bangunan (Vkolam = Vrawa).

3. Bangunan pintu-pintu air pada Sub system DAS Jakabaring segera di bangun dan terkoneksi dengan system yang ada.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

327

REFERENSI

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

BBWSS, VIII, 2011, “Survey Investigasi dan Desain Pengendalian Banjir pada Wilayah Sungai Musi, Sub DAS Sekanak, Sriguna, Buah, Lawang Kidul, Lambirado, Gandus, Jakabaring, Aur, dan Kedukan Kota Palembang.

Bistok Simanjuntak, Ir. Dipl.HE, 2012, “Sekilas Gambaran Banjir Di Sumatera Selatan, Kementerian Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Balai Besar Wilayah Sungai Sumatera VIII.

Eddy Harsono, DR.Ir., 2011,” Isu Dan Permasalahan Reklamasi Rawa Jakabaring Palembang Disampaikan pada acara Seminar Sehari di Fakultas Teknik Sipil Universitas Bina Darma Palembang, 18 Nopember 2011.

Robiyanto H. Susanto, Prof. Dr. Ir. M.Agr.Sc., dan Ngudiantoro, Dr. 2010, “Pengelolaan Terpadu Daerah Airan Sungai (DAS) MUSI Dengan Peran Multi Pihak”, Program S2-S3 Lingkungan PPs Unsri, Fakultas Pertanian – MIPA, Universitas Sriwijaya.

Soemarto, C. D. 1999. Hidrologi Teknik. Penerbit, ERLANGGA. Jakarta.

Sriharto, Prof. Dr. Ir. Br. Dip. H. 2000. “Hidrologi, Teori-Masalah-Penyelesaian. NAFIRI. Yogyakarta.

Suripin. 2004. “Sistem Drainase Perkotaan”. Yogyakarta.

Wikipedia, 2011. Hidrologi. From http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrologi, 30 Maret 2013

Yamanie,Ir.H.M.A.,2004. “Pengembanga Pertanian di Lahan Lebak. From http://www.deptan.go.id/bpsdm/bbpp-binuang/index.php?option=com content&task=view&id=69&Itemid=1, 30 Maret 2012.

328

PEMBANGUNAN PENGAMANAN PANTAI UNTUK KONSERVASI PULAU NONGSA (PULAU TERLUAR)

SEBAGAI SALAH SATU TITIK PANGKAL PERBATASAN NEGARA

Lukman Nurzaman1 dan T. Reinhart P. Simandjuntak2

1 PPK Pantai BWS Sumatera IV2 Widiyaiswara Utama Pusdiklat PU

lucky_pisces81@yahoo.com ; t.reinhart@yahoo.com

Intisari

Batas wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia (NKRI) adalah hal strategis kebangsaan yang tidak dapat ditawar sebagai pernyataan pengakuan internasional atas kedaulatan Bangsa dalam lingkup regional maupun internasional. Indonesia dengan luas wilayah ±7,8 juta km2 terdiri dari daratan 2 juta km2 dan lautan 5,8 juta km2 dengan jumlah pulau ±17.508, merupakan negara maritim yang dibatasi oleh titik-titik pangkal berupa pulau-pulau terluar sejumlah 92 pulau yang berbatasan dengan 10 negara tetangga, yaitu Australia, Malaysia, Singapura, India, Thailand, Vietnam, Filipina, Palau, Papua Nugini dan Timor Leste. Pulau-pulau ini tersebar di sembilan provinsi yang sebagian besar terdapat di Kepulauan Riau dan Maluku, dengan luas antara 0,001-2.000 km2. Apabila pulau-pulau tersebut rusak/hilang maka batas wilayah NKRI akan bergeser ke arah dalam, mengakibatkan berkurangnya luas wilayah negara. Pulau Nongsa merupakan salah satu pulau terluar NKRI yang berbatasan dengan Negara Singapura yang secara geografis terletak pada koordinat 01°12′29″LU dan 104°4′47″BT, di Kecamatan Nongsa, Kota Batam, Provinsi Kepulauan Riau tepatnya di Selat Singapura dengan luas ±0,0077 km2 atau ±0,77 Ha. Pulau Nongsa sebelumnya merupakan satu pulau utuh, saat ini terbagi menjadi tiga pulau akibat erosi dan abrasi, dua dari tiga pulau tersebut tenggelam pada saat laut pasang dan hanya tersisa pohon bakau yang tumbuh di atasnya. Besarnya gelombang musim utara (November-Februari) dari Samudera Hindia maupun Laut Cina Selatan, ditambah gelombang akibat lalu-lintas kapal diduga menjadi penyebab utama terjadinya abrasi di Pulau Nongsa. Pada tahun 2014, Kementerian Pekerjaan Umum mulai melaksanakan upaya konservasi berupa pereklamasian kembali pulau dengan membangun konstruksi pengaman pantai. Kajian dilakukan dengan parameter pergerakan sedimen dan perubahan garis pantai diperoleh empat alternatif struktur; revetment, breakwater, groin dan breakwater+mangrove. Dari keempat alternatif, yang dipilih adalah alternatif terbaik untuk meminimalkan dampak negatif yang dapat timbul dari alternatif penanganan yang dipilih. Hasil analisis final diperoleh jenis konstruksi pengaman pantai yang sesuai adalah revetmen yang terbuat dari buis beton.

Kata kunci : Pulau terluar, batas wilayah, titik pangkal, garis pantai, revetmen.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

329

PENDAHULUAN

Latar BelakangIndonesia memiliki 92 pulau terluar yang memiliki titik pangkal yang berbatasan dengan 10 negara tetangga, yaitu Australia, Malaysia, Singapura, India, Thailand, Vietnam, Fillipina, Palau, Papua Nugini dan Timor Leste. Pulau-pulau itu tersebar di 9 provinsi yang sebagian besar terdapat di kepulauan Riau dan Maluku. Setengah dari pulau-pulau tersebut berpenghuni dengan luas pulau antara 0,02-2000 km².

Seperti daerah lainnya Kepulauan Riau memiliki beberapa pulau-pulau yang berbatasan langsung dengan negara lain maupun wilayah Indonesia itu sendiri. Berdasarkan Peraturan Presiden Nomor 78 Tahun 2005 terdapat 19 pulau terluar atau terdepan yang terseber di beberapa Kabupaten/kota di Provinsi Kepri. Dari 19 pulau terdepan tersebut, empat diantaranya terletak di wilayah administrative Kota Batam. Adapun daftar pulau terluar di wilayah administrative Kota Batam adalah sebagai berikut:

1. Pulau Batu Berhanti; 1° 11′ 6″ LU, 103° 52′ 57″ BT; Selat Singapura; (Kota Batam)

2. Pulau Nipa; 1° 9′ 13″ LU, 103° 39′ 11″ BT; Selat Singapura; (Kota Batam)

3. Pulau Nongsa; 1° 12′ 29″ LU, 104° 4′ 47″ BT; Selat Singapura; (Kota Batam)

4. Pulau Pelampong; 1° 7′ 44″ LU, 103° 41′ 58″ BT; Selat Singapura; (Kota Batam)

Gambar 1 Peta Lokasi Pulau Nongsa

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

330

Pulau Nongsa merupakan pulau terluar yang dijadikan dasar dalam pengukuran batas wilayah Negara Kesatuan republik Indonesia. Status pulau terluar tersebut berdasarkan Peraturan Presiden RI Nomor: 78 Tahun 2005 tentang Pengelolaan Pulau-pulau kecil terluar. Pulau terluar ditandai dengan adanya Nomor Titik Dasar (TD) dan Nomor Titik Referensi (TR) yang merupakan penanda hukum wilayah. TD dan TR Pulau Nongsa adalah 193. Koordinat Pulau Nongsa adalah 1° 12′ 29″ LU, 104° 4′ 47″ BT . Pulau Nongsa atau yang biasa disebut juga Pulau Putri terletak di Kecamatan Nongsa, Kota Batam, Provinsi Kepulauan Riau memiliki luas daratan 0,0077 km2 atau sekitar 0,77 hektar. Kenaikan muka air laut akibat perubahan iklim global telah mengancam keberadaan pulau ini terutama sebagai penanda batas kedaulatan negara kesatuan Republik Indonesia.

Kajian PustakaKonsep PenangananAlam pada umumnya telah menyediakan mekanisme perlindungan pantai alami yang efektif. Bila perlindungan alamiah itu tidak ada, maka untuk melindungi pantai terhadap erosi dapat dilakukan dengan cara artifisial atau buatan, baik dengan membuat bangunan pengaman pantai maupun dengan cara-cara lainnya. Pada uraian berikut ini akan ditinjau beberapa cara perlindungan terhadap bahaya erosi pantai.

Penanganan yang dapat dilakukan dapat digolongkan berdasarkan kinerja masing-masing alternatif, tergantung dari penyebab timbulnya permasalahan. Terdapat 7 (tujuh) cara mengurangi atau mencegah kerusakan pantai akibat erosi, yaitu :

1. Mengubah laju angkutan sedimen sejajar pantai.2. Mengurangi energi gelombang yang mengenai pantai.3. Memperkuat tebing pantai sehingga tahan terhadap gempuran gelombang.4. Meninggikan muka tanah pantai5. Menambah suplai sedimen ke pantai (beach nourishment).6. Mengadakan penghijauan pada daerah pantai.7. Penerapan Produk Hukum

Alternatif Bangunan Pelindung PantaiSurf zone merupakan lokasi terjadinya aktivitas angkutan sedimen di daerah pantai. Maju mundurnya posisi garis pantai sangat tergantung pada laju dan arah angkutan sedimen di surf zone. Besar dan arah angkutan sedimen sangat tergantung pada laju dan arah arus di surf zone. Arus di surf zone umumnya terjadi akibat induksi gelombang (wave induced current).

Untuk mengurangi energi gelombang dan intensitas arus sejajar pantai akibat induksi gelombang, diperlukan suatu bangunan pemecah gelombang (PG). Dengan adanya bangunan PG ini diharapkan prilaku arus sejajar pantai akibat induksi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

331

gelombang dapat dikendalikan sehingga laju angkutan sedimen di surf zone dapat berkurang. Berkurangnya laju angkutan sedimen di surf zone mengakibatkan garis pantai menjadi relatif stabil.

Jenis-jenis bangunan perlindungan pantai yang dapat digunakan untuk mengendalikan posisi garis pantai adalah sebagai berikut:

A. Revetment/SeawallRevetment/Seawall adalah bangunan berupa dinding penahan gempuran gelombang yang ditempatkan di sepanjang kawasan yang akan dilindungi. Penggunaan seawall dimaksudkan untuk memperkuat tepi pantai agar tidak terjadi pengikisan pantai akibat gempuran gelombang.

B. GroinGroin adalah bangunan pengendali sedimen yang ditempatkan menjorok dari pantai ke arah laut lepas, bisa berbentuk I, T, atau L. Struktur tambahan sejajar pantai yang terletak di ujung groin bisa tidak diperlukan jika groin cukup panjang melewati kawasan perpindahan sedimen.

C. JettyJetty adalah bangunan pengarah aliran (training jetty), terutama pada mulut sungai yang bermuara di pantai, fungsinya selain mengurangi laju angkutan sedimen sejajar pantai, juga untuk menormalisasi muara sungai. Struktur yang panjang ini ditempatkan menjorok dari pantai ke arah laut lepas.

D. (Detached) BreakwaterDetached breakwater adalah jenis pemecah gelombang yang ditempatkan secara terpisah-pisah pada jarak tertentu dari garis pantai dengan posisi sejajar pantai. Dengan dibangunnya breakwater ini, karakteristik gelombang datang akan terganggu oleh adanya struktur tersebut.

E. Sand/Beach NourishmentSand/Beach Nourishment adalah tindakan pengisian kembali dengan material bahan sedimen (biasanya pasir) untuk menggantikan sedimen yang terbawa air laut.

F. Sand DunesSand dunes berfungsi sebagai “dinding” tempat penyimpanan pasir pantai selama air pasang dan juga berfungsi sebagai semacam tanggul/perlindungan untuk menghalangi air pasang dan gelombang yang merusak kawasan backshore.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

332

Metodologi

5

Alternatif Bangunan Pantai Terpilih

B

Detail Desain Bangunan Pantai

Perhitungan Gelombang Pecah Perhitungan Tinggi Gelombang Pecah di Kaki Bangunan

Perhitungan Rayapan Gelombang Perhitungan Berat Batu

Perhitungan Koefisien Stabilitas Batu Perhitungan Stabilitas Lereng

Perhitungan Settlement

Produk Gambar Desain

Pelaksanaan Pembangunan

Survei Pendahuluan

Survei Lapangan

Topografi dan Bathimetri

Mekanika Tanah Hidro-Oseanografi Survei Lingkungan

A

Pengolahan Data Lapangan

Studi Kelayakan

1.3 Metodologi

Metodologi penulisan adalah berdasarkan diagram seperti yang tercantum berikut:

Gambar 2 Metodologi Penulisan 2. Kajian dan Diskusi

2.1 Kajian Awal

Kajian awal yang dilakukan dalam upaya penanganan adalah berupa Studi Kelayakan. Dalam

studi kelayakan ini ditentukan apakah Pulau Nongsa layak untuk ditangani dengan

memperhitungkan berbagai macam aspek yang digambarkan dalam suatu Benefit Cost Ratio

yang mengasumsikan apabila Pulau Nongsa yang dikaji hilang, dan diperoleh hasil bahwa Pulau

Nongsa layak untuk dilakukan kajian tahap selanjutnya dan layak untuk ditangani.

2.2 Kajian Lanjutan

Kajian lanjutan dalam hal ini adalah berupa Detail Desain Pengaman Pantai Pulau Nongsa,

dengan melaksanakan Survei Pendahuluan yang dilanjutkan dengan Survei Lapangan untuk

memperoleh data Topografi & Bathimetri, Hidro-Oceanografi, Survei Lingkungan, dan

A

Konsep Pengamanan Pantai

Usulan Alternatif Penanganan Pantai

Analisis Hidro-Oseanografi

Analisis Pasang Surut

Analisis Peramalan Gelombang

Analisis Perambatan Gelombang

Analisis Hidrodinamika

Uji Alternatif dengan Model Perubahan Garis Pantai

Matrikulasi Pemilihan Alternatif Bangunan Pantai

Aspek Teknis Aspek Ekonomi

Ketersediaan Material Aspirasi Masyarakat

B

KAJIAN DAN DISKUSI

Kajian AwalKajian awal yang dilakukan dalam upaya penanganan adalah berupa Studi Kelayakan. Dalam studi kelayakan ini ditentukan apakah Pulau Nongsa layak untuk ditangani dengan memperhitungkan berbagai macam aspek yang digambarkan dalam suatu Benefit Cost Ratio yang mengasumsikan apabila Pulau Nongsa yang dikaji hilang, dan diperoleh hasil bahwa Pulau Nongsa layak untuk dilakukan kajian tahap selanjutnya dan layak untuk ditangani.

Kajian LanjutanKajian lanjutan dalam hal ini adalah berupa Detail Desain Pengaman Pantai Pulau Nongsa, dengan melaksanakan Survei Pendahuluan yang dilanjutkan dengan Survei Lapangan untuk memperoleh data Topografi & Bathimetri, Hidro-Oceanografi, Survei Lingkungan, dan Mekanika Tanah, lalu dilakukan pengolahan data lapangan. Sehingga dapat diketahui alternatif bangunan pengaman pantai yang dapat digunakan sesuai dengan aspek teknis.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

333

Analisa Pemilihan Alternatif Struktur di Pantai Pulau Nongsa

Alternatif-Alternatif PenangananDalam pemilihan alternatif tentunya tidak hanya mengacu pada aspek teknis tetapi harus mengacu pada konsep penanganan terlebih dahulu. Adapun konsep penanganan atau konsep pengamanan pantai pada Pulau Nongsa adalah penanganan pantai yang memperhitungkan:

1. Pulau Nongsa sebagai pulau terluar, fungsi kedaulatan negara2. Pulau Nongsa sebagai pulau tujuan wisata3. Pulau Nongsa sebagai pos TNI, fungsi pertahanan dan keamanan4. Pulau Nongsa sebagai pos navigasi, fungsi perhubungan

Alternatif yang dipilih adalah alternatif terbaik yang memaksimalkan keuntungan yang diperoleh atau dampak positif yang ditimbulkan dan meminimalkan dampak negatif yang dapat timbul dari alternatif penanganan yang dipilih, tentunya mengacu pada konsep penangan terlebih dahulu.

Dalam pekerjaan ini diusulkan empat alternatif jenis struktur yaitu:

1. Alternatif 1: Struktur RevetmentStruktur Revetmen menjadi alternatif karena bangunan ini bisa melindungi pantai bagian darat di bagian belakang struktur sehingga bisa mencegah perubahan garis pantai. Hal ini menjadi pertimbangan dalam mengamankan pantai wisata.

2. Alternatif 2: Struktur BreakwaterBreakwater menjadi alternatif penanganan karena dapat berfungsi untuk melindungi pantai dari hantaman gelombang yang datang dari lepas pantai dengan memecah gelombang datang di luar garis pantai atau sebelum mencapai garis pantai.

3. Alternatif 3: Struktur GroinGroin menjadi alternatif penanganan karena berfungsi untuk menahan atau mengurangi besarnya angkutan pasir sejajar pantai, cocok untuk pengamanan pada pantai yang berpasir.

4. Alternatif 4: Struktur Breakwater + MangroveBreakwater+Mangrove menjadi alternatif penanganan karena dapat melindungi pantai dari hantaman gelombang yang datang dengan memecah gelombang datang di luar garis pantai dan unsur mangrove dapat mengurangi dampak gelombang di belakang breakwater.

Sebelum dipilih berdasarkan matrik pemilihan, maka terlebih dahulu akan dianalisis pengaruh masing-masing alternatif terhadap garis pantai dengan permodelan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

334

Pemodelan Perubahan Garis PantaiSalah satu permasalahan dalam perencanaan bangunan pantai adalah menentukan pola pergerakan sedimen atau pola perubahan garis pantai yang telah terjadi maupun yang akan terjadi pada kurun waktu tertentu. Analisis angkutan sedimen dilakukan untuk memperoleh parameter-parameter berikut ini:

1. Laju angkutan sedimen dasar, baik yang diakibatkan oleh arus saja atau kombinasi arus dan gelombang.

2. Laju pengendapan sedimen melayang di kolam pelabuhan dan alur pelayaran.

Berdasarkan Shore Protection Manual, 1984 (SPM 1984), angkutan materi sedimen sejajar pantai disebut longshore transport. Penamaan longshore transport ini sama artinya dengan littoral transport atau pergerakan littoral drift, yaitu sedimen yang bergerak pada zone littoral. Zone littoral di dalam terminologi pantai adalah daerah perairan dari garis pantai hingga tepat sebelum daerah gelombang pecah.

Dalam menentukan pola pergerakan sedimen atau pola perubahan garis pantai yang terjadi maupun yang akan terjadi pada kurun waktu tertentu, digunakan program simulasi GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline Change) dari US Army Corps of Engineers (ASCE). Pemodelan Perubahan Garis Pantai tercantum pada Gambar 3.

Gambar 3 Permodelan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

335

Tabel 1 Matrikulasi Pemilihan Alternatif Bangunan Pengamanan Pantai Pulau Nongsa

Alternatif 1 : Revetment Alternatif 2 : Breakwater Alternatif 3 : Seri Groin Alternatif 4 : Breakwater + MangroveMemberikan solusi yang cepat Memberikan solusi yang cepat Ada yang terindungi tapi ada daerahMemberikan solusi yang agak lambatterhadap daerah yang dilindungi terhadap daerah yang dilindungi yang tergerus untuk vegetasinya dan

ada kemungkinan gagalMurah: Langsung dilaksanakan dari darat, tidak butuh konstruksi tambahan atau peralatan khusus untuk melaksanakan di laut

Mahal: Konstruksi di laut, perlu membuat jalan akses ke laut.

Mahal: Konstruksi ke arah laut, lebar atas harus cukup lebar untuk kendaraan pengangkut material dari darat ke arah laut

Mahal: Konstruksi di laut, perlu membuat jalan akses ke laut.

Murah: volume material lebih sedikit

Mahal: Volume material lebih banyak karena di laut dasarnya lebih dalam, butuh material makin banyak

Mahal: Volume material lebih banyak karena ke arah laut dasarnya lebih dalam, butuh material makin banyak

Mahal: Volume material lebih banyak karena di laut dasarnya lebih dalam, butuh material makin banyak

3. 2 Mudah: bisa diakses dari darat dengan mudah

Sulit: perlu akses khusus yang mahal Agak Sulit: terutama perbaikan pada bagian head di laut yang rawan dislokasi dan gelombang

Sulit: perlu akses khusus yang mahal

4. 2 Netral Netral Netral Ramah Lingkungan

5. 1 Tidak ada masalah sosial Tidak ada masalah sosial Tidak ada masalah sosial Tidak ada masalah sosialPerlu perlindungan karenabibit bakau perlu perlindungan darihama dan gelombang

7. 2 Tidak ada Ada Tidak ada AdaSangat mudah, dari darat, mudah dibentuk sesuai dengan gambar desain

Sulit: di laut. Dasar laut tidak terlihat, adanya gangguan gelombang sehingga sulit mengatur penempatan material dan membentuk sesuai gambar desain, waktu kerja dibatasi saat air pasang

Agak Sulit: di laut. Dasar laut tidak terlihat, adanya gangguan gelombang sehingga sulit mengatur penempatan material dan membentuk sesuai gambar desain, waktu kerja dibatasi saat air pasang

Sulit: di laut. Dasar laut tidak terlihat, adanya gangguan gelombang sehingga sulit mengatur penempatan material dan membentuk sesuai gambar desain, waktu kerja dibatasi saat air pasang

Volume material dapat dihitung dengan mudah.

Sulit menghitung volume material dengan tepat karena dasar laut yang lebih sulit dilihat dan kondisi dasar laut yang rentan berubah antar kondisi saat desaind engan saat pelaksanaan

Agak sulit menghitung volume material dengan tepat karena dasar laut yang lebih sulit dilihat dan kondisi dasar laut yang rentan berubah antar kondisi saat desaind engan saat pelaksanaan

Sulit menghitung volume material dengan tepat karena dasar laut yang lebih sulit dilihat dan kondisi dasar laut yang rentan berubah antar kondisi saat desaind engan saat pelaksanaan

9. 2 Hasilnya bisa rapih dan indah Tergantung saat konstruksi Hasilnya bisa rapih dan indah Tergantung saat konstruksi10. Kemudahan Mendapatkan Material2 Tergantung jenis konstruksi Tergantung jenis konstruksi Tergantung jenis konstruksi Tergantung jenis konstruksi11. 3 Kuat: bangunan bersandar di

darat yang membantu menahan bangunan dari gaya gelombang

Kekuatan semata-mata mengandalkan interlocking antar material dan berat material

Kekuatan semata-mata mengandalkan interlocking antar material dan berat material

Kekuatan semata-mata mengandalkan interlocking antar material dan berat material serta Mangrove hanya bisa tumbuh jika material tanah mengandung lumpur

Lebih mudah untuk mendapatkan dasar pondasi yang kuat

Jika pantai berpasir, sulit mendapatkan dasar pondasi yang kuat-stabil: jika pasir dikeruk sampai tanah keras, pasir akan segera kembali menutupi pondasi

Jika pantai berpasir, Agak sulit mendapatkan dasar pondasi yang kuat-stabil: jika pasir dikeruk sampai tanah keras, pasir akan segera kembali menutupi pondasi

Jika pantai berpasir, sulit mendapatkan dasar pondasi yang kuat-stabil: jika pasir dikeruk sampai tanah keras, pasir akan segera kembali menutupi pondasi lalu Lumpur mudah hilang terbawa gelombang, breakwater harus lebih tertutup, konstruksi menjadi makin mahal

Gelombang yang sampai di tepi darat lebih kecil

Gelombang yang berada di laut relatif lebih besar

Gelombang yang berada di laut relatif lebih besar

Gelombang yang berada di laut relatif lebih besar

23*) Skala Bobot: 3 : Sangat Penting; 2 : Penting; 1 : Cukup Penting *) Skala Nilai: 3 : Baik; 2 : Cukup Baik; 1 : Kurang

2

1.

6.

JUMLAH

Perawatan dan Pemeliharaan

Teknik

8. Kemudahan Pelaksanaan

No.

Mandiri Mandiri Mandiri

2. Biaya 2

Bobot

Kemandirian 2

Aspek yang Ditinjau

Aspek LingkunganMasalah Sosial dan Lahan

Deskripsi

Effek Solusi 3

Penambahan Daratan

Keindahan struktur

Tabel 2 Matrikulasi Pemilihan Alternatif Bangunan Pengamanan Pantai Pulau Nongsa

Alt 1 Alt 2 Alt 3 Alt 4 Alt 1 Alt 2 Alt 3 Alt 41 3 3 2 3 1 9 6 9 32 2 3 2 2 1 6 4 4 23 2 2 2 2 3 4 4 4 64 2 2 2 2 3 4 4 4 65 1 2 2 2 2 2 2 2 26 2 3 3 3 2 6 6 6 47 3 1 2 3 3 3 6 9 98 2 3 1 1 1 6 2 2 29 1 3 2 2 1 3 2 2 1

10 2 2 2 2 2 4 4 4 4

11 3 3 2 2 2 9 6 6 656 46 52 45

Effek SolusiBiaya

Keindahan Struktur

Nilai Bobot x NilaiNo. Aspek yang Ditinjau Bobot

KemandirianPenambahan DaratanKemudahan Pelaksanaan

Perawatan dan PemeliharaanAspek LingkunganMasalah Sosial dan Lahan

Kemudahan Mendapatkan Material

JUMLAHTeknik

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

336

Dari hasil pembobotan tersebut terlihat bahwa alternatif yang memberikan nilai tertinggi untuk bangunan pengaman pantai di Pulau Nongsa adalah Alternatif 1 yaitu Struktur Revetment.Adapun jenis material atau struktur revetment tersebut bisa bermacam-macam diantaranya adalah:1) Revetment dari urugan batu alam, 2) Revetment dari buis beton yang di isi beton siklop, 3) Revetment dari Geobag/Geosintetik, 4) Revetment dari beton

Berikut ini akan diuraikan pemilihan tipe revetment dalam bentuk matrikulasi pemilihan di dalam Tabel 3 dan Tabel 4..

Dari matrikulasi pada Tabel 3 dan Tabel 4 tersebut terlihat bahwa nilai yang paling besar terdapat pada alternatif 2 Revetment Buis Beton. Untuk proses selanjutnya alternatif ini yang akan dikaji secara lebih mendetail.

Tabel 3 Matrikulasi Pemilihan Tipe Revetment di Pantai Pulau NongsaAlternatif 1 Alternatif 2 Alternatif 3 Alternatif 4

Revetment Batu Alam Revetment Buis Beton Revetment Geobag Revetment Beton1 3 Lokasi quarry belum tentu Bisa cor ditempat Harus mendatangkan Bisa cor ditempat

dekat dengan lokasi pekerjaan dari tempat lainSulit mendapatkan dalam ukuran besar dan seragam

Semen-kerikil-pasir bisa didapat dari berbagai sumber: fleksibel

Pasir mudah diperoleh. Geobag banyak pilihan kualitas dan suplier

Semen-kerikil-pasir bisa didapat dari berbagai sumber: fleksibel

2 3 8,5 Juta/m' 7,8 Juta/m' 8,5 Juta/m' 10 Juta/m'Mahal: harus dibawa dlm kondisi sudah jadi, ukuran besar, sumber hanya di lokasi tertentu

Murah: buis beton dengan kualitas khusus, isian bisa material dengan kualitas yang lebih rendah

Murah Mahal: volume lebih banyak, tidak ada rongga

3 3 Mudah Agak Sulit Agak Sulit Agak SulitAgak sulit karena bentuk yang tidak teratur dan cenderung bulat, mudah tergelincir

Mudah, tinggal dipasang dan bagian dalam diisi

Mudah, tinggal diisi dan dipasang

Agak susah membentuk dengan dimensi tertentu krn kondisi air laut saat pasang

4 2 Bentuk struktur tidak terlalu Indah

Bentuk struktur bisa rapih Bentuk struktur tidak terlalu indah

Bentuk struktur bisa rapih

Kurang indah, berserakan Rapi Kurang indah, karung dengan bermacam warna akibat laut dan cuaca

Rapi

5 2 Kuat Secara Alami Treatment Khusus Treatment Khusus Treatment KhususTahan Tahan Kurang tahan Rentan retak

6 2 Bisa kuat tergantung berat batu

Kuat karena bersifat rigid Bisa kuat tergantung berat geobag

Kuat karena bersifat rigid

Kurang kuat Kuat Kurang kuat Rentan retak7 3 Rentan terguling Stabil Stabil Kurang stabil8 3 Mudah Agak sulit Mudah Sulit menambal bangunan

rigid9 2 Mengganggu, tambang batu Ramah Ramah Ramah

23*) Skala Bobot: 3 : Sangat Penting; 2 : Penting; 1 : Cukup Penting

Kemudahan Mendapatkan Material

Ketahanan Terhadap Korosi

JUMLAH

Biaya Konstruksi

Aspek Lingkungan

Jenis RevetmentNo. Nama Parameter Bobot

Kekuatan Struktur

Kemudahan Konstruksi

Keindahan Struktur

StabilitasKemudahan Pemeliharaan

Tabel 4 Matrikulasi Pemilihan Tipe Revetment di Pantai Pulau NongsaAlt 1 Alt 2 Alt 3 Alt 4 Alt 1 Alt 2 Alt 3 Alt 4

Revetment Batu Alam

Revetment Buis Beton

Revetment Geobag

Revetment Beton

Revetment Batu Alam

Revetment Buis Beton

Revetment Geobag

Revetment Beton

1 Kemudahan Mendapatkan Material 3 1 3 3 3 3 9 9 92 Biaya Konstruksi 3 3 2 2 1 9 6 6 33 Kemudahan Konstruksi 3 3 2 2 2 9 6 6 64 Keindahan Struktur 2 1 3 1 3 3 9 3 95 Ketahanan Terhadap Korosi 2 3 1 1 1 9 3 3 36 Kekuatan Struktur 2 2 3 2 3 6 9 6 97 Stabilitas 3 1 3 3 2 3 9 9 68 Kemudahan Pemeliharaan 3 3 2 3 1 9 6 9 39 Aspek Lingkungan 2 2 3 3 3 6 9 9 9

57 66 60 57*) Skala Nilai: 3 : Baik; 2 : Cukup Baik; 1 : Kurang *) Skala Bobot: 3 : Sangat Penting; 2 : Penting; 1 : Cukup Penting

Bobot x Nilai

No Nama Parameter

Nilai

JUMLAH

Bobot

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

337

Tabel 5 Perhitungan Berat Struktur Pelindung Kaki dari Kubus BetonSlope Struktur (Cot q) : 2Gravitasi g : 9.8Tinggi Gelombang Laut Dalam : 4.4Perioda Gelombang Laut Dalam : 7.34

(km) (m) (m) (kg) (kg) (m) (m)

Trunk 1.000 0.0019 1.00 1.00 2.20 1.03 2.14 2.30 1.10 435 44 0.72 0.34

Diameter ArmorKoefisien Berat Unit

Bagian

Gam

bar 6

.16

Lapi

san

Baw

ah

Wr Ww

Sr

KD Tabel

6.6

(= W

r / W

w)

(W / 10)

K∆ Tabel

6.7(W)

Lapi

san

Pem

ukaa

n

Lapi

san

Baw

ah

Keda

lam

an

Lapi

san

Per

muk

aan

d ds/gT2 Hb/ds Hb

Tabel 6 Perhitungan Elevasi StrukturSlope Struktur (Cot q) : 2Slope Struktur (Tan q) : 0.5Gravitasi g : 9.8Tinggi Gelombang Laut Dalam : 4.4Perioda Gelombang Laut Dalam : 7.34

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

STA 0+00 1.00 1.00 84.07 4.585 1.40 1.40 -1.27 0.00 1.15 0.13 1.40 2.55

Dep

th

(from

MSL

)

Wav

e H

eigh

t HWS LWS MSL

Mea

n Lo

west

Wat

er S

pring

Mea

n Se

a Le

vel

Mea

n Hi

ghes

t W

ater

Spr

ing

Runup

STA

Ir

Panj

ang

Gel

omba

ng

Laut

Dal

am

d H Lo Bilangan Irribaren

Ru/HRu

Level Muka Air terhadap MSL

Elevasi Bangunan Terhadap MSL

HWSLo

west

Wat

er

Sprin

g

Mea

n Se

a Le

vel

Mea

n Hi

ghes

t W

ater

Spr

ing

LWS MSL

Tabel 7 Perhitungan Kedalaman dan Tinggi Gelombang PecahH'0 T H'0 T H'0 T H'0 T H'0 T H'0 T1.98 5.37 3.22 6.50 3.75 6.90 4.07 7.12 4.40 7.34 4.71 7.54

H'0/gT^2

Hb/H'0

Hb

Hb/gT^2

α=(db/Hb) maksα maksβ=(db/Hb)min

db min

6.86 7.89

Parameter

2.38 4.12 5.12

5.89

Dari Gambar 6.141.20 1.30

1.56 1.58 1.60

2.97 5.14 6.35 7.30 8.34 9.42

0.0106

1.981.15

1.34

3.38 4.13 4.68 5.28

1.22 1.24

1.20

Perioda 5 Tahun Perioda 10 Tahun

1.25

Dari Gambar 6.15

0.0070 0.0082 0.0088 0.0094 0.0100

1.00 1.05 1.10

1.52 1.54

Perioda 25 Tahun

1.28

1.50

5.99

Perioda 100 Tahun

0.0070063 0.0077768 0.0080372 0.0081923 0.0083336 0.0084538

Perioda 2 Tahun Perioda 50 Tahun

PEMBAHASAN HASIL KAJIAN

Dari hasil analisa tersebut di atas diperoleh Layout rencana konstruksi revetment dan reklamasi Pulau Nongsa seperti pada Gambar 4.

Metode Pelaksanaan Berikut ini akan diuraikan tentang metoda kerja yang akan melibatkan semua peralatan yang telah disebutkan sebelumnya. Metode kerja ini akan diuraikan sebagai berikut:

1. Semua material diangkut dari Pulau Batam dengan menggunakan ponton yang didorong oleh tug boat menuju Pulau Nongsa.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

338

2. Untuk memudahkan pemindahan material,dibuat terlebih dahulu causeway sepanjang 76 m yang terbuat dari urugan tanah dengan dilindungi oleh pasangan batu kosong.

3. Causeway ini dibuat dengan cara memulai urugan dari mulut ponton menuju Pulau Nongsa sejauh 76 m.

Gambar 4 Layout Rencana Konstruksi

4. Selanjutnya setelah causeway selesai dibangun, proses pengangkutan material dari ponton dilaksanakan dengan menggunakan alat berat Dozer Shovel menuju stock yard.

5. Dari stock yard ini material dikumpulkan yang selajutnya akan digunakan sebagai bahan konstruksi revetment dan reklamasi.

6. Diantara dua jenis pekerjaan yaitu konstruksi revetment dan reklamasi, yang pertama kali dilakukan adalah konstruksi revetment terlebih dahulu. Setelah selesai revetment baru dilakukan proses reklamasi pulau.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan1. Pulau Nongsa merupakan salah satu Pulau terluar Negara Kesatuan Republik

Indonesia yang berbatasan dengan negara Singapura, yang saat ini kondisinya kritis dan terbagi menjadi 3 (tiga) pulau akibat erosi dan abrasi, dan dua dari tiga pulau tersebut tenggelam pada saat laut pasang dan hanya terlihat pohon bakau yang tumbuh di atasnya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

339

2. Dari 4 alternatif struktur yang diusulkan dalam matrikulasi Pemilihan Alternatif Bangunan Pengamanan Pantai Pulau Nongsa diperoleh hasil bahwa alternatif yang memberikan nilai tertinggi untuk bangunan pengaman pantai di Pulau Nongsa adalah Alternatif 1 yaitu Struktur Revetment.

3. Dari 4 alternatif tipe revetment yang diusulkan dalam Matrikulasi Pemilihan Tipe Revetment di Pantai Pulau Nongsa diperoleh hasil bahwa nilai yang paling besar terdapat pada alternatif 2 Revetment Buis Beton. Untuk proses selanjutnya alternatif ini yang akan dikaji secara lebih mendetail dan diperoleh Layout rencana konstruksi revetment dan reklamasi Pulau Nongsa .

Saran1. Dalam pelaksanaan pembangunan pengaman pantai pulau-pulau terluar

sebaiknya sebelum dilaksanakan pekerjaan sudah dilakukan survey pra pelaksanaan untuk mengetahui letak quary material, dan mempelajari pola dan perilaku arus dan gelombang serta, memperhitungkan moda transportasi apa yang akan digunakan dalam mobilisasi alat dan material. Hal ini untuk mencegah terjadinya kerugian akibat terjadinya kesalahan dalam menentukan metoda pelaksanaan.

2. Dalam pembangunan pengaman pantai pulau-pulau terluar perlu ditekankan kepada para kontraktor atau penyedia jasa untuk memperhitungkan luasan lahan yang tersedia pada pulau tersebut sebagai tempat stockyard material ataupun perletakan alat berat, mengingat pulau-pulau terluar atau terdepan hampir semuanya memiliki luasan yang terbatas.

REFERENSI

Coatal Engineering Research Center,1984,Shore Protection Manual

Hang Tuah,1997. Hidraulika Pantai,Jurusan Teknik Sipil ITB Bandung

Dean RG and Dalymple RA,1984,Water Wave Mechanics for Engineer and Scientist

Widi Agus Pratikto,Haryo Dwito Armono dan Suntoyo,1997,Perencanaan Fasilitas Pantai dan Laut BPFE Yogyakarta

Mohamad Yahya,1981,Teknik Pantai Fakultas Teknik UNPAR Bandung

Nur Yuwono,1986,Teknik Pantai,Fakultas Teknik UGM Yogyakarta.

340

PENGELOLAAN TERPADU TERHADAP BURUKNYA KUALITAS AIR SUNGAI DAN DRAINASE INLET

KANAL BANJIR TIMUR

Ratna Hidayat1*, Reri Hidayat2, dan Rebit Rimba Rinjani3

1Praktisi Teknik Lingkungan Sumber Daya Air2Tenaga Akhli Konsultan

3Staff Puslitbang Sumber Daya Air*ratnahid@yahoo.com

IntisariKanal Banjir Timur (KBT) sepanjang 23,5 Km telah mengalir ke laut akhir tahun 2009, berfungsi mengurangi risiko banjir di Jakarta Timur dan Utara yang menyelamatkan dua juta jiwa dari ancaman banjir rutin. Kualitas air lima sungai inlet KBT yaitu Cipinang, Sunter, Buaran, Jatikramat dan Cakung tercemar berat serta puluhan Drainase Inlet yang tercampur limbah domestik masuk kedalam KBT. Akibatnya menimbulkan kualitas air KBT sangat buruk, sedangkan KBT diharapkan sebagai komponen pendorong water front city, juga konservasi air, selain itu berpotensi sebagai air baku air minum, sehingga diperlukan studi penelitian untuk pemanfaatan optimum KBT. Masalah ini dapat diatasi dengan pengelolaan terpadu, terdiri dari upaya non fisik dengan pembuatan peraturan, pengawasan dan penegakan hukum. Juga diperlukan upaya fisik dengan pembangunan sarana pengendalian pencemaran air seperti pengolah tinja dan grey water, pengelolaan sampah konsep 4 R (Replace, Reduce, Recycle, Reuse) serta pembentukan bank sampah. Keuntungan penelitian ini yaitu menjadi masukan untuk menunjang kelestarian lingkungan sekitar sungai inlet KBT dan sepanjang KBT yang dapat mendukung kualitas air KBT untuk berbagai pemanfaatan

Kata Kunci: Kanal Banjir Timur (KBT), Pencemaran KBT, Ekoteknologi, Konsep 4 R (Replace, Reduce,Recycle, Reuse)

LATAR BELAKANG Studi penelitian pada lima sungai inlet KBT (Cipinang, Sunter, Buaran, Jatikramat dan Cakung) serta saluran KBT. Pengelolaan terpadu diperlukan pada daerah studi, karena: (1). Lima sungai inlet KBT dalam kondisi tercemar berat serta saluran KBT menerima Drainase Inlet dengan kandungan limbah domestik; (2). KBT sebagai show-case pengembangan infrastruktur terpadu, diharapkan meningkatkan keseimbangan ekosistem, konservasi air, dan berpotensi sebagai sumber air baku.

Implementasi pengelolaan sumber air di Bangkok melalui penerapan Master Plan sungai dan kanal, sejumlah kanal berhubungan dengan satu sungai besar yaitu S. Chaophaya. Master Plan kanal dicanangkan pada perayaan ulang tahun Raja Thailand ke 80 melalui proyek pembersihan 80 kanal dengan total panjang 224,29 Km, tersebar di Pra Nakon (51 kanal) dan di Thonburi (29 kanal). Proyek kanal tersebut

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

341

direspon tiga Departemen (Drainase dan Sewerage, PU, serta Lingkungan), juga oleh kabupaten terkait serta Lembaga Pendidikan. (Banasopit Mekvichai, 2014), kegiatan Master Plan S. Chaophaya dan kanal ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1 Master Plan S. Chaophaya dan 80 Kanal

Master Plan S. Chaophaya Master Plan 80 Kanal di Pra Nakon dan Thonburi

1). Aspek kualitas air: mengurangi limbah cair dan volume sampah

2). Aspek fisik lingkungan sepanjang sungai : promosi jalan dan aksesibilitas; regenerasi masyarakat; kreasi peningkatan citra tepi sungai dan ruang terbuka hijau/ taman untuk bersantai

3). Aspek peraturan : meningkatkan pengendalian untuk men dukung lingkungan dan pembangunan kembali lanskap Chaophaya serta efisiensi regulasi

4). Aspek partisipasi dan kesadaran masyarakat : meningkatkan kesadaran, tanggung jawab dan peran masyarakat untuk pembangunan kembali S.Chaophaya

5). Aspek dukungan pariwisata: melestarikan dan mengembang kan sumber daya pariwisata; mendorong kualitas dan kuantitas pariwisata; meningkatkan efisiensi pengelolaan pariwisata

1). Pembersihan kanal dan water front;2). Pembangunan kembali lingkungan

fisik, 3). Pembangunan jembatan dan jalan

setapak; 4). Pemasangan rambu pengaturan kanal

dan lampu listrik; 5). Partisipasi masyarakat dalam

pembersihan kanal; 6). Kegiatan relevan dari lembaga

pendidikan; 7). Pembersihan kanal berkelanjutan

dan penggalian kanal untuk mempertahankan dimensi

Sistem pengolahan air limbah di sekolah umum pedesaan Jamaika di Pisgah, dilakukan dengan dua buah septic tank secara seri. Efluentnya diolah lanjutan dengan wetland system aliran bawah permukaan (subsurface flow system), media tanaman yaitu Gynerium Sagittatum. Kapasitas wetland kecil (0,003 L/det), sehingga waktu kontak wetland tinggi (29 hari). Kinerja system : (1). Efisiensi pengolahan Septic tank adalah : BOD 53% :Inlet 58 mg/L dan Outlet 27 mg/L; TSS 38%:Inlet 92 mg/L dan Outlet 57 mg/L; T-P 25%:Inlet 12,8 mg/L dan Outlet 9,6 mg/L; Amonia 24% :Inlet 76 mg/L dan Outlet 58 mg/L; Fecal Coliform 88%:Inlet 3200.000 Jml/100 mL dan Outlet 379.000 Jml/100 mL dan Total Coliform 88%:Inlet 3500.000 Jml/100 mL dan Outlet 422.000 Jml/100 mL.(2). Efisiensi pengolahan wetland : BOD 52% : Inlet 27 mg/L dan Outlet 13 mg/L; TSS 77% :Inlet 57 mg/L dan Outlet 13 mg/L; T-P 96% :Inlet 9,6 mg/L dan Outlet 0,4 mg/L; Amonia 99% : Inlet 58 mg/L dan Outlet 0,4 mg/L; Fecal Coliform 99,96%: Inlet 379.000 Jml/100 mL dan Outlet 140 Jml/100 mL dan Total Coliform 99,94% :Inlet 422.000 Jml/100 mL dan Outlet 234 Jml/100 mL (Ed Stewart, 2009).

Pengolahan limbah domestik gabungan septic tank dan wetland, menghasilkan kinerja septic tank berbeda dari setiap waktu kontak, yaitu : (1).12 jam : reduksi COD 48 % dan TSS 35 %, (2).24 jam reduksi COD 48,5% dan TSS 44 % , serta (3).48 jam reduksi COD 58,4 % dan TSS 54,6 %. Selanjutnya efluent septic tank dialirkan ke Vertical Subsurface Flow Constructed Wetland, hasilnya (1).Reduksi COD 92,6%;(2).Reduksi TSS :88,9%; (3).Reduksi NH4-N: 60,4 %; (4).Reduksi T-P: 58,5% dan e).Reduksi Fecal Coliform:96%, walau kadar bakteri belum sesuai baku mutu Vietnam (Viet-Anh Nguyen et all,2010)Pengolahan limbah domestik dengan Wetland Type Sub Surface Flow memiliki kinerja baik untuk pengolahan bakteri Coliform, yaitu (1).Reduksi tanaman Typa :96,4 % :Inlet :9,65 E+12 Jml/100 mL dan Outlet 1,98 E+11 Jml/100 mL;(2).Reduksi tanaman Cana : 87,8 % :Inlet 8,04 E+12 Jml/100 mL dan Outlet 3,7 E+11 Jml/100 mL dan (3). Reduksi tanaman Cyperus: 82,7% Inlet 9,65 E+12 Jml/100 mL dan Outlet 9,64 E+11 Jml/100 mL (Bambang Priadie dan Ratna Hidayat ,2007)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

342

METODOLOGI STUDIMetodologi studi penelitian meliputi: (1). Studi literatur:sistem pengelolaan sungai dan kanal, pengolahan limbah domestic gabungan septic tank dengan ekoteknologi/wetland; (2). Penentuan tingkat pencemaran air lima sungai inlet KBT dengan Metoda Storet; (3). Pengukuran kualitas air pada wilayah studi oleh Laboratorium Balai Lingkungan Keairan, Puslitbang SDA mengacu pada APHA-AWWA-WPCF,2005, “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”, 21th Edition, American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation, Washington DC; (4). Analisis kualitas air dan system untuk penentuan pengelolaan terpadu di lokasi studi.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Hasil Studi a. Sistem Tata Air KBT adalah kanal buatan sepanjang 23,5 Km dari telah mengalir ke laut sejak akhir tahun 2009. Sistem tata air KBT ditunjukkan pada Gambar 1 berikut

Gambar 1 Tata Air KBT

Seperti ditunjukkan pada Gambar 1, lima sungai inlet KBT (Cipinang, Sunter, Buaran, Jatikramat dan Cakung) merupakan kesatuan system tata air dengan saluran KBT

b. Upaya Green and Clean City Upaya green and clean city Bangkok tertuang dalam Master Plan sungai dan kanal pada Tabel 1, namun Jakarta memiliki upaya dengan kegiatan penanaman pohon dan pembersihan KBT yang ditunjukkan pada Tabel 2.

c. Tingkat Pencemaran Lima Sungai Inlet KBT dengan Metoda Storet Tingkat pencemaran air dengan Metoda Storet mengacu pada Kep.Men LH No 113/ 2003, tentang Status Mutu Air (SMA), dilakukan dengan cara :

1). Membandingkan data kualitas lima sungai Inlet KBT dari BPLHD Prov.DKI Jakarta Tahun 2004-2008 (11 pengukuran/sungai) dengan Baku Mutu Air (BMA) Kelas I dan II PP 82/2001.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

343

2). Hasil pengukuran yang memenuhi BMA (lebih kecil dari BMA),diberi skor 0, sedang yang tidak memenuhi BMA (lebih besar dari BMA),diberi skor sesuai Tabel 3

Tabel 2. Kegiatan Penanaman Pohon dan Pembersihan di KBTWaktu Pelaksana Keterangan (Literatur)

17, Maret, 2011

HUT ke 61 Satuan Polisi Pamong Praja (Satpol PP) dan HUT ke 49 Perlindu ngan Masyarakat (Linmas) Prov. DKI Jakarta, dalam program Jakarta Green and Clean.

Penanaman 3370 pohon di KBT, terdiri 2.500 pohon trembesi (bantuan PMI Jaktim) dan tanjung 870 pohon sepanjang 3 Km, pada Kel. Cipinangbesar Selatan sampai Kel.Durensawit (Metro,2011) .

28, Des, 2011

Corporate Social Responsibility (CSR) PT.Antam kerjasama dengan Univ. Trisakti

Penanaman 10.000 pohon di lahan kritis dan sempadan sungai KBT (PT.Antam, 2011)

01, Des, 2012

Gerakan Perempuan Tanam dan Pelihara (GPTP) bersama Ibu Negara

Penanaman 1000 pohon : tanaman dan buah langka di Kel.Duren Sawit KBT (GPTP,2012)

20, April 2013

HUT ke 63 Satpol PP dan HUT ke 51 Linmas Prov.DKI Jakarta

3.000 anggota Satpol PP Prov.DKI Jakarta dan masyarakat, kerja bakti membersihkan KBT, Jakarta Timur (Tribunnews.Com, Jakarta,2013).

20, April 2013

Unit Pengelola KBT Pengerukan KBT di Ujungmenteng, Cakung, untuk antisipasi musim hujan Desember hingga Januari.(Tribunnews.Com, Jakarta,2013)

1 Sep, 2013

Band Personel J-Rocks, gagasan dari Bakti Lingkungan Djarum Foundation

Penanaman pohon trembesi di KBT (Tribunnews.Com, Jakarta,2013)

Tabel 3. Penentuan Sistem Nilai untuk Menentukan Status Mutu Air

Jumlah Contoh(*) Kadar Skor ParameterFisika Kimia Biologi

< 10Minimum - 1 - 2 - 3Maksimum - 1 - 2 - 3Rata-rata - 3 - 6 - 9

> 10Minimum - 2 - 4 - 6Maksimum - 2 - 4 - 6Rata-rata - 6 - 12 - 18

3). Penentuan SMA, dengan membandingkan jumlah skor negatif seluruh parameter terhadap System Nilai dari US Environmental Protection Agency (EPA) yang terbagi menjadi 4 kelas, yaitu:(1). Kelas A: baik sekali, Skor=0, memenuhi BMA; (2).Kelas B: baik, Skor = -1 s.d -10, cemar ringan, (3).Kelas C:sedang, Skor=-11 s.d -30, cemar sedang, (4). Kelas D : buruk, Skor =-31, cemar berat.

4). Tingkat pencemaran lima sungai Inlet KBT Tahun 2004-2008, pada Gambar 2

Gambar 2. Tingkat Pencemaran Lima Sungai Inlet KBT (Tahun 2004-2008)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

344

d. Fluktuasi Kualitas Lima Sungai Inlet KBT Berdasarkan data kualitas air pengukuran BPLHD Prov.DKI Jakarta Tahun 2004-2008 dan 2009, dengan pengukuran Tahun 2011, diperoleh fluktuasi kualitas air lima sungai Inlet KBT yang ditunjukkan pada Gambar 3,4,5,6,7,8 dan 9 :

Gambar 3. Fluktuasi BOD Lima Sungai Inlet KBT (Tahun 2004-2008, 2009 dan 2011)

Gambar 4. Fluktuasi COD Lima Sungai Inlet KBT (Tahun 2004-2008, 2009 dan 2011)

Gambar 5. Fluktuasi Fosfat Lima Sungai Inlet KBT (Tahun 2004-2008, 2009 dan 2011)

Gambar6. Fluktuasi Detergent Lima Sungai Inlet KBT (Tahun 2004-2008, 2009 dan 2011)

Gambar 7. Fluktuasi Amonia Lima Sungai Inlet KBT (Tahun 2004-2008, 2009 dan 2011)

Gambar 8. Fluktuasi Nitrit Lima Sungai Inlet KBT(Tahun 2004-2008, 2009 dan 2011)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

345

Gambar 9. Fluktuasi Bakteri Fecal Coliform Lima Sungai Inlet KBT (Tahun 2004-2008, 2009 dan 2011)

e. Kualitas Air Inlet KBT 1) Lokasi Pengukuran Kualitas Air Lokasi pengukuran kualitas air (Juli,2011) meliputi 21 lokasi, rincian lokasi menurut koordinat di setiap kelurahan adalah sebagai berikut :

Tabel 4. Lokasi Pengukuran Kualitas Air KBTNo Lokasi Koordinat Kelurahan1 Sal. Depan (Univ. Darma Persada) 060 13’ 49.4’’ 1060 55’ 24.6’’ Pondok Kelapa2 Sal. Belakang (Univ. Darma Persada) 060 13’ 44.6’’ 1060 55’ 25.2’’3 DI – 8 060 13’ 46.2’’ 1060 54’ 59.4’’ Duren Sawit 4 DI – 7 060 13’ 50.3’’ 1060 54’ 40.2’’5 DI – 6 060 13’ 50.3’’ 1060 54’ 31.7’’

Pondok Bambu 6 DI - 5 (Sutet) 060 13’ 49.8’’ 1060 54’ 02.5’’7 DI - 4 (Kompleks Cipinang Indah) 060 13’ 49.1’’ 1060 53’ 31.1’’8 DI – 1 060 13’ 43.6’’ 1060 52’ 59.5’’ Cipinang Muara9 Hulu BKT 060 13’ 46.1’’ 1060 52’ 42.2’’ Cipinang Besar Selatan10 DI – 10 060 13’ 43.6’’ 1060 55’ 33.7’’ Malaka Sari11 BKT-5 060 13’ 43.0’’ 1060 55’ 28.1’’ Pondok Kelapa12 DI – 11 060 13’ 43.4’’ 1060 55’ 28.6’’ Malaka Jaya13 DI – 12 060 13’ 42.7’’ 1060 56’ 03.5’’14 DI – 13 060 13’ 38.5’’ 1060 56’ 26.4’’

Pondok Kopi15 DI – 14 060 13’ 35.0’’ 1060 56’ 31.4’’16 DI – 15 060 13’ 31.5’’ 1060 56’ 35.9’17 DI – 16 060 13’ 22.3’’ 1060 56’ 46.2’’18 DI – 17 06013’ 22.3’’ 1060 56’ 45.7’’19 DI – 18 060 13’ 11.9’’ 1060 56’ 55.0’’ Cakung20 DI – 19 060 12’ 53.7’’ 1060 57’ 12.1’’21 DI – 20 060 12’ 47.4’’ 1060 57’ 24.5’’ Pulo Gebang

2) Hasil Pengukuran Kualitas Air di KBTHasil pengukuran kualitas air pada Drainase Inlet KBT ditunjukkan pada Tabel 5.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

346

Tabel 5. Kualitas Air Drainase Inlet (DI) KBT

Lokasi BOD COD T-P Amonia Total

Fecal Coliform Detergent

mg/L mg/L mg/L mg/L Jml/100mL mg/L1 Sal. Depan Univ Darma Persada 16 42 2,96 0,05 15.000 0,152 Sal. Bel. Univ Darma Persada 23 58 2,85 0,06 22.000 0,213 DI – 8 10 27 3,20 15,30 110.000 0,194 DI – 7 27 64 3,80 38,60 140.000 0,415 DI – 6 13 35 3,90 18,50 160.000 0,416 DI - 5 (Sutet) 24 66 3,10 0,08 200.000 0,567 DI - 4 (Kompl.Cipinang Indah) 12 30 2,70 28,50 200.000 0,188 DI – 1 36 96 3,20 0,08 110.000 0,719 Hulu BKT 52 144 1,90 18,80 48.000 0,95

10 DI – 10 45 122 3,80 2,30 120.000 0,8611 BKT-5 18 48 1,60 18,60 140.000 0,3312 DI – 11 56 145 2,60 36,80 110.000 1,5013 DI – 12 58 150 2,90 17,80 150.000 1,6014 DI – 13 62 166 2,60 42,40 130.000 1,4015 DI – 14 55 149 3,20 39,60 90.000 2,4016 DI – 15 60 155 2,50 42,80 80.000 217 DI – 16 66 162 3,40 36,20 70.000 1,7018 DI – 17 63 160 2,90 29,40 110.000 1,4019 DI – 18 64 174 2,20 27,60 60.000 2,5020 DI – 19 63 193 2,30 16,70 100.000 321 DI – 20 78 188 2,70 24,60 40.000 1,90

KMA Kelas I PP 82/2001 2 10 0,20 0,50 100 0,20KMA Kelas II PP 82/2001 3 25 0,20 (-) 1000 0,20

Keterangan : DI = Drainase Inlet (-) tidak disyaratkan

Pembahasan

a. Sistem Tata Air KBT dengan Kanal Bangkok terdapat perbedaan sistem tata air dari fisik, fungsi dan sistem pengelolaan seperti ditunjukkan pada Tabel 6.

Tabel 6. Perbedaan Sistem Tata Air Antara KBT dengan Kanal BangkokKBT Kanal Bangkok

Lima sungai merupakan inlet bagi satu kanal

Satu sungai sebagai muara dari sejumlah kanal

Lima sungai tidak berfungsi wisata S. Chaophaya sebagai objek pariwisataPengelolaan sumber daya air di daerah penelitian belum jelas

Telah dilaksanakan pengelolaan S.Chaophaya dan kanal di Bangkok berdasarkan masterplan

Berdasarkan segi fisik KBT merupakan muara dari lima sungai yaitu Cipinang, Sunter, Buaran, Jatikramat dan Cakung, sedangkan pada Kanal Bangkok satu sungai yaitu S.Chaophaya merupakan muara dari puluhan kanal. Fungsi pariwisata sangat berkaitan dengan upaya pengelolaan, dimana S.Chaophaya berfungsi wisata bagi turis Asia bahkan negeri barat, sehingga sangat kuat upaya pengelolaan yang dilakukan berdasarkan Master Plan sungai dan kanal. Wisata terhadap S.Chaophaya merupakan devisa bagi Thailand, dan mendorong langkah pengelolaan termasuk pengelolaan 80 Kanal di Pra Nakon dan Thonburi yang dicanangkan pada ulang tahun Raja ke 80 (Banasopit Mekvichai,2014).

KBT serta lima sungai inletnya tidak memiliki fungsi wisata sehingga dorongan untuk pengelolaan limbah cair domestik maupun sampah tidak kuat dilakukan seperti Kanal Bangkok, ditunjukkan pada kualitas air yang buruk serta tumpukan sampah di KBT seperti seolah olah sebagai tempat pembuangan sampah Jakarta.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

347

b. Upaya Green and Clean City dan Pemeliharaan KBT Di Bangkok upaya green and clean city serta pemeliharaan tata air telah diupayakan melalui implementasi Master Plan Sungai dan Kanal dengan berbagai kegiatan yang menyangkut aspek kualitas air, lingkungan, peraturan, partisipasi masyarakat, dukungan pariwasata serta keterlibatan lembaga pendidikan (Banasopit Mekvichai,2014)KBT terkait green and clean city, dilaksanakan dengan penanaman 3.370 pohon tahun 2011 oleh Pemprov DKI Jakarta (Metro,2011), CSR PT.Antam dengan penanaman 10.000 pohon Tahun 2011 (PT.Antam,2011), penanaman 1000 pohon tahun 2012 oleh organisasi wanita (GPTP,2012). Partisipasi pemeliharaan KBT dilaksanakan oleh 3000 orang dari Satpol PP DKI Jakarta dan masyarakat berupa kerjabakti pembersihan KBT pada tahun 2013 (Tribunnews.Com. Jakarta,2013)Keterlibatan lembaga pendidikan dan perusahaan belum nampak padahal begitu banyak penerimaan mahasiswa baru dari setiap Perguruan Tinggi per tahun, juga perusahaan di DKI Jakarta berpotensi dalam partisipasi pengelolaan KBT dapat berupa penanaman pohon, sarana bak sampah juga kerja bakti pembersihan KBT. Saat ini baru PT.Antam yang mengimplementasikan CSR berdimensi lingkungan di KBT (PT.Antam, 2011). Padahal CSR berdimensi lingkungan selain sebagai wadah interaksi kalangan bisnis dengan masyarakat, bagi perusahaan sendiri merupakan sarana meraih keberlanjutan pilar ekonomi (Beria Leimona dan Aunul Fauji,2008), oleh karena itu peningkatan partisipasi perusahaan skala menengah, BUMN atau perusahaan berskala internasional dalam CSR di KBT akan berkaitan dengan kelanggengan perusahaan tersebut sejalan dengan peningkatan kelestarian lingkungan.Ulang tahun raja Thailand ke 80 dijadikan momen untuk pelaksanaan pengelolaan kanal (Banasopit Mekvichai,2014), kemungkinan potensi di Indonesia yaitu setiap perayaan hari kemerdekaan 17 Agustus dapat dijadikan aksi pelestarian lingkungan KBT dari berbagai kementerian juga pemprov DKI Jakarta. Kemungkinan lain upaya green and clean city yaitu dikaitkan dengan setiap kunjungan tamu negara yang dapat dipakai sebagai ajang penanaman pohon di KBT.

c. Tingkat Pencemaran Lima Sungai Inlet KBT dan Saluran KBT Berdasarkan Gambar 2 terlihat SMA lima sungai Inlet KBT (2004-2008,BPLHD Prov.DKI Jakarta) terhadap BMA Kelas I (peruntukan air baku air minum atau peruntukan lain dengan persyaratan sama) dan Kelas II (peruntukan prasarana/sarana rekreasi air, budidaya ikan air tawar, peternakan, mengairi pertanaman atau peruntukan lain dengan persyaratan sama) dari PP 82/2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, dalam kondisi tercemar amat sangat berat, karena nilai skor jauh lebih tinggi dari kriteria skor Sistem nilai US EPA. Skor SMA terhadap (BMA Kelas I dan Kelas II PP 82/2001) antara minus dua sampai tiga ratusan, yaitu : S.Cipinang : -280 dan -228; S.Sunter :-242 dan -196, S.Buaran : -312 dan 244, S.Jatikramat : -256 dan -208 serta S.Cakung : -282 dan -206, sedangkan kriteria skor Sistem nilai US EPA sebesar -31 sudah termasuk kategori cemar berat, maka tingkat pencemaran tersebut dapat dikategorikan tercemar amat sangat berat

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

348

Berdasarkan Gambar 3,4,5,6,7,8 dan 9 terlihat bahwa evaluasi terhadap BMA Kelas I dan II PP 82/2001, kualitas lima sungai Inlet KBT (Tahun 2004-2008; Tahun 2009 dan Tahun 2011) berfluktuasi dan tidak memenuhi persyaratan BMA Kelas I dan II untuk parameter BOD, COD, Fosfat, Detergent, Amonia, Nitrit serta Fecal Coliform. Tabel 5, pada 21 titik pengukuran sepanjang saluran KBT Tahun 2011, terjadi kondisi serupa dimana semua titik pengukuran tidak memenuhi persyaratan BMA Kelas I dan II untuk parameter BOD, COD, Fosfat dan Fecal Coliform, kecuali untuk parameter Amonia dan Detergent masing masing empat titik pengukuran dan tiga titik pengukuran masih memenuhi persyaratan. Kadar Fecal Coliform pada Drainase Inlet sepanjang KBT berkisar 15.000 -200.000 Jml/100 mL Tingkat pencemaran amat berat dari lima sungai yang bermuara ke KBT mengakibatkan kualitas air di saluran KBT buruk, selain itu diakibatkan pula oleh puluhan Drainase Inlet KBT dengan kualitas yang juga buruk. Berdasarkan Tabel 5 dan Gambar 9 terlihat bahwa Fecal Coliform pada Drainase Inlet kedalam KBT, saluran KBT serta lima sungai Inlet KBT Tahun 2011, sangat tinggi dan jauh melampaui persyaratan BMA Kelas I (100 Jml/100 mL) dan Kelas II (1000 Jml/100 mL), yaitu : (1). Pada 19 buah Drainase Inlet kedalam KBT:15.000 -200.000 Jml/100 mL(2). Kisaran di KBT:48.000-140.000 Jml/100 mL(3). Kandungan pada setiap sungai : (a).S.Cipinang:190.000 Jml/100 mL;

(b).S.Sunter: 220.000 Jml/100 mL;(c).S.Buaran:80.000 Jml/100 mL;p (d).S.Jatikramat :80.000 Jml/100 mL dan (e).S.Cakung:90.000 Jml/100 mL

Keberadaan Fecal Coliform pada 19 buah Drainase Inlet, KBT dan sungai inlet KBT menunjukkan ada buangan kotoran manusia/tinja, karena manusia menghasilkan Fecal Coliform 13x106 Jml/100 mL per gram tinja (Metcalf and Eddy,1991), sementara itu setiap orang menghasilkan tinja per hari 135 – 270 gram (Duncan Mara, 1978)

Usulan Pengelolaan Terpadu Wilayah Studi a. Upaya Non Fisik

1) Pengaturan pembangunan prasarana dan sarana sanitasi termasuk air limbah dan persampahan

2) Penetapan mekanisme perizinan terkait pengaturan prasarana dan sarana sanitasi

3) Pengembangan teknologi pengolahan air limbah ramah lingkungan, seperti pengolahan grey water dan effluent tangki septik menggunakan ekoteknologi

4) Pemberdayaan masyarakat untuk pengembangan prasarana dan sarana sanitasi 5) Pelibatan lembaga pendidikan di DKI Jakarta dalam pengelolaan KBT, saat

penerimaan mahasiswa baru 6) Pelibatan perusahaan di DKI Jakarta dengan CSR dalam pengelolaan KBT7) Pelibatan Pemprov DKI Jakarta dan seluruh Kementerian untuk penanaman

pohon, sarana sampah, pembuatan taman dan pembersihan KBT setiap peringatan Hari Ulang Tahun Proklamasi Kemerdekaan RI tanggal 17 Agustus

8) Pelibatan Sekneg saat kunjungan tamu negara ke Jakarta untuk melakukan penanaman pohon di KBT

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

349

b. Upaya Fisik1) Pembangunan Pos Pemantauan kualitas air di sungai dan sepanjang KBT2) Setiap wilayah sungai inlet KBT dan sepanjang KBT dibangun sarana pengolah

limbah domestik dengan Septic Tank Komunal, efluentnya diolah lanjutan melalui Ekoteknologi (pengolahan limbah cair dengan tanaman hias air). Pengo lahan gabungan septic tank dengan wetland karena masih rendahnya kinerja septic tank (Ed Stewart, 2009) dan wetland dapat mereduksi unsur pencemar baik (Bambang Priadie dan Ratna Hidayat ,2007 ;Ed Stewart, 2009;).

3) Khususnya lahan sempit sepanjang KBT disiasati dengan membangun Septic Tank di bawah jalan inspeksi, serta Effluentnya diolah dengan Ekoteknologi di lereng saluran KBT (Gambar 10 dan 11)

4) Setiap wilayah sungai inlet KBT dan sepanjang KBT dibangun prasarana dan sarana pemrosesan sampah terpadu konsep 4 R (Replace, Reduce,Recycle, Reuse) serta pembentukan bank sampah di lingkungan permukiman. Penanganan limbah padat mengacu ke SNI 19-2425-2002 tentang “Tata Cara Teknik Operasional Pengelolaan Sampah Perkotaan” dan SNI 3242-2008 tentang “Pengelolaan Sampah di Permukiman”

5) Upaya peningkatan kualitas air sungai agar membaik, dilakukan dengan membangun Dam Aerator di sungai Inlet KBT sesuai SNI 03-2401-1991 tentang “Tata Cara Perencanaan Bendung” dan SNI 03-1724-1989 tentang “Pedoman Perencanaan Hidrologi dan Hydraulik untuk Bangunan Sungai” (Gambar 12)

6) Penataan Ruang dan Pembuatan RTH pada sungai sungai Inlet KBT mengacu pada Permen PU No.05/PRT/M/2008 tentang “Pedoman Penyediaan dan Pemanfaatan RTH” dan SNI 03/1733-2004 tentang “RTH di Kawasan Permukiman

7) Pembangunan sarana resapan air hujan secara masal, berfungsi mengurangi limpasan air hujan dan menambah aliran dasar sungai dan saluran, mengacu pada SNI 03-2453-2002 tentang “Tata Cara Perencanaan Air Hujan untuk Lahan Pekarangan”

Gambar 10. Gabungan Septic Tank dan Ekoteknologi untuk Pengolah Limbah

Domestik (Puslitbang SDA,2012)

Gambar 11. Wetland Aliran Horizontal (Anna Chatarina dan Gunawan Wibisono,

2013)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

350

Gambar 12. DAM Aerator Untuk Peningkatn Kualitas Air(Puslitbang SDA,2012)

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanSarana Non Fisik, Pengelolaan terpadu sungai inlet KBT dan saluran KBT

1) Pengaturan pembangunan dan mekanisme perijinan prasarana sanitasi 2) Pengembangan teknologi pengolahan air limbah ramah lingkungan, seperti

pengolahan grey water dan effluent tangki septik menggunakan ekoteknologi, dam aerator

3) Pemberdayaan masyarakat untuk pengembangan prasarana dan sarana sanitasi

4) Pelibatan lembaga pendidikan, perusahaan,Pemprov DKI Jakarta, Kementerian dan Sekneg untuk penanaman pohon, pembuatan sarana sampah, pembuatan taman dan pembersihan KBT

Sarana Fisik1) Pembangunan pos monitor2) Pembangunan pengolah limbah domestic gabungan septik tank dengan

Ekoteknologi, untuk lahan sempit septic tank dibangun dibawah jalan inspeksi dan Ekoteknologi pada lereng saluran KBT

3) Pembangunan dam aerator, sarana pengolah sampah, RTH dan resapan air hujan sesuai SNI terkait

Rekomendasi 1) Perlu penerapan aspek hukum untuk pengendalian pencemaran pada lima

sungai dan KBT.2) Perlu program dalam pelaksanaan nyata pembangunan pengendalian

pencemaran air, dan operasi pemeliharaannya yang melibatkan berbagai pemangku kepentingan

UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Bapak Dr Ir. Ari Moerwanto M Sc saat penelitian sebagai Kepala Pusat Litbang Sumber Daya Air (PSDA) dan Bp Ir Eko Winar Irianto,M Sc selaku Kepala Balai Lingkungan Keairan di PSDA yang telah memberi kepercayaan ke penulis untuk penelitian di KBT.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

351

REFERENSI APHA-AWWA-WPCF, 2005, “Standard Methods for the Examination of Water

and Wastewater”, 21th Edition, American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation, Washington DC

Anna Catharina Sri Purna Suswati dan Gunawan Wibisono, 2013, Pengolahan Limbah Domestik Dengan Teknologi Taman Tanaman Air (Constructed Wetlands), Indonesian Green Technology Journal.Vol. 2 No. 2, 2013 71

Banasopit Mekvichai,2014, Bangkok River City : Master Plan and River Project. www.hs-owl.de/.../Landschaftsplanung/Landschaf. [diakses 16 Mei,2014]

Bambang Priadie dan Ratna Hidayat, 2007, Potensi Prototip Ekoteknologi dalam Penurunan Kadar Pencemar Bakteri Coliform dan Pencemar lainnya (Studi Kasus di Desa Cangkorah, Kecamatan Batujajar, Kab.Bandung) , Prociding Kolokium Hasil Penelitian Pengembangan Sumber Daya Air, Bandung 13-14 November, 2007, Hal III-104

Beria Leimona dan Aunul Fauji,2008, CSR dan Pelestarian lingkungan Mengelola Dampak Positif dan Negatif, ISBN 978-979-16055-1-9, Indonesia Business Links, Jakarta, Hal.4

Gerakan Perempuan Tanam dan Pelihara (GPTP),2012, GPTP Tanam Pohon di KBT Jaktim,www.rajahp.com/15207_gptp-tanam-pohon-di-kbt-jaktim.html[diakses 18 Mei, 2014 , 08.18]

Duncan Mara, 1978,Sewage Treatment in Hot Climate, ISBN 0 471 99615 7, A Willey Interscsience publication, New Delhi, Hal 1

Metro, 2011, Satpol PP DKI Jakarta Menanam Pohon di KBT, Metro-jaktim. blogspot.com/../satpol-pp-tebar-pesona-tanam-pohon-di.ht.[diakses 18 Mei,2014, 07.54]

Metcalf and Eddy,1991,Wastewater Engineering, Treatment Disposal, ISBN 0-07-041690-7, Mc Graw Hill,Inc, New York, Hal 101

PT.Antam, 2011, PT Antam melakukan penanaman 10.000 bibit pohon pada lahan kritis dan sempadan sungai di wilayah Banjir Kanal Timur (BKT), 8 [diakses 18 Mei,2014, 08.19]

Puslibang Sumber Daya Air, 2012, Naskah Kebijakan Pengelolaan Kualitas Air Kanal Banjir Timur

Tribunnews.Com, Jakarta,2013, Kerja Bakti di Kawasan KBT,www.tribunnews.com › Metropolitan › News[diakses 18 Mei,2014, 08.09]

Tribunnews.Com,Jakarta,2013, Antusias Tanam Pohon Trembesi di KBT, ,www.tribunnews.com › [diakses 18 Mei,2014, 08.15]

Viet-Anh Nguyen, Antoine Morel and Karin Tonderski,Baffled Septic Tank with Anaerobic Filter (BASTAF) and Vertical Subsurface Flow Constructed Wetland for Domestic Wastewater Treatment in Vietnam, Water Practice & Technology Vol 5 No 4 © IWA Publishing 2010 doi: 10.2166/WPT.2010.100

352

ANALISIS PENGARUH REKLAMASI TELUK JAKARTA TERHADAP SISTEM DRAINASE BAGIAN TENGAH

JAKARTA

Rommy Martdianto1 dan Weka Mahardi2

1 Direktorat Pesisir dan Lautan, Kementerian Kelautan dan Perikanan Jl. Medan Merdeka Timur No. 16 Jakarta Pusat rommy.m193@gmail.com, Telp : 08129037683

2 Program Magister Ilmu Kelautan Universitas Indonesia, weka.mahardi@ui.ac.id

IntisariJakarta dilintasi 13 sungai dengan hulu di Jawa Barat, Banten, dan bermuara di Teluk Jakarta. Topografi di utara Jakarta berada pada elevasi rendah, dan 40% wilayah Jakarta berada di bawah muka air laut pada saat pasang yang menyebabkan rawan terhadap banjir, terutama pada saat hujan berintensitas tinggi, dan pada saat muka air laut pasang. Kurangnya kapasitas infrastruktur menyebabkan masalah perkotaan seperti kemacetan, kebutuhan air bersih, kurangnya ruang terbuka, sehingga memunculkan wacana untuk memperluas lahan melalui reklamasi Teluk Jakarta dengan membangun 17 pulau buatan yang terpisah dari garis pantai ekisting. Sebagai pengaruh reklamasi, terdapat backwater di hilir 13 sungai di Jakarta yang membutuhkan evaluasi komprehensif untuk memperoleh kesesuaian antara reklamasi Teluk Jakarta dan sistem drainase ekisting. Pemodelan dengan HEC RAS 3.1.3 mempertimbangkan pengaruh pasang surut akibat reklamasi, beban drainase hulu, dan beban drainase lokal. Simulasi dengan HEC RAS 3.1.3 menunjukkan akibat reklamasi Teluk Jakarta, saluran – saluran utama di muara DAS Ciliwung Tengah seperti Muara Baru dan sebagian Kanal Banjir Barat mengalami meningkatan tinggi muka air sekitar 12 cm. Dengan konfigurasi reklamasi Teluk Jakarta tersebut diperlukan penyesuaian sistem drainase kota sebagai upaya peneysuaian terhadap kapasitas saluran, dan secara umum terhadap sistem drainase kawasan.

Kata Kunci : reklamasi, backwater, pemodelan

PENDAHULUANWilayah pesisir yang didominasi daratan dengan permukaan landai merupakan kawasan ideal untuk berbagai aktivitas manusia sehingga diminati untuk menjadi kawasan permukiman, industri, pelabuhan, pariwisata. Hampir semua kota besar di dunia dan Indonesia berada di wilayah pesisir. Bahkan saat ini beberapa kota besar tersebut tertarik untuk menjadikan pesisir sebagai water front city.

Keterbatasan lahan di daratan pesisir menyebabkan banyak pihak mempertimbangkan pengembangan lahan dengan melaksanakan reklamasi pesisir. Namun kenyataan yang berkembang di lapangan menunjukkan reklamasi yang dilakukan selama ini terkadang memberi dampak negatif karena kurang memperhitungkan dengan cermat hal – hal yang dipengaruhi oleh kegiatan reklamasi tersebut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

353

Teluk Jakarta yang merupakan tempat bermuaranya 13 sungai yang melintasi wilayah Jakarta, merupakan daerah yang secara langsung menerima pengaruh reklamasi Teluk Jakarta.Aktifitas masyarakat, mobilitas orang maupun barang yang sangat tinggi menyebabkan perlunya langkah - langkah yang tepat dalam upaya megurangi pengaruh reklamasi Teluk Jakarta.

Mengingat pentingnya fungsi sistem drainase di Jakarta, maka dalam study ini akan dibahas mengenai pengaruh reklamasi Teluk Jakarta terhadap drainase bagian tengah DKI Jakarta, yang diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai penyesuaian sistem drainase Jakarta dengan adanya reklamasi di Teluk Jakarta.

DESKRIPSI WILAYAH STUDIReklamasi pantai dan laut merupakan kegiatan penimbunan padawilayah pantai dan lautyang baru dikenal di Indonesia, khususnyadi daerah-daerah yang melakukan reklamasi pantai, dalam waktu dua puluhtahunan belakangan ini (Pricilla Kalalo, Op. Cit, Hlm. 1). Pengertian reklamasi yang tertuang dalam pasal 34 Undang – Undang No. 27 tahun 2007 tentang Pengelolaan Wilayah Pesisir dan Pulau – Pulau Kecil, reklamasi merupakan kegiatan yang dilakukan oleh Orang dalam rangkameningkatkan manfaatsumber daya lahan ditinjau dari sudut lingkungandan sosial ekonomi. Penjabaran lebih lanjut mengenai reklamasi dijabarkan dalam PERPRES 122 tahun 2012 tentang Reklamasi di Wilayah Pesisir dan Pulau – Pulau Kecil, dan PERMEN KP 17 tahun 2013 tentang Perizinan Reklamasi di Wilayah Pesisir dan Pulau – Pulau Kecil.

Untuk rencana pengembangan wilayah pantura DKI Jakarta, tertuang dalam PERDA Provinsi DKI Jakarta No. 1 tahun 2012, dimana daerah reklamasi berupa 17 pulau – pulau baru, yang terpisah dari pulau induk. Peruntukan pulau – pulau baru tersebut untuk pemukiman (8 pulau di barat jakarta), perkantoran (5 pulau di tengah Jakarta), danindustri – pergudangan (4 pulau).

Gambar 2.1. Rencana reklamasi Teluk Jakarta Sumber : Pemerintah DKI Jakarta, 2013

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

354

Konsep utama dalam pengendalian banjir di Jakarta yaitu : (i) aliran yang datang dari BODETABEK (Bogor – Depok – Tangerang – Bekasi) menuju Jakarta disalurkan ke laut melalui Banjir Kanal dan saluran / kali sesuai sistem aliran, (ii). air hujan yang turun pada wilayah DKI Jakarta yang lebih tinggi dari permukaan laut, dialirkan menuju laut dengan sistem gravitasi, (iii). air hujan yang turun pada wilayah DKI Jakarta yang lebih rendah dari permukaan laut dialirkan menuju laut dengan sistem polder.

Pelaksanaan konsep pengendalian banjir belum sepenuhnya berhasil, dan bahkan parameter permasalahan cenderung meningkat sesuai dengan perkembangan zaman. Pada banjir besar terakhir tahun 2013, sebagian besar wilayah Jakarta Utara tergenang. Hal tersebut merupakan contoh konkrit mengenai buruknya sistem drainase di muara Teluk Jakarta.

Gambar 2.2. Peta genangan banjir Jakarta Utara Sumber : BNPB, 2013

Dengan memperhatikan kondisi eksisting wilayah Jakarta Utara yang merupakan tempat bermuaranya ke–13 sungai yang melintasi wilayah DKI Jakarta, dan rencana pengembangan wilayah pantura DKI Jakarta, maka akan dilaksanakan pembahasan pengaruh reklamasi terhadap sistem drainase kota, khususnya di wilayah tengah DKI Jakarta.

METODOLOGIPendekatan dalam study ini dikelompokkan menjadi beberapa bagian utama yaitu:1. Perhitungan dan analisis Data-data pada bagian tengah dan hulu DAS Ciliwung

Tengah dengan data-data utama yaitu data hidrologi, dan data fisik DAS.2. Pengumpulan data dan informasi bagian hilir DAS Ciliwung Tengah (Kota

Jakarta) khususnya mengenai reklamasi Teluk Jakarta, sebagai hal yang akan dievaluasi pengaruhnya terhadap sistem drainase kota khususnya di bagian tengah.

3. Evaluasi pengaruh aliran balik (backwater) akibat reklamasi Teluk Jakarta terhadap sistem drainase bagian tengah DKI Jakarta dengan menggunakan HEC RAS 3.1.3. Pemodelan tersebut dilakukan untuk memperoleh informasi mengenai perbedaan kondisi eksisting dan kondisi setelah reklamasi Teluk

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

355

Jakarta pada DAS Ciliwung Tengah. Adapun data-data yang digunakan dalam pemodelan merupakan data-data yang diperoleh dari literatur, studi terdahulu, media cetak, dan media elektronik yang diarahkan untuk kebutuhan dalam melaksanakan pemodelan.

media cetak, dan media elektronik yang diarahkan untuk kebutuhan dalam melaksanakan pemodelan.

Gambar 3.1.Metodologi Sumber :Study, 2014

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kompilasi Data – Data Perairan Teluk Jakarta Dalam memperhitungkan pengaruh backwater permukaan air laut, diperlukan data pasang surut Teluk Jakarta, yang dalam hal ini digunakan data pengamatan pada stasiun pengamatan Tanjung Priok.

Gambar 4.1. Data pasang surut Teluk Jakarta (Sta. Tj. Priok)

Sumber : Laporan pemodelan DHI, 2011

Pengaruh reklamasi

teluk Jakarta

Rumusan pengaruh reklamasi Teluk

Jakarta terhadap sistem drainase bagian

tengah DKI Jakarta

Gambar 3.1.Metodologi

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kompilasi Data-data Perairan Teluk JakartaDalam memperhitungkan pengaruh backwater permukaan air laut, diperlukan data pasang surut Teluk Jakarta, yang dalam hal ini digunakan data pengamatan pada stasiun pengamatan Tanjung Priok.

Gambar 4.1. Data pasang surut Teluk Jakarta (Sta. Tj. Priok)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

356

Untuk simulasi pantai, menjadi input tambahan dalam beban sistem drainase kota yang kembali disimulasikan untuk kondisi yang melibatkan pengaruh reklamasi Teluk Jakarta. Berdasarkan simulasi pantai, beberapa sungai di wilayah tengah Jakarta yang bermuara di Teluk Jakarta seperti Ciliwung, Krukut, Kanal Banjir Barat, mengalami pengaruh backwater antara 5 cm hingga 10 cm. Hasil pemodelan pengaruh aliran balik ditampilkan pada gambar berikut : (Environmental Assessment for Coastal Development in Jakarta Bay, DHI 2011).

Untuk simulasi pantai, menjadi input tambahan dalam beban sistem drainase kota yang kembali disimulasikan untuk kondisi yang melibatkan pengaruh reklamasi Teluk Jakarta. Berdasarkan simulasi pantai, beberapa sungai di wilayah tengah Jakarta yang bermuara di Teluk Jakarta seperti Ciliwung, Krukut, Kanal Banjir Barat, mengalami pengaruh backwater antara 5 cm hingga 10 cm. Hasil pemodelan pengaruh aliran balik ditampilkan pada gambar berikut : (Environmental Assessment for Coastal Development in Jakarta Bay, DHI 2011).

Gambar4.2.Hasil model untuk pengaruh aliran balik (backwater) yang disebabkan oleh reklamasi Teluk Jakarta

4.2 Kompilasi Data – Data DAS Ciliwung Bagian Tengah Tata guna lahan DAS Ciliwung secara keseluruhan telah mengalami perubahan.Sesuai dengan kompilasi data, wilayah pada DAS Ciliwung umumnya sudah berubah menjadi daerah perkotaan.Perubahan tata guna lahan DAS Ciliwung dapat dilihat pada Gambar 4.3.DAS Ciliwung juga memiliki intensitas hujan yang tinggi.Beberapa titik pengukuran menunjukkan intensitas hujan tinggi yang mengindikasikan tingginya potensi aliran di DAS Ciliwung.Distribusi hujan di DAS Ciliwung dapat dilihat pada Gambar 4.3. (Study pengendalian banjir Jakarta, Farid (2011), Rommy (2007)

Gambar4.3. Perubahan tata guna lahan, daerah sebaran hujan, dan jaringan sungai bagian tengah Ciliwung

Hilir DAS Ciliwung

Hilir DAS Ciliwung Tengah

Gambar4.2. Hasil model untuk pengaruh aliran balik (backwater) yang disebabkan oleh reklamasi Teluk Jakarta

Kompilasi Data-data DAS Ciliwung Bagian TengahTata guna lahan DAS Ciliwung secara keseluruhan telah mengalami perubahan.Sesuai dengan kompilasi data, wilayah pada DAS Ciliwung umumnya sudah berubah menjadi daerah perkotaan.Perubahan tata guna lahan DAS Ciliwung dapat dilihat pada Gambar 4.3.DAS Ciliwung juga memiliki intensitas hujan yang tinggi.Beberapa titik pengukuran menunjukkan intensitas hujan tinggi yang mengindikasikan tingginya potensi aliran di DAS Ciliwung.Distribusi hujan di DAS Ciliwung dapat dilihat pada Gambar 4.3. (Study pengendalian banjir Jakarta, Farid (2011), Rommy (2007)

Untuk simulasi pantai, menjadi input tambahan dalam beban sistem drainase kota yang kembali disimulasikan untuk kondisi yang melibatkan pengaruh reklamasi Teluk Jakarta. Berdasarkan simulasi pantai, beberapa sungai di wilayah tengah Jakarta yang bermuara di Teluk Jakarta seperti Ciliwung, Krukut, Kanal Banjir Barat, mengalami pengaruh backwater antara 5 cm hingga 10 cm. Hasil pemodelan pengaruh aliran balik ditampilkan pada gambar berikut : (Environmental Assessment for Coastal Development in Jakarta Bay, DHI 2011).

Gambar4.2.Hasil model untuk pengaruh aliran balik (backwater) yang disebabkan oleh reklamasi Teluk Jakarta

4.2 Kompilasi Data – Data DAS Ciliwung Bagian Tengah Tata guna lahan DAS Ciliwung secara keseluruhan telah mengalami perubahan.Sesuai dengan kompilasi data, wilayah pada DAS Ciliwung umumnya sudah berubah menjadi daerah perkotaan.Perubahan tata guna lahan DAS Ciliwung dapat dilihat pada Gambar 4.3.DAS Ciliwung juga memiliki intensitas hujan yang tinggi.Beberapa titik pengukuran menunjukkan intensitas hujan tinggi yang mengindikasikan tingginya potensi aliran di DAS Ciliwung.Distribusi hujan di DAS Ciliwung dapat dilihat pada Gambar 4.3. (Study pengendalian banjir Jakarta, Farid (2011), Rommy (2007)

Gambar4.3. Perubahan tata guna lahan, daerah sebaran hujan, dan jaringan sungai bagian tengah Ciliwung

Hilir DAS Ciliwung

Hilir DAS Ciliwung Tengah

Gambar4.3. Perubahan tata guna lahan, daerah sebaran hujan, dan jaringan sungai bagian tengah Ciliwung

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

357

Pemodelan Pengaruh Backwater Teluk Jakarta terhadap DAS Ciliwung TengahPemodelan dilakukan dengan HEC RAS 3.1.3, input hidrugraf aliran untuk sungai – sungai yang berada dalam DAS Ciliwung Tengah, dan data pasang surut untuk node yang merupakan wilayah pantai, dengan komposisi pembebanan aliran sebagai berikut :

4.3 Pemodelan Pengaruh Backwater Teluk Jakarta terhadap DAS Ciliwung Tengah

Pemodelan dilakukan dengan HEC RAS 3.1.3, input hidrugraf aliran untuk sungai – sungai yang berada dalam DAS Ciliwung Tengah, dan data pasang surut untuk node yang merupakan wilayah pantai, dengan komposisi pembebanan aliran sebagai berikut :

Gambar 4.4 Skema pembebanan aliran dan syarat batas pemodelan

Sumber : Analisis, 2014

Hidrograf Banjir DAS Ciliwung Tengah

050

100150200250300350400450500550600650700750800850900950

10001050110011501200125013001350140014501500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Feb 2007 Q kapasitas penampang Feb 2002

Hidrograf Banjir Ruas Ciliwung Gn. Sahari

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Feb 2007 Q kapasitas penampang Feb 2002

Hidrograf Banjir Kali Ciliwung (Ruas Istana - PA Tangki)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Feb 2007 Q kapasitas penampang Feb 2002

Hidrograf Banjir Ruas Ciliwung 2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Feb 2007 Q kapasitas penampang Feb 2002

Hidrograf Banjir Ruas PA Tangki - Ciliwung Kota

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Feb 2007 Q kapasitas penampang Feb 2002

Hidrograf Banjir Anak Kali Ciliwung

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Feb 2007 Q kapasitas penampang Feb 2002

Hidrograf Banjir BKB - PA Karet

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Februari 2007 Q kapasitas penampang Februari 2002

Hidrograf Banjir PA Karet - BKB

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Februari 2007 Q kapasitas penampang Februari 2002

Hidrograf Banjir Kali Besar

0123456789

10111213141516171819202122232425

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Februari 2007 Q kapasitas penampang Februari 2002

Hidrograf Banjir Kali Krukut

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Februari 2007 Q kapasitas penampang Februari 2002

Hidrograf Banjir Muara Karang

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Februari 2007 Q kapasitas penampang Februari 2002

Hidrograf Banjir Kali Cideng

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

t (jam)

Q (m

3 /dt)

Februari 2007 Q kapasitas penampang Februari 2002

Gambar 4.4 Skema pembebanan aliran dan syarat batas pemodelan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

358

Pemodelan dilakukan dengan Skenario 0 untuk kondisi ekisting, dan Skenario 1 untuk kondisi yang dipengaruhi reklamasi di Teluk Jakarta di Ciliwung Tengah. Adapun profil aliran hasil pemodelan dapat ditampilkan pada gambar – gambar berikut :

Gambar 4.5 Hasil pemodelan Skenario 0

Gambar 4.6 Hasil pemodelan Skenario 1

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

359

Hasil pemodelan yang diperoleh ialah terjadinya peningkatan tinggi muka air setinggi 12 cm (rata–rata) pada saluran Muara baru dan sebagian Kanal Banjir Barat. Perbandingan hasil pemodelan untuk 2 skenario yang dilakukan dapat ditampilkan pada gambar berikut :

Hasil pemodelan yang diperoleh ialah terjadinya peningkatan tinggi muka air setinggi 12 cm (rata–rata) pada saluran Muara baru dan sebagian Kanal Banjir Barat. Perbandingan hasil pemodelan untuk 2 skenario yang dilakukan dapat ditampilkan pada gambar berikut :

Gambar 4.7 Perbandingan profil aliran dalam scenario pemodelan Sumber : Output HEC RAS 3.1.3, 2014

V. KESIMPULAN DAN REKOMENDASI 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat disampaikan dari hasil study yang telah dilakukan ialah sebagai berikut : 1. Perencanaan reklamasi harus dilakukan dengan cermat, dengan

mempertimbangkan seluruh aspek yang mempengaruhi wilayah reklamasi dan sekitarnya;

2. Aspek penting dalam hal fisik yang merupakan pengaruh reklamasi terhadap sistem drainase ialah terjadinya perubahan pola aliran, baik di perairan, dan pesisir;

3. Dengan konfigurasi reklamasi Teluk Jakarta berupa 17 pulau – pulau baru yang membentang dari batas barat ke batas timur wilayah Jakarta Utara , diperlukan penyesuaian sistem drainase kota terhadap pengaruh aliran balik (backwater) karena Teluk Jakarta merupakan tempat bermuaranya ke -13 sungai yang melintasi wilayah DKI Jakarta. Hal tersebut perlu dilakukan sebagai antisipasi terhadap kemampuan kapasitas saluran, dan secara umum terhadap sistem drainase kawasan;

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Elevasi Profil aliran eksisting Profil aliran pengaruh reklamasi

Gambar 4.7 Perbandingan profil aliran dalam scenario pemodelan

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanKesimpulan yang dapat disampaikan dari hasil study yang telah dilakukan ialah sebagai berikut :1. Perencanaan reklamasi harus dilakukan dengan cermat, dengan

mempertimbangkan seluruh aspek yang mempengaruhi wilayah reklamasi dan sekitarnya;

2. Aspek penting dalam hal fisik yang merupakan pengaruh reklamasi terhadap sistem drainase ialah terjadinya perubahan pola aliran, baik di perairan, dan pesisir;

3. Dengan konfigurasi reklamasi Teluk Jakarta berupa 17 pulau – pulau baru yang membentang dari batas barat ke batas timur wilayah Jakarta Utara , diperlukan penyesuaian sistem drainase kota terhadap pengaruh aliran balik (backwater) karena Teluk Jakarta merupakan tempat bermuaranya ke -13 sungai yang melintasi wilayah DKI Jakarta. Hal tersebut perlu dilakukan sebagai antisipasi terhadap kemampuan kapasitas saluran, dan secara umum terhadap sistem drainase kawasan;

4. Sesuai dengan simulasi pengaruh reklamasi terhadap sistem drainase di wilayah tengah Jakarta yang telah dilakukan, untuk bagian tengah DAS Ciliwung dengan sampel saluran Muara Karang dan Kanal Banjir Barat terjadi peningkatan tinggi muka air rata – rata sekitar 12 cm.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

360

RekomendasiRekomendasi yang dapat disampaikan dari hasil study yang telah dilakukan ialah sebagai berikut :1. Penataan sistem drainase di pesisir Teluk Jakarta sebagai upaya penyesuaian

terhadap reklamasi Teluk Jakarta;2. Penataan sistem drainase dilaksanakan dengan peningkatan elevasi tanggul

pada muara, penataan saluran – saluran sekunder dan tersier di wilayah pesisir Teluk Jakarta, peningkatan akurasi dalam operasi pintu – pintu air di muara saluran – saluran Teluk Jakarta, dan apabila terdapat saluran yang terindikasi mengalami overflow akibat backwater maka dapat dilengkapi dengan sistem polder di muara saluran tersebut;

3. Untuk segmen saluran yang dijadikan sampel yaitu Muara Baru dan Kanal Banjir Barat direkomendasikan agar dilakukan peningkatan elevasi tanggul setinggi 15 cm dan peningkatan akurasi dalam operasi pintu air.

UCAPAN TERIMA KASIHPuji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan bimbingan – Nya lah penulis dapat menyelesaikan penulisan paper ini. Penulisan ini dilakukan dalam rangka upaya meningkatkan pengetahuan mengenai pengaruh reklamasi Teluk Jakarta, khususnya terhadap sistem drainase kota Jakarta. Terima kasih yang sebesar – besarnya kami sampaikan kepada keluarga, rekan sejawat di Direktorat Pesisir dan Lautan Ditjen KP3K Kementerian Kelautan dan Perikanan, dan rekan – rekan di ITB, UNDIP, dan UI.

REFERENSI_____, 1994, Jabotabek Water Resources Management Study, IWACO, DHV

Consultants, DELFT HYDRAULICS, TNO_____,1997, The Study on Comprehensive River Water Management Plan in

Jabotabek, JICA_____, 2002, Hydraulic Refrence Manual HEC RAS 3.1.3, US Army Corps

Engineers _____, 2011 Rapid Environmental Assessment for Coastal Development in

Jakarta Bay, DHIRommy M, 2007, Kajian Model Matematik Pengaruh Pemanfaatan Waduk Pada

Kapasitas Sistem Pengendalian Banjir Jakarta Wilayah Tengah, Jurnal Teknik Sipil ITB

Rommy M, 2013, Evaluation for Reservoir Utilization in Middlestream Ciliwung as Mitigation and Adaptation Flood Disaster in Central Jakarta, disajikan pada The 4th International Seminar HATHI “Water Related Disaster Solution”, Yogyakarta 6-8 September 2013

Farid, 2011, Evaluation of Urbanization Impact by Using Distributed Runoff Model in Dense Building Area

Ven Te Chow, 1988, Applied Hydrology, Mc Graw Hill Inc, USA

361

IDENTIFIKASI KONDISI DRAINASE KOTA TANJUNG PINANG SEBAGAI UPAYA MENGATASI

MASALAH BANJIR

Jane Elisabeth Wuysang1, Stefanus B. Soeryamassoeka2*, dan M. Prima Yudhistira3

1Pengurus HATHI Kalimantan Barat & Mahasiswa Program Doktor Pasca Sarjana Universitas Parahyangan, Bandung

2Pengurus HATHI Kalimantan Barat & Staf Pengajar Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura 3AnggotaHATHI Kalimantan Barat

*benzst72@gmail.com

Intisari

Pertumbuhan suatu kota dapat menimbulkan dampak pada siklus hidrologi dan berpengaruh terhadap sistem drainase perkotaan. Jaringan drainase perkotaan meliputi seluruh alur air, baik akur alam maupun laur buatan yang hulunya terletak di kota dan bermuara di sungai yang melewati kota tersebut atau bermuara ke laut. Drainase merupakan suatu sistem untuk menyalurkan air hujan. Sistem ini mempunyai peranan penting bagi daerah yang berpenduduk padat. Sebagai Ibukota Provinsi Kepulaua Riau Kota Tanjungpinang pertumbuhan wilayahnya berkembang pesat. Kondisi ini secara langsung memberikan implikasi terhadap siklus hidrologi dan pada akhirnya berpengaruh terhadap terganggunya sistem drainase perkotaan. Studi ini merupakan suatu kajian yang mengidentifikasi kondisi drainase Kota Tanjungpinang sebagai upaya mengatasi masalah banjir. Jalannya studi adalah dengan melakukan identifikasi permasalahan banjir melalui data primer dan data sekunder yang akan dipakai untuk plotting saluran. Selanjutnya dilakukan analisis data topografi dan hidrologi, analisis data geoteknik untuk keperluan perencanaan infrastruktur drainase, analisis kondisi sosial-kemasyarakatan terkait dengan perencanaan sistem drainase, penyusunan tata letak saluran drainase dan pembagian layanan saluran drainase, perencanaan dimensi saluran dan pembuatan peta sistem drainase. Dari hasil kajian yang telah dilakukan baik dari data survey, analisis, dan simulasi, dapat disimpulkan bahwa Drainase Kota Tanjungpinang dipengaruhi oleh debit hujan dan pengaruh debit pasang surut relatif kecil. Kurangnya kapasitas tampung saluran drainase yang akibat terisi air hujan tersebut mengakibatkan genangan yang menempati ruas jalan. Beberapa langkah yang harus dilakukan agar kondisi drainase Kota Tanjung Pinang memadai adalah saluran drainase yang terletak pada lokasi genangan harus segera dibenahi, yakni dengan membuat sudetan pada beberapa titik, sehingga aliran yang tidak mengalir dapat dialirkan ke laut. Selain itu perlu diadakan pengawasan terhadap pemeliharaan drainase Kota Tanjungpinang dan pembuatan master plan drainase Kota Tanjungpinang.

Kata Kunci; Banjir, Drainase, Tanjungpinang

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

362

PENDAHULUAN

Latar BelakangKedudukan Kota Tanjung Pinang sebagai Ibukota Provinsi Kepulaua Riau telah mengakibatkan wilayah ini tumbuh secara pesat dalam kurun waktu 5 tahun belakang ini yang ditandai dengan banyaknya alih fungsi lahan yang belum terbangun menjadi lahan yang terbangun. Kondisi ini secara langsung memberikan implikasi yang cukup besar terhadap siklus hidrologi dan pada akhirnya berpengaruh terhadap terganggunya sistem drainase perkotaan.Jaringan drainase perkotaan meliputi seluruh alur air, baik akur alam maupun laur buatan yang hulunya terletak di kota dan bermuara di sungai yang melewati kota tersebut atau bermuara ke laut. Drainase perkotaan melayani pembuangan kelebihan air pada suatu kota dengan cara mengalirkannya melalui permukaan tanah (surface drainage) atau lewat di bawah permukaan tanah (sub surface drainage), untuk dibuang ke sungai, laut atau danau. Kelebihan air tersebut dapat berupa air hujan, air limbah domestik maupun air limbah industri. Oleh karena itu, sistem drainase perkotaan harus terpetakan dengan baik agar dapat terpadu dengan sanitasi, sampah, pengendali banjir kota dan terintegrasi dengan jaringan drainase kota lain.

Dengan intensitas curah hujan yang mencapai 2041 mm-4027 mm per tahun dan kondisi topografi yang bergelombang, permasalahan banjir/genangan Kota Tanjung Pinang menjadi masalah yang tidak dapat dihindari. Banjir dan genangan umumnya disebabkan oleh kondisi kapasitas saluran drainase dan bangunannya lebihnkecil dari debit banjir yang terjadi sehingga ditemui beberapa genangan pada saat musim penghujan yakni pada kondisi terjadi hujan deras. Dengan adanya permasalahan di atas, dicoba untuk memberikan alternatif pemikiran berupa studi identifikasi kondisi drainase kota Tanjungpinang sebagai upaya mengatasi masalah banjir guna mengendalikan genangan air atau banjir dengan baik, teratur dan terkendali sesuai dengan ketentuan yang berlaku.

Tujuan Tujuan dari kajian ini untuk mengidentifikasi sistem drainase di Kota Tanjungpinang secara lengkap dan menyeluruh termasuk identifikasi terhadap permasalahan banjir/genangan yang sering terjadi di sebagian wilayah Kota Tanjung Pinang.

SasaranSasaran dari studi ini adalah untuk mendapatkan suatu jawaban atau solusi tentang kondisi drainase di Kota Tanjungpinang sehingga dapat dilakukan pemetaan yang berguna untuk menjadi alat bantu dalam menanggulangi masalah banjir yang sering terjadi di Kota Tanjungpinang berdasarkan data dan analisis teknis serta sosial kemasyarakatan yang dapat dipertanggung jawabkan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

363

Tinjauan Pustaka

Pengertian DrainaseDrainase adalah mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air (Suripin, 2004). Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Drainase juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas. (Suripin, 2004).

Ada empat jenis sistem drainase yang kita kenal, yaitu drainase daerah perkotaan (Urban Storm Drainage), drainase air limbah (Wastewater Drainage), drainase lahan (Land Drainage), dan drainase jalan raya (Highway Drainage). Drainase perkotaan merupakan sistem drainase yang mencakup keempat jenis drainase tersebut, dengan tinjauan khusus terhadap suatu daerah perkotaan yang mempunyai ciri-ciri kepadatan penduduk yang tinggi, tata guna lahan yang didominasi bangunan pemukiman dan perumahan, pabrik dan industri, serta lapisan perkerasan permukaan, yang keseluruhannya membentuk daerah perkotaan yang mengalami kelebihan air, karena hujan dan karena limbah air lainnya yang tidak dapat segera tersalur keluar dari daerah yang bersangkutan.

Apabila tidak diinginkan banjir dan genangan serta gangguan limbah air lainnya, maka air lebih di daerah yang bersangkutan itu harus disalurkan secepat mungkin keluar daerah yang bersangkutan. Untuk itu diperlukan suatu sistem drainase yang dapat berupa sistem bergabung yang mengalirkan semua air lebih itu dalam suatu sistem pembuangan air, atau berupa suatu sistem terpisah yang membuang air hujan dan air kotor dalam sistem pembuangan masing-masing yang terpisah satu dengan yang lainnya.

Pengertian BanjirMenurut Subarkah, 1980, banjir adalah genangan air pada permukaan tanah sampai melebihi batas tinggi tertentu yang mengakibatkan kerugian. Pada umumnya daerah perkotaan di Indonesia yang berada di daerah yang kondisi topografi yang landai, dan adanya pengaruh pengepangan dari sungai dan atau laut sebagai akibat gerakan pasang surut muka air laut maka sering terancam banjir atau genangan.

Pengaruh air akibat curah hujan yang ada didalam saluran primer atau sungai baru dapat mengalir bilamana air laut sedang surut ketika efek empangan telah hilang. Demikian pula air yang ada dalam parit atau saluran sekunder baru dapat mengalir dengan baik setelah ada perbedaan tinggi antara permukaan air di saluran sekunder dengan saluran primer dan seterusnya hingga ke saluran tersier.

Jika perbedaan tinggi ini tidak ada, maka air akan tetap tergenang. Dalam Direktorat Penyehatan Lingkungan Pemukiman Direktorat Jendral Cipta Karya, Departemen PU, 1991, penyebab terjadinya genangan atau banjir antara lain: (a). keadaan nivo sungai yang hampir sama dengan air laut yang mempersulit kelancaran pengaliran air dari lahan ke saluran, (b). terjadinya pendangkalan atau penyempitan saluran,

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

364

parit dan sungai sehingga bentuk, ukuran dan profil yang ada tidak sesuai lagi, (c). pembuangan sampah secara liar ke dalam parit, (d). adanya tumbuhan air yang tumbuh disaluran dan menghambat pengaliran, (e). proses sedimentasi berupa pengendapan lumpur-lumpur halus serta akibat proses erosi berupa longsoran tanah disisi saluran yang menimbulkan proses penggumpalan dari lumpur-lumpur halus tersebut, (f). tarap muka tanah yang relatif datar sehingga air hujan yang jatuh akan mengalir ke daerah cekung yaitu daerah-daerah tertentu yang relatif lebih rendah dari daerah di sekitarnya,

METODOLOGI

Jalannya studi secara garis besar adalah; (a). Survey pendahuluan (identifikasi permasalahan banjir dan kondisi eksisting saluran drainase, membuat foto dokumentasi lapangan pada lokasi-lokasi yang penting, ventarisasi kondisi saluran drainase), (b). pengumpulan data sekunder (pengumpulan peta dasar berupa peta topografi dan peta pendukung lainya (peta geologi, tata guna tanah dan lain-lain) yang akan dipakai untuk plotting saluran, mempelajari lokasi rencana dan daerah-daerah sekitarnya dari segi topografi, Pengumpulan data curah hujan 10 tahun terakhir, identifikasi peraturan, standar, kebijakan pemerintah, maupun pembangunan sistem drainase yang sedang berjalan), (c). analisis data topografi dan hidrologi, (d). analisis data geoteknik untuk keperluan perencanaan infrastruktur drainase, (e). analisis kondisi sosial-kemasyarakatan terkait dengan perencanaan sistem drainase, (f). identifikasi kondisi lingkungan terkait perencanaan sistem drainase, (g). penyusunan tata letak saluran drainase dan pembagian layanan saluran drainase, (h). pengukuran trase saluran dan identifikasi pemanfaatan lahan di sekitarnya., (i). perencanaan dimensi saluran dan infrastruktur pendukung (jembatan,gorong-gorong, dsb.), (j). pembuatan peta sistem drainase.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Survey LapanganBerdasarkan hasil survey di lapangan, dapat diketahui, bahwa saluran-saluran di Kota Tanjungpinang memiliki problem seperti berikut; (1) penyempitan alur sungai/saluran akibat desakan pemukiman penduduk dan bangunan lainnya,(2) terjadinya sedimentasi pada dasar sungai atau anak sungai (parit), (3) kemiringan sungai/saluran relatif kecil sehingga kecepatan air berkurang, (4) kurangnya pemeliharaan terhadap saluran yang ada, (5) saluran terisi air pasang sehingga kapasitas tampung berkurang, (6) kecepatan aliran dan debit drainase selalu berubah akibat pasang surut, (7) tidak mengalirnya air karena sistem koneksi saluran yang belum berfungsi optimal.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

365

Hasil Analisis Debit dan Desain PenampangDari Hasil analisis, diketahui bahwa besarnya debit yang disebabkan oleh hujan adalah 7,682 m3/sekon dan debit akibat pasang surut 0,054 m3/sekon, sedangkan kapasitas penampang saluran sebesar 5,212 m3/sekon. Untuk itu dilakukan desain terhadap saluran primer, sekunder dan tersier dengan dimensi tipikal. Dengan membandingkan debit banjir dan debit saluran didapatkan hasil bahwa saluran eksisting tidak dapat menampung debit banjir yang terjadi sehingga direncanakan saluran drainase primer dengan dimensi lebar atas (T) 4m, lebar bawah (B) 3m, dan kedalaman saluran (y) 2m, saluran drainase sekunder dengan dimensi lebar atas (T) 3,5m, lebar bawah (B) 2,5m, dan kedalaman saluran (y) 1,8m, dan saluran tersier dengan dimensi lebar atas (T) 2,5m, lebar bawah (B) 1,5 m, dan kedalaman saluran (y) 1,5m.

Dari hasil perhitungan tersebut, kemudian dibuat pemetaan rencana pengembangan Kota Tanjung Pinang seperti gambar berikut;

Gambar 1. Rencana Pengembangan Jaringan Drainase Kota Tanjung Pinang

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

1. Kesimpulan

Dari studi yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa;

a. Kawasan Kota Tanjung Pinang merupakan kawansan yang memiliki penduduk yang cukup padat karena sebagian besar merupakan kawasan perdagangan. Namun penataan drainase yang kurang efektif dan efisien mengakibatkan Kota Tanjung Pinang sering mengalami permasalahan genangan air.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

366

b. Mengingat kawasan Kota Tanjung Pinang ini merupakan dataran yang berbukit dan sebagian yang merupakan dataran rendah maka genangan yang terjadi di Kota Tanjung Pinang hanya sebagian kecil yang dipengaruhi pasang surut air laut.

c. Aliran dapat dibuang dengan cepat dan tidak terhambat menuju ke pembuangan akhir apabila kondisi saluran tersebut baik. Kondisi saluran yang baik merupakan akses yang penting untuk pembuangan akhir.

d. Berdasarkan hasil analisis hidrologi kapasitas tampung maksimum Kota Tanjung Pinang ini tidak dapat menampung debit maksimum. Sepanjang kawasan Kota Tanjung Pinang ini sebagian mengalami genangan saat terjadi curah hujan yang tinggi, penampang yang ada sekarang sudah tidak efisien untuk mengatasi genangan air lagi maka sebaiknya penampang yang ada sekarang di lakukan operasi dan pemeliharaan sistem drainase.

e. Operasi sistem drainase di Kota Tanjung Pinang perlu dilakukan sebagai usaha untuk memanfaatkan prasarana drainase secara optimal dengan pengaturan bangunan yang berkaitan dengan drainase, seperti kolam penampung, stasiun pompa, pintu klep, lubang kontrol (manhole), box culvert, gorong-gorong, dan lain-lain, untuk mengeluarkan air dari kawasan/ lahan yang dilindungi, dan mengalirkan air ke saluran pembuang (penerima) dan/atau muara. Pemeliharaan merupakan usaha-usaha untuk menjaga agar prasarana drainase selalu berfungsi dengan baik selama mungkin, selama jangka waktu pelayanan yang direncanakan.

2. Rekomendasi

Untuk menyelesaikan permasalahan sistem drainase di kota Tanjungpinang, maka konsultan memberikat beberapa rekomendasi seperti :

a. Rekomendasi Jangka Pendek

Dibuatnya suatu Masterplan Drainase Kota Tanjungpinang Saluran drainase yang terletak pada lokasi genangan agar segera dibenahi. Perlu diadakan pengawasan terhadap pemeliharaan drainase Kota Tanjungpinang.

b. Rekomendasi Jangka Menengah

Diadakan Review Design Drainase Kota Tanjungpinang terutama pada daerah rawan genangan.

c. Rekomendasi Jangka Panjang

Disusunnya suatu peraturan daerah yang mengatur penggunaan dan pemeliharaan saluran drainase di Kota Tanjungpinang.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

367

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, pusat segala ilmu dan pengetahuan, karena tanpa berkat dan rahmatNYa kami bukanlah apa-apa. Selanjutnya kami ucapkan terimakasih kepada segenap Panitia PIT HATHI XXXI tahun 2014, Padang serta Pengurus HATHI cabang Kalimantan Barat yang telah memberikan kami kesempatan untuk menyajikan hasil studi kami, instansi terkait di Kota Tanjung Pinang, dan juga P.T. Mitra Madani Multiconsult atas data-data dan informasi yang telah diberikan atas data-data dan informasi yang telah diberikan, dan mereka yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu, namun juga berjasa atas terwujudnya makalah ini, sehingga siap diajukan ke dalam prosiding PIT HATHI XXXI tahun 2014, Padang

REFERENSI

Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Kota Tanjungpinang, “Laporan Akhir Pemetaan Sistem Drainase Di Kota Tanjungpinang Tahun Anggaran 2013”

Chow, Ven Te, 1992, “Hidrolika Saluran Terbuka”, Erlangga, Jakarta.

Soewarno, 1991, “Hidrologi : Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai (Hidrometri)”, Nova, Bandung.

Suripin, 2003,”Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan”, Andi, Yogyakarta.

Subarkah, 1980, “Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air”, Idea Dharma, Bandung.

368

POTENSI BANJIR TAHUNAN DI DAERAH ALIRAN SUNGAI BENGAWAN SOLO HULU, KASUS ALIRAN YANG BERKONTRIBUSI KE WADUK WONOGIRI

Rr. Rintis Hadiani*, Sigit Jatmiko, dan Agus P. Saido

Jurusan Teknik Sipil, Fak.Teknik, Universitas Sebelas Maret

*rintish@gmail.com

Intisari

Waduk Gadjah Mungkur merupakan waduk yang terisi dari Sungai Bengawan Solo Hulu. Daerah Aliran Sungai (DAS) yang berkontribusi terdiri dari 7 sub DAS Bengawan Solo Hulu 3. Hujan 2 hari berturutan (disebut sebagian hujan 2 harian) berpotensi menimbulkan debit lebih besar dari hujan tahunan. Kuantitasnya berbeda pada tiap sub DAS. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui potensi banjir tahunan yang masuk ke waduk Gadjah Mungkur dari ke 7 sub DAS yang disetarakan dengan banjir periode ulang tertentu. Metode yang digunakan adalah metode kuantitatif. Perhitungan debit dimulai dengan menghitung debit dengan periode ulang tertentu yaitu 2, 5, 10, dan 20 tahunan. Kemudian menghitung debit yang disebabkan oleh hujan 2 harian. Bandingkan debit akibat hujan 2 harian terhadap hujan periode ulang. Lalu dilakukan penelusuran banjir untuk mengetahui waktu banjir tertinggi. Hasil analisis menunjukan bahwa tiap DAS berpotensi terjadi banjir dengan periode ulang 5, 10, dan 20 tahunan (utamanya 2007 dan 2010). Potensi banjir tahunan terjadi bervariasi mendekati Q5 dan Q10, dan Q20. Kontribusi terbesar diberikan oleh DAS Keduang dengan debit mendekati Q10. Banjir dengan elevasi tertinggi terjadi antara jam ke 3 sampai jam ke 13 dengan debit terbesar terjadi pada jam ke 11. Potensi debit tahunan yang masuk ke waduk ini dapat digunakan sebagai dasar analisis Operasi dan Pemeliharaan waduk. Sedangkan analisis kapasitas sungai dengan waktu dan potensi banjir yang terjadi bermanfaat untuk mitigasi banjir pada daerah yang bersangkutan.

Kata Kunci: potensi banjir tahunan, banjir periode ulang, Sungai Bengawan Solo Hulu

LATAR BELAKANG

Indonesia termasuk Negara yang mempunyai curah hujan harian maksimum yang tinggi. Kejadian hujan 2 hari berturutan berpotensi menyebabkan banjir (Paimin dkk,2009; Findy R. dkk, 2011; Sutopo PN, 2002). Beberapa kejadian banjir, khususnya di Jawa Tengah disebabkan setelah hujan 2 hari berurutan. Berdasarkan hal tersebut, maka dilakukan penelitian akibat hujan 2 hari berurutan. Lokasi penelitian di Wonogiri, Jawa Tengah, di Daerah Aliran Sungai (DAS) Bengawan Solo Hulu (Gambar 1).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

369

Penelitian ini dilakukan di DAS Bengawan Solo Hulu yang mempunyai 7 sub DAS yang menghilir ke waduk Gadjah Mungkur, yaitu DAS Keduang (420,98 km2), DAS Tirtomoyo (230,65 km2), DAS Ngunggahan (31,85 km2), DAS Temon (61,34 km2), DAS Bengawan Solo Hulu 3 (205,53 km2), DAS Alang (147,69 km2), dan DAS Wuryantoro (18,97 km2). Tiap DAS berkontribusi ke Waduk gadjah Mungkur. Lihat Gambar 2 (Sigit, 2012).

DAS Tirtomoyo (230,65 km2), DAS Ngunggahan (31,85 km2), DAS Temon (61,34 km2), DAS Bengawan Solo Hulu 3 (205,53 km2), DAS Alang (147,69 km2), dan DAS Wuryantoro (18,97 km2). Tiap DAS berkontribusi ke Waduk gadjah Mungkur (Gambar 2)

Gambar 1. Waduk Gadjah Mungkur, Wonogiri, Jawa Tengah

Sumber: The Study on Counter Measures for Sedimentation in the Wonogiri Multipurpose Dam

(2007) Gambar 2. 7 DAS yang menghilir ke Waduk gadjah Mungkur (Sigit, 2012)

Hujan harian berurutan sering menimbulkan banjir. Pada beberapa daerah, hujan 2 harian berurutan berpotensi menimbulkan banjir (Paimin dkk, 2009). Pada beberapa kasus di P. Jawa, hujan 2 hari berurutan menyebabkan banjir (Sigit, 2012). Berdasarkan hal tersebut, maka analisis berikut adalah tentang potensi banjir bila terjadi hujan 2 hari berurutan. Hujan 2 harian merupakan kumulatif hujan 2 hari berurutan. Skenario jumlah hujan tertinggi adalah saat hujan terjadi pada akhir hari pertama dan dilanjutkan pada awal hari kedua. Tinggi hujan 2 harian terdistribusi mengikuti hujan 4 jam-an (Sobriyah, 2003). Jika menggunakan skenario “jumlah hujan tertinggi”, maka hujan 2 harian

Gambar 1. Waduk Gadjah Mungkur, Wonogiri, Jawa Tengah

Sumber: The Study on Counter Measures for Sedimentation in the Wonogiri Multipurpose Dam (2007)

Gambar 2. Tujuh DAS yang menghilir ke Waduk gadjah Mungkur

Hujan harian berurutan sering menimbulkan banjir. Pada beberapa daerah, hujan 2 harian berurutan berpotensi menimbulkan banjir (Paimin dkk, 2009). Pada beberapa kasus di P. Jawa, hujan 2 hari berurutan menyebabkan banjir (Sigit, 2012). Berdasarkan hal tersebut, maka analisis berikut adalah tentang potensi banjir bila terjadi hujan 2 hari berurutan.

Hujan 2 harian merupakan kumulatif hujan 2 hari berurutan. Skenario jumlah hujan tertinggi adalah saat hujan terjadi pada akhir hari pertama dan dilanjutkan pada awal hari kedua. Tinggi hujan 2 harian terdistribusi mengikuti hujan 4 jam-an (Sobriyah, 2003). Jika menggunakan skenario “jumlah hujan tertinggi”, maka hujan 2 harian terdistribusi 8 jam-an. Pada distribusi hujan 8-jam an mengikuti pola distribusi Tadashi Tanimoto (Triatmojo, 2010).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

370

Analisis banjir dilakukan untuk mendapatkan banjir dengan periode ulang 2, 5, dan 10 tahunan. Dan juga untuk mendapatkan banjir yang diakibatkan hujan 2 harian. Perhitungan banjir menggunakan hidrograf satuan sintetik (HSS) Nakayasu (Triatmojo, 2010). Hasil perhitungan diharapkan bisa menggambarkan bahwa hujan 2 harian menyebabkan banjir setara dengan banjir periode ulang tertentu. Melalui penelusuran banjir dapat diketahui tinggi banjir maksimum dan jam terjadinya banjir.

Kajian Pustaka Analisis potensi banjir sangat bermanfaat sebagai masukan dalam pengelolaan DAS. Juga bermanfaat untuk mitigasi bencana (Paimin dkk, 2009). Hujan berurutan kerap menimbulkan banjir, walaupun hanya 2 hari berurutan (Findy R. dkk, 2011). Di Dalam suatu pengelolaan DAS, monitoring DAS dilakukan terhadap hujan berurutan, bahkan pada analisis mitigasi bencana, potensi banjir dihitung berdasarkan hujan 3 hari berurutan (Dirjen RLPS, 2009).

Data yang ada harus diyakini konsistensinya, sehingga dilakukan uji validitas data. Analisis validasi menggunakan kurva massa ganda (Triatmojo, 2010). Selanjutnya Hujan harian maksimum di analisis untuk untuk menghitung debit periode ulang.

Hujan harian maksimum tahunan dalam kurun waktu 10 tahun akan menentukan hujan periode ulang tertentu. Analisis distribusi menggunakan Log Pearson Type III (Triatmojo, 2010; HEC, 1962). Rumus Log Pearson mengikuti persamaan (1)(Tewolde and Smitchers, 2006).

LogX Log X K Sτ = + . ........................................................................... (1)

dengan, Xτ : curah hujan rencana; LogX Log X K Sτ = + . : curah hujan rata-rata; K : variabel standar untuk nilai X yang besarnya tergantung dari koefisien kemencengan; S : standar deviasi.

Hujan periode ulang 2, 5, dan 10 tahunan diubah menjadi debit periode ulang 2,5, dan 10 tahunan. Hujan harian maksimum tahunan terdistribusi 4 jam-an (Sobriyah, 2003). Distribusi hujan jam-jaman mengikuti Tabel 1.

Tabel 1. Distribusi hujan 4 jam-an (Sobriyah, 2003)Jam ke Ke 1 Ke 2 Ke 3 Ke 4

Distribusi 0,4050 0,3125 0,1475 0,1350

Hujan 2 harian maksimum yang digunakan dalam analisis adalah hujan 2 harian maksimum bulanan dan 2 harian maksimum tahunan. Jika distribusi hujan harian adalah 4 jaman, maka skenario tertinggi terjadi pada jam 20.00 malam hingga jam 4.00 dini hari (Paimin dkk, 2009; Findy R. dkk, 2011). Hujan menerus 8 jam-an mengikuti distribusi Tadashi Tanimoto seperti Tabel 2 (Triatmojo, 2010):

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

371

Tabel 2. Distribusi hujan 8 jam-an menurut Tadashi Tanimoto (Triatmojo, 2010)

Jam ke Ke 1 Ke 2 Ke 3 Ke 4 Ke 5 Ke 6 Ke 7 Ke 8

Distribusi 26% 24% 17% 13% 7% 5,5% 4% 3,5%

Perhitungan hidrograf satuan sintetik Nakayasu mengikuti persamaan yang dibagi dalam 2 kategori yaitu hidrograf naik (sampai titik puncak banjir) dan hidrograf turun. Hidrograf ini dibuat dengan asumsi hujan yang terjadi adalah 1 mm. Persamaan yang digunakan mengikuti Persamaan (1) sampai Persamaan (4) (Dantje KN. dkk, 2011).

Jika 0 ≤ t ≤Tp; maka

........................................................ (2)

Jika Tp ≤ t ≤Tp + T0,3; maka

.............................. (3)

Jika Tp + T0.3 ≤ t ≤ Tp +1.5 T0.3; maka

................... (4)

Jika t ≥ Tp + 1.5 T0.3; maka

.......................... (5)

dengan: Qp : debit puncak banjir (m3/s); R0 : harga satuan (mm); Tp : tenggang waktu dari permukaan sampai puncak banjir (jam); T0,3 : tenggang waktu penurunan debit dari puncak sampai 30 % dari debit puncak (jam); A : luas daerah tangkapan (km2)

Dari perhitungan di atas didapat debit banjir periode ulang Q2, Q5, dan Q10. Juga didapat debit akibat hujan 2 harian maksimum.

Penelusuran banjir menggunakan metode Muskingum–Cunge. Metode ini baik digunakan pada daerah yang tidak mempunyai data debit (Tewolde and Smitchers, 2006). Rumus yang digunakan mengikuti persamaan (6) dan persamaan (7).

...................................................................................................... (6)

.............................................................................. (7)

dengan: K: konstanta waktu penyimpan (sekon); Δx : interval titik uji (m); c : kecepatan gelombang kinematis, biasanya diambil nilai 2 m/s; x : faktor berat relatif (penimbang); Q : debit maksimum (m3/s); B : lebar penampang sungai (m); S0 : kemiringan dasar saluran.

Nilai Δx dalam persamaan (6) dan persamaan (7) menggunakan grafik seperti Gambar 3.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

372

METODOLOGI STUDI

Penelitian ini menggunakan analisis kuantitatif. Langkah yang dilakukan adalah:

1. Analisis data:a. Analisis Validasi data (10 tahun data hujan dari 2 atau 3 stasiun hujan yang

menjadi referensi tiap DAS), dengan kurva massa ganda.b. Data hujan harian diubah menjadi hujan 2 harian maksimum bulanan dan

tahunan.c. Data hujan harian dianalisis menjadi hujan harian maksimum tahunan

(1999-2011).

2. Menghitung hujan (P) periode ulang, P2, P5, P10, dan tinggi hujan 2 harian maksimum bulanan dan 2 harian maksimum tahunan.

3. Menghitung hidrograf Nakayasu untuk masing-masing DAS.

4. Menghitung banjir periode ulang, Q2, Q5, Q10, dan Q akibat 2 harian (terpilih).

5. Membuat Grafik debit akibat hujan 2 harian (terpilih) terhadap hujan periode ulang terhadap tiap DAS, kemudian analisis kontribusi aliran ke waduk Gadjah Mungkur.

6. Ploting pada peta potensi yang mungkin terjadi.

7. Pada debit periode ulang (terpilih) dilakukan penelusuran banjir dengan Metode Muskingum-Cunge.

Sumber : www.scribd.com/Calculation-of-K-X-Calculation-of-K-

Gambar 3. Grafik nilai Δx terhadap Δt

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Hasil analisis validasi menunjukkan bahwa data beberapa stasiun valid. Data yang tidak valid dikoreksi sehingga data memenuhi syarat konsistensi (Sigit, 2012).

Perhitungan hujan periode ulang tiap DAS dapat dihitung dengan metode Log Pearson type III. Kemudian distribusi hujan jam-jaman mengikuti mengikuti pola hujan 4 jam-an (Sobriyah, 2003). Berdasarkan hidrograf satuan sintetik Nakayasu maka didapat debit periode ulang (Q2, Q5, Q10, dan Q20) pada tiap DAS.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

373

Tabel 3. Potensi Banjir terbesar masing-masing DAS yang pernah terjadi (Sigit, 2012)

Nama DAS Qbanjir Q2 Q5 Q10 Q20 Terjadi Pada Bulan

DAS Keduang 531,18 (2010) 293,400 337,246 460,978 603,922 DesemberDAS Tirtomoyo 220,14 (2003) 120,630 185,123 253,042 331,508 JanuariDAS Bengawan Solo 328,71 (2007) 176,560 196,328 268,359 351,574 DesemberDAS Temon 89,48 (2007) 50,770 56,826 77,675 101,761 DesemberDAS Alang 318,38 (2007) 120,951 185,615 253,715 332,389 DesemberDAS Ngunggahan 73,12 (2007) 27,918 42,844 58,564 76,723 DesemberDAS Wuryantoro 63,01 (2007) 23,105 35,458 48,468 63,497 Desember

Grafik yang tidak terputus menunjukkan bahwa debit periode ulang meningkat pada probabilitas yang lebih besar. Garis putus-putus menunjukkan besaran debit akibat hujan 2 harian yang terjadi. Pada grafik warna biru adalah grafik pada Sungai Keduang. Grafik (warna biru) tersebut menunjukkan bahwa hujan 2 harian menyebabkan debit yang lebih besar dari Q10. Leih detil, besaran debit dapat dilihat pada Tabel 3. Begitu juga dengan sungai yang lain. Dengan cara yang sama dapat dibaca Sungai Bengawan Solo (warna hijau), Sungai Tirtomoyo (warna coklat), dan Sungai Temon (warna ungu).

Gambar 4a. Potensi Q2hr terhadap QT pada Sungai Keduang, Tirtomoyo, Bengawan Solo

Hulu 3, dan Temon

Gambar 4b. Potensi Q2hr terhadap QT pada Sungai Alang, Ngunggahan, dan Wuryantoro

dengan keterangan QT = Q periode Ulang; Q2hr = Q akibat hujan 2 harian.Gambar 4. Hasil perhitungan potensi Q2hr terhadap QT

Hasil perhitungan potensi banjir pada DAS Keduang menunjukkan bahwa Q2hr > Q10. Begitu juga pada DAS yang lain seperti pada Tabel 3.

Hasil perhitungan pada periode 2001-2010 menunjukkan bahwa akibat hujan 2 harian berurutan menyebabkan banjir digambarkan dengan warna gradasi hijau (Q2), kuning (Q5), merah (Q10), dan merah tua (Q20) (Gambar 5). Dengan cara

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

374

yang sama didapat potensi terjadinya tiap bulan dengan gradasi gradasi tiap bulan seperti Gambar 6. Potensi banjir pada hampir semua DAS terjadi pada bulan Desember. Kondisi parah terjadi pada 2007 dan 2010.

Membaca Gambar 5, DAS Keduang dengan gradasi warna kuning pada 2001, berubah pada 2002, dan 2010. Pada 2010 menunjukkan potensi debit sudah mendekati Q10 (Gambar 5).

Begitu juga gradasi warna pada potensi bulanan. Pada Desember, hampir setiap DAS kecuali DAS Tirtomoyo, berpotensi terjadi banjir dengn Q10-Q20 (Gambar 6).

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Gambar 5. Potensi banjir dari tahun ke tahun (2001-2010) (Sigit, 2012)

DAS Keduang

Keterangan Gambar : = tidak berpotensi banjir (<Q2, = berpotensi Q2, = berpotensi Q5, = berpotensi Q10, = berpotensi Q20.

Gambar 5. Potensi banjir dari tahun ke tahun (2001-2010) (Sigit, 2012)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

375

Januari Pebruari Maret

April Mei Juni

Juli Agustus September

Oktober Nopember Desember

Keterangan Gambar : = tidak berpotensi banjir (<Q2, = berpotensi Q2, = berpotensi Q5, = berpotensi Q10, = berpotensi Q20.

Gambar 6. Potensi Banjir Bulanan Januari-Desember (Sigit, 2012)

Hasil penelusuran banjir dengan metode Muskingum –Cunge pada DAS Keduang ditunjukkan pada Gambar 7. Penelusuran dilakukan berdasarkan Q2, Q5, dan Q10. Gambar menunjukkan bahwa potensi debit tertinggi terjadi pada jam ke 6 sampai jam ke 13.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

376

Gambar 7a. Kejadian banjir pada Sungai Keduang berdasarkan Q2

Gambar 7b. Kejadian banjir pada Sungai Keduang berdasarkan Q5

Gambar 7c. Kejadian banjir pada Sungai Keduang berdasarkan Q10

Gambar 7. Kejadian banjir dengan Penelusuran Banjir pada Q2, Q5, dan Q10 Sungai Keduang (Simanjuntak, 2012)

Berdasarkan metode yang sama maka didapat waktu banjir untuk DAS yang lain seperti Tabel 4.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

377

Tabel 4. Kejadian banjir tiap daerah aliran sungaiNama DAS Kejadian banjir

DAS Tirtomoyo jam ke 4- jam ke 13 (Wahyu, 2012)

Das Bengawan Solo Hulu 3 jam ke 4-jam ke 8 (Linda, 2012)

DAS Temon jam ke 4 (Virdya, 2013)

DAS Alang jam ke 7- jam ke 8 (Sinta, 2013)

DAS Ngunggahan jam ke3-jam ke 3,5 (Hanif, 2013)

DAS Wuryantoro jam ke 2-jam ke 4,5 (Nuansah, 2013)

Hasil perhitungan banjir akibat hujan 2 harian (pada Tabel 3) menunjukkan potensi air yang masuk ke waduk. Hal ini memberikan masukan bagi operasi dan pemeliharaan (O&P) bahwa potensi air sebesar itu (mendekati Q periode ulang tertentu) bermanfaat bagi analisis O&P waduk.

Pada 10 tahun terakhir menunjukkan bahwa tiap tahun berpotensi banjir sebesar Q2, Q5, dan Q10. Berdasarkan besaran ini dapat dilakukan re-analisis kemampuan / kapasitas saluran. Pada beberapa titik yang diduga melimpas setiap musim penghujan, maka re-analisis dilakukan berdasarkan Q periode ulang tersebut. Bila ternyata hasil analisis kapasitas saluran kurang, maka dilakukan normalisasi. Yang demikian ini adalah salah satu mitigasi banjir dapat dilakukan (namun penelitian ini menganalisis sampai batas potensi banjir yang mungkin terjadi tiap tahun saja).

Cara / langkah ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi potensi banjir di suatu daerah. Hasil analisis menjadi masukan bagi perencana maupun untuk mitigasi banjir.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanTiap DAS berpotensi terjadi banjir dengan periode ulang 2, 5, 10, dan 20 tahunan (utamanya 2007 dan 2010). Potensi banjir tahunan terjadi bervariasi mendekati Q5 dan Q10. Kontribusi terbesar diberikan oleh DAS Keduang dengan potensi debit mendekati Q10. Banjir dengan elevasi tertinggi terjadi antara jam ke 6 sampai jam ke 13 dengan debit terbesar terjadi pada jam ke 11.

RekomendasiHasil analisis menunjukkan perlunya dilakukan analisis ulang tentang kapasitas saluran khusnya pada DAS yang berpotensi terjadi banjir sampai Q20. Hal ini sangat bermanfaat untuk mitigasi banjir.

Potensi debit tahunan yang masuk ke waduk ini dapat digunakan sebagai masukan pada analisis Operasi dan Pemeliharaan waduk.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

378

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih kepada semua mahasiswa yang terlibat (13 orang) dalam penelitian ini dan kepada Panitia PIT HATHI Ke 31 Padang, 2014 atas diijinkannya presentasi makalah tersebut.

REFERENSI

Bambang Triatmojo, 2010. Hidrologi Terapan. Penerbit Beta Offset-Yogyakarta

Dantje K. Natakusumah, Waluyo Hatmoko, Dhemi Harlan, 2011. Prosedur Umum Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis dengan Cara ITB dan Beberapa Contoh Penerapannya. Jurnal Teknik Sipil Vol. 18 No. 3 Desember 2011.

Direktorat Jenderal Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial, 2009. Pedomen monitoring dan Evaluasi Daerah Aliran Sungai. Lampiran Peraturan dirjen RLPS No. P.04/V-SET/2009 tanggal: 05 Maret 2009. [http://kelembagaandas.wordpress.com/kelembagaan-pengelolaan-das/sk-dirjen-rlps-1/ Diakses pada tanggal 10 Mei 2014]

Findy Renggono, M. Djazim Syaifullah , 2011. Kajian Meteorologis Bencana Banjir Bandang di Wasior, Papua Barat. Jurnal Meteorologi dan Geofisika. Vol. 12 No. 1 Th. 2011:33-41

Hanif Satria Wardanu, 2013. Penelusuran Banjir di Sungai Ngunggahan Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3. Tugas Akhir. Universitas Sebelas Maret Surakarta

Hydrologic Engineering Centre. 1962. Statistical Method in Hydrology. US Army Corps of Engineers Institute for Water Resources . Davis, CA.

Linda Fitriana, 2012. Model Penelusuran Banjir Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo Hulu Dengan Menggunakan Metode Muskingum – Cunge. Tugas Akhir. Universitas Sebelas Maret Surakarta

MH Tewolde and JC Smithers, 2006. Flood routing in ungauged catchments using Muskingum methods [http://www.wrc.org.za diakses pada tanggal 10 Mei 2014]

Nuansah Fidiawan, 2013, Penelusuran Banjir di Sungai Wuryantoro Sub Das Bengawan Solo Hulu 3. Tugas Akhir. Universitas Sebelas Maret Surakarta

Orien K.Simanjuntak, 2012. Penelususran Banjir di Sungai Keduang Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3. Tugas Akhir. Universitas Sebelas Maret Surakarta

Paimin, Sukrisno, Irvan Budi Pramono, 2009. Teknik Mitigasi Banjir dan Tanah Longsor. Tropenbos International Indonesia Programme. Balikpapan. [http://www.tropenbos.org/file.php/337/tehnik-mitigasi-dan-tanah-longsor.pdf diakses pada tanggal10 Mei 2014]

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

379

Sigit Jatmiko, 2012. Banjir Tahunan Sub Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo Hulu 3 Dengan Sistem Informasi Geografis. Skripsi. Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Sinta Rachma Putri, 2013. Penelusuran Banjir di Sungai Alang Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3. Tugas Akhir. Universitas Sebelas Maret Surakarta

Sobriyah. 2003. Pengembangan Model Perkiraan Banjir Daerah Aliran Sungai (DAS) Besar dari Sintesa Beberapa Persamaan Terpilih. Disertasi Doktor. Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Sutopo Purwo Nugroho, 2002. Evaluasi dan Analisis Curah Hujan sebagai Faktor Penyebab Bencana Banjir Jakarta. Jurnal Sains & Teknologi Modifikasi Cuaca, Vol. 3, No. 2, 2002, Hal: 91-97. [http://wxmod.bppt.go.id/JSTMC/hpstmc/VOL03/pdf/vol3no2-02.pdf Diakses pada tanggal 10 Mei 2014]

Virdya Nurlaily A, 2013. Penelususran Banjir di Sunai Temon, Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3 dengn metode Muskingum-Cunge. Tugas Akhir. Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Wahyu Utomo, 2012. Model Penelusuran Banjir Daerah Aliran Sungai Tirtomoyo dengan Menggunakan Metode Kinematik. Skripsi. Universitas Sebelas Maret Surakarta

380

KARAKTERISTIK BUTIRAN SEDIMEN PANTAI RAWAN EROSI DAN SEDIMENTASI DI SULAWESI SELATAN

Hasdinar Umar1*, Sabaruddin Rahman1, A.Y. Baeda1, dan Sherly Klara2

1Program Studi Teknik Kelautan, Universitas Hasanuddin2Program Studi Teknik Sistem Perkapalan, Universitas Hasanuddin

*hasdinar.umar@gmail.com

IntisariProvinsi Sulawesi Selatan merupakan daerah maritim dengan panjang garis pantai sekitar 1.973,7 km. Beberapa pantai di Sulawesi Selatan mengalami permasalahan erosi dan sedimentasi akibat proses dinamis pantai dan pemanfaatan lahan pantai, sehingga untuk mengidentifikasi apakah pantai tersebut mengalami erosi atau sedimentasi maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui karakteristik butiran sedimen pantai di daerah rawan erosi dan sedimentasi. Penelitian ini merupakan penelitian lapangan yang dilakukan di pantai yang rawan terhadap permasalahan erosi dan sedimentasi. Lokasi penelitian di dalam Kota Makassar dilakukan di Pantai Tanjung Bayang (dekat muara Sungai Jeneberang). Sedangkan lokasi di luar Kota Makassar dilakukan di Pantai Mattirotasi Kota Pare-Pare, muara Sungai Pute Kabupaten Maros dan muara Sungai Lasape Kabupaten Pinrang. Analisis yang dilakukan adalah analisis distribusi butiran sedimen untuk mengetahui karakteristik sedimen yang ada di pantai tersebut. Hasil yang diperoleh adalah ukuran butiran sedimen di daerah rawan erosi dan sedimentasi, yang dapat digunakan sebagai data untuk memprediksi apakah pantai mengalami erosi atau sedimentasi.

Kata Kunci: karakteristik, sedimen, pantai

LATAR BELAKANG Proses dinamis yang terjadi di pantai merupakan akibat dari kombinasi berbagai gaya yang bekerja di pantai, yang meliputi gaya gelombang, arus, gerakan sedimen, angin dan sebagainya. Dengan terjadinya proses dinamis pada pantai, maka pantai akan selalu menyesuaikan bentuk profilnya sehingga mampu menghancurkan energi gelombang datang. Penyesuaian bentuk tersebut merupakan tanggapan dinamis alami pantai terhadap laut. Pada kondisi gelombang normal yang terjadi dalam waktu yang lebih lama, energi gelombang akan dengan mudah dihancurkan oleh mekanisme pertahanan alami pantai. Namun pada saat badai dimana terjadi gelombang yang mempunyai energi besar akan mengakibatkan pertahanan alami pantai tidak mampu menahan serangan gelombang, sehingga pantai dapat tererosi. Setelah gelombang besar reda, pantai akan kembali ke bentuk semula oleh gelombang normal, namun ada kalanya pantai yang tererosi tidak kembali ke bentuk semula karena material pembentuk pantai terbawa oleh arus ke tempat lain dan tidak kembali ke lokasi semula. Material yang terbawa arus tersebut akan mengendap di daerah yang lebih tenang, seperti di muara sungai, teluk, pelabuhan dan sebagainya,

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

381

sehingga mengakibatkan sedimentasi di daerah tersebut. Selain itu, pemanfaatan lahan pantai juga menjadi salah satu penyebab timbulnya beberapa masalah pada daerah pantai, seperti: erosi, sedimentasi, pembelokan dan pendangkalan muara sungai, pencemaran dan intrusi air laut. Salah satu contoh permasalahan erosi terjadi pada Pantai Pasauran Kabupaten Serang, Provinsi Banten (Junarsa, 2006) yaitu terjadinya erosi dan abrasi serta rusaknya bangunan pantai berupa tembok laut. Fasilitas umum khususnya jalan raya yang menghubungkan Anyer-Labuhan terancam rusak oleh adanya erosi dan abrasi pantai.

Untuk mengatasi permasalahan erosi dan sedimentasi yang terjadi biasanya langkah awal yang harus dilakukan adalah mencari penyebab terjadinya erosi dan sedimentasi, sehingga dengan mengetahui penyebabnya maka dapat ditentukan cara mengatasinya. Untuk mengetahui pendekatan apa yang dapat digunakan dalam mengatasi permasalahan erosi dan sedimentasi, maka terlebih dahulu harus diadakan survey dan kajian tentang erosi dan sedimentasi yang terjadi di pantai. Penelitian tentang erosi dan sedimentasi pantai telah dilakukan oleh beberapa peneliti terdahulu yaitu Kesumajaya (2005) yang meneliti tentang sedimentasi dan erosi Pantai Kecamatan Teluk Segara Kota Bengkulu dan melaporkan bahwa penyebab erosi di Pantai Kota Bengkulu adalah bangunan krib yang berasal dari pelabuhan lama Bengkulu yang sudah tidak digunakan lagi. Krib tersebut menghalangi laju sedimen menyusur pantai ke arah timur. Lanuru (2011) meneliti tentang prediksi erosi dan sedimentasi di Pantai Tanjung Bira dan melaporkan bahwa sedimen di Pantai Tanjung Bira didominasi oleh pasir halus dengan ukuran butir dari 0,13 mm sampai dengan 0,14 mm. Sedimen sedikit lebih kasar pada bagian utara pantai (Sta. 6 dan 7) dibandingkan sedimen dasar di Sta. 1; 2; 3; 4; dan 5 (bagian selatan). Hasil analisis erosi/akresi menunjukkan bahwa pada kondisi normal/tenang dimana tinggi gelombang kurang dari 0,5 m pantai berpasir Tanjung Bira mengalami sedimentasi. Sedangkan pada kondisi gelombang sama dengan atau lebih besar dari 0,75 m pantai mengalami erosi.

Provinsi Sulawesi Selatan yang beribukota di Makassar dengan luas wilayah secara keseluruhan 45.574,48 km2, dengan panjang garis pantai 1.973,7 km, terdiri dari 23 kabupaten/kota yang tersebar dengan topografi beragam dan terdapat pulau-pulau kecil dengan potensi sumberdaya alam baik di darat maupun di laut yang sangat besar. Kawasan pantai di Sulawesi Selatan khususnya Kota Makassar terbagi atas kawasan pantai utara yaitu Pantai Untia dan kawasan pantai selatan yaitu wilayah Pantai Tanjung Bunga. Kawasan pantai utara yang diwakili oleh Pantai Untia, merupakan wilayah teluk yang menjorok ke daratan dan memiliki pengaruh gelombang rendah dengan tinggi gelombang sekitar 1,1 – 1,5 m, kecepatan arus yang terjadi di sekitar Pantai Untia juga cukup rendah yaitu berkisar antara 0,051 – 0,10 m/sekon. Walaupun kecepatan arus yang terjadi rendah namun untuk keperluan perencanaan tetap harus mempertimbangkan arus residu yang merupakan arus sisa yang terjadi saat pasang ke arah utara berupa arus menyusur pantai (longshore current). Sedangkan kawasan pantai selatan yaitu daerah pantai Maccini Sombala (Pantai Tanjung Bayang, Pantai Akkarena, Pantai Tanjung Bunga dan Pantai Losari), merupakan daerah berpasir dengan tingkat kemungkinan terjadinya abrasi cukup tinggi karena kawasan tersebut memiliki porositas tinggi. Angkutan sedimen di

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

382

Pantai Tanjung Bayang dan Pantai Akkarena banyak terakumulasi di Pantai Losari dan daerah pelabuhan.

Beberapa pantai di Sulawesi Selatan mengalami permasalahan erosi dan sedimentasi, namun hanya empat lokasi yang akan diteliti yaitu Pantai Tanjung Bayang di Kota Makassar dan 3 (tiga) Pantai di luar Kota Makassar yaitu Pantai Mattirotasi di Kotamadya Pare-Pare, muara Sungai Pute di Kabupaten Maros dan muara Sungai Lasape di Kabupaten Pinrang. Keempat lokasi tersebut merupakan perwakilan wilayah pantai yang mengalami permasalahan erosi dan sedimentasi.

Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui karakteristik atau ukuran butiran sedimen di daerah pantai rawan erosi dan sedimentasi, agar dapat diprediksi apakah pantai tersebut mengalami erosi atau sedimentasi melalui kajian dan analisis kriteria erosi dan sedimentasi .

KARAKTERISTIK SEDIMEN PANTAISedimen pantai bisa berasal dari erosi yang terjadi di pantai, dari daratan yang terbawa oleh arus sungai dan dari laut dalam yang terbawa oleh arus pantai (Triatmodjo, 1999). Pengetahuan tentang karakteristik pantai sangat penting dalam mempelajari proses erosi dan sedimentasi pantai. Distribusi ukuran butiran sedimen merupakan karakteristik sedimen pantai yang paling penting.

Secara umum sedimen pantai diklasifikasikan berdasarkan ukuran butiran sedimen, yaitu lempung, pasir, kerikil, koral (pebble), cobble, dan batu (boulder). Klasifikasi Wenthworth dalam CERC, 1984 banyak digunakan dalam bidang teknik pantai (Tabel 1). Klasifikasi Wenthworth menunjukkan bahwa ukuran butiran 0,063 mm – 2 mm merupakan jenis sedimen paris dan ukuran butiran di bawah 0,063 mm merupakan sedimen kohesif seperti lumpur dan lempung.

Ukuran butiran sedimen merupakan parameter untuk menentukan kecepatan endap sedimen, dimana kecepatan endap butiran (Ws) sedimen ditentukan melalui kurva hubungan antara ukuran butiran sedimen dengan kecepatan endap, lihat Gambar 1 (Sleath, 1982 dalam Triatmodjo, 1999).

Gambar 1. Hubungan antara diameter butiran sedimen dengan kecepatan endap

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

383

Tabel. 1. Klasifikasi Wenthworth ukuran butiran sedimen (CERC, 1984).

Klasifikasi Diameter Partikelmm Satuan phi

Batu 256 -8Cobble 128 -7

Koral(Pebble)

Besar 64 -6Sedang 32 -5Kecil 16 -4

Sangat kecil 8 -3Kerikil 4 -2

Pasir

Sangat kasar 21 -1

Kasar 10,5 0

Sedang 0,50,25 1

Halus 0,250,125 2

Sangat halus 0,01250,063

34

Lumpur

Kasar 0,031 5Sedang 0,015 6Halus 0,0075 7

Sangat halus 0,0037 8

Lempung

Kasar 0,0018 9Sedang 0,0009 10Halus 0,0005 11

Sangat halus 0,0003 12

Parameter kecepatan endap butiran (Ws) dapat digunakan untuk memprediksi apakah suatu pantai mengalami erosi atau sedimentasi dengan menggunakan kriteria menurut Kraus, et.al (1991), sebagai berikut:

2,3≥TW

H

s (Erosi) ................................................................................. (1)

2,3<TW

H

s (Sedimentasi) ..................................................................... (2)

dengan, Hs : tinggi gelombang signifikan; T : periode gelombang.

METODOLOGI STUDI

Penelitian ini adalah penelitian lapangan yang dilakukan selama kurang lebih 3 bulan (Februari – April 2014). Alat ukur survey lapangan berupa alat tangkap sedimen (sediment trap), dan alat ukur laboratorium berupa 1 set saringan sedimen (shieve set) dan timbangan digital. Setelah alat ukur survey tersedia, dilakukan pengaturan jadwal survey, kemudian dilakukan penelitian untuk mengamati fenomena dan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

384

pencatatan data. Selanjutnya dari data yang telah dikumpulkan dilakukan analisis untuk mendapatkan tujuan penelitian.

Survey lapangan dilaksanakan di empat lokasi, yaitu Pantai Tanjung Bayang di Kota Makassar, Pantai Mattirotasi di Kota Pare-Pare, muara Sungai Pute di Kabupaten Maros dan muara sungai Lasape Kabupaten Pinrang. Analisis yang dilakukan dalam penelitian ini adalah analisis distribusi butiran sedimen di daerah rawan erosi dan sedimentasi. Data hasil penelitian digunakan untuk menentukan kecepatan endap butiran sedimen, yang kemudian digunakan untuk memprediksi apakah pantai mengalami erosi atau sedimentasi.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

a. Tanjung BayangHasil survey di lokasi Pantai Tanjung Bayang menunjukkan bahwa bangunan jetty tidak dapat berfungsi maksimal sebagai bangunan pelindung pantai. Hal ini dikarenakan panjang bangunan jetty yang tidak memadai untuk berfungsi dengan baik, sehingga angkutan sedimen menyusur pantai tidak dapat dikendalikan sesuai yang diinginkan.

Perubahan garis pantai yang terjadi di Pantai Tanjung Bayang berdasarkan hasil pencitraan dari tahun 2001 hingga 2013, menunjukkan bahwa terjadi kemunduran garis pantai (Gambar 2).

Gambar 2. Perubahan garis pantai, pencitraan pada tahun 2001 - 2013

Pengambilan sampel sedimen di Pantai Tanjung Bayang dilakukan di sepanjang garis pantai mulai dari muara sungai Jeneberang ke arah Pantai Tanjung Bayang. Pengambilan sampel dilakukan sepanjang ± 1.000 m sejajar garis pantai yang dibagi menjadi 5 titik pengamatan dengan jarak antar titik pengamatan masing-masing ± 200 m. Hasil analisa distribusi ukuran butiran sedimen pada masing-masing titik pengamatan ditunjukkan pada gambar berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

385

Gambar 3. Distribusi butiran sedimen Pantai Tanjung Bayang

Berdasarkan grafik distribusi butiran sedimen (Gambar 3) diperoleh diameter median (D50) butiran sedimen Pantai Tanjung Bayang sebagai berikut.

Tabel 2. Diameter median sedimen Pantai Tanjung BayangTitik Diameter Median, D50 (mm) Jenis PasirJS1 0,33 Pasir sedangJS2 0,41 Pasir sedangJS3 0,33 Pasir sedangJS4 0,25 Pasir sedangJS5 0,35 Pasir sedang

Berdasarkan klasifikasi ukuran butiran sedimen (Tabel 1) dan data hasil analisis distribusi butiran sedimen (Tabel 2), menunjukkan bahwa sedimen Pantai Tanjung Bayang termasuk sedimen jenis pasir sedang dengan ukuran butiran antara 0,25 mm – 0,5 mm.

b. Pantai Mattirotasi, Kotamadya Pare-ParePantai Mattirotasi berada di Kotamadya Pare-Pare dan merupakan pantai yang cukup panjang mengitari pinggir Kota Pare-Pare. Lokasi Pantai Mattirotasi merupakan teluk dan menjadi alur pelayaran bagi kapal-kapal yang berlabuh di Pelabuhan Kota Pare-Pare.

Gambar 4. Peta Lokasi Pantai Mattirotasi, Kota Pare-Pare

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

386

Bagi masyarakat Kota Pare-Pare, Pantai Mattirotasi menjadi lokasi taman bermain dan bersantai masyarakat di waktu sore dan malam hari. Selain itu bagi masyarakat nelayan yang tinggal di sekitar pesisir pantai, Pantai Mattirotasi merupakan tempat melabuhkan perahu-perahu mereka. Permasalahan yang timbul di Pantai Mattirotasi adalah sedimentasi yang terus meningkat akibat adanya reklamasi pantai. Pekerjaan reklamasi pantai tidak direkomendasikan dilakukan di Pantai Mattirotasi karena lokasi pantai tersebut yang merupakan teluk.

Survey pengambilan sampel sedimen di Pantai Mattirotasi dilakukan pada 5 titik pengamatan sepanjang pantai ± 1.000 m dekat dengan lokasi pantai yang direklamasi, dengan jarak antar titik pengamatan masing-masing ± 200 m. Hasil analisis butiran sedimen Pantai Mattirotasi pada masing-masing titik pengamatan ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Gambar 5. Distribusi butiran sedimen Pantai Mattirotasi, Pare-Pare

Berdasarkan Gambar 5, diperoleh diameter median sedimen di Pantai Mattirotasi untuk masing-masing titik pengamatan disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Diameter median sedimen di Pantai Mattirotasi, Pare-Pare

Titik Diameter Median, D50 (mm) Jenis Pasir

PM1 0,35 Pasir sedangPM2 0,70 Pasir kasarPM3 0.38 Pasir sedangPM4 0,33 Pasir sedangPM5 0,52 Pasir kasar

Sehingga berdasarkan tabel klasifikasi Wenthworth (Tabel 1) dan data hasil analisa distribusi butiran sedimen (Tabel 3), dapat disimpulkan bahwa sedimen yang ada di Pantai Mattirotasi Kota Pare-Pare merupakan campuran antara pasir kasar dan pasir sedang dengan diameter butiran antara 0,5 mm – 1 mm dan 0,25 mm – 0,5 mm.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

387

c. Muara Sungai Pute, Kabupaten MarosMuara Sungai Pute intensif digunakan sebagai jalur lalu lintas perahu. Adapun salah satu contoh perahu yang melintas di muara sungai Pute dapat dilihat pada Gambar 6. Perahu yang melintas, dapat membangkitkan gelombang yang cukup signifikan dalam proses pengikiran tebing sungai. Tebing sungai yang mengalami pengikisan dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 6. Perahu yang melintas di Sungai Pute kabupaten Maros

Gambar 7. Tebing sungai yang mengalami pengikisan

Pengambilan sampel sedimen di muara Sungai Pute dilakukan pada 3 titik pengamatan di sepanjang muara Sungai Pute yang mengalami pengikisan (erosi) dengan jarak antar titik pengamatan ± 200 m. Berdasarkan hasil analisa saringan, diperoleh distribusi ukuran sampel sedimen di titik pengamatan masing-masing pada Gambar 8.

Gambar 8. Distribusi butiran sedimen muara Sungai Pute

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

388

Berdasarkan Gambar 8, diperoleh diameter sampel sedimen di muara Sungai Pute adalah :

1. Titik MSP1, D 50 = 0,12 mm (pasir halus)2. Titik MSP2, D 50 = 0,1 mm (pasir halus)3. Titik MSP3, D 50 = 0,11 mm (pasir halus)

Sehingga berdasarkan tabel klasifikasi Wenthworth (Tabel 1) dan data hasil analisa distribusi butiran sedimen, dapat disimpulkan bahwa sedimen yang ada di Sungai Pute Kabupaten Maros merupakan pasir halus dengan diameter butiran antara 0.125 mm – 0,25 mm.

d. Muara Sungai Lasape, Kabupaten PinrangSungai Lasape merupakan sungai terbesar di wilayah Sulawesi Selatan. Sungai ini berhulu di pegunungan Tana Toraja, mengalir melewati wilayah Mamasa melalui Enrekang dan Pinrang hingga akhirnya bermuara di Selat Makassar. Muara sungai Lasape sangat dinamis karena dipengaruhi dua musim. Pada musim kemarau debit aliran sungai berkurang sehingga kecepatan arus sungai yang mengangkut sedimen juga berkurang dan mengakibatkan terjadi sedimentasi atau pendangkalan di sungai. Pendangkalan tersebut mengakibatkan banjir pada saat awal musim penghujan. Sungai Lasape berujung di dua muara sungai, di penelitian ini dikatakan sebagai muara Selatan dan muara Utara. Survey lapangan dilakukan di kedua muara tersebut. Permasalahan yang terjadi di muara Selatan adalah selain terjadi pendangkalan, juga terjadi erosi di daerah hilir.

Pada muara Selatan pengambilan sampel dilakukan pada 5 titik pengamatan sepanjang ± 1.000 m di lokasi yang mengalami permasalahan pendangkalan, dengan jarak antar titik pengamatan ± 200 m. Adapun distribusi ukuran sedimen di Muara Selatan Sungai Lasape berdasarkan hasil analisis data dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Distribusi ukuran sedimen di muara selatan Sungai Lasape

Berdasarkan Gambar 9, diperoleh diameter median sedimen di Muara Selatan Sungai Lasape untuk masing-masing titik pengamatan yang disajikan pada Tabel 4.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

389

Tabel 4. Diameter median sedimen di Muara Selatan Sungai LasapeTitik Diameter Median, D50 (mm) Jenis Pasir

MSL1 0,105 Pasir halusMSL2 0,260 Pasir sedangMSL3 0,280 Pasir sedangMSL4 0,375 Pasir sedangMSL5 0,270 Pasir sedang

Berdasarkan klasifikasi ukuran butiran sedimen (Table 1) dan analisa diameter butiran sedimen muara selatan Sungai Lasape (Tabel 3), menunjukkan bahwa sedimen di Muara Selatan Sungai Lasape, didominasi oleh jenis sedimen pasir sedang (0,25 mm – 0,5 mm).

Sementara itu, di Muara Utara sungai Lasape terjadi permasalahan berupa terbentuknya delta yang menghambat aliran sungai ke laut. Oleh sebab itu, pada saat pelaksanaan survey lapangan dilakukan pengambilan sampel sedimen di lokasi tersebut. Pengambilan sampel sedimen dilakukan pada 5 titik pengamatan di sepanjang sungai sekitar lokasi terbentuknya delta dengan jarak antar titik pengamatan ± 200 m. Hasil analisis distribusi butiran sedimen di 5 titik tersebut disajikan pada Gambar 10.

Gambar 10. Distribusi distribusi butiran sedimen muara utara Sungai Lasape

Berdasarkan Gambar 10, diameter median sedimen di Muara Utara Sungai Lasape dapat ditentukan dan hasilnya disajikan pada Tabel 5.

Tabel 5. Diameter median sedimen di Muara Utara Sungai LasapeTitik Diameter Median (mm) Jenis Pasir

MUL1 0,265 Pasir sedangMUL2 0,260 Pasir sedangMUL3 0,128 Pasir halusMUL4 0,128 Pasir halusMUL5 0,373 Pasir sedang

Berdasarkan tabel klasifikasi butiran sedimen (Tabel 1) dan data diameter butiran sedimen (Tabel 5) menunjukkan bahwa sedimen di Muara Utara Sungai Lasape adalah pasir sedang (diameter 0,25 mm – 0,5 mm) bercampur dengan pasir halus (diameter 0,125 mm – 0,25 mm).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

390

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanBerdasarkan data hasil analisa distribusi butiran sedimen di laboratorium dan tabel klasifikasi butiran sedimen Wenthworth, maka dapat disimpulkan bahwa:1. Jenis sedimen Pantai Tanjung Bayang adalah pasir sedang (0,25 mm – 0,5 mm)2. Jenis sedimen Pantai Mattirotasi adalah pasir kasar (0,5 mm – 1 mm) dan pasir

sedang (0,25 mm – 0,5 mm)3. Jenis sedimen muara Sungai Pute adalah pasir halus (0,125 mm – 0,25 mm)4. Jenis sedimen muara selatan Sungai Lasape adalah pasir sedang (0,25 mm –

0,5 mm) dan muara utara Sungai Lasape adalah pasir sedang (0,25 mm – 0,5 mm) bercampur pasir halus (0,125 mm – 0,25 mm)

RekomendasiPenelitian ini merupakan penelitian awal, dimana hasilnya masih merupakan gambaran awal pengamatan lapangan di lokasi Pantai yang rawan erosi dan sedimentasi. Sehingga untuk melengkapi hasil penelitian ini diperlukan analisis yang lebih detail agar dapat diperoleh hasil prediksi kejadian erosi dan sedimentasi di lokasi tersebut.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LP2M) Universitas Hasanuddin yang telah memberikan dana penelitian Hibah Internal BOPTN 2014.

REFERENSI Bambang Triatmodjo, 1999, Teknik Pantai, Beta Offset, Yogyakarta.

CERC, 1984, Shore Protection Manual, US Army Coastal Engineering Research Center, Washington (SPM, 1984).

Dedi Junarsa, 2006, Study of erosion and Solving system at Pasauran beach, Kabupaten Serang – Propinsi Banten. Magister Tesis ITB, Bandung.

Kesumajaya, 2005, Sedimentasi dan Erosi Pantai Kecamatan Teluk Segara Kota Bengkulu. Magister Tesis ITB, Bandung.

Kraus, N.C., Larson, M., and Kreibel, D.L. 1991. Evaluation of beach erosion and accretion predictors. Proc. Coastal Sediments ’91, ASCE, 572-587.

Lanuru, 2011, Prediksi Erosi dan Akresi Pantai Berpasir di Tanjung Bira, Sulawesi Selatan. http://www.repository.unhas.ac.id, Unhas, Makassar.

Sleath, 1982, Sea Bed Mechanics, Jhon Wiley & Sons, New York

391

EVALUASI EFEKTIFITAS SALURAN DRAINASE KOTA BANJARBARU

Maya Amalia

Program Studi Teknik Sipil, Universitas Lambung Mangkurat

maya_ftunlam@yahoo.co.id

Intisari

Rencana pemerintah provinsi Kalimantan Selatan untuk menjadikan Kota Banjarbaru sebagai ibukota provinsi mengakibatkan prasarana dan sarana fisik kota dibenahi secara signifikan. Oleh sebab itu pada saat awal tahun 2014 tepatnya bulan Januari terjadi genagan di kota Banjarbaru dengan di dahului hujan dengan intensitas lebat pada malam hingga pagi hari mengakibatkan kemacetan yang sangat jarang terjadi dan genangan di sebagian daerah pemukiman penduduk. Dengan kondisi ini maka sangat dibutuhkan analisa terhadap kondisi saluran drainase di kota Banjarbaru. Pada studi kali ini dilakukan analisa debit banjir, diperhatikan perkiraan besarnya debit banjir yang mungkin terjadi. Perhitungan meliputi analisa hidrologi dan hidrolika. Analisa hidrologi untuk membuat lengkung Idf dan debit banjir maksimal. Analisa Hidrolika untuk memberikan gambaran tentang penampang efektif yang berguna untuk mengatasi dan meminimalkan terjadinya genangan. Hasil dari analisa debit maksimal dan penampang saluran drainase yang telah ada didapatkan 80% kondisi saluran yang ada belum cukup menampung beban debit banjir maksimal 5 tahunan. Kondisi ini juga sangat dipengaruhi dengan adanya saluran drainase yang tidak terpelihara dan tertutup oleh sampah. Sehingga pada sebagian ruas jalan saluran drainase tidak berfungsi.

Kata Kunci : saluran, drainase, Banjarbaru

LATAR BELAKANG

Kota merupakan tempat bagi banyak orang untuk melakukan berbagai aktivitas, maka untuk menjamin kesehatan dan kenyamanan penduduknya harus ada sanitasi yang memadai, misalnya drainase. Dengan adanya drainase tersebut genangan air hujan dapat disalurkan sehingga banjir dapat dihindari dan tidak akan menimbulkan dampak gangguan kesehatan pada masyarakat serta aktivitas masyarakat tidak akan terganggu.

Drainase adalah suatu sistem pembuangan air lebih dan air limbah yang berupa buangan air dari daerah perumahan atau pemukiman, dari daerah industri dan atau kegiatan usaha lainnya, dari daerah pertanian dan lahan terbuka, dari badan jalan dan perkerasan lainnya, serta merupakan penyalur kelebihan air pada umumnya yang berupa air hujan, air kotor maupun kelebihan air lainnya yang mengalir keluar dari suatu kawasan. (Chandawidjaja, 2009)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

392

Kualitas manajemen suatu kota dapat dilihat dari kualitas sistem drainase yang ada. Sistem drainase yang baik dapat membebaskan kota dari genangan air. Genangan air menyebabkan lingkungan menjadi kotor dan jorok, menjadi sarang nyamuk, dan sumber penyakit lainnya, sehingga dapat menurunkan kualitas lingkungan, dan kesehatan masyarakat.

Kota Banjarbaru adalah salah satu kota di Kalimantan Selatan yang mengalami perkembangan cukup pesat seiring dengan pertambahan penduduk dan bangunan fisik. Status kota Banjarbaru yang akan dijadikan ibukota provinsi juga menyebabkan peningkatan pelayanan kota, yang meliputi pembenahan sarana dan prasarana kota terutama sistem jaringan drainase. Secara umum, wilayah Kota Banjarbaru memiliki kontur yang tidak datar bahkan ada juga yang rendah, hal ini menyebabkan aliran air pada permukaan tanah menjadi kurang lancar. Akibatnya sebagian wilayah selalu tergenang dan sebagian lagi tergenang secara periodik. Permasalahan genangan tersebut terjadi di lingkungan perumahan dan jalan raya.

Berdasarkan hasil identifikasi, genangan banjir yang terjadi di Kota Banjarbaru disebabkan oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut yaitu intensitas hujan tinggi yang berlangsung terus menerus dalam beberapa hari, kurangnya kapasitas alur sungai pada beberapa lokasi tertentu, dimensi drainase yang mengecil di daerah hilir, adanya limpahan air hujan dari hulu yang cukup besar sehingga debit air memuncak, belum memadainya tampungan limbah yang ada, banyaknya pembangunan fisik yang menyebabkan berkurangnya jalur hijau sebagai daerah resapan serta minimnya kesadaran masyarakat akan pentingnya perawatan drainase dan budaya bersih.

Untuk itu perlu adanya evaluasi perancangan sistem drainase yang sudah ada dan diharapkan akan dijadikan bahan pertimbangan untuk menyelesaikan masalah banjir dan genangan yang terjadi selama ini.

Pada bulan Januari 2014 terjadi genangan yang sangat luas dan menghambat aktifitas warga sehari-hari. Genangan dapat dilihat pada Gambar – gambar di bawah ini:

Gambar 1. Genangan air mencapai 30 cm tanggal 16 Januari 2014, Lokasi: A.Yani km 33 (Dokumentasi: Ananda Rumi)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

393

Gambar 2. Kejadian Genangan tanggal 9 Januari 2014, Lokasi: Jl. A. Yani Km.36 (Dokumentasi oleh Man Hidayat)

Gambar 3. Saluran drainase yang dimensinya berkurang karena sampah Tanggal 21 Februari 2014, lokasi: Jl. A. Yani Km 36

Gambar 4. Jaringan drainase yang sudah rusak tanggal 21 Februari 2014 Lokasi: A. Yani km 34

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

394

Data yang digunakan untuk analisis frekuensi dapat dibedakan menjadi dua tipe berikut ini:

a. Partial duration seriesMetode ini digunakan apabila jumlah data kurang dari 10 tahun data runtut waktu. Partial duration series juga disebut (peak over treshold, POT) adalah rangkaian data debit banjir/hujan yang besar nya di atas suatu nilai batas tertentu. Dengan demikian dalam satu tahun bisa terdapat lebih dari satu data yang digunakan dalam analisis. Dari setiap tahun data dipilih 2 sampai 5 data tertinggi.

b. Annual duration seriesMetode ini digunakan apabila tersedia data debit atau hujan minimal 10 tahun data runtut waktu. Tipe ini adalah dengan memilih satu data maksimum setiap tahun. Dalam satu tahun hanya ada satu data. Dengan cara ini, data terbesar kedua dalam satu tahun yang mungkin lebih besar dari data maksimum pada tahun yang lain tidak diperhitungkan. (Triatmodjo, 2008)

Untuk menganalisa curah hujan maksimum dapat dihitung dengan menggunakan beberapa metode, antara lain:

a. Distribusi GumbelDistribusi dengan metode Gumbel dapat disebut juga dengan Distribusi Ekstrim Type I, umumnya digunakan untuk analisa data maksimum. Teori dari gumbel ini mempunyai persamaan sbagai berikut:

XTr = r + K· Sx ........................................................................................ (1)

Keterangan:XTr = curah hujan pada periode ulang tertentu (mm)Xr = curah hujan rata-rataK = faktor distribusiSx = standar deviasi

Untuk menghitung faktor distribusi, E. J. Gumbel mengambil harga:

K = (YT-Yn)/Sn ........................................................................................... (2)

Keterangan:YT = Reduce Variate sebagai fungsi periode ulang T tahunYn = Reduce Mean sebagai fungsi dari banyaknya data NSn = Reduce standard deviation sebagai fungsi dari banyaknya data N

Standar Deviasi (Sx) dapat dihitung dengan persamaan:

Sx= ............................................................................................... (3)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

395

Keterangan:Xi = Curah hujan pada tahun ke-iX = Curah hujan rata-rata (mm)N = Jumlah data

= ......................................................................................................... (4)

b Distribusi Log Pearson Type IIIPada distribusi menggunakan metode Log Pearson Type III ini menggunakan logaritma data dan bukan datanya sendiri untuk menghitung parameter-parameter statistiknya. Adapun prosedur yang dapat ditempuh menggunakan metode ini sebagai berikut:

1. Transformasikan data aslinya kedalam harga-harga logaritma.2. Hitung harga tengahnya, dengan rumus:

Log = .................................................................................. (5)

3. Hitung standard deviation (penyimpangan standar)4. Hitung koefisien kemencengan (koefisien skewness):

Cs = .......................................................................... (6)

5. Hitung besarnya logaritma debit dengan periode ulang tertentu:

Log XTr = Log + KTr · ( ) ............................................................ (7)

Keterangan: = Simpangan Baku

XTr = Curah hujan rencanaKTr = Koefisien frekuensi Log Pearson Type III

6. Dapatkan besarnya curah hujan maksimum dengan cara mencari antilogaritma dari 5 persamaan diatas.

c Distribusi Log Normal

Langkah-langkah perhitungan menggunakan metode Log Normal ini yaitu:

1. Menentukan logaritma dari semua nilai variasi X2. Hitung nilai rata-ratanya:

= ....................................................................................... (8)

3. Hitung nilai standar deviasi:

= ........................................................................... (9)

4. Sehingga persamaan dapat ditulis:Log X = + K · ................................................................... (10)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

396

5. Tentukan antilogaritma dari log X untuk mendapatkan besarnya curah hujan yang terjadi pada periode tertentu. Nilai variabel reduksi K sama dengan variabel reduksi Gauss.

d Distribusi NormalUntuk distribusi Normal, K adalah standard dised normal variete untuk periode T atau 1/T probability. Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan distribusi normal dengan persamaan sebagai berikut:

XT = + K · Sx ........................................................................................ (11)

Keterangan:XT = besarnya curah hujan rencana untuk periode ulang T

= nilai rata-rata curah hujan, = besarnya curah hujan rencana untuk periode ulang T

K = variabel reduksi Gauss

Waktu konsentrasi suatu DAS adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ketempat keluaran DAS (titik kontrol) setelah tanah menjadi jenuh dan depresi-depresi kecil terpenuhi. Dalam hal ini diasumsikan bahwa jika durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi, maka setiap bagian DAS secara serentak telah menyumbangkan aliran terhadap titik kontrol. Salah satu metode untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah rumus yang dikembangkan oleh Kirpich (1940), yang dapat ditulis sebagai berikut: (Suripin, 2004)

tc = ..................................................................................... (12)

atau dapat juga dihitung dengan membedakannya menjadi dua komponen:

tc = t0 + td .................................................................................................... (13)

Keterangan : tc = waktu konsentrasi dalam jamt0 = waktu yang diperlukan air untuk mengalir dari titik yang terjauh

dalam daerah tangkapan tersebut sampai kebagian hulu saluran yang direncanakan.

t0 = menit ................................................................... (14)

td = waktu yang diperlukan untuk mengalir sepanjang saluran yang direncanakan dari pertama masuk saluran sampai titik keluaran.

td = ..................................................................................................... (15)

L = panjang lintasan aliran di atas permukaan lahan (m)Ls = panjang lintasan aliran dalam saluran (m)S = kemiringan lahanV = kecepatan aliran di dalam saluran (m/sekon)n = angka kekasaran manning

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

397

Besarnya nilai v (m/detik) tergantung dari pada slope dasar saluran (s), kekasaran permukaan saluran ( n Manning) dan bentuk saluran.Untuk menentukan dimensi saluran maka diasumsikan kondisi aliran pada saluran adalah aliran tetap seragam (steady uniform flow), dimana aliran mempunyai kecepatan konstan terhadap jarak dan waktu. Dalam drainase perkotaan sebaiknya digunakan dimensi penampang dan bentuk penampang yang efektif, yaitu penampang bentuk persegi atau trapesium. Dengan pertimbangan luas lahan yang terbatas dan pembebasan lahan yang mahal.

Penampang ekonomis saluran terbukaPenampang paling efisien pada saluran terbuka adalah yang mempunyai kapasitas terbesar untuk kemiringan dasar saluran (slope, S), luas penampang (A) dan koefisien kekasaran tertentu. Untuk rumus kecepatan tertentu, misalkan Manning, jika parameter faktor penampang, kemiringan dasar dan kekasaran tertentu berharga konstan, maka nilai kecepatan dan debit aliran akan meningkat sejalan perubahan berkurangnya nilai keliling basah. (Shadiq, 2008)

METODOLOGI STUDIMetodologi adalah langkah-langkah yang dilaksanakan pada proses analisis. Langkah-langkah yang ditempuh dalam analisis ini adalah studi literatur, pengumpulan data, dan langkah-langkah analisa.Studi literatur adalah kegiatan mengumpulkan, membaca dan menganalisis sumber pustaka yang berhubungan dengan penelitian ini. Data yang akan dikumpulkan terbagi atas beberapa bagian yaitu : data hidrologi meliputi data curah hujan dan klimatologi yang digunakan untuk mengetahui curah hujan rancangan. Data topografi kelandaian, luas area, panjang saluran, long section dan cross section. Data Kependudukan jumlah penduduk dan persebarannya. Data sistem drainase yang ada, data saluran yang sudah ada. Daerah genangan, rencana tata ruang kota, serta peta-peta yang berhubungan dengan sistem drainase di daerah objek studi. Metode analisa akan dilakukan beberapa analisa yaitu dari segi hidrologi dan hidrolika.

Analisa HidrologiMaksud dan tujuan dari analisa hidrologi ini adalah untuk menyajikan data-data dalam analisa hidrologi, serta parameter-parameter dasar perencanaan yang dipakai. Hal ini nantinya akan digunakan sebagai pedoman dalam pelaksanaan fisik konstruksi.Adapun sasaran analisa ini adalah mengetahui besarnya debit air khususnya debit akibat hujan maksimum yang mengalir di lokasi.

Analisa HidrolikaAnalisa Hidrolika dimaksudkan untuk mengetahui kapasitas saluran terhadap debit aliran yang masuk dengan suatu kala ulang tertentu. Dalam kaitannya dengan pekerjaan ini, analisis hidrolika digunakan untuk mendapatkan dimensi saluran.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

398

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Tabel 1. Hasil Perhitungan Distribusi Frekuensi Hujan Distribusi Normal, Log Normal, Gumbel dan Log Pearson Type III

Kala Ulang T(Tahun)

Distribusi Normal(mm)

Distribusi Gumbel(mm)

DistribusiLog Normal

(mm)

Distrtibusi Log Pearson Type III

(mm)2 76.525 74.861 75.750 75.7505 86.001 86.893 85.652 76.75410 90.965 94.861 91.330 77.284

Tabel 2. Hasil Perhitungan dari Uji Chi Kuadrat terhadap Distrubusi Normal, Log Normal, Gumbel dan Log Pearson Type III

No. Distribusi X2 hitung X2 tabel Kesimpulan5% 1%

1 Normal 3.500 5.991 9.210 dapat digunakan2 Log Normal 2.000 5.991 9.210 dapat digunakan3 Log Pearson III 2.000 5.991 9.210 dapat digunakan4 Gumbel 1.500 3.841 9.210 dapat digunakan

Tabel 3. Hasil Perhitungan Debit Limpasan pada Jalan Ahmad YaniSegmen t0 td Tc I A C Qr

A-B 3.7305 2.0000 0.0955 59.7 0.0095 0.7509 0.1188B-C 4.2477 0.4444 0.0782 59.8 0.0021 0.7290 0.0259

B’-C’ 4.2477 0.4444 0.0782 59.8 0.0021 0.7290 0.0259B’-D 3.7305 1.7778 0.0918 59.7 0.0085 0.7509 0.1056D-E 3.7631 1.5556 0.0886 59.7 0.0075 0.7514 0.0933

Tabel 4. Perbandingan debit saluran.

Jalan Bagian B(cm)

H(cm)

Q eksisting(m3/dt)

Q limpasan, Qr (m3/dt) Ket

A.YaniAwal 70 60 0.0277 0.1188 Tidak cukup

Tengah 0 0 0 0.1056 Tidak ada sal.Akhir 90 80 0.0567 0.0933 Tidak cukup

Pada awal saluran di jalan A.Yani didapat nilai debit limpasan jauh lebih besar dari debit saluran eksisting, Qr = 0,1188m3/detik> Qeksisting = 0,0227 m3/detik, artinya debit limpasan tidak dapat ditampung oleh saluran yang ada dan air akan keluar dari saluran. Kemudian di bagian tengah pada jalan A.Yani dari perhitungan didapat debit limpasan Qr = 0,1056 m3/detik sedangkan di sana tidak terdapat saluran drainase, sehingga air akan menjadi genangan di jalan. Pada bagian akhir saluran dari perhitungan didapat debit limpasan yang lebih besar dari debit saluran eksisting, Qr = 0,0933m3/detik> Qeksisting = 0,0567m3/detik, sehingga saluran tidak mampu menampung seluruh limpasan dan akhirnya air akan keluar ke jalan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

399

Efektifitas saluran drainase yang ada di Kota Banjarbaru sepanjang Jalan A. Yani km. 30 sampai dengan km. 36 adalah sekitar 80% tidak berfungsi dengan membandingkan Q limpasan dengan Q eksisting sesuai dengan daya tamping saluran.

Drainase untuk Kota Banjarbaru sebaiknya dibuat berdasarkan kontur dan letak sungai serta penataan jalan dengan alternatif dimensi saluran yang digunakan di lapangan harus sesuai dengan dimensi saluran yang telah didapat dari hasil perhitungan. Namun pada kenyataannya sering ditemukan perbedaan dimensi ukuran saluran di lapangan dengan ukuran saluran yang didapat dari hasil perhitungan, sehingga kapasitas saluran untuk menampung debit hujan tidak bisa di atasi dan terjadilah genangan/banjir. Selain itu kondisi saluran drainase juga merupakan salah satu penyebab genangan, seperti pengikisan atau runtuh, sedimentasi serta penyumbatan saluran yang disebabkan oleh sampah. Oleh sebab itu hendaknya saluran dijaga pemeliharaannya secara berkala, baik itu perbaikan saluran maupun pembersihan sampah-sampah pada saluran.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanEfektifitas saluran drainase yang ada di Kota Banjarbaru sepanjang Jalan A. Yani km. 30 sampai dengan km. 36 adalah sekitar 80% tidak berfungsi dengan membandingkan Q limpasan dengan Q eksisting sesuai dengan daya tampung saluran.

Rekomendasi

Desain ulang saluran drainase dan pemeliharaan berkala yang harus dilakukan untuk menjaga kapasitas saluran tetap dapat menampung air yang ada.

UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh mahasiswa pengikut mata kuliah drainase angkatan 2009 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat khususnya kepada Najmi Fahrina.

REFERENSI Chandrawidjaja, R., 2009. Drainase Perkotaan, Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru.

Shadiq, F., 2008. Hidrolika Praktis dan Mudah, Pustaka Banua, Banjarmasin.

Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Penerbit Andi, Yogyakarta

Triatmodjo, B., 2008. Hidrologi Terapan, Beta Offset, Yogyakarta.

400

KAJIAN DESAIN CHECKDAM PENGARAH ALIRAN UNTUK PENGENDALIAN BANJIR LAHAR

DI S. TOGAFU, MALUKU UTARA

Ika Prinadiastari*, Dyah Ayu Puspitosari, dan Agus Sumaryono

Balai Sabo, Pusat Litbang Sumber Daya Air

*ika_prinadiastari@yahoo.co.id

IntisariBanjir lahar akibat erupsi G. Gamalama di Pulau Ternate pada tahun 2012 menyebabkan limpasan aliran ke jalan raya dikarenakan alur sungai yang menuju bawah jalan berupa gorong-gorong tidak dapat mengakomodir debit banjir lahar yang terjadi sehingga perlu dilakukan normalisasi dengan sudetan pemindahan alur sungai ke arah jembatan. Tulisan ini dimaksudkan untuk mengkaji pengendalian banjir lahar dengan teknosabo berupa bendung pengendali sedimen (checkdam) sebagai pengarah aliran agar tidak kembali ke alur sungai lama. Kajian dilakukan dengan melakukan observasi lapangan, studi pustaka terkait perencanaan teknik bangunan sabo, mengumpulkan data teknis untuk perencanaan teknik bangunan sabo, perencanaan teknik bangunan sabo sesuai dengan SNI 2851:2004. Perencanaan hidraulik dan stabilitas bangunan sabo dihitung berdasarkan intensitas hujan sebesar 108,54 mm, nilai koefisien aliran sebesar 0,25 dan luas DAS Togafu sebesar 2,66 km2 diperoleh debit banjir sebesar 20,07 m3/s. Hasil analisis menunjukkan bahwa bangunan sabo diperlukan di hulu sudetan untuk mengarahkan aliran ke alur sungai baru dengan tipe terbuka sehingga sedimen dengan gradasi yang besar tertahan di hulu dan tidak melimpas ke jalan raya.

Kata Kunci : banjir lahar, erupsi, bangunan sabo, perencanaan teknik, limpasan

LATAR BELAKANG

Latar Belakang Studi

Gunungapi Gamalama adalah salah satu gunungapi paling aktif di Maluku Utara yang termasuk dalam tipe gunungapi stratovolcano dengan keseluruhan Pulau Ternate, Maluku Utara dengan ketinggian 1.715 m di atas permukaan laut. Pada 16 September 2012, terjadi erupsi Gunungapi Gamalama yang tidak hanya menimbulkan dampak primer berupa awan piroklastik, lahar, dan abu vulkanik, tetapi juga menyebabkan dampak sekunder berupa banjir lahar.

Banjir lahar mengangkut material hasil erupsi yang terendap dan mengalirkannya melewati sungai-sungai yang berhulu di Gunungapi Gamalama. Salah satunya adalah Sungai Togafu yang melewati wilayah administratif Desa Togafu, Kecamatan Pulau Ternate, Kota Ternate, Provinsi Maluku Utara yang dapat dilihat pada Gambar 1.

Kejadian banjir lahar di Sungai Togafu tidak hanya membahayakan daerah pemukiman di sekitar aliran yang dilewatinya, tetapi juga menyebabkan badan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

401

Jalan Raya Togafu. Hal ini terjadi karena alur sungai yang berada di bawah jalan raya berupa gorong-gorong tidak dapat menampung debit banjir lahar yang terjadi. Tertutupnya badan Jalan Raya Togafu akibat limpasan banjir lahar dapat memutus akses jalan utama di Pulau Ternate, Maluku Utara yang juga dapat menimbulkan kerugian terhadap kegiatan ekonomi masyarakat di sekitarnya.

Gambar 1 Sungai Togafu di Pulau Ternate, Maluku Utara

Gambar 2 Lokasi gorong-gorong di Sungai Togafu, Ternate

Menindaklanjuti kejadian tersebut, maka diperlukan pekerjaan normalisasi Sungai Togafu dengan membuat sudetan untuk memindahkan alur sungai yang semula berada di bawah badan jalan raya menuju ke arah jembatan. Pembuatan sudetan tersebut perlu didukung penerapan teknologi sabo berupa bendung pengendali sedimen (checkdam) pada bagian hulunya, yang tidak hanya berfungsi mengendalikan aliran banjir lahar, tetapi sekaligus mengarahkan aliran untuk tetap berada pada alur sungai baru, yaitu menuju ke arah jembatan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

402

Tulisan ini dimaksudkan untuk mengkaji pengendalian banjir lahar dengan teknologi sabo berupa bendung pengendali sedimen (checkdam) sebagai pengarah aliran agar aliran tidak kembali ke alur sungai lama di Sungai Tofagu.

Kajian PustakaSalah satu upaya dalam mengendalikan banjir debris pada daerah non vulkanik atau banjir lahar pada daerah vulkanik adalah dengan dibuatnya bangunan sabo. Pada dasarnya, pengendalian banjir debris/lahar dengan bangunan sabo adalah menahan sebagian sedimen pada bagian hulu sungai (daerah produksi sedimen), mengendalikan fluktuasi dasar sungai pada bagian tengah sungai (daerah transportasi sedimen), dan menampung sedimen pada bagian hilir sungai (daerah deposisi sedimen) serta mengalirkan sisa sedimen ke bagian hilir sungai, yaitu sungai utama atau laut (Takahashi, T, 2007).

Bangunan sabo merupakan salah satu bangunan pengendali sedimen yang memiliki fungsi sebagai penampung dan pengendali aliran sedimen di sungai serta penahan endapan sedimen yang telah mengalami pengendapan pada bagian hulu bangunan. Selain itu, bangunan sabo juga berfungsi sebagai pengendali laju angkutan sedimen, pengendali stabilitas morfologi sungai, dapat memperkecil kemiringan dasar sungai pada bagian hulu aliran sungai, dapat mengarahkan aliran pada bagian hilir aliran sungai, dan pengendali kecepatan debit sedimen agar tidak menimbulkan kerusakan lingkungan sungai dan prasarana sumber daya air lainnya, kerugian harta benda dan korban jiwa akibat aliran sedimen berlebih. Bangunan sabo juga dapat dimanfaatkan untuk keperluan lain asalkan tidak mengganggu fungsi utamanya, antara lain sebagai jembatan penyeberangan, pengambilan air, dan lain-lain (SNI, 2004).

Pada umumnya bangunan sabo dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu tipe tertutup dan tipe terbuka. Bangunan sabo tipe tertutup merupakan bangunan sabo yang petama kali diaplikasikan untuk pengendalian aliran debris. Sedangkan bangunan sabo tipe terbuka berupa pengembangan dari tipe tertutup dengan diberi celah pada bendung utama dan ada pula yang dilengkapi dengan kisi-kisi baja atau diberi plat beton pada mercunya sehingga dapat berfungsi untuk penyeberangan. (Mizuyama, 2008).

Bendung pengendali sedimen (checkdam) berfungsi untuk menahan produksi sedimen, mengontrol/mengendalikan aliran sedimen, dan menampung sedimen; mengubah sifat aliran massa menjadi aliran individu; menstabilkan dasar sungai dan melindungi terhadap erosi dasar sungai (degradasi); serta mengontrol/mengendalikan debit sedimen ketika banjir terjadi dengan memperlambat kecepatan banjir (Ringkasan Perencanaan Sabo, 1993 dan Kusumosubroto, H, 2009)

Landasan TeoriProsedur yang digunakan dalam kajian ini adalah perencanaan teknik bendung pengendali sedimen (checkdam) sebagai pengarah aliran sesuai dengan SNI 2851:2004 tentang Tata Cara Perencanaan Teknik Bangunan Penahan Sedimen. Perencanaan teknik bangunan sabo juga harus memperhitungkan kemampuan bangunan untuk dapat menahan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan, antara lain gaya akibat berat sendiri bangunan, tekanan air, tekanan sedimen, gaya

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

403

benturan (impak) akibat aliran lahar atau debris, gaya angkat (uplift), gaya gempa, dan gaya lainnya (SNI, 2004). Tahapan-tahapan yang diperlukan dalam perhitungan perencanaan teknik bendung pengendali sedimen (checkdam) adalah sebagai berikut:

1. Perhitungan Hidraulik

a. Dimensi peluap

1). Debit desain (Qd)Q Qd p= +( )×1 α ......................................................................................... (1)dengan keterangan:Qd : debit desain (m3/s)α : konsentrasi sedimenQp : debit banjir (m3/s)

2). Tinggi air peluap (h3)

Q 215

C 2g 3B 2B hd 1 2 3

32= +[ ] .................................................................. (2)

dengan keterangan:Qd : debit desain (m3/s)C : koefisien peluapan (antara 0,60 – 0,66)g : percepatan gravitasi (9,8 m/s2)B1 : lebar peluap (m)B2 : lebar muka air tertinggi (m)h3 : tinggi air peluapan (m)

3). Lebar mercu peTluap (b2)Lebar mercu peluap ditentukan dari Tabel 1 (SNI, 2004) dengan mempertimbangkan jenis sedimen dan sifat hidraulik aliran.

Tabel 1 Penentuan lebar mercu peluapSedimen Sifat Hidraulik Aliran Lebar Mercu, b2 (m)

pasir dan kerikil atau kerikil dan batu-batu kecil gerakan mandiri (lepas) 1,5 – 2,0

batu-batu besar gerakan massa (debris flow) 3,0 – 4,0

b. Kemiringan tubuh bendung utama

1) Untuk tinggi bendung utama < 15 m( ) ( ) ( )1 2 4 22+ + + + + + ⋅ ⋅[ ] −α β α γ α βm n n m

1 3 ±² (4n ² ) ³ (3n² ² n ) 02 2+( ) + + + + + =α ................................................ (3)dengan keterangan:m : kemiringan tubuh bendung utama bagian hulun : kemiringan tubuh bendung utama bagian hilir

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

404

α : rasio tinggi peluapan dan tinggi total bendung utama (h3/H)β : rasio panjang dasar peluap dan tinggi total bendung utama (b1/H)γ : rasio γc dan γwγc : berat isi beton (ton/m3)γw : berat isi air (1,0 ton/m3)

2) Untuk tinggi bendung utama ≥ 15 m{(1 ±- )(1- )+ + − + +ω µ δ ε ε β( )} [ ( )2 22 3 2m n {1+ − + − − + + +δε µ α ω ω α γ α β2 1 4 2( ) } ( ) . ]n m

− + − + − + − +( . ) ( )( )1 3 1 2 2α µ α ω β δ ε αβn Cs

( ) ( ) ( )4 3 02 2 2n n n n+ + + + − + =β γ β β ω β ............................................... (4)dengan keterangan:δ : rasio γs dan γwγs : berat isi sedimen (1,2 – 1,5 ton/m3)γw : berat isi air (1,0 ton/m3)μ : koefisien gaya angkat/uplift (0,3 – 1,0)ε : rasio hs dan hω : rasio h2 dan hC : koefisien tanah endapan (0,3 – 0,6 sesuai dengan sudut geser dalam)

c. Dimensi kolam olak

1) Persamaan hidraulik

wLx ++= 1b L ........................................................................................... (5)

dengan keterangan:L : panjang kolam olak (m)b1 : lebar mercu sub bendung (m)x : panjang olakan (m)Lw : panjang terjunan dari mercu bendung utama (m)

2) Rumus hidraulik

L (1,5 s.d 2,0) x (h1= + h3 ) .................................................................. (6)dengan keterangan:L : panjang kolam olak (m)h1 : tinggi bendung utama dari lantai kolam olak (m)

d. Dimensi sub bendung

h)41ds

31(h 2 ×= ....................................................................................... (7)

dengan keterangan:h2 : tinggi sub bendung (m)h : tinggi total bendung utama (m)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

405

2. Perhitungan Struktur

a. Menghitung stabilitas bendung (keadaan normal dan banjir)

1) Terhadap penggulingan

FKM

M1 (OK)

guling

VA

HA

= >∑∑

,5 ..................................................................... (8)

dengan keterangan:FKguling : angka keamanan terhadap guling∑MVA : jumlah momen penahan∑MHA : jumlah momen pengguling

2) Terhadap geser

FKV tan cb

H1 (OK)geser

2=+

>∑∑

ϕ '

,5 ......................................................... (9)

dengan keterangan:FKgeser : angka keamanan terhadap geser∑V : jumlah gaya vertikal yang bekerja (ton)∑H : jumlah gaya horisontal yang bekerja (ton)φ : sudut geser dalam (°)c : kohesi (ton/m2)b2’ : lebar dasar fondasi bendung utama (m)

3) Terhadap daya dukung tanah fondasi

a) Tekanan tanah normal maksimum

ÃV

b1

6e

b1 (OK)1

2 2

=∑

+

<

' '/00 2ton m ...................................................... (10)

dengan keterangan:σ1 : tekanan tanah normal maksimum (ton/m2)∑V : jumlah gaya vertikal yang bekerja (ton)b2’ : lebar dasar fondasi bendung utama (m)e : eksentrisitas resultan gaya yang bekerja (m)

b) Tekanan tanah normal minimum

ÃV

b1

6e

b1 (OK)2

2 2

=∑

−

<

' '/00 2ton m ...................................................... (11)

dengan keterangan:Σ2 : tekanan tanah normal minimum (ton/m2)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

406

b. Menghitung panjang lintasan kritis

Cc dH

Cw dH

=+

=+ 2 3 2

∆ ∆ atau

/

............................................................ (12)

dengan keterangan:Cc : koefisien rembesanCW : koefisien rembesanl : panjang lintasan arah horizontal (m)d : panjang lintasan arah vertikal (m)Δh : selisih ketinggian muka air (m)

c. Menghitung stabilitas tembok tepiPerhitungan stabilitas tembok tepi dilakukan terhadap penggulingan, geser, dan daya dukung tanah fondasi menggunakan rumus seperti pada perhitungan stabilitas bendung dalam keadaan normal dan banjir.

METODOLOGI STUDI

Metodologi studi yang digunakan dalam kajian ini meliputi:

1. Observasi lapangan di Sungai Togafu, Ternate Utara, terutama pada alur sungai lokasi jalan raya yang terkena limpasan banjir lahar.

2. Studi pustaka terkait perencanaan teknik bendung pengendali sedimen (checkdam) sebagai pengarah aliran.

3. Pengumpulan data teknik untuk perencanaan teknik bendung pengendali sedimen (checkdam) sebagai pengarah aliran.

4. Analisis perencanaan teknik bendung pengendali sedimen (checkdam) sebagai pengarah aliran sesuai dengan SNI 2851:2004.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Morfologi Sungai Togafu

Sungai Togafu memiliki kemiringan dasar sungai 0,078. Endapan sedimen di dasar sungai berupa material bergradasi kasar hingga boulders mencapai diameter lebih dari 2 m. Pada tebing bagian kanan dan kiri sungai berupa tanah asli yang ditumbuhi oleh tanaman keras berupa pepohonan serta berpotensi tergerus dan terbawa aliran ketika banjir lahar terjadi. Tanah asli yang terbawa banjir dapat menyebabkan terjadinya aliran lumpur yang mampu mengangkut batu-batu besar yang ada di dasar sungai dan pepohonan di tebing sungai dengan kecepatan tinggi dan dapat menimbulkan kerusakan pada badan sungai dan bangunan sungai yang dilewatinya aibat gaya-gaya abrasi dan bentur (impak).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

407

Gambar 3 Endapan sedimen berupa batu-batu besar, kecil, dan pasir

Bangunan Pengendali Sedimen (Checkdam) Pengarah Aliran Dalam tulisan ini, bendung pengendali sedimen yang digunakan adalah tipe terbuka (slit) dengan fungsi checkdam. Pemilihan tipe dan fungsi tersebut didasarkan pada karakteristik dasar Sungai Togafu yang berupa material kasar hingga boulders mencapai diameter lebih dari 2 m seperti yang dilihat pada Gambar 3. Bendung pengendali sedimen (checkdam) tipe terbuka (slit) berfungsi untuk menahan material bergradasi kasar hingga boulders dari bagian hulu serta mengalirkan air dan material bergradasi halus ke bagian hilir sehingga dapat menjaga distribusi sedimen pada alur sungai dan menjaga fondasi jembatan dari degradasi sungai. Selain itu, bendung pengendali sedimen (checkdam) berjarak kurang lebih 200 m dari jembatan pada STA +400. Lokasi tersebut dipilih pada alur sungai yang lurus untuk mengarahkan aliran tetap berada pada alur sungai baru hasil sudetan, yaitu menuju ke arah jembatan dan menjaga fondasi jembatan dari degradasi sungai.

Gambar 4 Lokasi checkdam pengarah aliran di Sungai Togafu

Desain Checkdam Pengarah Aliran Untuk dapat melakukan perhitungan hidraulik terhadap bendung pengendali sedimen (checkdam) pengarah aliran, diperlukan data dan informasi sebagai berikut:

1. Debit banjir (Qp) : 20,07 m3/s2. Kemiringan dasar sungai (Io) : 0,0783. Tinggi bendung utama (h) diambil 4 m.4. Konsentrasi sedimen (α) diasumsikan sebesar 0,05

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

408

Dari data dan informasi di atas, diperoleh hasil perhitungan sebagai berikut:1. Perhitungan dimensi peluap

a. Debit desain (Qd) : 21,08 m3/sb. Tinggi air peluap (h3) : 0,70 mc. Lebar peluap (b1) : 20,00 md. Freeboard/tinggi jagaan (F) : 0,60 me. Lebar mercu peluap (b2) : 2,00 m

2. Perhitungan kemiringan tubuh bendung utamaa. Kemiringan bagian hulu : 0,50b. Kemiringan bagian hilir : 0,20

3. Perhitungan dimensi kolam olak a. Panjang kolam olak berdasarkan rumus empiris adalah 8,55 m ~ 11,40 m.b. Panjang kolam olak berdasarkan tinggi loncatan hidraulik adalah 10,14 m.

Diambil nilai panjang kolam olak (L) terbesar, yaitu 15,00 m.c. Tebal lantai kolam olak adalah 1,00 m.

4. Perhitungan dimensi sub bendung a. Tinggi sub bendung : 2,00 mb. Tinggi ambang sub bendung : 1,00 mc. Lebar mercu sub bendung (b1) : 2,00 m

Untuk dapat melakukan perhitungan struktur terhadap bendung pengendali sedimen (checkdam) pengarah aliran, diperlukan data dan informasi sebagai berikut:1. Lebar ambang peluap (b1) : 20,00 m2. Kemiringan bagian hulu (m1) : 0,503. Kemiringan bagian hilir (m2) : 0,204. Tinggi air (h3) : 0,70 m5. Berat volume air dan sedimen (γws) sebesar 1,5 ton/m3.6. Berat volume material bendung (γm) sebesar 2,3 ton/m3.

Dari data dan informasi di atas, diperoleh hasil perhitungan sebagai berikut:1. Perhitungan gaya vertikala. Berat sendiri bangunan

1) W1 : 9,20 ton/m2) W2 : 18,40 ton/m3) W3 : 3,68 ton/m

b. Tekanan air statik1) Pv : 4,00 ton/mGaya vertikal total (∑V) yang terjadi pada bangunan sabo sebesar 35,28 ton/m.

2. Perhitungan gaya horisontala. Tekanan air statik

1) Ph : 8,00 ton/mGaya horisontal total (∑H) yang terjadi pada bangunan sabo sebesar 8,00 ton/m.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

409

3. Perhitungan momen yang terjadi pada bangunan untuk keadaan normal dan banjira. Momen penahan

1) Akibat berat sendiri bangunana) W1 : 12,27 ton.m/mb) W2 : 55,20 ton.m/mc) W3 : 15,70 ton.m/m

2) Akibat tekanan air statik a) Pv : 2,67 ton.m/m

Momen penahan total (∑MVA) yang terjadi pada bangunan sabo sebesar 85,83 ton.m/m.

b. Momen pengguling1) Akibat tekanan air statik

a) Ph : -10,67 ton.m/mMomen penahan total (∑MVA) yang terjadi pada bangunan sabo sebesar -10,67 ton.m/m.

4. Perhitungan stabilitasa. Terhadap penggulingan

Diperoleh nilai FKguling sebesar 8,05 > 1,2 → OK.b. Terhadap geser

Diperoleh nilai FKgeser sebesar 3,09 > 1,2 → OK.c. Terhadap daya dukung tanah fondasi

1) Eksentrisitas resultan gaya (e) sebesar 0,27 m.2) Tekanan tanah normal maksimum (σ1)

sebesar 9,82 ton/m2 < 100 ton/m2 → OK.3) Tekanan tanah normal minimum (σ2)

sebesar 4,87 ton/m2 < 100 ton/m2 → OK.

5. Perhitungan panjang lintasan kritisNilai Cc sebesar 6,86 < 9,0 (untuk material tanah dasar berupa campuran pasir dan kerikil) → OK.

6. Perhitungan stabilitas tembok tepiTinggi tembok tepi : 6,00 mDibuat 2 trap, yaitu:h1 : 3,0 mh2 : 3,0 ma. Terhadap penggulingan

Diperoleh nilai FKguling sebesar 7,21 > 2,0 → OK.b. Terhadap geser

Diperoleh nilai FKgeser sebesar 4,99 > 1,2 → OK.c. Terhadap daya dukung tanah fondasi

1) Tekanan tanah normal maksimum (σ1) sebesar 5,20 ton/m2 < 100 ton/m2 → OK.

2) Tekanan tanah normal minimum (σ2) sebesar 13,92 ton/m2 < 100 ton/m2 → OK.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

410

Gambar 5 Gambar desain rencana checkdam pengarah aliran di S. Togafu

Gambar 6 Gambar tampang memanjang checkdam pengarah aliran di S. Togafu

Gambar 7 Gambar tampang melintang checkdam pengarah aliran di S. Togafu

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanDari hasil dan pembahasan terhadap kajian desain bendung pengendali sedimen (checkdam) pengarah aliran diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Bendung pengendali sedimen yang digunakan adalah tipe terbuka (slit) dengan fungsi checkdam karena karakteristik dasar Sungai Togafu yang berupa material kasar hingga boulders mencapai diameter lebih dari 2 m.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

411

2. Bendung pengendali sedimen (checkdam) tipe terbuka (slit) berfungsi untuk menahan material bergradasi kasar hingga boulders dari bagian hulu serta mengalirkan air dan material bergradasi halus ke bagian hilir sehingga dapat menjaga distribusi sedimen pada alur sungai dan menjaga fondasi jembatan dari degradasi sungai.

3. Lokasi bendung pengendali sedimen (checkdam) berjarak kurang lebih 200 m dari jembatan pada STA +400 karena terletak pada alur sungai yang lurus yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tetap berada pada alur sungai baru hasil sudetan, yaitu menuju ke arah jembatan dan menjaga fondasi jembatan dari degradasi sungai.

4. Bangunan sabo yang didesain telah memenuhi persyaratan SNI 2851:2004 tentang Tata Cara Perencanaan Teknik Bangunan Penahan Sedimen yang mencakup tata letak, perhitungan dimensi bangunan, dan persyaratan stabilitas bangunan terhadap gaya-gaya yang bekerja.

RekomendasiSebaiknya dilakukan uji model hidraulik (UMH) fisik terhadap bangunan sabo yang didesain sesuai SNI 2815:2004 untuk mendukung kajian yang telah dilakukan.

UCAPAN TERIMA KASIHKami ucapkan terimakasih kepada Bp. M. Saleh Talib dan seluruh rekan-rekan BWS (Balai Wilayah Sungai) Maluku Utara, Kementerian Pekerjaan Umum yang telah membantu dalam pengumpulan data sehingga tulisan ini dapat tersusun dengan baik.

REFERENSIBadan Standardisasi Nasional, 2004, Tata Cara Perencanaan Teknik Bangunan

Penahan Sedimen, SNI 2851:2004. Badan Standardisasi Nasional, Jakarta.Kusumosubroto, H. 2009. Flood and Debris Flow. Materi Kuliah MPBA Fakultas

Teknik Universitas Gadjah Mada. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.Mizuyama, T, 2008, Structural Countermeasure for Debris Flow Disaster,

International Journal of Erosion Control Engineering, Vol. 1, No. 2, 2008 p. 38 – 43, ISSN: 1882-6547, Kyoto, Japan.

Prinadiastari, I, Puspitosari, D.A. 2012. Desain Ulang Bangunan Sabo CD Lebaksari 8 K. Konto untuk Mengurangi Laju Sedimentasi Waduk Selorejo. Jurnal Sabo Vol. 7 No. 2, halaman 63-138.

—. Ringkasan Perencanaan Sabo. Yogyakarta: Sabo Technical Center, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Kementerian Pekerjaan Umum, 1993.

Takahashi, T., 2007. Debris Flow, Mechanics, Prediction and Countermeasures, Routledge Taylor & Francis Group, London, UK.

412

PENGENDALIAN BANJIR PADA DAERAH KIPAS ALUVIAL (STUDI KASUS KOTA DEKAI, KAB. YAHUKIMO - PAPUA)

Happy Mulya 1, Supriya Triwiyana2*, Elifas Bunga2, dan Taufan3

1 Balai Besar Wilayah Sungai Papua2 HATHI Cabang Sulawesi-Selatan

3 Balai Besar Wilayah Sungai Pompengan-Jeneberang

*supriatriwiyana@yahoo.co.id; Hp:085341917651, 0411872894

Intisari

Kipas Aluvial adalah bentukan pada mulut lembah yang berbentuk kipas akibat proses pengendapan atau merupakan bagian sistem erosi-sedimentasi. Material sedimen yang diangkut sungai dipindahkan dari bagian yang hulu ke bagian hilir. Atau dapat dikatakan bahwa apabila suatu sungai mempunyai muatan sedimen yang besar mengalir dari bukit atau pegunungan, kemudian sampai ke dataran rendah, akan terjadi perubahan kecepatan yang drastis, sehingga terjadi pengendapan material yang cepat, dan membentuk kipas aluvial, berupa suatu gundukan material lepas, berbentuk seperti kipas, biasanya terdapat pada suatu dataran di depan suatu jurang yang terjal. Biasanya material kasar diendapkan dekat di hulu, sedang yang halus terendapkan lebih jauh. Dengan kondisi bentukan morfologi yang demikian perlu penulis mengetengahkan dalam forum seminar sebab Kipas Alluvial rentan terhadap terjadinya banjir dan merupakan bentukan morfologi tersulit untuk melakukan pengendalian banjir dan erosi, bahkan dapat lebih berbahaya dibanding dengan lembah di hulu pemasok sedimennya. Selain itu sering terjadi dua atau lebih kipas aluvial yang berdekatan lokasinya membentuk kipas aluvial gabungan, seperti yang terjadi di Kabupaten Yahukimo Propinsi Papua, Satuan Wilayah Sungai Eilanden Digul Bikuma, Konsep penanganan masalah banjir dan sedimentasi di kota Dekai yang merupakan bagian dari kipas alluvial gabungan Yahukimo adalah memisahkan antara banjir luapan sungai termasuk aliran limpasan dari hutan, dengan banjir genangan yang terjadi di kota akibat hujan setempat. Dengan demikian diperlukan Pengendalian banjir luapan sungai dan air limpasan hutan serta Pengendalian banjir genangan yang berupa suatu system drainase yang terstruktur dengan baik yang terdiri dari saluran primer, sekunder dan tersier, dan diperlengkapi dengan waduk retensi pada daerah hilir kota, yang gunanya untuk menampung air genangan dalam kota pada saat terjadi banjir luapan sungai dan aliran limpasan hutan di sekitar kota, dan dikosongkan setelah banjir tersebut usai, dan dibuang dengan system gravitasi atau dipompa. Keuntungan kegunaan dari penelitian atau solusi atas masalah yang ditulis adalah menyebarkan informasi tentang kondisi daerah kipas alluvial gabungan Yahukimo, yang barangkali hanya sedikit insane yang bergelut dalam Pengelolaan Sumber Daya Air yang pernah meninjau daerah tersebut serta pengendalian banjir dan erosi yang khusus pada daerah tersebut

Kata Kunci: kipas alluvial, tumbang, lingkungan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

413

LATAR BELAKANG

Kipas Aluvial adalah bentukan pada mulut lembah yang berbentuk kipas terjadi akibat proses pengendapan atau merupakan bagian sistem erosi-sedimentasi. Material sedimen yang diangkut sungai dipindahkan dari bagian yang hulu ke bagian hilir. Atau dapat dikatakan bahwa apabila suatu sungai mempunyai muatan sedimen yang besar mengalir dari bukit atau pegunungan, kemudian sampai ke dataran rendah, akan terjadi perubahan kecepatan yang drastis, sehingga terjadi pengendapan material yang cepat, dan membentuk kipas aluvial, berupa suatu gundukan material lepas, berbentuk seperti kipas, biasanya terdapat pada suatu dataran di depan suatu jurang yang terjal. Biasanya material kasar diendapkan dekat di hulu, sedang yang halus terendapkan lebih jauh.

Kipas Alluvial cenderung rentan terhadap terjadinya banjir dan bahkan dapat lebih berbahaya dibanding dengan lembah di hulu pemasok sedimennya. Permukaan yang secara tegak lurus sedikit cembung menyebabkan air memencar secara luas sampai tidak ada zona untuk melarikan diri pada saat terjadi banjir.

Gambar 1. Kipas Alluvial (pinulpinna.blogspot.com)

Kipas Aluvial merupakan bentukan permukaan bumi yang unik. Masalah bentukan permukaan bumi ini perlu dibahas karena perannya sangat penting sebagai lokasi berlangsungnya banjir dan erosi. Banyak ahli mengatakan bahwa mengendalikan banjir dan erosi di daerah kipas alluvial lebih sulit dibanding pada bentukan permukaan bumi yang lain. Kesalahan melakukan diagnose pada lokasi ini akan berakibat fatal dalam perencanaan pengendalian banjir dan pengendalian erosinya. Bahkan di Jepang sungai yang berada di permukaan bentang alam alluvial fan disebut sebagai ceiling river (sungai plafon rumah), karena dimanapun rumah yang berada pada sembarang tempat pada lahan kipas alluvial akan selalu berada dibawah salah satu dasar penggalan dari sungai tersebut. Pembuatan tanggul sama sekali tidak bisa dilakukan. Gangguan pada perlakuan normalisasi sungai ber-resiko fatal pada terjadinya pemindahan alur sungai, karena aliran sungai akan meninggalkan alur sungai sebelum ada perlakuan. Salah satu contoh banjir karena perlakuan yang tidak tepat di dataran kipas Alluvial terjadi di sungai Koshi.Dalam hal sungai Koshi, muatan sedimen yang amat besar dan permukaan kipas yang besar dan sedikit cembung dan “bekerjasama” dengan upaya keteknikan dengan membuat tanggul buatan manusia untuk meningkatan kapasitas yang cukup untuk mengalirkan debit puncak rencana. Dalam bulan Agustus 2008 aliran akibat akibat badai muson menghantam dan membobolkan tanggul, mengubah sebagian

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

414

besar arah sungaimemasuki sungai lama yang tak bertanggul dan melewati daerah sekitarnya dengan kepadatan penduduk besar. Sebanyak satu juta orang kehilangan tempat tinggal, kira-kira ribuan orang meninggal dan ribuan hektar tanaman rusak. Koshi dikenal sebagai the Sorrow of Bihar untuk kontribusinya terhadap kematian yang tidak proposional dalam hal banjir, yang melebihi semua negara kecuali Bangladesh

Kipas alluvial gabungan Yahukimo Papua

Salah satu contoh kipas alluvial gabungan adalah kipas alluvial gabungan Yahukimo, Propinsi Papua, Satuan Wilayah Sungai Eilanden Digul Bikuma, daerah Aliran Sungai Eilanden dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Peta Lokasi dan Kondisi Geografis

Skenario penulis tentang terjadinya kipas aluvial gabungan Yahukimo :

Kipas aluvial Yahukimo diperkirakan terjadi awalnya dari tumbukan lempeng Pasifik dan lempeng Australia.Dengan tumbukan lempeng terjadi pengangkatan setinggi sekitar 4000m. Dengan pengangkatan yang terjadi maka terbangun sebuah danau besar, yang saat ini setelah kering disebut sebagai lembah Baliem, tempat kota Wamena berada. Beberapa dinding danau akhirnya runtuh campuran air danau dan sedimen sebagian mengalir ke DAS Mamberamo dan sebagian membentuk kipas aluvial gabungan Yahukimo.yakni yang membentuk sungai Brazza dan sungai Eilanden utama (penduduk setempat menyebutnya sebagai kali Seng), dan sedimen yang berlebihan pada hilir kipas aluvial membentuk Rawa Asmat.. Dalam bahasa belanda het Eiland artinya pulau, untuk kata jamaknya adalah de Eilanden. Secara letterlijk berarti sungai yang berpulau-pulau. Penamaan sungai menurut hemat penulis untuk sementara belum ada data yang pasti diberikan alternatif sebagai berikut :

a. Kali Seng dan Sungai Brazza terdapat daerah braided, dengan arah aliran yang tercabik-cabik, dan diantara aliran-aliran membentuk banyak pulau.

b. Terdapat banyak delta terjadi di rawa Asmat sehingga aliran sungai mengalir diantara delta-delta tersebut

c. Kedua-duanya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

415

Dengan asumsi bahwa dahulunya lembah Baliem merupakan danau besar maka kipas alluvial yang terjadi masuk dalam katagori sheetflood-dominated fan Sheetflood dominated fan berbeda dengan debris flow dominated fan, aliran sheet flow (limpasan) lebih ‘encer’ alias kaya akan fluida air,ketika terjadi curah hujan yang tinggi,atau campuran air yang cukup banyak material sedimen pada lereng di feeder canyon tersapu oleh aliran air yang besar ini.. aliran ini diteruskan ke muara, sedangkan endapan yang terbentuk lebih ‘cair’ dan mengendapakan sedimen bersortasi ‘lebih’ baik.

Secara ideal kipas alluvial jenis ini akan memberikan distribusi yang baik dari batuan kasar (boulder, coble sampai dengan silt). Secara skematis dapat digambarkan skematisasi potongan memanjang kipas sebagai berikut :

Gambar 3. Skematizasi Sorting sedimen arah memanjang pada kipas alluvial Gabungan Yahukimo

Gambar 4. Perkolasi pada sungai yang ditinggalkan arah aliran saat pembentukan kipas

Pada awal-awal terbentuknya kipas alluvial gabungan Yahukimo, aliran sungai-sungai yang berada di atas permukaannya merupakan aliran “braided” dan hampir setiap musim banjir besar pola aliran dan arah aliran berubah dan berpindah-pindah tempat. Aktifitas terjadinya aliran yang berubah-ubah arah lambat laun mengarah pada aliran yang dominan (Kali Seng dan sungai Brazza).Hal itu seiring terjadinya evolusi lapisan penutup vegetasinya walaupun berjalan lambat, namun akhirnya mampu menutupi seluruh areal kipas alluvial gabungan Yahukimo, Bekas-bekas sungai yang ditinggalkan aliran akhirnya menjadi drainase alam dari lokasi sekelilingnya, dan pasokan air terutama dari perkolasi pada lapisan permukaan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

416

(campuran humus silt sand dan sedikit clay) serta lapisan kerikil bulat dibawah lapisan permukaan.(Contoh :Kali Bonto)Stability penutup lahan juga semakin mantap sampai terjadi keseimbangan aliran yang secara dinamis relatip stabil. Kestabilan ini sangat rentan terhadap perubahan karena jika vegetasi diganggu sungai dipermukaan kipas alluvial gabungan Yahukimo akan kembali pada sifat semula yakni kecenderungan terjadinya aliran braided, yang selalu berubah dari salah satu banjir ke banjir berikutnya.

Tinjauan kondisi geomorfologi dan karakteristik penutupan hutan secara hidrologi air permukaan dan air tanah kota Dekai merupakan kondisi yang unik. Hal ini akibat kota Dekai berada di bentukan geomorfologi kipas alluvial gabungan kuno, sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya. Dengan kondisi ini di salah satu pihak tersedia air permukaan alamiah yang cukup memadai baik dari segi kuantitas, kualitas dan kemudahan untuk pengambilannya. Di lain pihak ancaman banjir maupun sedimen secara potensial masih sangat tinggi walaupun wilayah kipas alluvial itu telah tertutup oleh lapisan penutup vegetasi yang rapat, sejak terbentuknya.. Meskipun secara bersama-sama kumpulan pepohonan yang membentuk hutan tersebut sangat tangguh untuk menahan daya rusak air ( banjir serta erosi dan sedimentasidaya rusak angin, namun demikian sesungguhnya secara individu pohon-pohon yang ada sangat rentan untuk tumbang akibat kedua daya rusak tersebut. Pohon di kawasan hutan Yahukimo terutama pada ujung kipas alluvial sangat lemah, sebab pohon-pohon kayu tersebut tidak mempunyai akar tunngang vertical yang menghunjam pada tanah yang kuat, karena lapisan humus sangat tipis (± 2 m), dan dibawah lapisan humus ini terdapat lapisan batu kerikil bulat panjang dan pipih, yang sulit ditembus oleh akar tunggang pohon kayu. Dapat pula dikatakan pohon-pohon kayu tersebut akar tunggangnya membelok dan menyebar kesamping ketika mencapai lapisan batuan kerikil tersebut. Kondisi ini sangat rentan terhadap gaya lateral yang menimpa pada pohon tersebut, terutama gaya angin. Kekuatan untuk menahan gaya tersebut hanya diperoleh dari system perakaran dan system percabangan pohon satu dengan lainnya, sehingga jika salah satu pohon ditebang, pohon disekelilingnya sangat rentan untuk menyusul tumbang. Secara skematis system gaya yang menimpa serta menahan sebuah pohon kayu dapat diperiksa seperti

Gambar 5. Sistem pohon pohon dihutan bertahan terhadap resiko tumbang

di daerah kipas alluvial Yahukimo

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

417

Tinjauan terhadap gaya yang bekerja : = Gaya horizontal yang bekerja pada system pohon (yang dominan

angin, dapat saja yang berskala besar seperti angin topan.) = Gaya horizontal yang menahan bersifat pasif (yang dominan adalah

gaya yang terjadi akibat dahan-dahan kayu yang saling berkait diantara pohon-pohon yang ada)

= Gaya horizontal yang menahan bersifat pasif (yang dominan adalah gaya yang terjadi akibat akar-akar pohon yang saling berkait diantara pohon-pohon yang ada)

Tinjauan terhadap moment yang bekerja :

Ditinjau moment terhadap titik antara batas lapisan lunak dengan lapisan kerikil

Kesimpulan : Meskipun angin yang bekerja dengan skala besar, sebagai contoh angin topan, namun system pepohonan di hutan wilayah kipas alluvial Yahukimo mampu menahan karena pohon menahan secara bersama-sama.

Gambar 6. Sistem pohon secara individual dihutan bertahan terhadap resiko tumbang di daerah kipas alluvial Yahukimo

= Gaya horizontal yang bekerja pada system pohon (yang dominan angin, dapat saja yang berskala kecil.)

= Gaya horizontal hanya dari tekanan tanah pasif ( material humus, silt dan sedikit clay)

Tinjauan terhadap gaya yang bekerja :

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

418

Tinjauan terhadap moment yang bekerja :

Kesimpulan : Meskipun angin yang bekerja dengan skala kecil saja, namun pohon secara individual di hutan wilayah kipas alluvial Yahukimo tak mampu menahan, sehingga mudah tumbang, karena gaya yang melawan hanya tekanan tanah pasif dari material humus, silt dan sedikit clay.

METODOLOGI STUDI

1. Study literatur. Studi literatur mengenai Hidrologi, geologi, geomormologi, river morfologi, Teknik sungai, kehutanan

2. Pengambilan Data. Peta topografi Kipas Aluvial GabunganYahukimo, geomorfologi dan river morfologi Kipas Aluvial GabunganYahukimo. Kondisi hutan

3. Analisis. Sehubungan data yang tersedia masih minim maka analisis yang digunakan masih bersifat kualitatif hanya pada saat studi dilakukan pengukuran topografi daerah setempat

4. Penentuan konsep pengendalian banjir yang merupakan sinergitas antara perlindungan terhadap kota Dekai dan perlindungan kelestarian lingkunan Daerah Kipas Aluvial GabunganYahukimo terutama lingkungan flora dan Fauna hutan Kipas Aluvial GabunganYahukimo

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Hasil Penelitian berupa rencana induk pengendalian banjir luapan dan erosi maupun sedimentasi sungai, serta pembangunan drainase kota sebagai berikut :

Konsep penanganan masalah banjir dan sedimentasi di kota Dekai adalah memisahkan antara banjir luapan sungai termasuk aliran limpasan dari hutan dengan banjir genangan yang terjadi di kota akibat hujan setempat. Diperlukan pengendalian banjir luapan sungai dan air limpasan hutan, infrastruktur yang dibutuhkan :

1. Tanggul banjir yang mengelilingi kota Dekai (Tanggul kurung)

2. Saluran yang mengelilingi kota Dekai

3. Sistem hutan di hulu kota tidak boleh diganggu dan harus diatur dengan perda dan diperlakukan sebagai hutan lindung.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

419

Areal hutan harus disediakan di hulu Kota Dekai untuk mengantisipasi ancaman hempasan banjir dan aliran sedimen

Tanggul berfungsi untuk menghentikan dan mengendalikan aliran air dan sedimen memasuki kota Dekai, akibat terjadinya banjir dan erosi di daerah hulunya dan daerah yang lebih tinggi di sekitar kota Dekai. Pada prinsipnya diperlukan dibangun jaringan tanggul mengelilingi kota Dekai, karena ancaman banjir dan aliran sedimen tersebut akan datang dari segala arah. Permukaan tanggul kurung ini dipersiapkan juga untuk jalan inspeksi yang dapat dilalui kendaraan roda empat

Pengendalian banjir genangan yang berupa suatu system drainase yang terstruktur dengan baik yang terdiri dari saluran primer, sekunder dan tersier, dan diperlengkapi dengan waduk retensi pada daerah hilir kota, yang gunanya untuk menampung air genangan dalam kota pada saat terjadi banjir luapan sungai dan aliran limpasan hutan di sekitar kota, dan dikosongkan setelah banjir tersebut usai, dan dibuang dengan system gravitasi atau dipompa. Master Plan Pengendalian Banjir Kota Dekai/Pemda Kab.Yahukimo pada Gambar 7, 8, dan 9.

Gambar 7. Pola ancaman banjir dan aliran sedimen terhadap kota Dekai:

Gambar 8. Lay Out Pengendalian banjir dan aliran sedimen kota Dekai

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

420

Gambar 9. Potongan-Potongan Melintang

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanKesimpulan mengenai pengendalian banjir, erosi dan sedimentasi pada daerah kipas alluvial termasuk daerah Kipas Aluvial GabunganYahukimo berbeda dengan pengendalian banjir umumnya dan mempunyai kekhususan akibat karakteristik geomorfologi dan river morfologi yang spesifik

RekomendasiMengingat bahwa pengendalian banjir, erosi dan sedimentasi pada daerah kipas alluvial adalah sulit, untuk itu penulis memberi saran sebagai berikut :

a. Pada daerah kipas alluvial yang baru terbentuk seyogyanya tidak diperuntukkan untuk areal usaha, areal pemukiman. Seyogyanya kawasan ini hanya digunakan untuk kawasan hutan lindung, hutan konservasi maupun hutan rekreasi, serta perkebunan. Teknik sabo hampir dapat dikatakan tidak efektif di daerah kipas alluvial. Pembuatan sabo dam atau sand pocket beresiko terhadap berpindahnya aliran di daerah hulu konstruksi-konstruksi tersebut.

b. Pada daerah kipas alluvial kuno yang telah tertutup vegetasi dapat diperuntukkan bagi areal usaha, areal pemukiman. tetapi tetap merupakan areal hijau. Kesalahan dalam pengelolaan daerah kipas alluvial akan berakibat fatal, yakni kerusakan penutupan lahan akan mengembalikan karaktenya pada masa terbentuknya kipas alluvial tersebut, yakni arah aliran yang selalu berpindah arah seusai terjadi banjir.

c. Untuk daerah kipas alluvial yang terlanjur dihuni seperti yang terjadi di Kosi, penulis belum memperoleh penjelasan tentang penyelesaian masalahnya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

421

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada semua pihak yang berkenan membantu baik data dan informasi yang diperlukan maupun segala dukungan yang diberikan.

REFERENSI A.K.Lobeck, (1930), Mc- Graw-Hill, Geomorpholoy, Mc- Graw-Hill Book

Company

Chay Asdak (1995), Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Gadjah Mada University Press P.O.Box 14, Bulaksumur, Yogyakarta

CD. Soemarto, (1986), Hidrologi Teknik, Penerbit Usaha Nasional Surabaya

Daryl B Simons and Fuat Senturk, (1976), Sedimen Transport Technology Water Resources Publication

Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum,(1990), Geomorphology and Geology, Bahan Kursus tidak dipublikasikan.

Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum,(1990), Land Conservation, Bahan Kursus tidak dipublikasikan.

Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum,(1983), Pedoman (Manual) Pembuatan Bendungan Pengendali Sedimen untuk bantuan Program Penghijauan dan Reboisasi, Tidak dipublikasikan.

Direktorat Jenderal Reboisasi dan Rehabilitasi Lahan Departemen Kehutanan,(1995), Pembuatan Tanaman Dalam Rangka Rehabilitasi Hutan, Tidak dipublikasikan.

Hary Chistady H, (2006), Penanganan Tanah Longsor ,Gadjah Mada University Press

Herman Haeruman Js , (1979), Perencana Dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, Institut Pertanian Bogor, Tidak Dipublikasikan

Hiroshi Ikeya, Classification of Mudflow, Erosion Control Devision, Public Work Research Istitute, Ministry Of Construction, Japan

Hiroshi Ikeya, (1976) IntroJsduction To Sabo Works, The Japan Sabo Association

Hubbell, David Wellington, (1987), Apparatus And Techniques for Measuring Bed Load, The US Geological Survey

JICA, Fundamental of Environmental Conservation Plan

John R.L.Allen, (1984) b Development In Sedimentology, Elsevier Science Publisher

John D. Milliman, Robert H.Meade, (1983), Worldwide Delivery of River Sediment to The Ocean, The Journal of Geology

Kyozo Suga, The Stable Profiles Of The Curved Open Channel Bed, Tidak Dipublikasikan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

422

Kyozo Suga, The Stable Longitudinal Profiles Of River Bed, Tidak Dipublikasikan

M.de Vries, (1985), Engineering Potamology, International Institute For Hydraulic And Environmental Engineering

Milos Holy (1980), Erosion And Environment,Pergamon Press

Pemda Kabupaten Yahukimo Propinsi Papua, Laporan Pekerjaan Pengendalian banjir dan aliran Sedimen Kota Dekai

R.A.Bagnold, An Approach To The Sediment Transport Problem From General Physics, Superintendent of Documents, U.S. Government Printing Office, Washington D.C.

Ray K. Linsley, Max A. Kohler, Joseph L. H. Paulus, (1958,1975), Hydrology For Engineers,Mc- Graw-Hill Kogakusha, Ltd,

Research Report, (1981-1984), Fluvial Geomorphology, Wallingford Institute Of Hydrology

Richard Lee, (1926), Forest Hydrology, Columbia University Press

Sabo Department,Ministry Of Construction (March 1978), Sabo Works In Japan

Sampe Paimbonan, (1983), Pengelolaan Daeah Aliran Sungai dan Pengaruh Hutan, Tidak Dipublikasikan

Simons, D.B., Lagasse P.F., Chen, Y.H., Schumm,S.A., (1975), The River Environment-A Reference Document vol I,II,III, Colorado State University, Fort Colins, Colorado

Smith K.V.H, (1958), Alluvial Channel Resistance Related To Bed Form, Journal of The Hydraulics Division, ASCE, vol.84, Hy 1

Sutherland A.J., (1967), Proposed Mechanism for Sediment Entrainment by Turbulent Flows”, Journal of Geographical Research

Sri Harto Br, (1993), Analisis Hidrologi, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta

Stainley A. Scumm, (1977), The Fluvial System, John Wiley & Son Inc

Steven L. Goldman, Katharine Jackson, Toras A. Bursztynsky,P.E, Erosion and Sediment Control Handbook, McGraw-Hill Book Company

Sugiura, (1977), Rivers, Tidak Dipublikasikan

The ASCE Task Comitee For The Preparation Of The Manual on Sedimentation Committee of The Hydraulic Division

Tomio Hirozumi, (1991), Illustrative Message On Sabo-Engineering Practice In Indonesia, Tidak Dipublikasikan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

423

US Department of Interior,(1981), Proceeding : Workshop on Downstream River Channel Changes Resulting From Diversion Or Reservoir Construction, Interagency Energy-Environment Research and Development Program, Office of Research and Development *. U.S. Environment Protection Agency

Ven Te Chow, (1964), Handbook Of Applied Hydrology, McGraw-Hill Book Company

Ven Te Chow, (1959) , Open Channel Hydraulics, McGraw-Hill Book Company

Vito A. Vanoni, (1974), Factors Determining Bed-form s of Alluvial Streams, Journal of The Hydraulics Division, ASCE, vol 100 Hy3

Vito A. Vanoni, Brook S, N,H., Kennedy, J.F, (1961), Lecture Notes Sediment Transport and Channel Stability, California Institue of Technology

Vito A. Vanoni, (1975), River Dynamics, Academic Press, Inc,New York San Fransisco London

Vito A. Vanoni (Editor) (19775), Sedimentation Engineering, American Society of Civil Engineers

Volcanic Sabo Technical Center, (1988), Album Sabo In Indonesia, Tidak Dipublikasikan

Volcanic Sabo Technical Center, (1988), Geomorphology and Geology, Tidak Dipublikasikan

Volcanic Sabo Technical Center, (1988), Land Conservation, Tidak Dipublikasikan

Volcanic Sabo Technical Center, (1987), Perencanaan Sabo, Tidak Dipublikasikan

Volcanic Sabo Technical Center, (1988), Sediment Transportation, Tidak Dipublikasikan

Walter Hans Graf, Hydraulic 0f Sediment Transport, McGraw-Hill Book Company

Wingley R, (1975), River Morphology, Potamology and River Engineering, Corps of Engineers Vicksburg District

Yalin M.S. , (1977), Mechanics of Sediment Transport, Pergamon Press, Oxford

Yalin M.S. , (1971), Theory of Hydraulics Model, London Mac Millan

Yang C.T, (1976), Minimum unit Stream Power and Fluvial Hydraulics, Journal of the Hydraulics Division ASCE, pp 919-937

Yang C.T, (1971), Potential Energy and Stream Morphology, Water Resources Research

Zaruba, dan Menci, V (968), Lanslides and Their Control, Elseivier, London, England

424

PENGENDALIAN BANJIR SUNGAI RONGKONG KAB. LUWU UTARA, PROP. SULAWESI SELATAN

Supriya Triwiyana1*, Elifas Bunga1, Taufan2, dan M. Akil2

1 HATHI Cabang Sulawesi-Selatan2 Balai Besar Wilayah Sungai Pompengan-Jeneberang

*supriatriwiyana@yahoo.co.id; HP: 085341917651, 0411872894

Intisari

Sungai Rongkong adalah salah satu sungai yang berada dalam Wilayah Sungai Pompengan-Larona. Kondisi morfologi sungai di bagian hulu yang berada pada wilayah pegunungan dan perbukitan berupa sungai dengan kemiringan enersi yang besar, setelah sungai keluar dari daerah pegunungan dan perbukitan mencapai daerah middle reach dengan membawa muatan sedimen pada saat banjir dan mengakibatkan terbentuknya daerah braided dengan bentukan-bentukan sand bar, Sedang pada daerah hilir sungai membentuk meander, sampai aliran sungai mencapai muaranya. Pada daerah tengah (middle reach) upaya upaya penanganan dengan membangun tanggul, krib, dan pelindung tebing konstruksi bronjong tidak cukup berhasil untuk mengatasi banjir Oleh karena Itu dalam perencanaan umum dilakukan konsep : (1) Pada daerah hulu, dibangun sistem sabo (sabo work), untuk mengurangi aliran sedimen ke hilir Pembangunan waduk yang selain mengatasi banjir juga dapat digunakan untuk penyediaan air irigasi, air bersih dan debagainya. Pembangunan kehutanan (reboisasi dan reforestasi); (2) Pada daerah tengah, normalisasi sungai, yang dilakukan setelah upaya pengendalian erosi di hulu selesai, peninggian jalan yang berfungsi sebagai tanggul; dan (3) Pada daerah hilir, Peningkatan kapasitas alir sungai,

Kata Kunci: meander, sabo, waduk

LATAR BELAKANG

Alur utama S. Rongkong membentang dari barat laut ke tenggara dimulai dari pegunungan dengan ketinggian + 2.580 m d.p.l dan bermrara di teluk Bone. Kondisi sungai di daerah hulu sangat curam mulai dari jembatan Sabang ke arah hulu. Sehingga aliran air sungai cukup deras dan membawa sedimen. Di hilir jembatan Sabang sampai dengan muara sungai mempunyai kemiringan landai. Sehingga terjadi sedimentasi cukup parah pada dataran valley floeor plain.

Sebelum era 1980 an sungai tersebut mempunyai kedalaman yang cukup, tetapi setelah terjadi eksploitasi hutan besar-besaran terjadi pengendapan pada dasar sungai yang membentuk teras deposit dengan beberapa sand bar terbentu,sehingga acap kali air sungai meluap mengakibatkan banjir pada flood plain tersebut. Kondisi kerusakan tersebut dapat disimak dari laporan pemerhati DAS Rongkong seperti berikut :

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

425

Alam Dibiarkan Memperbaiki Dirinya Sendiri

Potret kondisi alam di Seko dan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Rongkong khususnya di Kecamatan Sabbang dan Baebunta-Kabupaten Luwu Utara Provinsi Sulawesi Selatan setelah di tinggal oleh PT. Kendari Tunggal Timber (KTT) pada tahun 1998 yang lalu, ternyata sudah hampir 15 tahun berlalu alam dibiarkan untuk memperbaiki dirinya sendiri, sepertinya tidak ada tanda-tanda bahwa ada pihak yang bertanggung jawab atas kerusakan yang ditimbulkan selama ini.

Gambar 1. Photo udara dari pesawat Susi Air pada tanggal 24 Juni 2013 oleh Mahir Takaka (www.mahirtakaka.com)

Seperti yang sudah diperjuangkan oleh berbagai pihak, terutama beberapa komunitas masyarakat adat yang ada di Seko yang sudah mulai kritis, bahwa ternyata pembangunan yang berbasis eksploitatif tidak bisa menjamin keberlangsungan kehidupan sebuah komunitas yang mau mempertahankan alam sebagai bagian dari ekosistim yang memiliki ketergantungan antara satu dengan yang lainnya, terutama antara manusia dengan alamnya. Ketika alam rusak maka secara langsung kehidupan sebuah komunitas akan terganggu mulai dari aspek lingkungan, sosial, budaya dan bahkan urusan yang berkaitan dengan masalah kehidupan politik yang secara turun-temurun telah berkembang di masyarakat adat.

Apa yang sudah terjadi di Seko, dampaknya masih di rasakan oleh masyarakat yang hidup dalam kawasan DAS Rongkong, ini mestinya bisa menjadikan kesadaran yang kritis bagi semua pihak terutama Pemerintah yang selama ini menggantungkan pembangunan dengan proses yang cenderung eksploitatif melalui pengerukan sumber daya alam besar-besaran dengan alasan devisa negara. Padahal masi banyak potensi lainnya yang bisa dilakukan yang tidak kalah peluangnya untuk menjawab kebutuhan pembangunan di daerah. Bahkan mampu menjawab gab yang terlalu tinggi antara masyarakat dengan para pengusaha. Pola pembangunan yang bisa mendorong kemandirian masyarakat secara mandiri sudah saatnya menjadi agenda pembangunan yang prioritas di daerah-daerah. Bagaimana bisa memastikan bahwa potensi sumber daya alam yang dimiliki oleh masyarakat adat/lokal yang ada di kampungnya bisa difasilitasi oleh negara kedepan.

Kalau mereka punya potensi hasil hutan, kenapa tidak di dorong sebuah pengelolaan hutan berbasis masyarakat termasuk bagaimana mengelola potensi-potensi lainnya. Masyarakat Adat/Kampung/Desa punya kekayaan seperti emas tapi pengelolaannya masi di sandarkan ke pengusaha/investor, kenapa tidak didorong sebuah pengelolaan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

426

yang berbasis masyarakat? Banyak pekerjaan rumah yang harus diperjuangkan kedepan.

Gambar 2. Renungan perjalanan pulang kampung tanggal 18-24 Juni 2013 di Seko, oleh Mahir Takaka (www.mahirtakaka.com)

METODOLOGI STUDI

1. Study literatur : Studi literatur mengenai Hidrologi, geologi, geomormologi, river morfologi, Teknik sungai, kehutanan

2. Pengambilan Data : Peta topografi DAS Rongkong, geomorfologi dan river morfologi DAS Rongkong. Kondisi hutan DAS Rongkong

3. Analisis

Analisis Pemilihan Sistem Pengendalian banjir DAS hilir Rongkong terdiri dari :

Meningkatkan kapasitas sungai 1. Peningkatan kapasitas Penampang melintang sungai dengan tanggul 2. Perbaikan system sungai3. Pembangunan Waduk serba guna termasuk sebagai pengendali banjir4. Perbaikan lingkungan sungai

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

427

Analisis Pemilihan Sistem konservasi dalam hal ini pengendalian erosi secara terpadu di DAS Rongkong. Untuk menentukan sistem yang sesuai untuk digunakan kita dapat menggunakan flow chart berikut :

Gambar 3. Flow chart sistem konservasi

Perlakuan penanganan Pengendalian teknis Erosi secara terpadu berbeda antara satu kegiatan dan bervariasi berdasarkan :

a. Tempat kejadian erosi/sedimentasi, b. Maksud dan Tujuan Pengendalian Erosi c. Besar kecilnya erosi/longsoran yang terjadi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

428

d. Aliran sedimen yang terjadi serta ketersediaan datanyae. Jenis obyek yang dilindungif. Lingkungan/Lingkungan hidup sekitar lokasi kegiatang. Manajemen (Goverment official & non government official),

Dengan memperhatikan factor-faktor tersebut, perlu dilakukan screening awal Rencana Pengendalian Erosi Secara Terpadu menggunakan factor-faktor tersebut. Untuk itu penulis telah menyusun flow chart atau bagan alir untuk penentuan tersebut.

Penjelasan mengenai Flow Chart adalah sebagai berikut:

Flow chart tidak berlaku pada daerah kipas alluvial, karena menurut hemat penulis daerah kipas alluvial harus ditangani secara special dan khusus.

1. Pertama-tama yang perlu diperhatikan adalah kondisi bentang alam/DAS yang hendak ditangani,

2. Dilakukan pencarian data tentang erosi yang terjadi atau erosi actual (mm/tahun)a. Bandingkan dengan erosi geologi yang terjadi b. Jika erosi actual lebih kecil atau sama dengan erosi geologi tidak perlu

dilakukan tindakan Pengendalian Erosi/Pengendalian Erosi secara terpadu

c. Jika erosi actual lebih besar dari erosi geologi maka perlu dilakukan tindakan Pengendalian Erosi/Pengendalian Erosi secara terpadu

3. Jika perlu dilakukan tindakan Pengendalian Erosi/Pengendalian Erosi secara terpadu maka pertanyaannya adalah untuk maksud dan tujuan apakah Pengendalian Erosi tersebut dilakukana. Untuk. melaksanakan konservasi lahan ( 1 )b. Untuk melindungi obyek ( 2 )c. Untuk kedua-duanya (3)

4. Jika maksud pengendalian erosi hanya untuk konservasi lahan maka dilakukan perhitungan dengan rumus erosi lahan yang lazim digunakan adalah rumus USLE atau hasil pengukuran, dan kita dapatkan nilai Erosi lahan = E. Prediksi aliran sedimen yang terjadi =Qs1= E x SDR. Selanjutnya Qs=Q’ Sediment delivery ratio SDR adalah perbandingan antara aliran sediment di suatu titik tertentu dengan Erosi lahan yang terjadi SDR dapat diperoleh dari tabel Morgan atau kurva Morgan yang intinya adalah semakin luas lahan maka semakin kecil nilai SDR. Selain itu dilakukan perhitungan sediment transport Newtonian.(Qs2 ). Yakni perhitungan bed load transport ditambah suspended load transport, . Nilai Qs2 ini dapat ditentukan pula dengan pengukuran aliran sedimen .Nilai Qs (aliran sedimen setelah pemilihan) didapat sebagai hasil akhir yang digunakan, setelah dilakukan pemilihan QS1 aau Qs2, jadi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

429

Qs bisa sama dengan Qs1 atau Qs2 tergantung hasil perhitungan. Nilai Q’s merupakan hasil hitungan akhir yang digunakan untuk perencanaan dalam hal ini nilainya = Qs, jika hanya dimaksudkan untuk konservasi saja da atau untuk melidungi obyek bukan waduk. Jika yang dilindungi waduk maka Qs’ = Qs-volume tampungan mati (dead storage) waduk. Selanjutnya diaplikasikan sebuah system teknis konservasi lahan seperti lazimnya yang dilakukan oleh Departemen Kehutanan & Pertanian yang pada garis besarnya menanam pohon, pembuatan terasering, serta pembangunan check dam. Check dam dibangun untuk penampungan sedimen dan penampungan air sementara belum terisi penuh oleh sedimen. Penampungan air dimaksudkan agar permukaan air tanah naik pohon-pohon disekitarnya lebih subur serta digunakan berbagai fauna yang ada untuk minum. Jika terdapat masalh yang significant akibat dampak yang timbul baik dampak Sosial Ekonomi budaya, dampak fisik kimia, maupun dampak biologi maka system Pengendalian Erosi tersebut perlu disesuaikan dengan kondisi lingkungan.

5. Jika maksud pengendalian erosi hanya untuk perlindungan obyek atau kedua-duanya, maka kemudian dilihat apakah erosi actual yang terjadi adalah besar atau kecil ?

6. Jika erosi kecil, maka dilakukan perhitungan sediment transport seperti pada item 6. Kemudian dapat diperiksa apakah maksud dan tujuan pengendalian erosi untuk mengamankan waduk. Jika yang dilindungi adalah waduk maka Nilai Q’s merupakan hasil hitungan akhir yang digunakan untuk perencanaan Dalam hal ini Q’s= Qs-dead storage. Kemudian aplikasikan sebuah system teknis sabo works.non vulkanik serta ditinjau aspek lingkungannya.(Perlu AMDAL)

7. Jika erosi yang terjadi besar maka DAS merupakan DAS yang dipengaruhi oleh proses vulkanik/Longsoran . Pengaruhnya tergantung pada intensitas aliran sedimen yang mengalir. Jika tidak intensif maka proses selanjutnya dilakukan adalah menghitung sedimen transport Newtonian serta sedimen transport yang dihitung dengan USLE serta dichek terhadap maksud pengendalian untuk melindungi waduk atau bukan dan masalah lingkungan(wajib AMDAL ?) yang ada. Kemudian aplikasikan teknik sabo work non vulkanik yang perlu pula disesuaikan dengan kegiatan penambangan bahan galian gol c di sungai. Selain itu perlu pula teknik konservasi lahan.

8. Jika pengaruh vulkanik dan longsoran sangat intensif maka dilakukan penentuan nilai aliran sediment transport Non Newtonian. Belum banyak rumus untuk melakukan perhitungan yang menyangkut aliran sedimen Non Newtonian. Penentuan yang dewasa ini digunakan adalah dengan Chart yang diterbitkan oleh Ministry Of Public Works (Jepang). Kemudian diaplikasikan penerapan system vulkanik sabo work dan perlu disertai AMDAL sesuai ketentuan yang dipersyaratkan, juga bila memungkinkan dipadukan dengan penambangan bahan galian gol c atau pengerukan sedimen di waduk, Jika program telah selesai dikerjakan untuk aplikasi system vulkanic sabo work

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

430

untuk pengendalian sedimen akibat longsoran yang intensif maka dapat diaplikasikan program konservasi tanah dan air. Sedangkan program system vulkanic sabo work untuk pengendalian sedimen akibat letusan gunung berapi nampaknya merupakan “never ending program” bergantung kepada mekanisme geologi bumi kita ini

Terdapat 6 jenis Penyelesaian Pengendalian Erosi yang ada yakni :

A. Secara Teknik Konservasi Lahan yakni secara fisik berupa dam pengendali sedimen, terasering, secara vegetative dengan menanam pohon dapat berupa reboisasi, reforestasi, dan penghijauan, dan secara kimia untuk aplikasi ter-tentu.

B. Secara Teknik Konservasi Lahan yakni secara fisik berupa dam pengendali sedimen, terasering, secara vegetative dengan menanam pohon dapat berupa reboisasi, reforestasi, dan penghijauan, dan secara kimia untuk aplikasi ter-tentu, disesuaikan kondisi lingkungan jika dampak yang terjadi baik positip maupun negatip cukup signifikan sebagai bahan pertimbangan. Juga diberi-kan keseimbangan

C. Secara system non vulkanic sabo work dipadukan dengan program penam-bangan bahan galian c di sungai. Juga Juga perlu diberikan perhatian terhadap keseimbangan dalam system sediment balance di sungai

D. Secara system non vulkanic sabo work disesuaikan kondisi lingkungan jika dampak yang terjadi baik positip maupun negatip cukup signifikan sebagai bahan pertimbangan serta dipadukan dengan program penambangan bahan galian c di sungai. Juga perlu diberikan perhatian terhadap keseimbangan dalam system sediment balance di sungai.

E. Secara system vulkanic sabo work dipadukan dengan program penambangan bahan galian c di sungai. Juga perlu diberikan perhatian terhadap keseimban-gan dalam system sediment balance di sungai.

F. Secara system non vulkanic sabo work disesuaikan kondisi lingkungan jika dampak yang terjadi baik positip maupun negatip cukup signifikan sebagai bahan pertimbangan serta dipadukan dengan program penambangan bahan galian c di sungai. Juga diberikan keseimbangan dalam system sediment bal-ance di sungai.

Dengan cara pemilihan tersebut maka DAS Rongkong diselesaikan dengan jenis Penyelesaian Pengendalian B dan C, selain untuk mendapatan suatu solusi, walaupun masih bersifat global namun telah diperoleh system yang telah dikaji dengan bermacam-macam aspek tersebut untuk kemudian dilakukan perencanaan lanjutan yang sifatnya lebih detail. Penentuan konsep penanganan banjir yang merupakan sinergitas antara pengendalian banjir S. Rongkong hilir dan konservasi DAS Rongkong hulu.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

431

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Hasil studi dari Pengendalian Banjir Sungai Rongkong, Kabupaten Luwu Utara Propinsi Sulawesi-Selatan adalah berupa Pola Pengendalian banjir secara terintegrasi dari hulu ke hilir.

1. Pada daerah hulu : Dibangun system sabo (sabo work), untuk mengurangi aliran sedimen ke hilir Pembangunan waduk yang selain mengatasi banjir juga dapat digunakan untuk penyediaan air irigasi, air bersih dan debagainya. Pembangunan kehutanan (reboisasi dan reforestasi)

2. Pada daerah tengah : Normalisasi sungai, yang dilakukan setelah upaya pen-gendalian erosi di hulu selesai, peninggian jalan yang berfungsi sebagai tang-gul

3. Pada daerah hilir : Peningkatan kapasitas alir sungai,

4. Memanfaatkan aktifitas penambangan bahan galian c di sungai

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanPengendalian Banjir Sungai Rongkong, Kabupaten Luwu Utara Propinsi Sulawesi-Selatan yang berupa Pola Pengendalian Banjir Sungai Rongkong, Kabupaten Luwu Utara Propinsi Sulawesi-Selatan perlu segera ditangani

RekomendasiSelain Pengendalian Banjir Sungai Rongkong, Kabupaten Luwu Utara Propinsi Sulawesi-Selatan difasilitasi dengan infrastruktur bangunan fisil pengendali banjir perlu pula ditunjang studi erosi dan sedimentasi secara comprehensive baik secara structural dan non structural, yang melibatkan semua stakes holder yang terkait seperti, kehutanan, Pertanian, dan Pertambangan.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada semua pihak yang berkenan membantu baik data dan informasi yang diperlukan maupun segala dukungan yang diberikan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

432

REFERENSI

A.K.Lobeck, (1930), Mc- Graw-Hill, Geomorpholoy, Mc- Graw-Hill Book Company

Chay Asdak (1995), Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Gadjah Mada University Press P.O.Box 14, Bulaksumur, Yogyakarta

CD. Soemarto, (1986), Hidrologi Teknik, Penerbit Usaha Nasional Surabaya

Daryl B Simons and Fuat Senturk, (1976), Sedimen Transport Technology Water Resources Publication

Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum,(1990), Geomorphology and Geology, Bahan Kursus tidak dipublikasikan.

Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum,(1990), Land Conservation, Bahan Kursus tidak dipublikasikan.

Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum,(1983), Pedoman (Manual) Pembuatan Bendungan Pengendali Sedimen untuk bantuan Program Penghijauan dan Reboisasi, Tidak dipublikasikan.

Direktorat Jenderal Reboisasi dan Rehabilitasi Lahan Departemen Kehutanan,(1995), Pembuatan Tanaman Dalam Rangka Rehabilitasi Hutan, Tidak dipublikasikan.

Hary Chistady H, (2006), Penanganan Tanah Longsor ,Gadjah Mada University Press

Herman Haeruman Js , (1979), Perencana Dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, Institut Pertanian Bogor, Tidak Dipublikasikan

Hiroshi Ikeya, Classification of Mudflow, Erosion Control Devision, Public Work Research Istitute, Ministry Of Construction, Japan

Hiroshi Ikeya, (1976) IntroJsduction To Sabo Works, The Japan Sabo Association

Hubbell, David Wellington, (1987), Apparatus And Techniques for Measuring Bed Load, The US Geological Survey

JICA, Fundamental of Environmental Conservation Plan

John R.L.Allen, (1984) b Development In Sedimentology, Elsevier Science Publisher

John D. Milliman, Robert H.Meade, (1983), Worldwide Delivery of River Sediment to The Ocean, The Journal of Geology

Kyozo Suga, The Stable Profiles Of The Curved Open Channel Bed, Tidak Dipublikasikan

Kyozo Suga, The Stable Longitudinal Profiles Of River Bed, Tidak Dipublikasikan

M.de Vries, (1985), Engineering Potamology, International Institute For Hydraulic And Environmental Engineering

Milos Holy (1980), Erosion And Environment,Pergamon Press

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

433

Pemda Kabupaten Yahukimo Propinsi Papua, Laporan Pekerjaan Pengendalian banjir dan aliran Sedimen Kota Dekai

R.A.Bagnold, An Approach To The Sediment Transport Problem From General Physics, Superintendent of Documents, U.S. Government Printing Office, Washington D.C.

Ray K. Linsley, Max A. Kohler, Joseph L. H. Paulus, (1958,1975), Hydrology For Engineers,Mc- Graw-Hill Kogakusha, Ltd,

Research Report, (1981-1984), Fluvial Geomorphology, Wallingford Institute Of Hydrology

Richard Lee, (1926), Forest Hydrology, Columbia University Press

Sabo Department,Ministry Of Construction (March 1978), Sabo Works In Japan

Sampe Paimbonan, (1983), Pengelolaan Daeah Aliran Sungai dan Pengaruh Hutan, Tidak Dipublikasikan

Simons, D.B., Lagasse P.F., Chen, Y.H., Schumm,S.A., (1975), The River Environment-A Reference Document vol I,II,III, Colorado State University, Fort Colins, Colorado

Smith K.V.H, (1958), Alluvial Channel Resistance Related To Bed Form, Journal of The Hydraulics Division, ASCE, vol.84, Hy 1

Sutherland A.J., (1967), Proposed Mechanism for Sediment Entrainment by Turbulent Flows”, Journal of Geographical Research

Sri Harto Br, (1993), Analisis Hidrologi, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta

Stainley A. Scumm, (1977), The Fluvial System, John Wiley & Son Inc

Steven L. Goldman, Katharine Jackson, Toras A. Bursztynsky,P.E, Erosion and Sediment Control Handbook, McGraw-Hill Book Company

Sugiura, (1977), Rivers, Tidak Dipublikasikan

The ASCE Task Comitee For The Preparation Of The Manual on Sedimentation Committee of The Hydraulic Division

Tomio Hirozumi, (1991), Illustrative Message On Sabo-Engineering Practice In Indonesia, Tidak Dipublikasikan.

US Department of Interior,(1981), Proceeding : Workshop on Downstream River Channel Changes Resulting From Diversion Or Reservoir Construction, Interagency Energy-Environment Research and Development Program, Office of Research and Development *. U.S. Environment Protection Agency

Ven Te Chow, (1964), Handbook Of Applied Hydrology, McGraw-Hill Book Company

Ven Te Chow, (1959) , Open Channel Hydraulics, McGraw-Hill Book Company

Vito A. Vanoni, (1974), Factors Determining Bed-form s of Alluvial Streams, Journal of The Hydraulics Division, ASCE, vol 100 Hy3

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

434

Vito A. Vanoni, Brook S, N,H., Kennedy, J.F, (1961), Lecture Notes Sediment Transport and Channel Stability, California Institue of Technology

Vito A. Vanoni, (1975), River Dynamics, Academic Press, Inc,New York San Fransisco London

Vito A. Vanoni (Editor) (19775), Sedimentation Engineering, American Society of Civil Engineers

Volcanic Sabo Technical Center, (1988), Album Sabo In Indonesia, Tidak Dipublikasikan

Volcanic Sabo Technical Center, (1988), Geomorphology and Geology, Tidak Dipublikasikan

Volcanic Sabo Technical Center, (1988), Land Conservation, Tidak Dipublikasikan

Volcanic Sabo Technical Center, (1987), Perencanaan Sabo, Tidak Dipublikasikan

Volcanic Sabo Technical Center, (1988), Sediment Transportation, Tidak Dipublikasikan

Walter Hans Graf, Hydraulic 0f Sediment Transport, McGraw-Hill Book Company

Wingley R, (1975), River Morphology, Potamology and River Engineering, Corps of Engineers Vicksburg District

Yalin M.S. , (1977), Mechanics of Sediment Transport, Pergamon Press, Oxford

Yalin M.S. , (1971), Theory of Hydraulics Model, London Mac Millan

Yang C.T, (1976), Minimum unit Stream Power and Fluvial Hydraulics, Journal of the Hydraulics Division ASCE, pp 919-937

Yang C.T, (1971), Potential Energy and Stream Morphology, Water Resources Research

Zaruba, dan Menci, V (968), Lanslides and Their Control, Elseivier, London, England

435

PENANGGULANGAN BANJIR DI KABUPATEN LINGGA DALAM RANGKA MITIGASI BENCANA

Stefanus B Soeryamassoeka1*, Kartini2, dan Jane E. Wuysang3 1Pengurus HATHI Kalimantan Barat & Staf Pengajar

Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura 2Pengurus HATHI Kalimantan Barat & Staf Pengajar

Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura 3Pengurus HATHI Kalimantan Barat & Mahasiswa Program Doktor

Universitas Parahyangan, Bandung*benzst72@gmail.com

Intisari

Secara alamiah, pada umumnya banjir disebabkan oleh curah hujan yang tinggi dan di atas normal, sehingga sistem pengaliran air yang terdiri atas sungai dan anak sungai alamiah serta sistem saluran drainase dan kanal penampung banjir buatan tidak mampu menampung akumulasi air hujan. Bencana banjir yang terjadi pada Desember 2011 mengakibatkan ratusan rumah di Bukit Abun dan Bukit Kapitan, Kelurahan Dabo, Kecamatan Singkep, Kabupaten Lingga terendam. Selain itu, Ibu Kota Kabupaten Lingga, Daik juga mengalami hal yang sama. Beberapa kawasan yang menjadi langganan banjir karena berada di pinggir laut serta rendah. Seperti Kampung Mentok, Kampung Gelam dan Melukap kerap terkena banjir walaupun hujan deras hanya beberapa jam. Berdasarkan hasil studi yang pernah dilakukan di lokasi studi diketahui bahwa rencana penanggulangan bencana untuk kawasan rawan bencana banjir di Kabupaten Lingga dalam 5 (lima) tahun kedepan di arahkan pada wilayah Kecamatan Lingga (di sekitar Kelurahan Daik), Kecamatan Singkep (di sekitar Kota Dabo), Kecamatan Lingga Utara (di sekitar Desa Resun, Sungai Besar), Kecamatan Singkep Barat (di sekitar Desa Air Merah).

Kata Kunci: banjir, mitigasi, lingga

PENDAHULUAN

Latar BelakangPenanganan bencana merupakan salah satu perwujudan fungsi pemerintah dalam perlindungan rakyat, oleh karenanya rakyat mengharapkan pemerintah untuk melaksanakan penanganan bencana sepenuhnya. Dalam paradigma baru, penanganan bencana adalah suatu pekerjaaan terpadu yang melibatkan masyarakat secara aktif. Pendekatan yang terpadu semacam ini menuntut koordinasi yang lebih baik diantara semua pihak, baik dari sektor pemerintah, lembaga-lembaga masyarakat, badan-badan internasional dan sebagainya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

436

Secara alamiah, pada umumnya banjir disebabkan oleh curah hujan yang tinggi dan di atas normal, sehingga sistem pengaliran air yang terdiri dari sungai dan anak sungai alamiah serta sistem saluran drainase dan kanal penampung banjir buatan tidak mampu menampung akumulasi air hujan sehingga meluap. Berdasarkan hasil studi yang pernah dilakukan di Kabupaten Lingga tahun 2013 terhadap kondisi geologi dan morfologi ruang, kawasan rawan bencana di Kabupaten Lingga, maka dapat diketahui ancaman/hazard apa saja yang dapat terjadi di Kabupaten Lingga, yakni ancaman bencana gerakan tanah dan longsor, ancaman bencana banjir, rawan bencana gelombang pasang dan abrasi, rawan bencana angin siklon tropis. Namun dalam tulisan ini hanya akan dibahas masalah penanggulangan banjir dalam rangka mitigasi bencana alam di Kabupaten Lingga.

Bencana banjir besar pernah terjadi Pada Desember tahun 2011. Ratusan rumah di Bukit Abun dan Bukit Kapitan, Kelurahan Dabo, Kecamatan Singkep, Kabupaten Lingga terendam banjir. Selain itu, Ibu Kota Kabupaten Lingga, Daik juga mengalami hal yang sama. Beberapa kawasan yang menjadi langganan banjir karena berada di pinggir laut serta rendah. Seperti Kampung Mentok, Kampung Gelam dan Melukap kerap terkena banjir walaupan hujan deras hanya beberapa jam. Biasanya, air sudah menggenangi kampung dan hal ini sudah biasa terjadi. Oleh karena itu, diperlukan suatu konsep penanggulangan banjir di Kabuapten Lingga Dalam Rangka Mitigasi Bencana, agar tidak menimbulkan kerugian bagi masyarakat.

Tujuan Tujuan dari tulisan ini adalah melakukan identifikasi terhadap bencana alam banjir yang terjadi di Kota Lingga, serta memberikan gambaran penanggulangan yang dilakukan.

ManfaatManfaat yang diharapkan dari Penanggulangan Banjir Di Kabupaten Lingga Dalam Rangka Mitigasi Bencana ini secara rinci bagi masing-masing pihak adalah sebagai berikut:

1. Bagi Pemerintah Memberikan informasi mengenai lokasi banjir di Kabupaten Lingga sehingga

dapat dijadikan acuan pelaksanaan penanggulangan bencana oleh pemerintah Kabupaten Lingga yang mengacu kepada rencana tata ruang wilayah Kabupaten Lingga,

2. Bagi Masyarakat Hasil dari studi ini dapat ditindak lanjuti dengan detail desain dan pekerjaan fisik

pengendalian banjir di wilayah studi, sehingga dapat meminimalisir dampak yang terjadi akibat banjir, sehingga tingkat kesejahteraan masyarakat dapat meningkat.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

437

Tinjauan Pustaka

Pengertian Banjir

Sebuah banjir adalah peristiwa yang terjadi ketika aliran air yang berlebihan merendam daratan. Pengarahan banjir Uni Eropa mengartikan banjir sebagai perendaman sementara oleh air pada daratan yang biasanya tidak terendam air. Dalam arti “air mengalir”, kata ini juga dapat berarti masuknya pasang laut. Banjir diakibatkan oleh volume air di suatu badan air seperti sungai atau danau yang meluap atau menjebol bendungan sehingga air keluar dari batasan alaminya. Ukuran danau atau badan air terus berubah-ubah sesuai perubahan curah hujan dan pencairan salju musiman, namun banjir yang terjadi tidak besar kecuali jika air mencapai daerah yang dimanfaatkan manusia seperti desa, kota, dan permukiman lain. (http://id.wikipedia.org/wiki/Banjir)

Banjir juga dapat terjadi di sungai, ketika alirannya melebihi kapasitas saluran air, terutama di kelokan sungai. Banjir sering mengakibatkan kerusakan rumah dan pertokoan yang dibangun di dataran banjir sungai alami. Meski kerusakan akibat banjir dapat dihindari dengan pindah menjauh dari sungai dan badan air yang lain, orang-orang menetap dan bekerja dekat air untuk mencari nafkah dan memanfaatkan biaya murah serta perjalanan dan perdagangan yang lancar dekat perairan. Manusia terus menetap di wilayah rawan banjir adalah bukti bahwa nilai menetap dekat air lebih besar daripada biaya kerusakan akibat banjir periodik. (http://id.wikipedia.org/wiki/Banjir)

Penggundulan hutan di daerah tangkapan air hujan (catchment area) juga menyebabkan peningkatan debit banjir karena debit/pasokan air yang masuk ke dalam sistem pengaliran air menjadi tinggi sehingga melampaui kapasitas pengaliran dan menjadi pemicu terjadinya erosi pada lahan curam yang menyebabkan terjadinya sedimentasi di sistem pengaliran air dan wadah air lainnya. Disamping itu berkurangnya daerah resapan air juga berkontribusi atas meningkatnya debit banjir.

Berkaitan dengan kondisi tersebut maka kawasan pesisir di Pulau Lingga khususnya yang menjadi muara sungai yang berawal dari Gunung Daik merupakan kawan rawan bencana banjir apabila tidak dijaga kelestarian Gunung Daik. Pada daerah permukiman dimana telah padat dengan bangunan sehingga tingkat resapan air kedalam tanah berkurang, jika terjadi hujan dengan curah hujan yang tinggi sebagian besar air akan menjadi aliran permukaan yang langsung masuk kedalam sistem pengaliran air sehingga kapasitasnya terlampaui dan mengakibatkan banjir. Meskipun demikian untuk kawasan rawan banjir yang terdapat di beberapa lokasi di Kabupaten Lingga khususnya di Daik Kecamatan Lingga lebih disebabkan karena daerah cekungan yang cukup luas serta pengaruh pasang surut air laut, sehingga pada saat musim hujan juga terjadi genangan (banjir) yang luas.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

438

Pengertian Mitigasi

Mitigasi yaitu usaha untuk mengurangi dan / atau meniadakan korban dan kerugian yang mungkin timbul, maka titik berat perlu diberikan pada tahap sebelum terjadinya bencana, yaitu terutama kegiatan penjinakan / peredaman atau dikenal dengan istilah Mitigasi. Mitigasi pada prinsipnya harus dilakukan untuk segala jenis bencana, baik yang termasuk ke dalam bencana alam (natural disaster) maupun bencana sebagai akibat dari perbuatan manusia (man-made disaster) (http://malhadi-mglenaldi9f.blogspot.com/ 2012/ 11/ pengertian-mitigasi.html)

Mitigasi bencana merupakan suatu aktivitas yang berperan sebagai tindakan pengurangan dampak bencana, atau usaha-usaha yang dilakukan untuk megurangi korban ketika bencana terjadi, baik korban jiwa maupun harta. Dalam melakukan tindakan mitigasi bencana, langkah awal yang kita harus lakukan ialah melakukan kajian risiko bencana terhadap daerah tersebut. Dalam menghitung risiko bencana sebuah daerah kita harus mengetahui Bahaya (hazard), Kerentanan (vulnerability) dan kapasitas (capacity) suatu wilayah yang berdasarkan pada karakteristik kondisi fisik dan wilayahnya. (http://p2mb.geografi.upi.edu/Mitigasi_Bencana.html). Bahaya (hazard) adalah suatu kejadian yang mempunyai potensi untuk menyebabkan terjadinya kecelakaan, cedera, hilangnya nyawa atau kehilangan harta benda. Bahaya ini bisa menimbulkan bencana maupun tidak. Bahaya dianggap sebuah bencana (disaster) apabila telah menimbulkan korban dan kerugian. (http://p2mb.geografi.upi.edu/ Mitigasi_Bencana.html). Kerentanan (vulnerability) adalah rangkaian kondisi yang menentukan apakah bahaya (baik bahaya alam maupun bahaya buatan) yang terjadi akan dapat menimbulkan bencana (disaster) atau tidak. Rangkaian kondisi, umumnya dapat berupa kondisi fisik, sosial dan sikap yang mempengaruhi kemampuan masyarakat dalam melakukan pencegahan, mitigasi, persiapan dan tindak-tanggap terhadap dampak bahaya. (http://p2mb.geografi.upi.edu/Mitigasi_Bencana.html)

Jenis-jenis kerentanan; (1) Kerentanan Fisik : Bangunan, Infrastruktur, Konstruksi yang lemah. (2) Kerentanan Sosial : Kemiskinan, Lingkungan, Konflik, tingkat pertumbuhan yang tinggi, anak-anak dan wanita, lansia. (3) Kerentanan Mental: ketidaktahuan, tidak menyadari, kurangnya percaya diri, dan lainnya.

Kapasitas (capacity) adalah kemampuan untuk memberikan tanggapan terhadap situasi tertentu dengan sumber daya yang tersedia (fisik, manusia, keuangan dan lainnya). Kapasitas ini bisa merupakan kearifan lokal masyarakat yang diceritakan secara turun temurun dari generasi ke generasi. (http://p2mb.geografi.upi.edu/ Mitigasi_Bencana. html). Risiko bencana (Risk) adalah potensi kerugian yang ditimbulkan akibat bencana pada suatu wilayah dan kurun waktu tertentu yang dapat berupa kematian, luka, sakit, jiwa terancam, hilangnya rasa aman, mengungsi, kerusakan atau kehilangan harta, dan gangguan kegiatan masyarakat. , akibat kombinasi dari bahaya, kerentanan, dan kapasitas dari daerah yang bersangkutan. (http://p2mb.geografi.upi.edu/ Mitigasi_Bencana.html)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

439

MetodologiMetode pelaksnaan kegiatan studi ini secara garis besar seperti diagram alir berikut;

ANALISIS

Gambar 1. Diagram Alir Kegiatan

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil studi yang pernah dilakukan di lokasi studi diketahui bahwa rencana penanggulangan bencana untuk kawasan rawan bencana banjir di Kabupaten Lingga dalam 5 (lima) tahun kedepan di arahkan pada wilayah Kecamatan Lingga (di sekitar Kelurahan Daik), Kecamatan Singkep (di sekitar Kota Dabo), Kecamatan Lingga Utara (di sekitar Desa Resun, Sungai Besar), Kecamatan Singkep Barat (di sekitar Desa Air Merah).

Prinsip pengendalian banjir yang akan dilakukan pada kawasan rawan bencana banjir di Kabupaten Lingga ini adalah: menahan air sebesar mungkin di hulu dengan membuat waduk dan konservasi tanah dan air, meresapkan air hujan sebanyak mungkin ke dalam tanah dengan sumur resapan atau rorak dan menyediakan daerah terbuka hijau, mengendalikan air di bagian tengah dengan menyimpan sementara di daerah retensi, mengalirkan air secepatnya ke muara atau ke laut dengan menjaga

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

440

kapasitas wadah air. mengamankan penduduk, prasarana vital, dan harta benda. Untuk tindakan penanggulangan dapat dibagi menjadi tindakan pencegahan, kesiapsiagaan, saat tanggap darurat dan pemulihan.

Untuk tindakan pencegahan dan mitigasi, dapat di golongkan menjadi 2 (dua) bagian yaitu mitigasi pasif dan mitigasi aktif. Tindakan mitigasi pasif yang dapat dilakukan antara lain; pembuatan peta rawan bencana banjir, pemetaan sistem drainase di daerah tingkat kerentanan padat penduduk, dll. Sedangkan tindakan pencegahan dalam mitigasi aktif antara lain: pembuatan dan penempatan tanda-tanda peringatan, bahaya, pembuatan bangunan struktur yang berfungsi untuk mencegah, mengamankan dan mengurangi dampak yang di timbulkan oleh bencana banjir dll.

Kesiapsiagaan dilaksanakan untuk mengantisipasi kemungkinan terjadinya bencana di kawasan rawan bencana banjir di Kabupaten Lingga guna menghindari jatuhnya korban jiwa, kerugian harta benda dan berubahnya tata kehidupan masyarakat. Upaya kesiapsiagaan dilakukan pada saat bencana mulai teridentifikasi akan terjadi.

Tahap tanggap darurat merupakan tahap penindakan atau pengerahan pertolongan untuk membantu masyarakat yang tertimpa bencana, guna menghindari bertambahnya korban jiwa.

Tahap pemulihan meliputi tahap rehabilitasi dan rekonstruksi. Upaya yang dilakukan pada tahap rehabilitasi adalah untuk mengembalikan kondisi daerah yang terkena bencana yang serba tidak menentu ke kondisi normal yang lebih baik, agar kehidupan dan penghidupan masyarakat dapat berjalan kembali.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan Dari studi yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa;

Upaya/kegiatan yang di lakukan dalam rangka penanggulangan banjir di Kabupaten Lingga meliputi tahap pencegahan dan mitigasi, kesiapsiagaan, tanggap darurat dan pemulihan.Tindakan penanggulangan ini bertujuan untuk menghindari terjadinya bencana serta mengurangi risiko yang di timbulkan dari bencana itu sendiri.

RekomendasiDari studi yang telah dilakukan, maka disarankan agar adanya kerjasama yang baik antar instansi terkait penanggulangan bencana, masyarakat dan akademisi, agar mitigasi yang dilakukan dapat berjalan efektif dan efisien.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

441

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, pusat segala ilmu dan pengetahuan, karena tanpa berkat dan rahmatNYa kami bukanlah apa-apa. Selanjutnya kami ucapkan terimakasih kepada segenap Panitia PIT HATHI XXXI tahun 2014, Padang serta Pengurus HATHI cabang Kalimantan Barat yang telah memberikan kami kesempatan untuk menyajikan hasil studi kami, Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Kabupaten Lingga dan instansi terkait di Kabupaten Lingga, serta P.T. Mitra Madani Multiconsult atas data-data dan informasi yang telah diberikan, dan mereka yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu, namun juga berjasa atas terwujudnya makalah ini, sehingga siap diajukan ke dalam prosiding PIT HATHI XXXI tahun 2014, Padang

REFERENSI

Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Kabupaten Lingga, 2013. Laporan Akhir Penyusunan Rencana Mitgasi Bencana di Kabupaten Lingga Tahun Anggaran 2013

(http://id.wikipedia.org/wiki/Banjir).

http://p2mb.geografi.upi.edu/ Mitigasi_Bencana.html)

Pemerintah Kabupaten Lingga, Badan Pusat Statistik Kabupaten Lingga. Kabupaten Ketapang Dalam Angka 20012-2013.

442

PENGENDALIAN DEBRIS SUNGAI TUGURARA PASCA BANJIR LAHAR 10 JANUARI 2014

LERENG G. GAMALAMA P. TERNATE

Dyah Ayu Puspitosari1*, Saleh M. Talib2, dan Agus Sumaryono3*** 1 Calon Peneliti Balai Sabo, Puslitbang SDA,

Balitbang Kementerian Pekerjaan Umum Sopalan, Maguwoharjo, Yogyakarta-55282 Tel. 0274-886350, 666351, Fax. 0274-665431

2 Balai Wilayah Sungai Maluku Utara3Provesional Utama SDA, Anggota HATHI Cabang Yogyakarta,

*yaya_929@yahoo.com; **msaleh_talib@yahoo.com; ***sumaryonoagus1808@yahoo.com

Intisari

Hujan dengan intensitas tinggi selama 5 hari berturut-turut di sekitar puncak dan lereng G. Gamalama telah mengakibatkan banjir lahar di S, Tugurara pada tanggal 10 Januari 2014. Akibat hujan deras selama 5 hari, banjir lahar mengangkut material vulkanik dari puncak dan lereng gunungapi mengalir dengan kecepatan tinggi. Material vulkanik sebagian mengendap di hulu bangunan sabo, sebagian lainnya mengalir ke hilir dan sisanya mengendap di sepanjang alur sungai. Banjir lahar tanggal 10 Januari 2014 telah mengakibatkan kerusakan ringan pada bangunan sabo, kerusakan perkuatan tebing, degradasi dasar sungai, dan kerusakan rumah-rumah di bantaran sungai. Dari hasil penelitian lapangan dan analisis data curah hujan dapat disimpulkan bahwa penyebab banjir lahar adalah hujan deras yang terjadi selama 5 hari berturut-turut. Untuk menanggulangi banjir lahar di S. Tugurara perlu diterapkan teknologi sabo dengan membuat bangunan sabodam, groundsill, kantong lahar dan kanalisasi. Selain itu perlu dilakukan penataan bantaran sungai agar bangunan rumah di sepanjang alur sungai terbebas dari bahaya banjir lahar.

Kata Kunci: material vulkanik, curah hujan, debris, banjir lahar, dan sabodam,.

PENDAHULUAN

Latar BelakangSungai Tugurara adalah salah satu sungai lahar yang berhulu di puncak G. Gamalama, P. Ternate dengan luas daerah aliran sungai 12,309 km2, merupakan sungai dengan luas DAS terbesar di P. Ternate. S. Tugurara mengalir dari puncak G. Gamalama ke arah barat dan bermuara di laut dekat ujung selatan landasan pacu Bandara Sultan Babullah, panjang sungai kurang lebih 7 km. Kemiringan dasar sungai S. Tugurara di bagian hulu sangat terjal lebih dari 20%, di bagian tengah cukup terjal 6 – 10% dan di bagian hilir dekat muara kemiringannya masih terjal kurang lebih 3 – 6%. Pada musim penghujan sering terjadi banjir lahar dengan skala kecil dan kadang-kadang terjadi banjir lahar berskala besar. Banjir lahar terakhir yang berskala besar terjadi pada tanggal 10 Januari 2014 dipicu oleh hujan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

443

deras dengan curah hujan 67 mm tercatat di Stasiun Geofisika Ternate. Banjir lahar mengangkut material vulkanik dalam jumlah besar, sebagian tertahan pada Sabo Dam 2+450 dan Sabo Dam 2+200 (Gambar 1 dan 2), terjadi agradasi dasar sungai (Gambar 3) kerusakan perkuatan tebing bagian bawah (Gambar 4), kerusakan rumah di bantara sungai (Gambar 5) dan endapan sedimen yang mengancam rumah di bantaran sungai (Gambar 6). Untuk menanggulangi banjir lahar di S. Togurara perlu segera dilakukan penenggulangan dengan menerapkan teknologi sabo.

PermasalahanErupsi G. Gamalama terakhir terjadi pada 5 Desember 2011, sedang erupsi sebelumnya terjadi pada 2009, 2003, 1962. Erupsi sebelum abad XX terjadi pada tahun 1775, 1771-1772 dan 1538 (Kusumadinata, et.al., 1979). Erupsi G. Gamalama telah mengakibatkan kerusakan lingkungan dan infrastruktur, kerugian harta benda dan korban jiwa. Beberapa erupsi yang terjadi akhir-akhir ini menyisakan endapan material vulkanik sebanyak kurang lebih 10 juta m3, mengendap di sekitar puncak dan lereng gunungapi pada sungai-sungai yang berhulu di puncak G. Gamalama. Pada musim penghujan endapan material vulkanik bercampur dengan air hujan yang jatuh di atasnya membentuk campuran seperti bubur yang tidak stabil dan mengalir ke hilir menyusur palung-palung sungai berupa banjir lahar atau aliran debris. Banjir lahar sering menimbulkan kerusakan lingkungan sungai, prasarana sumberdaya air, prasarana umum dan lingkungan di sekitarnya bahkan korban jiwa dan luka-luka. Untuk menanggulangi bencana akibat banjir lahar Kementerian PU telah membangun prasarana sumberdaya air antara lain sabodam, bendung pengendali dasar sungai, dan tanggul pengaman. Namun demikian, bangunan pengendali lahar ini jumlahnya masih belum memadai untuk mengendalikan volume lahar yang jumlahnya sangat besar. Material vulkanik yang terangkut banjir lahar tanggal 10 Januari 2014 telah mengakibatkan agradasi dasar sungai di sepanjang alur sungai S. Togurara. Agradasi dasar sungai cukup signifikan dan dasar sungai di bawah jembatan naik hampir mancapai gelagar jembatan (Gambar 3). Selain itu banjir lahar telah mengakibatkan penggerusan lokal pada kaki parkuatan tebing (revetment) yang mengakibatkan kaki perkuatan tebing ada yang ambrol, (Gambar-4).

Maksud dan TujuanMaksud kegiatan studi adalah untuk mengetahui penyebab banjir lahar S. Tugurara akibat hujan deras yang terjadi pada bulan Januari 2014.

Adapun tujuannya adalah untuk menentukan cara penanggulangan banjir lahar yang sesuai pada S. Tugurara, P. Ternate Provinsi Maluku Utara akibat hujan deras pada bulan Januari 2014.

Lokasi KejadianKejadian banjir lahar di S.Tugurara terjadi pada tanggal 10 Januari 2014 setelah terjadi hujan lebat sebelumnya dengan intensitas 67 mm, tercatat pada Stasion Geofisika Sultan Babullah. Lokasi S.Tugurara dapat dilihat pada peta P. Ternate pada Gambar 7.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

444

KAJIAN PUSTAKA

Banjir LaharBanjir lahar adalah salah satu jenis aliran debris yang terjadi pada sungai-sungai di daerah vulkanik. Aliran debris didefinisikan sebagai gerakan secara gravitasi dari campuran sedimen dan air, bentuknya seperti bubur di mana volume sedimen jauh lebih besar dari volume air (Takahashi, T., 2007).

Konsentrasi sediman dalam aliran ebris bisa lebih dari 30%. Berat volume lahar relative tinggi antara 1,8 sampai 2,2 ton/m3.

Banjir lahar mengalir sepanjang alur sungai dengan kecepatan tinggi bahkan bisa mencapai 60 km/jam. Banjir lahar mempunyai energi sangat besar sehingga dapat menimbulkan kerusakan pada prasarana sumber daya air termasuk jembatan dan badan sungai sepanjang alur sungai yang dilaluinya.

Bangunan SaboUntuk menanggulangi bencana yang diakibatkan oleh banjir lahar, sejak tahun 1970 Pemerintah Indonesia bekerjasama dengan Pemerintah Jepang mulai menerapkan teknologi sabo dengan mebuat bangunan sabo. Bangunan sabo merupakan salah satu prasarana sumber daya air yang berfungsi untuk pengendalian daya rusak air (Republik Indonesia, 2004). Pembuatan bangunan sabo di Indonesia dimulai di daerah G. Merapi, G. Kelud di P. Jawa dan G. Agung di P. Bali pasca erupsi G. Agung tahun 1963, erpusi G. Kelud tahun 1966 dan erupsi G. Merapi tahun 1969.

Bangunan sabo berfungsi untuk mengendalikan aliran sedimen berlebih seperti aliran lahar dan aliran debris agar tidak menimbulkan bencana berupa kerusakan lingkungan dan infrastruktur, kerugian harta benda, serta korban jiwa dan luka-luka (Mizuyama, T., 2008 dan Matsushita, T., 1999). Pengendalian sedimen berlebih dengan bangunan sabo dilakukan dengan menahan sedimen yang telah mengendap di alur sungai, menahan sebagian sedimen yang terangkut banjir di hulu bangunan serta mengalirkan sebagian sedimen lainnya ke hilir sehingga terjadi keseimbangan angkutan sedimen baik di hulu maupun di hilir bangunan sabo. Selain itu, bangunan sabo juga berfungsi mengendalikan kemiringan dasar sungai agar menjadi lebih landai dan kecepatan angkutan sedimen oleh banjir lahar atau aliran debris berkurang (BSN, 2004)

Berdasarkan fungsinya, ada beberapa jenis bangunan sabo antara lain bangunan penahan sedimen (check dams), bangunan pengendali dasar sungai (groundsills), bendung konsolidasi (consolidation dams), kantong lahar atau kantong sedimen (sand pocket), tanggul pengaman (training dykes) dan krib (spur dykes) sungai. Penerapan teknologi sabo dengan membuat bangunan sabo telah berkembang pesat tidak hanya di Jawa saja tetapi telah diterapkan di luar Jawa. Selain itu yang pada awalnya bangunan sabo untuk penanggulangan banjir lahar, telah berkembang untuk pengendalian aliran debris dan aliran sedimen berlebih lainnya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

445

Kerusakan Bangunan SaboKerusakan bangunan sabo terjadi akibat banjir yang mengangkut sedimen berlebih seperti banjir lahar dan aliran debris (Sumaryono, A., et.al., 2007). Beberapa jenis kerusakan bangunan sabo disebabkan oleh beberapa hal antara lain:

1. Abrasi aliran debris atau banjir lahar pada permukaan komponen bangunan terutama pada sayap dan mercu bendung utama dan sub bendung.

2. Degradasi di hilir sabo dam dan gerusan lokal tepat di hilir sub bendung yang lebih dalam dari fondasi sub bendung dapat mengakibatkan sub bendung menjadi tidak stabil sehingga sub bendung terguling yang diikuti dengan kerusakan lantai kolam olak dan akhirnya bendung utama terguling dan seluruh sabo dam hancur.

3. Tarjunan air yang jatuh pada lantai kolam olak akibat debit banjir yang melebihi debit desain dapat mengakibatkan kerusakan lantai kolam olak.

4. Perkuatan tebing (revetment) baik di hilir sub bendung ataupun di hulu bendung utama dapat terguling bila terjadi gerusan yang cukup dalam di bawah fondasi perkuatan tebing.

METODOLOGI STUDI

Metodologi studi yang digunakan adalah sebagai berikut:

1. Pengumpulan data sekunder dengan metode pengkajian terhadap data dan informasi yang terkait bencana banjir lahar S. Togurara.

2. Identifikasi permasalahan kerusakan bangunan sabo, prasarana dan permukiman akibat banjir lahar 10 Jnuari 2014 dengan metode observasi langsung di lapangan.

3. Investigasi kerusakan bangunan sabo dan kerusakan badan sungai S. Tugurara dengan metode pengambilan foto bangunan sabo dan situasi sungai di sekitar bangunan, serta melakukan kajian kondisi bangunan, perubahan morfologi sungai dan penyebab kerusakan bangunan.

4. Analisis dan interpretasi terhadap data primer hasil kegiatan investigasi lapangan dan hasil kajian data sekunder lainnya.

5. Merumuskan kesimpulan dan mengajukan saran serta menyusun laporan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

446

Gambar 7. Lokasi banjir lahar di S.Togurara P.Ternate10 Januari 2014

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Curah HujanPada umumnya hampir di seluruh Indonesia bulan Januari adalah bulan basah dengan curah hujan tinggi dan terjadi banjir di mana-mana. Data hujan di Stasion Geofisika Ternate pada bulan Januari 2014 menunjukkan curah hujan tinggi dimana curah hujan kumulatif selama bulan Januari 2014 mencapai 177 mm, jumlah hari hujan 19 hari dan curah hujan maksimum 67 mm terjadi pada 10 Januari 2014. Data curah hujan menunjukkan selama 8 hari berturut-turut mulai tanggal 5 sampai dengan 14 Januari 2014 telah terjadi hujan yang cukup deras dengan jumlah kumulatif 148 mm. Intensitas hujan tinggi yang terjadi mulai tanggal 6 Januari 2014 sampai puncaknya tanggal 10 Januari 2014 dengan intensita 67 mm telah memicu terjadinya banjir lahar berskala besar. Mulai tanggal 11 Januari 2014 hujan masih cukup lebat dengan intensitas 34 mm kemudian turun sampai 2 mm pada tanggal 13 Januari 2014. Pada tanggal 24 Januari 2014 terjadi hujan dengan intensitas 14 mm dan berakhir tanggal 26 Januari dengan intensitas 2 mm. Hujan yang terjadi tanggal 11 s/d 13 Januari 2014 dan tanggal 24 s/d 26 tidak memicu terjadinya banjir lahar (Lihat Tabel 1). Hujan yang terjadi berturut-turut selama beberapa hari dengan intensitas meningkat setiap hari dan pada puncaknya mengakibatkan terjadnyai banjir lahar. Sedang hujan yang terjadi berturut- turut tetapi intensitasnya menurun tidak mengakibatkan terjadinya banjir lahar. Lihat Gambar 2. Pada saat terjadi hujan berturut-turut selama 5 hari dengan intensitas

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

447

meningkat telah mengakibatkan meningkatnya derajat kejenuhan endapan vulkanik di lereng G.Gamalama dan akhirnya terjadi longsoran kemudian mengalir ke hilir dalam bentuk aliran lahar. Sedang pada waktu terjadi hujan berturut-turut selama beberapa hari, tetapi intensitasnya menurun tidak memicu terjadinya banjir lahar.

Tabel 1 Data Curah Hujan Harian Station Geofisika Ternate Bulan Januari 2014

Tanggal Curah hujan(mm) Tanggal Curah hujan

(mm) Tanggal Curah hujan(mm)

1 - 11 34 21 -2 2 12 19 22 03 - 13 2 23 -4 1 14 - 24 145 - 15 - 25 86 3 16 1 26 27 2 17 - 27 -8 13 18 - 28 39 8 19 - 29 -

10 67 20 - 30 031 -

Curah hujan maksimum : 67 mm tgl 10 Juni 2014Jumlah hujan bulanan : 177 mm.Banyaknya hari hujan : 19 hr.

Gambar 8. Grafik Curah Hujan Harian Station Geofisika Ternate Bulan Januari 2014

Banjir Lahar

Banjir lahar dengan skala besar yang terjadi pada tanggal 10 Januari 2014 di S. Togurara dipicu oleh terjadinya hujan berturut-turut selama 5 hari dengan intensitas meningkat mulai dari 3 mm pada tanggal 6 Januari 2014 dan mencapai 67 mm pada

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

448

tanggal 10 Januari 2014. Banjir lahar mengangkut material vulkanik mulai dari yang bergradasi halus berupa pasir dan kerikil sampai yang bergradasi kasar seperti kerikil dan batu-batu besar dengan diameter lebih dari 1,00 m. Material vulkanik sebagian mengendap di hulu bangunan Sabo Dam 2+450 dan Sabo Dam 2+200, sebagian lainnya terangkut ke hilir dan mengendap di sepanjang alur sungai sampai muara. Banjir lahar telah mengakibatkan kerusakan kaki perkuatan tebing, abrasi mercu sabo dam, longsoran tebing dan gerusan kaki tebing. Selain itu telah terjadi kerusakan beberapa rumah pada bantaran sungai. Akibat banjir lahar dapat dilihat pada Gambar 1 sampai dengan Gambar 6.

Gambar 1 Endapan lahar di hulu Sabo Dam 2+450 terdiri dari pasir, kerikil, batu kecil dan batu besar dengan diameter > 2m.

Gambar 2 Endapan batu-batu besar di hulu bagian kanan mercu bendung utama Sabo Dam 2+200 pasca banjir lahar dilihat dari hulu. Celah bagian kanan bendung utama tertutup endapan.

Gambar 3 Dasar sungai naik akibat timbunan lahar yang mengendap di bawah jembatan pasca banjir lahar dilihat dari hulu.

Gambar 4 Bagian bawah/kaki perkuatan tabing kanan jebol akibat aliran lahar menyusur kaki perkuatan tebing pasca banjir lahar dilihat dari hilir.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

449

Gambar 5 Aliran banjir lahar S.Tugurara 10 Januari 2014 mengakibatkan kerusakan pemukiman penduduk di bantaran sungai dilihat dari hulu

Gambar 6 Endapan sedimen pada alur sungai S.Tugurara di sekitar pemukiman penduduk dekat bantaran sungai setelah banjir lahar 10 Januari 2014 dilihat dari hulu

Penanggulangan Banjir Lahar

Untuk menanggulangi banjir lahar 10 Januari 2014 diperlukan beberapa bangunan pengendali sedimen antara lain sabo dam, bendung pengendali dasar sungai (ground sill). kanalisasi, tanggul terbuka dan perkuatan tebing.

Sabo Dam

Untuk mengendalikan banjir lahar dengan gradasi kasar seperti batu-batu berdiameter besar diperlukan sabo dam/chek dam tipe terbuka. Pada ujung revetment S.Tugurara tepat di hilir sabo dam yang ada (sabo dam rusak) diperlukan sabo dam tipe terbuka untuk menahan sedimen berdiameter besar agar sedimen berdiameter besar tidak terangkut ke hilir yang dapat berakibat kerusakan badan sungai dan lingkungan. Dengan sabo dam tipe terbuka ini dimaksudkan agar sedimen berdiameter besar tertahan pada sabo dam dan yang berdiameter lebih kecil dapat terangkut ke hilir.

Bendung Pengendali Dasar Sungai (Groundsill)

Untuk mengendalikan kecepatan aliran lahar dan menstabilkan dasar sungai diperlukan bendung pengendali dasar sungai (groundsill). Pada alur sungai S.Tugurara mulai dari hilir rencana sabo dam sampai rencana pelimpah kantong lahar diperlukan beberapa groundsill agar kecepatan aliran lahar dapat diperkecil, kemiringan dasar sungai lebih landai dan alur sungai menjadi lebih stabil.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

450

Gambar 9 Peta Situasi S. Tugurara dan rencana pembuatan bangunan sabo

Kantong Lahar (Sand pocket)

Untuk mengefektifkan kantong lahar sebagai bangunan penampung sedimen, pada outlet kantong lahar perlu dibangun bangunan peluap agar endapan sedimen di dalam kantong lahar dapat tertahan dan aliran sedimen dari hulu dapat tertampung di dalam kantong. Dengan tertahannya sedimen di dalam kantong lahar maka angkutan sedimen ke hilir berkurang dan agradasi dasar sungai di hilir kantong lahar dapat dicegah. Selain itu dengan tertahannya sedimen di dalam kantong lahar, maka pekerjaan pemeliharaan alur sungai dengan pengerukan sedimen dari dasar sungai di hilir kantong lahar pasca banjir dapat dikurangi. Untuk menstabilkan alur sungai di dalam kantong lahar perlu dibuat beberapa bendung pengendali dasar sungai (groundsill). Untuk mengarahkan penyebaran sedimen di dalam kantong lahar perlu dibuat tanggul terbuka (open levee), disamping untuk mengamankan tanggul luar kantong lahar dari kemungkinan peluapan (overtopping) banjir.

Kanalisasi (Chanel Works)

Banjir lahar S.Togurara 10 Januari 2014 telah mengakibatkan agradasi dasar sungai di hilir rencana kantong lahar karena banjir lahar mengangkut sedimen ke hilir dan sedimen mengendap di sepanjang alur sungai sampai ke muara. Di sepanjang alur sungai terdapat banyak rumah yang berdiri di bantaran sungai yang menghambat aliran banjir lahar ke hilir. Ada beberapa rumah di bantaran sungai yang rusak akibat hantaman banjir lahar. Agar banjir lahar dapat lancar mengalir ke hilir maka diperlukan normalisasi alur sungai dengan lebar penampang sungai yang cukup agar mampu mengalirkan debit banjir. Selain itu perlu dibuat bendung pengendali dasar sungai (groundsill) rendah untuk menstabilkan kemiringan dasar sungai, mencegah terjadinya fluktuasi dasar sungai dan mengurangi kecepatan banjir lahar.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

451

Rencana jangka menengah penanggulangan banjir lahar dapat dilihat pada Tabel 2 dan Gambar 9.

Tabel 2 Rencana jangka menengah penanggulangan banjir lahar S. TuguraraNama Sungai Sabodam Groundsill Kantong Lahar Kanalisasi TanggulS. Tugurara 3 unit 4 unit 1 unit 1000 m 875 M

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan1. Hujan yang terjadi selama 5 hari berturut-turut dengan intensitas hujan

meningkat setiap hari telah memicu terjadinya banjir lahar S.Tugurara pada tanggal 10 Januari 2014.

2. Banjir lahar telah mengakibatkan kenaikan (agradasi) dasar sungai S.Togurara.3. Banjir lahar telah mengakibatkan kerusakan perkuatan tebing, longsoran

tebing sungai dan kerusakan rumah-rumah di bantaran sungai.4. Kantong lahar belum berfungsi maksimal, karena pada waktu banjir lahar,

kantong lahar tidak terisi sedimen.5. Telah terjadi agradasi dasar sungai di hilir kantong lahar sehingga perlu

dilakukan pekerjaan pemeliharaan dengan pengerukan dasar sungai.6. Untuk menanggulangi banjir lahar diperlukan beberapa bangunan sabo antara

lain bendung penahan sedimen (chek dam), bendung pengendali dasar sungai (groundsill), tanggul pengaman terbuka (open levee), peluap kantong dan kanalisasi.

Rekomendasi1. Untuk menanggulangi banjir lahar perlu segera dibuat bangunan sabo dengan

mempertimbangkan skala prioritas.2. Perlu dilakukan pengamatan kontinyu terhadap bangunan sabo dan kondisi

sungai agar bila terjadi kerusakan baik pada bangunan maupun badan sungai dapat segera diusulkan rencana perbaikannya.

3. Untuk memantau intensitas curah hujan terutama pada musim penghujan, perlu dipasang alat penakar curah hujan (bila mungkin system telemetri) dekat sumber sedimendan di bagian hilir sungai.

4. Perlu dilakukan sosialisasi mengenai bahaya banjir lahar kepada penduduk di sepanjang sungai terutama yang bermukim di bantaran sungai agar penduduk selalu dalam kondisi waspada menghadapi banjir lahar yang setiap saat dapat terjadi terutama pada musim penghujan.

5. Perlu dilakukan penataan ruang agar penduduk di sepanjang sungai merasa aman dan terbebas dari bencana banjir lahar.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

452

UCAPAN TERIMA KASIH

Para penulis mengucapkan terima kasih kepeda berbagai pihak yang telah membantu terutama dalam kegiatan pengumpulan data dan survei lapangan serta penyusunan laporan studi kasus. Ucapan terima kasih kami tujukan kepada Kepala Balai Wilayah Sungai Maluku Utara beserta staf, Stasiun Geofisika Ternate dan PT. Waskita Karya Ternate beserta staf.

REFERENSI

BSN, 2004, Tata Cara Perencanaan Teknik Bendung Penahan Sedimen RSNI 3 2851:2004, Badan Standardisasai Nasional, Jakarta.

Kusumadinata, K, Hadian, R, Hamidi, S, Reksowirogo, LD, 1979, Data Dasar Gunung Api, Direktorat Vulkanologi, Direktorat Jendral Pertambangan Umum, Departemen Pertambangan dan Energi, Bandung.

Matsushita, T, 1999, Massage for The 21st Century, Sabo Works and Its Achievement, Sabo Publicity Center, Tokyo, Japan.

Mizuyama, T, 2008, Structural Countermeasure for Debris Flow Disaster, International Journal of Erosion Control Engineering, Vol. 1, No. 2, 2008 p. 38 – 43, ISSN: 1882-6547, Kyoto, Japan.

Republik Indonesia, 2004. Undang Undang Republik Indonesia No. 7 Tahun 2004 tentang Sumber Daya Air, Jakarta, Indonesia.

Sumaryono, A., Yunita, T., 2007, Kerusakan Bangunan Sabo Di Sungai Sombe-Lewara, Sulawesi Tengah Dan Alternatif Penamggulangannya, makalah pada Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI XXIV dan Kongres IX, ISSN No. 0853-6457 Makassar, 31 Agustus – 2 September 2007;

Takahashi,T., 2007, Debris Flow, Mechanics, Prediction and Countermeasures, Routledge Taylor & Francis Group, London, UK.

453

ANALISIS PENILAIAN KINERJA BANGUNAN PENGAMAN PANTAI TERHADAP ABRASI

DI KOTA PADANG

Bambang Istijono1*, Benny Hidayat1, Adek Rizaldi2, dan Andri Yosa Sabri2 1Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Andalas

2Balai Wilayah Sungai Sumatra V

*bistijono1452@yahoo.co.id

Intisari

Sebagian besar penduduk kota Padang terkosentrasi di daerah pantai yang berfungsi sebagai daerah pemukiman dan wisata. Karakteristik pantai kota Padang yang berhadapan dengan Samudra Hindia menjadikan pantai kota Padang mempunyai kerawanan yang tinggi terhadap gelombang dan abrasi pantai. Bangunan pelindung pantai dibuat untuk mengurangi kerawanan tersebut. Penelitian ini melakukan pengukuran kinerja bangunan pengaman pantai berupa groin di kota Padang. 86 groin telah disurvey dalam penelitian ini. Hasil survey memperlihatkan bangunan groin masih berfungsi dengan baik, tapi sejumlah groin sudah mengalami penurusan fungsi sehingga perlu tindakan pemeliharaan dan rehabitasi.

Kata kunci: Padang, abrasi, bangunan pengaman pantai

PENDAHULUAN

Pantai dan perairan pantai Sumatera Barat secara umum terdiri atas pantai yang curam dan terjal. Perairan pantainya merupakan pantai laut dalam yang merupakan bagian dari ekosistem laut dalam Samudera Hindia. Gelombang dan arus Samudera Hindia mempengaruhi pantai Sumatera Barat sehingga beberapa daerah di pesisirnya terkena abrasi. Wilayah daratan bervariasi dengan daerah yang datar dan sebagian besar merupakan pegunungan Bukit Barisan.

Kota Padang merupakan ibu kota Propinsi Sumatera Barat yang terletak di pantai barat pulau Sumatera adalah salah satu kawasan andalan dalam pembangunan di Sumatera Barat, memiliki penduduk lebih dari 830.000 jiwa dan kawasan pantai kritis sepanjang 18 km dari Batang Arau sampai dengan Batang Anai (Gambar 1). Sebagai ibukota propinsi, pertumbuhan daerah pemukiman sangat pesat dan tidak merata yang ditandai lebih dari 70 % warganya mendiami kawasan aliran sungai dan pantai. Ketimpangan dalam pertumbuhan kota tersebut diikuti oleh eksploitasi kawasan pantai yang dijadikan sebagai daerah pemukiman dan industri. Eksploitasi manusia menjadikan kawasan pantai Padang sangat rentan terhadap kerusakan lingkungan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

454

Gambar 1.Peta sebagian kota Padang

Yulius dan Ramdan (2013) melakukan penelitian perubahan garis pantai di Teluk Bungus Padang dengan pengukuran menggunakan citra satelit. Temuan mereka memperlihatkan laju rata-rata perubahan di Teluk Bungus adalah 5,9 m/tahun.

Beberapa bentuk penanggulangan perubahan lingkungan dan bencana di kawasan pantai Padang akibat abrasi dan banjir yaitu dengan membuat tanggul pantai, groin dan infastrukur lainnya dari batu gunung. Upaya pengamanan pantai Padang telah dimulai sejak tahun 1968. Konsep dasar penanggulangan yang dijalankan adalah meredam pengaruh energi gelombang laut dengan pemasangan batu besar dan pasir di pantai yang terancam stabilitasnya sehingga tercapai kelancaran arus sedimentasi di perairan pantai secara alami. Konsep ini diimplementasikan dengan pemasangan groin di setiap interval jarak 50 meter (diameter batu 0,50-1,50 m) dipasang menjorok ke laut 15-25 m, dan sampai sekarang telah dibangun lebih dari 85 groin, 8 jetty dan 7,50 km tanggul pantai.

Penanggulangan abrasi pantai terutama bertujuan mempertahankan fungsi pantai sebagai tempat hidup biota pantai, sebagai wadah muara sungai, sebagai areal hunian nelayan dan obyek wisata. Dalam kaitan ini areal pantai yang kondisinya baik (normal) akan besar artinya dalam rangka mewujudkan peran kota Padang secara optimal. Untuk wewujudkan hal tersebut di atas maka bangunan pengamanan pantai perlu dilakukan analisa kajian kinerjanya.

KAJIAN PUSTAKA

Perubahan garis pantai merupakan peristiwa alami yang terjadi secara terus menerus. Perubahan garis pantai tersebut bisa berupa pengikisan garis pantai (abrasi) dan penambahan badan pantai (sedimentasi). Sementara sedimentasi belum dianggap

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

455

sebagai ancaman, abrasi pantai dan disertai dengan gelombang tinggi adalah ancaman bencana yang bisa menimbulkan kerugian material dan jiwa.

BNPB mengeluarkan publikasi Index Rawan Bencana Indonesia yang berisi kerawanan bencana berdasarkan propinsi dan jenis bencana. Dalam dokumen ini abrasi pantai didefinisikan sebagai “proses pengikisan pantai oleh tenaga gelombang laut dan arus laut yang bersifat merusak. Abrasi biasanya disebut juga erosi pantai” (BNPB, 2011). Index kerawanan untuk abrasi pantai dan gelombang disajikan pada gambar 2 di bawah.

Gambar 2. Peta index rawan bencana gelombang pantai dan abrasi di Indonesia (BNPB, 2011)

Pada peta index rawan bencana di atas terlihat secara umum propinsi Sumatera Barat berwarna merah, bermakna memiliki kerawanan tinggi terhadap bencana gelombang pantai dan abrasi. Dari publikasi BNPB tersebut memperlihatkan kota Padang mempunyai skor 50 dalam kerawanan terhadap gelombang pantai dan abrasi dan berada pada rangking 1 nasional, daerah paling rawan terhadap gelombang pantai dan abrasi di Indonesia. Daerah lain di Sumatera Barat juga memiliki kerawanan yang tinggi. Kabupaten Pesisir Selatan memiliki skor 32 dan berada pada rangking 11 nasional. Kabupaten Agam memiliki skor 28 (rangking 25), Kabupaten Pasaman Barat dengan skor 25 (ranking 38), Kabupaten Padang Pariaman mempunyai skor 21, Kabupaten Pasaman dengan skor 21 (ranking 56), dan dan Kabupaten Kepulauan Mentawai dengan skor 16 (ranking 89) (BNPB, 2011).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

456

Erosi perusak pantai bisa disebabkan oleh faktor gelombang atau ombak yang merupakan faktor dominan, faktor pasang surut dan faktor angin (Salamun, 2006). Besar kecilnya abarasi pantai ditentukan oleh besar kecilnya gelombang yang menghempas ke pantai. Gelombang yang besar dapat berupa gelombang yang mempunyai ketinggian dan kecepatan rambat yang besar. Akibatnya air yang kembali berputar dan mempunyai waktu yang lebih sedikit untuk meresap ke dalam pasir, ketika gelombang berikutnya datang akan sebanyak air yang mengumpul lalu membawa material pasir ke arah laut. Untuk abrasi pantai kota Padang, penelitian oleh Fajri dan rekan (Fajri et al., 2012) memperlihatkan penyebab utamanya adalah arus dan gelombang laut yang besar sehingga pantai mudah terabrasi.

Perlindungan pantai terhadap abrasi pada dasarnya bisa dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama adalah kelompok perlindungan alami, seperti adanya kelompok karang yang akan memecah dan mengurangi energi gelombang yang datang ke pantai. Contoh lainnya adalah adanya mangrove dan bukit pasir (sand dune).

Kelompok kedua perlindungan pantai buatan dengan mendirikan bangunan pelindung pantai. Pendirian bangunan ini bertujuan untuk melindungi pantai agar bisa menahan serangan gelombang, mengubah energi gelombang yang sampai ke daerah pantai, reklamasi dengan menambah sedimen ke pantai dan merubah laju sedimentasi sepanjang sungai (Shudenry, 2004, hal.120). Perlindungan buatan di kota Padang terdiri dari bangunan groin, revetment/tanggul pantai, dan breakwater.

Groin merupakan bangunan lurus yang biasanya menjorok kearah laut serta tegak lurus terhadap pantai yang berguna untuk melindungi pantai yang terancam erosi dengan cara memblok sebagian transpor sedimen sejajar pantai (littoral drift) untuk menyeimbangkan input-output sedimen sehingga laju transpor sedimen pada zona updrift akan bertambah dan sebaliknya laju transpor sedimen pada zona downdrift akan berkurang. Dilapangan, groin harus dibuat dalam satu seri yang terdiri dari beberapa groin, dengan panjang dan jarak antar groin sedemikian rupa sehingga kemungkinan erosi pada zona di luar downdrift akibat berkurangnya pasokan sedimen dapat diminimalisir. Groin hanya cocok diterapkan untuk pantai yang berpasir, karena tujuan awalnya adalah untuk mengurangi laju transpor sedimen yang sejajar pantai. Bentuk fisik groin ada yang tipe I, tipe T dan tipe L.

Bangunan pelindung buatan lainnya adalah jetty, yang merupakan bangunan pantai yang berfungsi untuk mengarahkan aliran dan menjaga muara sungai dari pendangkalan akibat sedimentasi. Sedimen di muara sungai bisa berasal dari sedimen hulu sungai dan transpor sedimen sejajar pantai. Interaksi antara sedimen, gelombang, aliran sungai dan arus sejajar pantai menyebabkan pendangkalan di muara terutama bila aliran sungai lambat dan gelombang relatif kecil. Pembangunan jetty pun harus dibuat menjorok cukup jauh dari muara sungai, biasanya sedikit di luar batas gelombang pecah (breaking zone), hal ini dilakukan agar sedimen dari hulu sungai masih dapat teraduk oleh turbulensi gelombang pecah dan tidak terendapkan di sekitar muara sungai.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

457

Revetmen merupakan bangunan pengaman pantai struktur urugan (rubble mound) yang berfungsi untuk pelindung pantai di belakangnya terhadap bahaya erosi dan abrasi yang diakibatkan oleh gaya-gaya gelombang. Revetmen melindungi profil pantai dengan cara mereduksi energi gelombang yang datang secara langsung melalui ruang-ruang pori di antara unit-unit lapis lindung (armor). Lapis lindung (terluar) dapat berupa batu alam atau batu buatan (blok beton).

Sedangkan pemecah gelombang adalah pemecah gelombang lepas pantai (detached breakwater), berfungsi untuk mencegah erosi pantai. Pemecah gelombang mereduksi sebagian energi gelombang datang secara langsung seperti pada kasus revetmen, yaitu dengan mendisipasi energi melalui ruang-ruang pori antar armor. Akibat disipasi energi dan difraksi gelombang, di belakang pemecah gelombang akan terbentuk perairan yang tenang sehingga sedimen akan mengendap. Dilapangan biasanya perlu dibuat satu seri pemecah gelombang.

Bangunan pelindung berikutnya adalah tembok laut, yang merupakan bangunan bertujuan mengamankan bagian darat pantai terhadap erosi akibat gelombang dan sekaligus sebagai dinding penahan tanah. Bangunan tembok laut didesain sejajar atau kira-kira sejajar dengan garis pantai dan membatasi atau memisahkan secara langsung wilayah daratan dengan perairan. Bangunan ini dapat dipergunakan untuk pengamanan pada pantai berlumpur atau berpasir. Tembok laut umumnya digunakan untuk memperkuat bagian tertentu dari profil pantai yang terjal, dan dirancang untuk menahan gaya gelombang yang cukup tinggi.

METODOLOGIPelaksanaan penelitian analisis kinerja bangunan pantai ini berdasarkan Undang-Undang Nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber daya air, Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 09/PRT/M/2010 tentang Pedoman pengamanan pantai, serta surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum Nomor 08/SE/M/2010 tentang Penilaian kerusakan pantai dan prioritas penanganannya.

Pengumpulan data berupa survey lapangan dilakukan oleh satu tim surveyor yang terdiri dari tiga orang, survey dilakukan pada dua minggu awal bulan Mei 2014 pada saat kondisi air pasang dan surut. Masing-masing surveyor dilengkapi dengan waterpass, rambu ukur, meteran sebagai alat bantu untuk mengisi form survey yang telah tersedia dan GPS. Form survey penilaian kinerja terdiri dari lokasi dan identitas bangunan, objek yang dilindungi, tangkapan sedimen, data teknik dan kondisi bangunan, lampiran form yang berupa sketsa bangunan dan foto-foto bangunan.

Pengukuran data teknik bangunan pelindung berupa lokasi, panjang bangunan, lebar bangunan, elevasi dan kemiringan bangunan. Untuk kondisi bangunan terdiri dari kondisi fisik bangunan dan kondisi material. Penilaian kondisi dilakukan dengan memberi nilai angka 1 sampai dengan 4, dimana secara umum angka 1 bermakna kondisi bangunan dalam keadaan baik dan diberi nilai 4 jika kondisi bangunan rusak. Bagian bangunan itu sendiri terdiri dari bagian puncak, lereng, dan tumit.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

458

Total ada 86 bangunan pelindung berupa groin yang disurvey dalam penelitian ini. Dalam bagian hasil kegiatan berikut akan dipaparkan hasil temuan survey tersebut.

HASIL KEGIATAN

Survey pengamatan di lapangan memperlihatkan bahwa pengamanan pantai Padang secara umum difokuskan dengan membangun groin dan dibantu dengan bangunan revetment, jetty dan tembok laut. Pembangunan bangunan pelindung pantai ini sudah dilakukan sejak tahun 1968 sampai dengan tahun 2001 (Gambar 3).

Sebagai mana telah diuraikan pada bagian pendahaluan, sebagaian besar penduduk kota Padang terpusat di daerah pantai. Tabel 1 memperlihatkan objek yang dilindungi oleh bangunan pelindung pantai, dimana sebagian besar groin berfungsi untuk melindungi kawasan pemukiman, jalan raya yang ada sepanjang pantai, fasilitas umum dan sosial, dan fasilitas bangunan wisata yang ada sepanjang pantai kota Padang. Ini memperlihatkan fungsi penting dari bangunan pelindung pantai tersebut, jika terjadi abrasi atau gelombang ekstrim akan menganggu perekonomian kota Padang.

Gambar 3. Bangunan pelindung pantai Kota Padang

Tabel 1. Objek yang dilindungi oleh bangunan pelindung pantaiNo Objek yang dilindungi Jumlah %1 Pulau terluar 0 0%2 Jalan raya Nasional / Propinsi / Kota 36 42%3 Kawasan permukiman 50 58%4 Kawasan wisata 28 33%5 Fasilitas umum / fasilitas sosial 39 45%6 Obyek lain-lain 8 9%

Total ada 86 groin yang disurvey dalam penelitian ini. Dari segi bentuk bangunan groin, sebagian besar groin mempunyai tipe I dan ada beberapa groin yang mempunyai tipe T. Dari sisi material, semua groin dibangun dengan menggunakan batu besar yang disusun. Memang kalau dilihat dari sisi keindahan, penggunaan batu alam besar ini lebih kurang jika dibanding dengan material lain. Surendro (2012)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

459

menyimpulkan dalam penelitiannya bahwa pemecah gelombang bawah air sangat cocok untuk keperluan penanggulangan abrasi yang diakibatkan oleh gelombang untuk daerah wisata, dimana bangunan tersebut tidak menganggu keindahan pantai.

Kinerja dari groin dipengaruhi oleh seberapa baik kondisi bangunan groin tersebut. Hasil penilaian kondisi bangunan, dengan penilaian angka 1 sampai 4, disajikan pada tabel 2 berikut.

Tabel 2. Nilai kondisi fisik bangunan groin

NilaiKondisi fi sik bangunan

Puncak Lereng luar Lereng dalam Tumit luar Tumit dalamJumlah % Jumlah % Jumlah % Jumlah % Jumlah %

1 7 8% 2 2% 1 1% 1 1% 4 5%2 24 28% 30 35% 62 72% 29 34% 58 67%3 47 55% 46 53% 20 23% 48 56% 21 24%4 8 9% 8 9% 3 3% 8 9% 3 3%

Tabel di atas memperilhatkan bahwa lebih dari 60% groin yang disurvey mempunyai nilai 3 atau 4 di puncak, lereng luar dan tumit luar. Ini memperlihatkan adanya penurunan fungsi karena sudah terjadi kerusakan pada bangunan groin. Sebaliknya, kondisi sebagian besar groin relatif lebih baik pada lereng dalam dan tumit dalam.

Untuk gambaran kerusakan, nilai 3 pada bagian puncak berarti “Bagian puncak mengalami penurunan dan/atau kehilangan armor sehingga bagian inti tersingkap dan berpotensi pada kerusakan lanjutan. Bangunan selalu mengalami limpasan pada kondisi gelombang sehari-hari”, dan nilai 4 berarti “Puncak bangunan rusak sama sekali dan kehilangan bentuk”.

Berdasarkan nilai kondisi bangunan tersebut terdapat empat rekomendasi berdasarkan angka penilaian. Nilai 1 dan 2 dianggap baik dan cukup baik sehingga hanya membutuhkan tindakan monitoring. Angka 3 berarti perlu perbaikan dan membutuhkan pemeliharaan, sedangkan angka 4 membutuhkan rehabilitasi. Secara keseluruhan hasil survey memperlihatkan bangunan groin masih berfungsi dengan baik dan dapat mempertahankan garis pantai dan menangkap sedimen, tapi sebagian sudah mengalami penurunan fungsi sehingga perlu tindakan pemeliharaan dan rehabitasi.

Dengan berkembangnya pantai kota Padang sebagai tempat wisata, rehabilitasi groin sudah dimulai sejak tahun 2010 sampai sekarang dengan memperhatikan aspek estitika dan memperpanjang tujuh groin dan membentuk huruf T. Tidak baiknya kinerja groin bisa berpengaruh terhadap terjadinya abrasi seperti abrasi di pantai Takisung yang dipaparkan oleh Setyandito dan Triyanto (2007). Penelitian mereka memperlihatkan tidak sempurnya kinerja groin telah menyebabkan abrasi pantai Takisung dan mengganggu pemukiman, tambak dan wisata.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

460

Secara umum, kota Padang masih merupakan kawasan rawan abrasi pantai. Dalam kaitan ini areal pantai yang kondisinya baik (normal) akan mempunyai peranan yang besar dalam merealisasikan Rencana Umum Tata Ruang Kota dalam rangka mewujudkan peran kota Padang secara optimal.

KESIMPULAN DAN SARAN

Teknik pengamanan pantai dengan tumpukan batu besar mendapatkan kinerja yang baik, tetapi terkadang dapat merusak estetika keindahan panorama alami pantai.Bangunan pengamanan pantai yang sudah dibangun menunjukkan kinerja yang relatif baik, dibeberapa groin mengalami penurunan fungsinya, sehingga diperlukan pemeliharaan dan rehabilitasi.

Berdasarkan nilai kondisi fisik bangunan groin terdapat empat rekomendasi berdasarkan angka penilaian. Nilai 1 dan 2 sejumlah 31 groin dianggap baik dan cukup baik, hanya membutuhkan tindakan monitoring. Angka 3 sejumlah 47 groin perlu perbaikan dan membutuhkan pemeliharaan, sedangkan angka 4 sejumlah 8 groin membutuhkan rehabilitasi

Rehabilitasi bangunan pengamanan pantai sekaligus meningkatkan estetika pantai sebagai kawasan wisata dimulai sejak tahun 2010 sampai sekarang, diantaranya dengan memperpanjang tujuh groin dan membentuk leter T.

Kawasan pantai kota Padang sebagai pusat tempat kehidupan masyarakatnya. Pantai kota Padang mempunyai potensi wisata pantai dan wisata bahari cukup baik, sehingga fungsi bangunan pengaman pantai perlu dijaga kinerjanya.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada tim surveyor (Yuni, Idris dan Hasnul) mahasiswa Teknik Sipil Universitas Andalas yang telah menyiapkan data lapangan.

REFERENSI

BNPB. 2011. Indeks Rawan Bencana Indonesia (Indonesian disaster risk index, in Indonesian) [Online]. Available: http://118.97.53.73/website/file/pubnew/111.pdf [Accessed 24 January 2013].

Dinas Pekerjaan Umum Pengairan Sumatera Barat. 1999. Pengendalian Banjir dan Penanggulangan Abrasi Kota Padang.

Edaran Menteri Pekerjaan Umum Nomor 08/SE/M/2010 tentang Penilaian kerusakan pantai dan prioritas penanganannya

Fajri, F., Rifardi & Tanjung, A. 2012. Studi abrasi pantai kota Padang Propinsi Sumatera Barat. Jurnal Perikanan dan Kelautan, 17 (2), 36-42.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

461

Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 09/PRT/M/2010 tentang Pedoman pengamanan pantai

Salamun, 2006. Penanganan abrasi pantai Pasir Mayang. Berkala Ilmiah Teknik Keairan, 13 (1), 36-50.

Setyandito, O. & Triyanto, J. 2007. Analisa erosi dan perubahan garis pantai pada pantai pasir buatan dan sekitarnya di Takisung, Propinsi Kalimantan Selatan. Jurnal Teknik Sipil, 7 (3), 224-235.

Shudenry, R. 2004. Abrasi pantai di wilayah pesisir kota Bengkulu: analisis faktor penyebab dan konsep penanggulangannya. (thesis) Program Magister Ilmu Lingkungan, Universitas Diponegoro.

Surendro, B. 2012. Perlindungan abrasi pantai akibat gelombang di Tanah Lot Bali. Majalah Ilmiah Dinamika, 37 (1), 1-21.

Undang-Undang Nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber daya air

Yulius & Ramdan, M. 2013. Perubahan garis pantai di teluk Bungus kota Padang propinsi Sumatera Barat berdasarkan analisis citra satelit. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis, 5 (2), 417-427.

462

PENGENDALIAN BANJIR SECARA TERPADU DAN TERKOORDINASI OLEH PERUM JASA TIRTA I DI DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS) KALI BRANTAS

Syamsul Bachri, Vonny C. Setiawati, dan Agung Wicaksono*

Perusahaan Umum Jasa Tirta I

*Agungwicaks84@gmail.com

Intisari

Dua puluh tahun terakhir, perubahan iklim global telah mempengaruhi kondisi cuaca dunia dan Indonesia pada khususnya. Konvensi Perserikatan Bangsa Bangsa (PBB) tentang Perubahan Iklim (UNFCC) mendefinisikan perubahan iklim sebagai suatu perubahan kondisi iklim yang terkait baik secara langsung maupun tidak langsung dengan aktifitas manusia yang mengubah komposisi atmosfer global. Perubahan iklim diperkirakan akan menyebabkan perubahan-perubahan, antara lain perubahan jumlah dan pola presipitasi yang akan berakibat meningkatnya besaran dan frekuensi banjir dan kekeringan. Perubahan jumlah dan pola presipitasi telah tampak terjadi di Wilayah Sungai (WS) Kali Brantas. Untuk mengantisipasi dampak perubahan iklim global terhadap sumber daya air di WS Kali Brantas khususnya meningkatnya frekuensi kejadian banjir, perlu dilakukan pengendalian banjir secara terpadu dengan melibatkan peran aktif seluruh pihak terkait termasuk masyarakat. Dalam upaya pengendalian banjir, selain melalui upaya struktur dengan membangun bangunan prasarana pengairan pengendali banjir seperti waduk, embung dan sebagainya. Namun mengingat kemungkinan bahaya banjir yang terjadi melebihi kapasitas rencana, perlu juga dikembangkan upaya non struktur termasuk didalamnya sistim kelembagaan yang jelas. Sebagai wujud dari tugas dan fungsi pemerintah dan Pemerintah Daerah dalam mengkoordinasikan perencanaan dan pelaksanaan kegiatan penanganan bencana dan kedaruratan secara terpadu dan menyelaraskan dengan berbagai peraturan perundang-undangan yang ada, khususnya Undang Undang Nomor 24 tahun 2007 tentang Penanggulangan Bencana, maka Perum Jasa Tirta I, dalam hal ini merupakan salah satu anggota BPBD Provinsi (Badan Penanggulangan Bencana Provinsi) Kelompok Kesiagaan Bencana dan Bidang Mitigasi/Penjinakan untuk melaksanakan penanganan bencana dan kedaruratan di Jawa Timur.

Kata Kunci: Kali Brantas, banjir, terpadu, kelembagaan

LATAR BELAKANG

Kali Brantas di Jawa Timur mempunyai panjang 320 km dan memiliki daerah tangkapan hujan seluas hampir 12.000 km2 yang mencakup kurang lebih 25% luas Propinsi Jawa Timur. Curah hujan rerata di WS Kali Brantas sebesar 2.000 mm/tahun yang menghasilkan potensi air permukaan sebesar 12 miliar m2 per-tahun.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

463

Penduduk di WS Kali Brantas saat ini diperkirakan mencapai lebih dari 15,3 juta orang atau sebesar 43% dari penduduk Propinsi Jawa Timur. Kepadatan rata-rata di WS Kali Brantas 1.290 jiwa per-km2 yang kurang lebih 1,2 kali dibandingkan rata-rata Propinsi Jawa Timur.

Gambar 1. Peta Daerah Aliran Sungai Brantas (Perum Jasa Tirta 1,2013)

Pengembangan sumber daya air di WS Kali Brantas dilakukan dengan pendekatan yang terencana, terpadu, menyeluruh, berkesinambungan dan berwawasan lingkungan serta dengan sistem pengelolaan yang terpadu berlandaskan pengertian bahwa wilayah sungai merupakan satu kesatuan hidrologis (one river, one plan, one integrated management). Pengembangan tersebut dilaksanakan berdasar pada suatu Rencana Induk (Master Plan) Pengembangan Wilayah Sungai yang ditinjau kembali pada setiap jangka waktu kurang lebih 10 tahun sekali yakni:

a) Rencana Induk I (tahun 1961), dititikberatkan pada pengendalian banjir di samping untuk penyediaan air irigasi dan pembangkit tenaga listrik dengan membuat waduk-waduk besar sebagai penampung hujan di daerah hulu dan meningkatkan kapasitas pengaliran sungai di hilir.

b) Rencana Induk II (tahun 1973), dititikberatkan pada penyediaan air irigasi guna menunjang swasembada pangan di samping untuk pengendalian banjir maupun pemanfaatan potensi air untuk tenaga listrik dan pariwisata.

c) Rencana Induk III (tahun 1985), dititikberatkan pada penyediaan air baku untuk air minum dan industri sampai tahun 2000, terutama bagi kota Surabaya dan sekitarnya.

d) Rencana Induk IV (tahun 1998), dititikberatkan pada manajemen dan konservasi sumber daya air guna meningkatkan kelestarian dan optimalisasi penggunaannya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

464

Hasil pembangunan, berupa sejumlah prasarana pengairan antara lain waduk/bendungan (Sengguruh, Sutami, Lahor, Wlingi, Selorejo, Bening dan Wonorejo), bendung gerak dan bendung karet (Lodoyo, Mrican, Lengkong Baru, Gunungsari, Gubeng, Segawe, Tiudan, Menturus dan Jatimlerek), terowongan (2 km), tanggul (540 km), dan lain sebagainya. Total investasi yang tertanam untuk pengembangan wilayah sungai Kali Brantas sejak tahun 1960 – 2001, telah mencapai Rp 10,95 triliun (nilai pada tahun 2010).

Manfaat yang diperoleh dari pengelolaan SDA di WS Brantas antara lain dapat mengendalikan banjir 50 tahunan di sungai utama seluas 60.000 ha, mengairi sawah seluas 121.000 ha langsung dari Sungai Kali Brantas (dari total sawah seluas 304.000 ha), menghasilkan energi listrik 1 miliar kWh per-tahun, menyediakan air baku untuk industri 191 juta m3 dan PDAM 300 juta m3 per-tahun, pariwisata dan lain sebagainya. Dalam hal penyediaan pangan, WS Kali Brantas sangat berperan dalam menunjang Propinsi Jawa Timur sebagai lumbung pangan nasional, dimana Propinsi Jawa Timur telah memberi kontribusi sekitar 9 juta ton beras atau sebesar hampir 18% dari stok pangan Nasional; 5,8% diantaranya berasal dari WS Kali Brantas. Dengan adanya manfaat dari pengembangan dan pengelolaan SDA SDA di WS Kali Brantas, maka WS Kali Brantas telah menjadi salah satu pusat andalan pertumbuhan ekonomi Jawa Timur dengan PDRB mencapai Rp 150,6 triliun atau 59% dari PDRB Jawa Timur.

METODOLOGI

1. Upaya Pengendalian Teknis

A. Bangunan Pengendali Banjir Di WS. Kali BrantasDalam pengembangan Wilayah Sungai Kali Brantas telah dibangun beberapa prasarana pengairan yang ditujukan untuk pengendalian banjir. Beberapa bangunan tersebut antara lain :

1. Waduk/Bendungan

Waduk tersebut berfungsi untuk menampung, menahan, mengendalikan sebagian debit banjir yang datang dari sebelah hulunya, agar sedapat mungkin debit sungai di sebelah hilirnya tidak melebihi kapasitas aliran yang ada, sehingga tidak terjadi pelimpasan (Tabel 1.).

2. Bendung/Pintu Air/Terowongan

Beberapa bendung, pintu air dan terowongan telah dibangun di WS Kali Brantas yang berfungsi dalam pengendalian banjir (Tabel 2.).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

465

Tabel 1. Waduk yang berfungsi sebagai penampung air di WS Kali Brantas

WadukLuas Daerah Tangkapan

(km2)Fungsi

Tampungan Efektif (juta m3)

Tahun Tampungan Tahun Tampungan (%)

Selorejo 90 Irigasi, PLTA, Pengendali Banjir

1970 50.1 2013 34.77 69.4%

Sutami 2,050 PDAM & Industri, PLTA, Irigasi, Pengendali Banjir

1972 253.0 2013 136.55 54.0%

Lahor 160 PDAM & Industri, PLTA, Irigasi, Pengendali Banjir

1977 29.4 2011 24.43 83.1%

Bening 238 Irigasi, PLTA, Pengendali Banjir

1981 28.4 2012 25.44 89.6%

Wonorejo 126 PDAM & Industri, PLTA, Irigasi, Pengendali Banjir

2001 105.8 2011 97.09 91.6%

Tabel 2. Bendung/Pintu air/Terowongan yang berfungsi sebagai pengendali banjir di WS Kali Brantas

No Nama Fungsi1 Pintu Air

TulungagungMembebaskan Tulungagung dan Trenggalek dari banjir dengan membuang langsung ke laut melalui Terowong Tulungagung Selatan.

2 Pintu Air Mlirip Untuk mengatur aliran air ke Kali Surabaya, apabila debit Kali Surabaya yang terpantau di stasiun Perning cukup besar.

3 Bendung Lengkong Baru

Sebagai pintu pengatur untuk mengalirkan aliran banjir ke Kali Porong dan melindungi daerah Surabaya dari debit besar yang berasal dari Kali Brantas.

4 Pintu Air Wonokromo

Untuk menahan banjir Kali Surabaya ke Kali Mas serta untuk mengalirkan air dari Kali Surabaya ke Kali Mas pada waktu musim kemarau.

5 Bendung Jagir Untuk mengatur elevasi muka air sungai agar dapat melayani kebutuhan air di IPAM Ngagel, mengendalikan banjir Kali Surabaya dan Kali Wonokromo, mengalirkan air Kali Surabaya ke Kali Mas dan menahan intrusi air laut.

3. Saluran Pengelak Banjir (Floodway)

Selain prasarana di atas, juga ada saluran pengelak banjir atau floodway yang berfungsi mengurangi beban volume banjir sehingga suatu daerah tidak perlu menerima resiko terkena luapan air. Debit banjir yang dialihkan itu kemudian mengalir ke laut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

466

Tabel 3 Saluran pengelak banjir (Floodway) di WS Kali Brantas

No Floodway Lokasi/Kapasitas Rencana Fungsi Perlindungan

1 Kali Porong Kabupaten Sidoarjo(1.600 m³/sekon)

Mengalirkan aliran banjir ke Kali Porong untuk melindungi daerah Surabaya dari debit besar Kali Brantas dengan membuang/ mengalirkan langsung ke laut lewat Bendung Lengkong Baru

2 Kali Wonokromo

Kota Surabaya(370 m³/sekon)

Mengelakkan Kota Surabaya dari debit besar Kali Surabaya dengan membuang langsung ke laut lewat Bendung Jagir

3 Kali Ulo Kabupaten Nganjuk(230 m³/sekon)

Mengelakkan Kota Nganjuk dari banjir Kali Kuncir dengan membuang langsung ke Sungai Widas

4 Terowong Tulungagung Selatan

Kabupaten Tulungagung (1.080 m³/sekon)

Berfungsi membebaskan Tulungagung dan Trenggalek dari banjir dengan membuang langsung ke laut melalui Terowong Tulungagung Selatan

4. Retarding Basin (daerah tampungan banjir sementara)

Pada beberapa lokasi di sepanjang sungai Kali Brantas terdapat areal yang berfungsi sebagai tampungan banjir sementara, yang akan tergenang apabila kapasitas sungai tidak dapat menampung aliran banjir yang terjadi.

Tabel 4. Daerah tampungan banjir sementara (Retarding basin) di WS Kali Brantas

No. Lokasi Fungsi1 Widas

(Kab. Nganjuk)Menerima luapan sementara air dari sungai Brantas dan terletak di pertemuan sungai Brantas dan Widas

2 Kedungsoko (Kab. Nganjuk)

Menerima luapan sementara air dari sungai Ulo dan sungai Kedungsoko.

3 Ngrowo (Kab. Tulungagung)

Menerima luapan sementara air dari sungai Ngrowo dan terletak di pertemuan sungai Ngrowo dan Brantas.

2. Upaya Pengendalian Non Teknis

A. Jaringan/Stasiun PemantauanUntuk melaksanakan tugas pengendalian banjir, di wilayah kerja Perum Jasa Tirta I di WS Kali Brantas telah terpasang jaringan pemantauan hidrologi yang tersebar di seluruh wilayah kerja dan terdiri dari :

a. Jaringan pemantauan dengan sistim telemetri yang tergabung dalam Flood Forecasting and Warning System (FFWS), yang terdiri dari 26 (dua puluh enam) stasiun pemantau curah hujan, 21 (dua puluh satu) stasiun pemantau tinggi muka air di sungai dan di waduk, 11 (sepuluh) stasiun informasi outflow di waduk dan 5 (lima) stasiun repeater yang dapat menginformasikan data secara real-time.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

467

b. Jaringan pemantauan dengan sistem telemetri dengan memanfaatkan sistim komunikasi GSM (penyampaian informasi dengan sms yang terdiri dari 44 stasiun pemantau curah hujan (ARR) dan 28 stasiun pemantau tinggi muka air (AWLR) yang dapat menginformasikan data secara real-time.

c. Jaringan pemantauan dengan sistim konvensional yang masih melibatkan operator dalam pembacaan dan pengiriman datanya yang terdiri dari +75 (Tujuh puluh lima) stasiun pemantau curah hujan dan +21 (dua puluh satu) stasiun pemantau tinggi muka air di sungai. Peralatan ini digunakan sebagai data penunjang apabila sewaktu-waktu dibutuhkan.

d. Sistim peringatan dini banjir (Flood Early Warning System) yang dioperasikan dengan melibatkan peran aktif dari masyarakat (pemantauan oleh dan untuk masyarakat), yang terdiri dari 24 (Dua puluh empat) stasiun pemantau tinggi muka air di sungai serta 16 (Enam belas) stasiun pemantau curah hujan, dimana peralatan pemantau curah hujan tersebut dipasang di salah satu rumah penduduk (atau perangkat desa) di lokasi yang diperkirakan sebagai rawan banjir yang sekaligus ditugasi sebagai penanggungjawabnya.

B. Aspek KelembagaanSebagai wujud dari tugas dan fungsi Pemerintah dan Pemerintah Daerah dalam mengkoordinasikan perencanaan dan pelaksanaan kegiatan penanganan bencana dan kedaruratan secara terpadu dan menyelaraskan dengan berbagai peraturan perundang-undangan yang ada khususnya Undang-Undang No. 24 tahun 2007 tentang Penanggulangan Bencana, maka dibentuklah Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) yang dikepalai langsung oleh Presiden RI. Untuk melaksanakan penanganan bencana dan kedaruratan di Jawa Timur, maka dibentuk Badan Penanggulangan Bencana Daerah Provinsi (BPBD Provinsi) di tingkat provinsi yang diketuai oleh Gubernur dan Badan Penanggulangan Bencana Daerah Kota/Kabupaten (BPBD Kota /Kabupaten) di tingkat Kota/Kabupaten yang diketuai oleh Walikota/Bupati. Perum Jasa Tirta I dalam hal ini merupakan salah satu anggota BPBD Provinsi Kelompok Kesiagaan Bencana dan Bidang Mitigasi dan mempunyai tugas pokok sebagai berikut:

1. Melakukan koordinasi dengan instansi dan institusi terkait khususnya yang menyangkut masalah penegakan peraturan yang telah ditetapkan, serta pemasangan tanda rambu-rambu bahaya/ larangan.

2. Menetapkan lokasi pos-pos pengintaian/pengawasan (pemantauan).

3. Menginventarisasi kebutuhan pembangunan sarana pengamanan bahaya dan perbaikan sarana-prasarana yang kritis (tanggul, bendungan, sudetan, jalan dan jembatan).

4. Meningkatkan kepedulian masyarakat terhadap cara-cara mitigasi yang dapat diterapkan dan mendorong keikutsertaan masyarakat dalam program kesiapan menghadapi bencana.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

468

Beberapa instansi lain yang terlibat secara operasional dalam pengendalian banjir DAS Brantas meliputi Pemerintah Provinsi, Kabupaten dan Kota, Dinas PU Pengairan Provinsi Jawa Timur, Kabupaten dan Kota, Balai Pengelola Sumber Daya Air Wilayah Sungai (PSAWS di DAS Brantas), Balai Besar Wilayah Sungai (BBWS) Brantas dan Badan Pelaksana Badan Penanggulangan Lumpur Sidoarjo (BAPEL-BPLS). Sebagai upaya untuk melaksanakan penanggulangan banjir di WS Kali Brantas secara terencana dan sistematis, maka masing-masing instansi teknis yang terlibat secara operasional dalam pengendalian banjir membentuk Posko Siaga Banjir, yang secara terus menerus siaga memantau dan menyampaikan serta menerima informasi perkembangan banjir yang terjadi di masing-masing wilayah pelayanannya. Khusus untuk posko-posko di lingkungan Perum Jasa Tirta I, pemantauan dilakukan oleh Petugas Piket Banjir di masing-masing posko tersebut.

HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN

Pelaksanaan Siaga Pengendalian Banjir Secara Terpadu dan Terkoordinasi

A. Penyusunan Pedoman Siaga BanjirSebagai petunjuk teknis operasional pengendalian banjir setiap menjelang musim hujan dibuatkan Buku Pedoman Siaga Banjir, yang diantaranya memuat:a. Pendahuluan : Berisi tentang gambaran kondisi DAS Kali Brantas, Maksud

dan Tujuan, Dasar Hukum, Kebijakan dan Strategi. b. Perencanaan Siaga Banjir : Berisi tentang Kelembagaan, Pos Komando

Siaga Banjir, Sistem Komunikasi, Peralatan dan Bahan Banjiran, Prinsip Pengendalian Banjir, Teknik Pengendalian Banjir, Tahapan Siaga Banjir dan Persiapan Menghadapi Banjir.

c. Pelaksanaan Siaga Banjir di DAS Kali Brantas : Berisi tentang Prosedur Pengendalian Banjir, Prosedur Penanganan Banjir dan Perbaikan Darurat.

d. Evaluasi dan Pelaporan : Berisi tentang evaluasi kegiatan pengendalian banjir serta pelaporan kejadian banjir.

B. Tingkat SiagaBahaya banjir dibagi dalam 3 (tiga) tingkatan siaga yaitu siaga hijau, kuning dan merah, yang secara berurutan menggambarkan tingkat bahaya yang lebih tinggi. Tingkat siaga tersebut diatas ditentukan antara lain berdasarkan :1. Buku Manual Operasi dan Pemeliharaan bangunan yang bersangkutan.2. Kondisi aktual bangunan/lokasi di sungai sebagai hasil inspeksi yang

dilakukan menjelang disusunnya buku Pedoman Siaga Banjir.3. Distribusi debit banjir di DAS Kali Brantas yang disusun berdasar

perencanaan dan debit yang pernah terjadi.4. Beberapa kegiatan konstruksi yang sedang dalam pelaksanaan di sepanjang

sungai.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

469

C. Pemantauan dan PelaporanPemantauan dan pelaporan banjir di lingkungan Perum Jasa Tirta I dilakukan oleh Petugas Piket Banjir di masing-masing posko. Sistim komunikasi banjir di WS Kali Brantas dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai sarana, misalnya radio, telepon, telepon seluler, faksimil maupun internet sesuai dengan prosedur yang telah ditetapkan.

Gambar 2. Sistem Komunikasi Pengendalian Banjir di DAS Brantas

D. Pelaksanaan Pengendalian BanjirPelaksanaan pengendalian banjir di lingkungan Perum Jasa Tirta I dilakukan secara terpadu oleh semua unit terkait dengan ketentuan dalam Prosedur QP/PJT/31 tentang Prosedur Umum Pengendalian Banjir serta metode perbaikan darurat tanggul sungai.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan1. Pengendalian banjir pada sistem sungai di DAS Brantas telah dilakukan

melalui upaya struktur dengan membangun bangunan pengendali banjir dan bangunan infrastruktur lainnya yang didukung oleh upaya non struktur seperti pengoperasian Sistem Peramalan Banjir dan Peringatan Dini (Flood Forecasting and Warning System) serta aspek kelembagaan dan peran serta masyarakat di DAS Kali Brantas.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

470

2. Komunikasi dan pertukaran informasi antar institusi terkait, termasuk informasi kepada masyarakat sangat diperlukan agar banjir dapat dikendalikan dan kerugian banjir dapat ditekan.

3. Aspek kelembagaan merupakan salah satu aspek yang penting dalam upaya pengendalian banjir. Di DAS Brantas aspek kelembagaan dalam upaya pengendalian banjir telah menunjukkan kondisi yang memadai, namun kedepannya masih perlu ditingkatkan baik pada bidang koordinasi maupun penyampaian informasi.

RekomendasiMengingat bencana banjir masih mungkin terjadi karena bangunan pengendali banjir yang ada hanya mampu menampung debit sesuai rencana, kedepannya perlu terus dikembangkan upaya pengendalian banjir dengan menerapkan upaya menyeluruh berupa gabungan upaya struktur dan nonstruktur yang didukung oleh berbagai disiplin di bidang sosial, lingkungan, teknis, ekonomis dan hokum. Selain itu dalam menangani masalah banjir sangat perlu menerapkan prinsip -prinsip good governance yang melibatkan masyarakat, swasta dan pemerintah.

REFERENSI

JICA, 1998: Development of the Brantas River Basin, Second Development Study Div.

JICA, 1998: The Study on Comprehensive Management Plan for the Water Resources of the Brantas River Basin in the Republic of Indonesia. DGWRD, Ministry of Public Works, Indonesia

Machbub, B. 2000. Pengelolaan Sumber daya Air Berwawasan Lingkungan pada Pengembangan Wilayah. Puslitbang Teknologi Sumber daya Air, Badan Penelitian dan Pengembangan Wilayah. Departemen Permukiman dan Pengembangan Wilayah Republik Indonesia. Jakarta, hlm. 4-5.

Nippon Koei, 1961: Comprehensive Report on the Kali Brantas Overall Project, Ministry of Public Works and Power, GOI

Nippon Koei, 1972: Report on Brantas River Basin Development (Technical Studies), Ministry of Public Works and Power, GOI

Perum Jasa Tirta I. 2013. Pedoman Siaga Banjir

Siswoko, 2002. Banjir, Masalah Banjir dan Upaya Mengatasinya

Sosrodarsono, S. dan Takeda, K. 1989. Bendungan Type Urugan. PT Pradnya Paramita, Jakarta.

Trie MS, Tjoek WS dan Aris Harnanto. 2005. Pengeloaan Sumber Daya Air, Bayumedia Malang.

471

STUDI POTENSI DEBIT ALIRAN DAN KONDISI WILAYAH UNTUK PENGEMBANGAN

PEMBANGKIT LISTRIK SKALA KECIL

Farouk Maricar1*, Arsyad Thaha1, Rita Lopa1, Achmad Sumakin 1, dan Indra Mutiara2

1Dosen Jurusan Sipil Fakultas Teknik UNHAS2Dosen Jurusan Sipil Politeknik Makassar

*fkmaricar@yahoo.com

Intisari

Kondisi kelistrikan di Indonesia saat ini dihadapkan kepada berbagai permasalahan, antara lain masalah ketersediaan energi primer, ketersediaan pembangkit yang tidak seimbang dengan pertumbuhan permintaan tenaga listrik, ketergantungan kepada BBM dan harga BBM yang semakin mahal. Untuk mengatasi permasalahan tersebut di atas, perlu dilakukan upaya untuk mencari dan memanfaatkan sumber energi alternatif terbarukan. Salah satu energi terbarukan yang cukup potensial adalah Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) mengingat potensinya di Indonesia cukup melimpah dan tersebar di berbagai daerah. Saat ini kecenderungan memanfaatkan potensi listrik tenaga air bukan hanya terhadap PLTA skala besar, tetapi juga terhadap sungai dengan potensi skala kecil dengan membuat PLTMH di daerah terpencil. Dalam penelitian ini di selidiki potensi Sungai Watunohu yang terletak di Kabupaten Kolaka Utara, Sulawesi Tenggara. Potensi yang akan di kaji adalah meliputi potensi debit, perbedaan elevasi dari sumber air ke lokasi rencana pembangkit, serta jarak pembangkit ke pemukiman yang akan dipasok di investigasi. Tujuan dari investigasi adalah untuk mengetahui potensi sungai sebagai pembangkit tenaga listrik, prasarana penunjang dan kebutuhan listrik penduduk dalam rangka memenuhi kebutuhan listrik masyarakat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aliran Sungai Watunohu sangat potensial untuk dikembangkan untuk mengantisipasi keterbatasan pasokan listrik di daerah terpencil.

Kata Kunci: Energi terbarukan, PLTMH, Debit dan Perbedaan elevasi.

LATAR BELAKANG

Kondisi kelistrikan di Indonesia saat ini dihadapkan kepada berbagai permasalahan meliputi kebutuhan akan energi yang terus meningkat dan semakin menipisnya cadangan minyak bumi. Hal ini memaksa pemerintah, peneliti dan masyarakat pengguna berupaya untuk mencari sumber-sumber energi alternatif. Para peneliti juga telah bersaing dan berlomba membuat terobosan-terobosan baru untuk mencari dan menggali serta menciptakan teknologi baru yang dapat menggantikan minyak bumi sebagai sumber energi. Semakin menipisnya persediaan energi dan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

472

juga ketergantungan pada salah satu jenis energi dimana hingga saat ini pemakaian bahan bakar minyak masih menjadi primadona dan hampir semua sektor kehidupan menggunakan bahan bakar ini termasuk menyediakan energi listrik, sementara hal tersebut belum sepenuhnya dapat dipenuhi oleh pemerintah, dalam hal ini PT. PLN (Persero). Sumber energi baru yang dimaksud sebaiknya memenuhi persyaratan untuk menghasilkan jumlah energi yang cukup besar, ekonomis dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Dengan demikian, maka salah satu solusinya adalah dengan melakukan berbagai macam pemanfaatan sumber energi baru dan terbarukan. Berdasarkan data Departemen ESDM Indonesia, pemanfaatan potensi energi air di Indonesia masih sekitar 6 persen dari potensi yang ada (Rompies dkk, 2013). Oleh sebab itu studi tentang pengembangan potensi sumber daya air masih perlu di tingkatkan. Pembangkit Listrik Tenaga Air ini menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit. Untuk mengetahui potensi pada suatu wilayah dibutuhkan data dan informasi tentang besaran debit dan karakteristik topografinya.

Sungai Watunohu terletak di Kampung Marboko, Desa Watumutaha, Kecamatan Ngapa, Kabupaten Kolaka Utara, Provinsi Sulawesi Tenggara dengan koordinat 3°22’43,7” LS - 3˚24’55,5” LS dan 121°03’54,7” - 121˚05’55,1” BT. Kampung Marboko berjarak ± 46 km dari pusat kecamatan yang ditempuh selama 7.5 jam dengan menggunakan mobil hartop dan motor dengan kondisi jalan rusak, berbatu dan tanah serta becek bila terjadi hujan. Kampung tersebut belum tersedia jaringan listrik yang memadai. Dengan adanya potensi air Sungai Watunohu yang terletak di dekat pemukiman warga, memungkinkan pemanfaatan potensi debit air sungai untuk menghasilkan energi listrik, yang bisa digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dari masyarakat setempat.

Sungai Watunohu Kecamatan Lapai Kabupaten Kolaka Utara

Gambar 1. Lokasi daerah studi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

473

Maksud penelitian ini adalah untuk mendapatkan informasi tentang sumber energi terbarukan potensial sebagai sumber energi listrik di daerah penelitian. Sedangkan tujuan dari penelitian ini adalah menginventarisasi data-data untuk mengetahui keandalan debit Sungai Watunohu terkait ketersediaan daya yang dapat dihasilkan dan untuk perencanaan jalur saluran hantar mulai dari intake hingga ke rumah pembangkit. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan yang bermanfaat bagi perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) di lokasi penelitian untuk mendukung Kepmen ESDM nomor 082 tahun 2004 yang menyebutkan tentang kebijakan pengembangan energi terbarukan dan konservasi energi dalam rangka mendorong kegiatan konsumsi energi serta meningkatkan pemanfaatan sumber energi terbarukan untuk penyediaan tenaga listrik dan non listrik.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) pada prinsipnya sebagaimana umumnya pembangkit listrik tenaga air lainnya adalah memanfaatkan beda ketinggian dari sumber air terhadap lokasi turbin dan jumlah debit air yang ada pada aliran air di sungai. Aliran air yang disadap di alirkan ke rumah pembangkit untuk memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Proses transformasi dari aliran air yang memutar poros turbin akan menghasilkan energi kinetik. Energi yang timbul akibat putaran poros turbin kemudian ditransmisikan ke generator sehingga menghasilkan energy listrik. Sebagai salah satu syarat pemanfaatan aliran sungai adalah bahwa debit sumber aliran air tersebut harus kontinyu sepanjang tahun. Secara teoritis besarnya daya yang dibangkitan adalah (Negara D.N.K.P., 2009):

Pa = γ Q H .................................................................................................. (1)

dengan: Pa = Daya teoritis yang tersedia (Watt) Q = Kapasitas aliran air (m3/sekon) H = Head atau tinggi air jatuh (m) γ = Berat jenis air (9.800 N/m3).

Pengukuran debit sungai dilakukan dengan cara mengukur kecepatan aliran dan luas penampang aliran. Lebar penampang aliran dibagi dalam pias-pias vertikal yang ditetapkan berdasarkan lebar permukaan aliran di tempat pengukuran sesuai dengan kriteria yang berlaku dalam tata cara pengukuran kecepatan. Pengukuran debit dilakukan sebanyak 28 buah pada kondisi debit yang berbeda-beda (variasi debit rendah, sedang dan tinggi) dalam waktu yang berbeda. Pengukuran kecepatan debit dilakukan dengan current meter dengan pengulangan 5 kali pada setiap titik pengukuran. Untuk menghitung debit dengan persamaan kontinuitas, diperlukan luas penampang aliran. Pengukuran luas penampang aliran dilakukan pada potongan melintang sungai di tempat pengukuran debit yaitu pada tempat yang sama dengan lokasi pengukuran kecepatan aliran. Debit penampang sungai (Q) dihitung berdasarkan persamaan kontinuitas:

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

474

∑= iqQ ................................................................................................... (2)

dengan keterangan:Q : debit total penampang aliran sungai (m3/s)

iq : debit tiap segmen penampang sungai (m3/s)Debit tiap segmen penampang sungai dihitung dengan metode mean area (mean area method) sebagai berikut:

ipi VAq =

+

+

= ++

2211 nnnn

iVVdd

bq .............................................. (3)

dengan keterangan:iq : debit tiap segmen penampang sungai (m3/s)pA : luas pias penampang aliran (m2)

b : lebar pias penampang aliran (m)pA : luas pias penampang aliran (m2)nd : kedalaman aliran pada pias ke-n yang ditinjau (m)

1+nd : kedalaman aliran pada pias ke-n+1 yang ditinjau (m)nV : kecepatan aliran pada kedalaman ke-n yang ditinjau (m)

1+nV : kedalaman aliran pada kedalaman ke-n+1 yang ditinjau (m)

METODOLOGI STUDI

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode survey (observasi dan pengukuran). Desain PLTMH yang direncanakan ini dibuat berdasarkan survey: (1) Hidrologi, yang dilakukan untuk mendapatkan potensi debit air sungai sebagai pembangkit energy listrik; dan (2) Topografi, survey ini perlu adanya dalam kaitannya dengan perolehan head atau tinggi jatuh air.

Secara umum langkah-langkah yang dilakukan dalam pelaksanaan survey topografi pada penelitian ini dapat dilihat pada diagram alir pada Gambar 2.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Gambar 3 dan 4. Menunjukkan kondisi aliran dan hasil pengamatan tinggi muka air pada Sungai Watunohu selama 3 (tiga) bulan. Hasil pengamatan tersebut selanjutnya ditransformasikan menjadi debit berdasarkan lengkung debit sungai tersebut.

Dari pengukuran diperoleh head (H) yaitu perbedaan tinggi permukaan air teratas di rencana intake dengan rencana tempat turbin adalah 27 m. Debit aliran rata-rata berdasarkan hasil pengukuran selama 3 (tiga) bulan diperoleh sebesar 12.65 m3/sekon. Debit aliran rencana (Qa) diambil 80% dari debit aliran rerata yaitu 14.12 m3/sekon.

Potensi daya air (Pa) berdasarkan formula (1) di peroleh 2.680.484 watt = 2, 68 mW.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

475

Mulai

Orientasi Lapangan

Penentuan Areal Lokasi

Pemasangan BM dan Patok Poligon

Pengukuran Koordinat (X,Y) Patok Poligon (Total Station)

Pengukuran Elevasi (Z) Patok Poligon (Waterpass)

Perhitungan

Pengukuran Cross Sungai pada Lokasi Rencana Bendung dan

Tailrace (Total Station)

Pengukuran Detail Situasi (X,Y,Z) Areal (Total Station &

Digital Theodolit)

Selesai

Penggambaran

Pengukuran X,Y,Z BM Referensi (GPS Geodetik)

Gambar 2. Bagan alir kegiatan pengukuran di Lokasi Penelitian

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

476

Gambar 3. Kondisi aliran di Sungai WatunohuGrafik Pembacaan Pos Duga Air Manual di Lokasi PLTA Watunohu-1

Periode 18 Mei 2013 s.d 17 Juni 2013

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

18-M

ay-1

3

19-M

ay-1

3

20-M

ay-1

3

21-M

ay-1

3

22-M

ay-1

3

23-M

ay-1

3

24-M

ay-1

3

25-M

ay-1

3

26-M

ay-1

3

27-M

ay-1

3

28-M

ay-1

3

29-M

ay-1

3

30-M

ay-1

3

31-M

ay-1

3

1-Ju

n-13

2-Ju

n-13

3-Ju

n-13

4-Ju

n-13

5-Ju

n-13

6-Ju

n-13

7-Ju

n-13

8-Ju

n-13

9-Ju

n-13

10-Ju

n-13

11-Ju

n-13

12-Ju

n-13

13-Ju

n-13

14-Ju

n-13

15-Ju

n-13

16-Ju

n-13

17-Ju

n-13

Tanggal

Ting

gi M

uka

Air (

cm)

TMA Rerata TMA Tertinggi

Gambar 4. Grafik pembacaan Mukai air di daerah penelitian

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanBerdasarkan hasil penyelidikan lapangan menunjukkan bahwa aliran Sungai Watunohu sangat potensial untuk dikembangkan sebagai sumber energy yang bermanfaat bagi pemerintah dan masyarakat sekitar daerah aliran sungai dalam rangka mengantisipasi keterbatasan pasokan listrik di daerah terpencil.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

477

RekomendasiPenelitian lanjutan masih perlu dilakukan untuk mengkaji lebih mendalam tentang kebutuhan listrik masyarakat di sekitar sungai Watunohu sebab potensi untuk pengembangan pembangkit listrik skala kecil sangat potensial untuk dikembangkan.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada PT PLN (Persero) Pusat Enjiniring Ketenagalistrikan dan LP2M Unhas dalam menunjang kegiatan penelitian ini dalam bentuk program pengembangan kelistrikan nasional dan kegiatan Bantuan Operasional Perguruan Tinggi Negeri.

REFERENSI

Damastuti A.P. (1997). Pembangkit Listrik Tenaga Air Mikrohidro. WACANA No. 8: pp. 11-12.

Kosnik L., (2010). The potential for small scale hydropower development in the US. Energy Policy, 38: pp.5512-5519.

Musa Abubar, Carol Ayomi, Makawaru da Cunha, Dominggus Mampioper, 2012. Potensi Hydro Power di Papua, Dari Mamberamo Sampai Danau Sentani. Kumpulan Artikel - 104 - Energi Sungai PLTMH / Micro Hydro Power. Renewable Energy - Alpen Steel.

Negara D.N.K.P. (2009). Kajian Potensi Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Memanfaatkan Aliran Sungai Kelampuak di Desa Tamblang-Buleleng. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakra Vol. 3 No.1: 121 – 126.

Raman N. dan Husein I., (2010). Reconnaissance study to identify micro hydro potential sites in Malaysia. European Journal of Scientific Research, Vol.41 No.3: pp.354-372.

Rompies W.C, Kawet L, Halim F, Mamoto J. D. (2013). Analisis potensi sumber daya air sungai Kayuwatu Wangko untuk perencanaan pembangkit listrik di Desa Karor Kec Lembean Timur Kab. Minahasa. Jurnal Sipil Statik Vol.1 No.10: pp. 664-670.

Arismunandar A.1979. Teknik Tenaga Listrik, Jilid I Pembangkitan Dengan Tenaga Air, Pradnya Paramita, Jakarta .

OC Patty (1995). Bangunan Tenaga Air. Erlangga, Jakarta

Standar Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan 4, Bagian Bangunan. Direktorat Jendral Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, CV Galang Persada ,Bandung.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

478

Prosiding

Tema :“ Pengelolaan Sumber Daya Air Berkelanjutan Dalam Rangka Mitigasi Bencana”

PERTEMUAN ILMIAHTAHUNAN(PIT) HATHI XXXIPADANG, 22 - 24 AGUSTUS 2014

Sub Tema 4Pemanfaatan Teknologi Informasi dalam Pengelolaan Sumber Daya Air

481

KALIBRASI DAN VALIDASI MODEL HIDROLOGI HUJAN-ALIRAN DENGAN MENGGUNAKAN

DATA SATELIT

Sigit Sutikno*, Manyuk Fauzi, dan Mutia Mardhotillah

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Riau

*ssutiknoyk@yahoo.com

IntisariPermasalahan umum yang seringkali dihadapi dalam analisis hidrologi adalah keterbatasan data hujan maupun data debit. Pemodelan hidrologi hujan-aliran menggunakan data satelit merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut. Integrated Flood Analysis System (IFAS) merupakan salah satu alat dan metode yang bisa digunakan untuk pemodelan hidrologi dengan memanfaatkan data satelit. IFAS dikembangkan berbasis sistem informasi geografis untuk menentukan sistem daerah aliran sungai (DAS) dan mengestimasi parameter-parameter standar dalam analisis limpasan sehingga hasilnya bisa ditampilkan berdasarkan data-data satelit yang ada. Ada sebelas parameter hidrologi yang dikalibrasikan pada pemodelan ini. Sensitivitas parameter-parameter tersebut terhadap respon hidrologi pada tahap kalibrasi model dikaji dalam penelitian ini. Penelitian ini mengambil studi kasus di DAS Rokan dengan stasiun AWLR Lubuk Bendahara yang mempunyai luas DAS 3196 km2. Data-data satelit yang dipakai untuk pemodelan adalah data pada periode waktu 2003 hingga 2006. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan satu seri data dari tahun 2005 hingga 2006. Hasil validasi model didapatkan nilai-nilai koefisien korelasi (R), kesalahan volume (VE), dan koefisien efisiensi (CE) masing-masing adalah 0.647, 16.385, dan 0.631. Nilai-nilai parameter tersebut menunjukkan bahwa penggunaan data satelit cukup handal untuk pemodelan hidrologi hujan-aliran dan bisa dijadikan salah satu alternatif untuk analisis hidrologi pada daerah yang tidak terdapat data pencatatan dari stasiun hidrologi.

Kata Kunci: model hidrologi, data satelit, IFAS

LATAR BELAKANG

Permasalahan umum yang seringkali dihadapi daerah-daerah di Indonesia dalam analisis hidrologi adalah dalam hal ketersediaan data yang sangat terbatas baik data hujan maupun data debit. Analisis dengan menggunakan model hidrologi merupakan suatu alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut. Namun demikian tidak setiap model hidrologi bisa diaplikasikan di Indonesia karena kebanyakan model yang ada dikembangkan di luar negeri yang belum tentu cocok dipakai. Beberapa model juga membutuhkan data yang detil sehingga kemungkinan akan mengalami

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

482

kesulitan untuk diaplikasikan di Indonesia karena keterbatasan data. Pemanfaatan data satelit untuk pemodelan hidrologi hujan-aliran merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut. Beberapa tahun terakhir ini penggunaan data satelit untuk analisis dan pemodelan hidrologi berkembang sangat pesat seiring dengan perkembangan teknologi penginderaan jauh berbasis satelit. Beberapa penelitian terkini yang telah berhasil memanfaatkan teknologi ini diantaranya adalah Harris, dkk. (2007), Li, dkk. (2009), Sugiura, dkk. (2009), Khan, dkk. (2011), dan Kartiwa dan Murniati (2011).

Penelitian ini menggunakan alat bantu software IFAS (Integrated Flood Analysis System) untuk pemodelan hidrologi hujan-aliran dengan menggunakan data satelit. IFAS merupakan program (software) yang bisa digunakan untuk pemodelan hidrologi yang dikembangkan oleh International Centre for Water Hazard and Risk Management (ICHARM), Jepang. Penelitian ini mengambil studi kasus di DAS Rokan dengan stasiun AWLR Lubuk Bendahara yang mempunyai luas DAS 3196 km2. Untuk menguji kehandalan model, penelitian ini melakukan kalibrasi dan validasi model hidrologi yang dibuat. Ada sebelas parameter hidrologi yang harus dikalibrasikan pada pemodelan ini. Sensitivitas parameter-parameter tersebut terhadap respon hidrologi pada tahap kalibrasi model dikaji dalam penelitian ini.

IFAS Distributed ModelIntegrated Flood Analysis System (IFAS) dikembangkan berbasis sistem informasi geografis untuk membuat jaringan sungai yang ditampilkan dalam bentuk kotak-kotak kecil yang disebut cell dan mengestimasi parameter-parameter standar dalam analisis limpasan sehingga hasilnya bisa ditampilkan berdasarkan data-data satelit dan data-data curah hujan yang ada di lapangan. Program IFAS menggunakan model tangki yang dimodifikasi sebagai dasar pemodelannya, yang disebut PWRI Distributed Model. Skema model tangki yang dipakai dalam model ini seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Seperti ditunjukkan pada Gambar 1., model ini dibagi menjadi tiga bagian, yaitu surface model, ground water model, dan river channel model (Fukami, 2009).

Gambar 1. Skema model tangki PWRI Distributed Model dalam IFAS

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

483

Model Permukaan (Surface Model)Model permukaan adalah sebuah model yang digunakan untuk membagi hujan menjadi aliran permukaan (surface flow), aliran antara (subsurface flow), dan infiltrasi (infiltration). Skema aliran-aliran tersebut seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Aliran permukaan dan aliran antara dihitung berdasarkan Hukum Manning, sedangkan infiltrasi dihitung berdasarkan Hukum Darcy. Parameter-parameter yang ada dan harus dikalibrasikan pada model permukaan adalah kapasitas infiltrasi akhir (SKF), tinggi tampungan maksimum (HFMXD), tinggi aliran antara (HFMND), tinggi dimana infiltrasi terjadi (HFOD), koefisien kekasaran permukaan (SNF), koefisien pengaturan aliran antara (FALFX), dan tinggi tampungan awal (HIFD).

Gambar 2. Konsep skema aliran pada model permukaan

Model Air Tanah (Ground Water Model)Skema aliran pada model air tanah seperti ditunjukan pada Gambar 3. Aliran yang ada pada model air tanah terdiri atas aliran air tanah tak tekan (unconfined groundwater flows) dan aliran air tanah tekan (confined groundwater flows). Parameter-parameter yang ada dan harus dikalibrasikan pada model air tanah adalah koefisien pengaturan aliran antara (AUD), koefisien aliran dasar (AGD), tinggi tampungan dimana aliran antara terjadi (HCGD), dan tinggi tampungan awal (HIGD).

Gambar 3. Konsep model tangki pada model air tanah

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

484

Model Alur Sungai (River Channel Model)Skema aliran pada model alur sungai seperti ditunjukan pada Gambar 4. Model ini dihitung berdasarkan persamaan Manning.

Gambar 4. Konsep model tangki pada model alur sungai

Evaluasi Ketelitian ModelKeandalan dalam pemodelan hidrologi dievaluasi dengan menggunakan beberapa indikator statistik diantaranya adalah koefisien korelasi (R), selisih volume (VE), dan koefisien efisiensi (CE) (Hambali, 2008). Koefisien korelasi (R) adalah harga yang menunjukkan besarnya keterkaitan antara nilai observasi dengan nilai simulasi. Koefisien korelasi dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini.

∑∑∑

−×−

−−=

22 )()(

))((

reratarerata

reratarerata

QobsQobsQcalQcal

QobsQobsQcalQcalR .................................... (1)

dengan R adalah koefisien korelasi, Qcal adalah debit terhitung (m3/sekon), Q calrerata adalah debit terhitung rerata (m3/sekon), Qobs adalah debit terukur (m3/sekon), dan Qobsrerata adalah debit terukur rerata (m3/sekon). Kategori tingkat korelasi untuk berbagai nilai seperti ditunjukkan pada Tabel 1 (Hambali, 2008).

Tabel 1. Kriteria Nilai Koefisien KorelasiNilai Koefisien Korelasi (R) Interpretasi

0.7 < R < 1.0 Derajat asosiasi tinggi0.4 < R < 0.7 Hubungan substansial0.2 < R < 0.4 Korelasi rendah

R < 0.2 Diabaikan

Selisih volume atau volume error (VE) aliran adalah nilai yang menunjukkan perbedaan volume perhitungan dan volume terukur selama proses simulasi. Selisih volume (VE) aliran dikatakan baik apabila dapat menunjukkan angka tidak lebih dari 5%. Selisih volume (VE) dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

485

VE %100

1

1 1 ×−

=

∑

∑ ∑

=

= =N

ii

N

i

N

iii

Qobs

QcalQobsVE ................................................................. (2)

dengan VE adalah selisih volume, Qcali adalah debit terhitung (m3/sekon), dan Qobsi adalah debit terukur (m3/sekon).

Koefisien Efisiensi (CE) adalah nilai yang menunjukkan efisiensi model terhadap debit terukur, cara objektif yang paling baik dalam mencerminkan kecocokan hidrograf secara keseluruhan. Koefisien Efisiensi (CE) dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini.

CE

−

−=

∑

∑

=

=N

ireratai

N

iii

QobsQobs

QcalQobsCE

1

2

1

2

)(

)(

............................................................... (3)

dengan CE adalah koefisien efisiensi, Qcali adalah debit terhitung (m3/sekon), Qobsi adalah debit terukur (m3/sekon), dan Q obsrerata adalah debit terukur rerata (m3/sekon). Koefisien efisiensi memiliki beberapa kriteria seperti terlihat pada Tabel 2 berikut ini.

Tabel 2 Kriteria Nilai Koefisien EfisiensiNilai Koefisien Efisiensi (CE) Interpretasi

CE > 0.75 Optimasi sangat efisien0.36 < CE < 0.75 Optimasi cukup efisien

CE < 0.36 Optimasi tidak efisien

Kalibrasi ModelKalibrasi model merupakan suatu proses mengoptimalkan atau secara sistematis menyesuaikan nilai parameter model untuk mendapatan satu set parameter yang memberikan estimasi terbaik dari debit sungai yang diamati. Dengan kata lain, proses optimalisasi nilai parameter untuk meningkatkan koherensi antara respons hidrologi DAS yang teramati dan tersimulasi. Dalam penelitian ini, sistem IFAS memiliki beberapa parameter yang dapat dikalibrasikan dengan menggunakan referensi dari data hidrologi daerah yang diamati (data terukur). Jika tidak memiliki data terukur maka harus menggunakan nilai paramater standar. Pada Tabel 3 (Fukami, 2009) ditunjukkan penjelasan mengenai cara memilih parameter yang akan dikalibrasi berdasarkan ketersediaan data terukur.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

486

Tabel 3 Pengaturan Parameter IFAS Berdasarkan Ketersediaan Data TerukurData Hidrologi Terukur

Ada Tidak Ada

Dat

a Su

ngai

Ter

ukur Ada

1. Kalibrasi bisa dilakukan pada parameter surface dan groundwater

2. Parameter river course bisa disesuaikan

1. Parameter river course bisa disesuaikan

2. Menggunakan nilai standar parameter surface dan groundwater

Tidak Ada

1. Kalibrasi bisa dilakukan pada parameter surface dan groundwater

2. Menggunakan nilai standar parameter river course

1. Menggunakan nilai standar semua parameter model

Validasi ModelMenurut Indarto (2010), validasi adalah proses evaluasi terhadap model untuk mendapatkan gambaran tentang tingkat ketidakpastian yang dimiliki oleh suatu model dalam memprediksi proses hidrologi. Pada umumnya, validasi dilakukan dengan menggunakan data di luar periode data yang digunakan untuk kalibrasi.

METODOLOGI STUDI

Lokasi PenelitianPenelitian ini dilakukan pada DAS Rokan dengan stasiun AWLR Lubuk Bendahara. Stasiun Lubuk Bendahara secara administrasi terletak di Kecamatan Rokan IV Koto, Kabupaten Rokan Hulu, Provinsi Riau. Stasiun ini memiliki luas daerah aliran sebesar 3196 km2. Data-data yang digunakan dalam penelitian terdiri atas data satelit dan data hasil pengukuran di lapangan. Data satelit yang digunakan untuk pemodelan berupa data curah hujan, elevasi, tata guna lahan, dan data tanah tahun 2003, 2004, 2005 dan 2006. Sedangkan data pengukuran di lapangan yang dibutuhkan adalah data hidrologi pada DAS Rokan yang berupa data debit harian dari Automatic Water Level Recorder (AWLR) Stasiun Lubuk Bendahara tahun 2003, 2004, 2005 dan 2006.

Tahapan PenelitianPenelitian ini diawali dengan pengumpulan data satelit yang bisa diunduh secara langsung di internet dengan menggunakan alat bantu IFAS. Data-data tersebut adalah data elevasi, data tata guna lahan, data tanah, dan data hujan. Jenis data elevasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah GTOPO30 yang mempunyai ukuran grid horisontal 1 km. Data tata guna lahan yang digunakan adalah GLCC yang disediakan oleh USGS (United States Geological Survey) dengan resolusi 1 km. Data tanah yang digunakan adalah GNV25 Soil Water (UNEP). Data GNV25

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

487

merupakan data tanah yang berisi kapasitas kemampuan tanah menyimpan air (soil water holding capacity). Data curah hujan yang digunakan adalah GsMaP_MVK+ untuk periode 1 Januari 2003 sampai 31 Desember 2006 dan validasi untuk periode 1 Januari 2004 sampai 31 Desember 2004 dan 1 Januari 2005 sampai 31 Desember 2005.

Pemodelan hidrologi dilakukan dengan menggunakan data-data satelit yang telah dikumpulkan tersebut. Nilai parameter-parameter hidrologi awal ditentukan oleh IFAS berdasarkan data-data satelit yang telah diunduh tersebut. Hasil pemodelan ini berupa output hidrograf pada setiap grid pada daerah penelitian. Output hidrograf pada lokasi dimana AWLR berada kemudian dibandingkan dengan data terukur dari AWLR tersebut dengan menghitung nilai koefisien korelasi, selisih volume, dan koefisien efisiensi. Proses kalibrasi dilakukan dengan cara coba ulang terhadap parameter-parameter hidrologi dengan berpedoman pada ketentuan yang ada pada Tabel 3 sedemikian sehingga hidrograf yang dihasilkan memiliki korelasi yang optimal terhadap data lapangan yang ditunjukkan dengan nilai koefisien R, VE, dan CE. Parameter-parameter optimal yang dihasilkan dari kalibrasi tersebut kemudian dipakai untuk validasi model yaitu dengan running model pada periode waktu yang lain. Untuk validasi model, penelitian ini menggunakan periode waktu tahun 2004 dan 2005. Selanjutnya output hidrograf dievaluasi menggunakan nilai koefisien R, VE, dan CE untuk mengetahui tingkat validitas model.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Kondisi Awal Simulasi Pada kondisi awal simulasi, parameter-parameter hidrologi yang digunakan untuk simulasi adalah parameter default yang ditentukan oleh IFAS berdasarkan data-data satelit yang digunakan untuk pemodelan. Simulasi ini dilakukan untuk periode empat tahun yang dimulai dari tanggal 1 Januari 2003 jam 00.00 sampai dengan 31 Desember 2006 jam 23.00. Hasil simulasi model ini berupa hidrograf hujan aliran beserta dengan rekaman data hujan satelit seperti ditunjukkan pada Gambar 5. Perbandingan antara output hidrograf hasil simulasi dengan hidrograf terukur di lapangan menunjukkan nilai R, VE, dan CE masing-masing adalah 0.551, 37.188%, dan 0.902. Nilai-nilai tersebut menunjukkan bahwa hasil simulasi model memiliki hubungan substansial dengan data terukur (0.4 < R < 0.7), nilai volume hasil simulasi dengan volume terukur jauh berbeda ( VE > 5% ), dan efisiensi model terhadap debit terukur sangat efisien (CE > 0.75). Seperti ditunjukkan pada Gambar 5. bahwa debit hasil simulasi sudah mengikuti bentuk trend dari debit terukur di lapangan, namun akurasinya masih belum baik. Untuk meningkatkan akurasi dan korelasi, maka perlu dilakukan kalibrasi terhadap parameter-parameter hidrologi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

488

Gambar 5 Hidrograf hasil simulasi pada kondisi awal sebelum kalibrasi peride empat tahun (1 Januari 2003 sampai dengan 31 Desember 2006)

Seperti ditunjukkan pada Gambar 5. di atas, bahwa pada bulan September hingga Desember 2013 tidak ada data satelit yang terekam pada model sehingga menyebabkan debit hasil simulasi menjadi sangat kecil. Hal ini sangat kontradiktif dengan kondisi yang ada di lapangan dimana debit hasil pencatatan AWLR rata-rata cukup besar. Kemungkinan hal ini disebabkan oleh karena sensor satelit perekam data hujan sedang tidak berfungsi dengan baik. Oleh karena itu, untuk analisis berikutnya data pada tahun 2013 ini tidak digunakan.

Kalibrasi ModelProses kalibrasi model dilakukan dengan cara coba-ulang terhadap parameter-parameter hidrologi. Dengan berpedoman pada Tabel 3., ditentukan bahwa parameter-parameter dari surface tank dan underground water tank yang harus dikalibrasikan karena data terukur yang tersedia hanya data AWLR tanpa data penampang sungai dilapangan. Parameter-parameter yang harus dikalibrasikan pada surface tank adalah SKF, HFMXD, HFMND, HFOD, SNF, FALFX, dan HIFD. Pada underground water tank adalah AUD, AGD, HCGD, dan HIGD. Periode data yang digunakan untuk proses kalibrasi adalah dari tanggal 1 Januari 2005 hingga 31 Desember 2006. Perbandingan hidrograf hasil simulasi untuk kondisi awal simulasi sebelum dilakukan kalibrasi pada periode data dari tanggal 1 Januari 2005 hingga 31 Desember 2006 seperti disajikan pada Gambar 6. Yang sudah dikalibrasi ditunjukkan pada Gambar 7.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

489

Gambar 6 Hidrograf hasil simulasi pada kondisi awal sebelum kalibrasi peride data dua tahun (1 Januari 2005 sampai dengan 31 Desember 2006)

Gambar 7 Hidrograf hasil simulasi setelah kalibrasi peride data dua tahun (1 Januari 2005 sampai dengan 31 Desember 2006)

Pada kondisi awal sebelum kalibrasi periode data dua tahun menunjukkan nilai korelasi dengan data lapangan R, VE, dan CE masing-masing adalah 0.545, 13.929%, dan 0.733. Nilai-nilai tersebut menunjukkan bahwa hasil simulasi model memiliki hubungan substansial dengan data terukur (0.4 < R < 0.7), nilai volume hasil simulasi dengan volume terukur jauh berbeda ( VE > 5% ), dan efisiensi model terhadap debit terukur cukup efisien (0.36 < CE < 0.75). Setelah dilakukan kalibrasi terhadap parameter-parameter hidrologi, nilai-nilai R, VE, dan CE menunjukkan hubungan yang makin baik dengan data lapangan, yaitu 0.627, 1.007%, dan 0.615. Parameter tersebut menunjukkan bahwa hasil simulasi model memberikan peningkatan korelasi dan pengurangan selisih volume yang cukup signifikan dengan data pengururan di lapangan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

490

Validasi ModelUntuk menguji validitas model pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan parameter-parameter hidrologi hasil dari kalibrasi dan dengan menggunakan seri data yang berbeda pada proses kalibrasi. Seri data yang digunakan untuk validasi adalah data tahun 2004 pada DAS Rokan. Hasil validasi model dengan menggunakan data tahun 2004 ditunjukkan pada Gambar-8. Perbandingan antara hidrograf hasil simulasi dengan hidrograf terukur menunjukkan nilai-nilai R, VE, dan CE masing-masing adalah 0.647, 16.385, dan 0.631. Nilai-nilai tersebut menunjukkan bahwa hasil validasi model memiliki hubungan substansial dengan data terukur (0.4 < R < 0.7), nilai volume hasil simulasi dengan volume terukur jauh berbeda ( VE > 5% ), dan efisiensi model terhadap debit terukur cukup efisien (0.36 < CE < 0.75). Kondisi ini menunjukkan bahwa penggunaan data satelit cukup baik digunakan untuk pemodelan hidrologi untuk mengatasi permasalah ketersediaan data pada daerah yang tidak ada stasiun pengukuran hidrologi.

Gambar 8 Validasi hidrograf hasil simulasi model dengan data lapangan tahun 2004

Analisis Sensitivitas Parameter Hidrologi Pada IFASAda sebelas parameter hidrologi yang muncul pada pemodelan hidrologi menggunakan data satelit dalam IFAS, delapan diantaranya harus dikalibrasikan. Cukup banyaknya parameter hidrologi yang harus dikalibrasi akan membutuhkan waktu yang cukup lama dalam proses coba-ulang untuk mendapatkan kondisi yang optimal. Untuk itu perlu dianalisis sensitivitas masing-masing parameter untuk mengetahui parameter-parameter utama yang mempengaruhi output simulasi. Untuk analisis sensitivitas ini, diambil contoh kasus data tahun 2006 untuk simulasi. Hasil simulasi pengaruh perubahan berbagai jenis parameter hidrologi terhadap nilai R, VE, dan CE dalam IFAS disajikan pada Tabel 4. Seperti ditunjukkan pada tabel, parameter yang paling sensitif terhadap output model adalah HCGD karena cukup mempengaruhi besaran nilai R dan VE. Parameter sensitif berikutnya adalah SKF, HFMXD, HFOD, AGD, dan HIGD dimana parameter-parameter tersebut sensitif terhadap perubahan VE. Sedangkan parameter yang tidak sensitif adalah HFMND dan AUD. Parameter ini tidak menjadi fokus utama dalam proses kalibrasi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

491

Namun demikian, analisis sensitivitas ini masih perlu dilakukan lebih detil dengan interval perubahan parameter yang lebih rapat sedemikian sehingga tingkat perubahan pengaruhnya bisa dinilai terhadap tingkat perubahan masing-masing parameter. Untuk itu, penelitian lanjutan masih perlu dilakukan untuk menjelaskan permasalahan tersebut.

Tabel 4 Hasil analisis sensitivitas pada parameter IFAS

SKF HFMXD HFMND HFOD HIFD SNF FALFX AUD AGD HCGD HIGD R VE (%) CEKondisi awal 0.0005 0,1 0,01 0,005 0,0 0,7 0,8 0,1 0,003 2 2 0.632 10.444 0.615 Simulasi Awal

SKF 0,0001 0,1 0,01 0,005 0,0 0,7 0,8 0,1 0,003 2 2 0.635 12.124 0.617 VE

HFMXD 0,0005 0,05 0,01 0,005 0,0 0,7 0,8 0,1 0,003 2 2 0.647 9.819 0.594 VE

HFMND 0,0005 0,1 0,005 0,005 0,0 0,7 0,8 0,1 0,003 2 2 0.600 10.298 0.664 tidak sensitif

HFOD 0,0005 0,1 0,01 0,0001 0,0 0,7 0,8 0,1 0,003 2 2 0.660 1.792 0.567 VE

AUD 0,0005 0,1 0,01 0,005 0,0 0,7 0,8 0,09 0,003 2 2 0.635 10.521 0.612 tidak sensitif

AGD 0,0005 0,1 0,01 0,005 0,0 0,7 0,8 0,1 0,002 2 2 0.653 18.049 0.625 VE

HCGD 0,0005 0,1 0,01 0,005 0,0 0,7 0,8 0,1 0,003 1,9 2 0.546 7.166 0.745 R, VE

HIGD 0,0005 0,1 0,01 0,005 0,0 0,7 0,8 0,1 0,003 2 1,9 0.606 14.720 0.665 VE

Surface Tank Underground Water TankPerubahan Parameter

Hasil Evaluasi Sensitif terhadap

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanPenelitian tentang kalibrasi dan validasi penggunaan data satelit untuk pemodelan hidrologi ini mengasilkan kesimpulan sebagaimana diuraikan berikut ini.

1. Pemodelan hidrologi hujan-aliran menggunakan data satelit bisa dijadikan salah satu alternatif untuk analisis hidrologi pada daerah yang tidak terdapat data pencatatan dari stasion hidrologi. Dengan tanpa kalibrasi, pemodelan sudah menunjukkan korelasi yang relatif cukup baik dengan nilai R, VE, dan CE masing-masing adalah 0.545, 13.929%, dan 0.733 untuk dua tahun simulasi.

2. Setelah dilakukan kalibrasi terhadap parameter-parameter hidrologi, nilai-nilai R, VE, dan CE menunjukkan hubungan yang makin baik dengan data lapangan, yaitu 0.627, 1.007%, dan 0.615. Hasil validasi model didapatkan nilai-nilai R, VE, dan CE masing-masing adalah 0.647, 16.385, dan 0.631. Hal ini menunjukkan bahwa, jika ada data pengukuran lapangan minimal 1 tahun, maka pemodelan hidrologi menjadi lebih baik karena bisa dilakukan kalibrasi.

3. Parameter HCGD (tinggi tampungan dimana aliran antara terjadi) merupakan parameter yang paling sensitif terhadap output model karena cukup mempengaruhi besaran nilai R dan VE. Parameter sensitif berikutnya adalah SKF, HFMXD, HFOD, AGD, dan HIGD dimana parameter-parameter tersebut sensitif terhadap perubahan VE. Sedangkan parameter yang tidak sensitif adalah HFMND dan AUD.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

492

RekomendasiRekomendasi yang bisa disampaikan dari proses penelitian ini adalah sebagai berikut ini.

1. Penelitian ini merupakan penelitian awal yang difokuskan pada aplikasi penggunaan data satelit untuk pemodelan hidrologi. Penelitian lanjutan yang perlu dilakukan tahap berikutnya adalah pemodelan hidrologi menggunakan data satelit untuk aplikasi yang lebih luas seperti untuk studi kasus banjir dan ketersediaan air.

2. Untuk mengetahui tingkat pengaruh sensitivitas parameter hidrologi yang lebih detil, perlu dilakukan penelitian lanjut dengan menggunakan interval perubahan parameter yang lebih kecil

REFERENSI Fukami, K., Sugiura, T., Magome, J. dan Kawakami, T, 2009, Integrated Flood

Analysis System (IFAS Version 1.2) User’s Manual. Jepang: ICHARM.Harris A., Rahman, Hossain F., Yarborough L., Bagtzoglou, dan Easson G., 2007,

Satellite-based Flood Modeling Using TRMM-based Rainfall Products, Sensors, ISSN 1424-8220, MDPI.

Hambali, R. 2008. Analisis Ketersediaan Air dengan Model Mock. Bahan Ajar. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada.

Indarto, 2010. Hidrologi Dasar Teori dan Contoh Aplikasi Model Hidrologi, Bumi Aksara, Jakarta.

Khan S., Hong Y, Wang J, Yilmaz K.K, Gourley J.J, Adler R,Brakenridge R, Policelli F, Habib S, dan Irwin D, 2011, Satellite Remote Sensing and Hydrologic Modeling for Flood Inundation Mapping in Lake Victoria Basin: Implications for Hydrologic Prediction in Ungauged Basins, IEEE Transactions Geoscience and Remote Sensing, Vol. 49, No.1, January 2011.

Kartiwa, B., Murniati, E., 2011, Application of RS, GIS and Hydrological Model for Flood Mapping of Lower Citarum Watershed, Indonesia, Sentinel Asia Joint Project Team Meeting, 12th-14th July 2011, Putra Jaya, Malaysia.

Li Li, Hong Y, Wang J, Adler R, Policelli F, Habib S, Irwin D, Korme T, Okello L, 2008, Evaluation of the real-time TRMM-based multi-satellite precipitation analysis for an operational flood prediction system in Nzoia Basin, Lake Victoria, Africa, Springer Science+Business Media B.V. 2009.

Sugiura T., Fukami T., Fujiwara N., Hamaguchi K., Nakamura S., Hironaka S., Nakamura K., Wada T., Ishikawa M., Shimizu T., Inomata K., Itou K., 2009, Development of Integrated Flood Analysis System (IFAS) and its Applications, 7th ISE& 8th HIC, Chile.

493

EROSI DAN AKRASI PANTAI DI BELAKANG PEGAR BERCELAH

Dede M. Sulaiman1, Radianta Triatmadja2, dan R. Wahyudi Triweko3

1)Mahasiswa S3, Teknik Sumber Daya Air, PPS UNPAR- Bandung 2)Profesor, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, UGM- Jogjakarta

3)Profesor, Teknik Sumber Daya Air, PPS UNPAR- Bandung Jalan Merdeka No.30 Bandung

dedems@ymail.com; radiantoo@yahoo.com; triweko@home.unpar.ac.id

Intisari

Uji model 3D telah dilakukan di Kolam Gelombang Laboratorium Hidraulika UGM dengan tujuan menganalisis gelombang dan arus di belakang pemecah gelombang ambang rendah (PEGAR). Makalah ini menyajikan hasil eksperimen tentang piling-up dan kecepatan arus di belakang PEGAR bercelah yang terbuat dari tumpukan batu. Persamaan piling-up dan kecepatan arus pada celah telah dihasilkan yang menunjukkan fungsi eksponensial yang kompleks. Penyederhanaan dilakukan untuk keperluan praktis dengan mengembangkan nomogram erosi-akrasi, yang merupakan representasi grafis dari hubungan matematik antara piling-up, kecepatan arus di celah, freeboard, dan lebar celah.

Kata Kunci: nomogram, erosi-akrasi pantai, PEGAR bercelah, arus.

LATAR BELAKANG

Berbeda dengan pemecah gelombang (PG) konvensional, yang elevasi puncaknya menyembul di atas permukaan air tertinggi, pemecah gelombang ambang rendah (PEGAR) merupakan struktur tenggelam dengan elevasi puncak terletak diantara permukaan air rerata dan permukaan air tinggi (Gambar 1). Struktur PEGAR ini merupakan hasil softifikasi PG konvensional melalui inovasi dimensi, yaitu dengan memangkas elevasi struktur yang berbanding lurus dan berdampak kepada berkurangnya volume dan biaya. Struktur ambang rendah ini dibangun sedemikian rupa sehingga gelombang yang melewati puncak struktur dipaksa pecah dan selanjutnya energinya terdisipasi. Bersamaan dengan pecahnya gelombang, sejumlah air seolah dipompa masuk melimpas di atas dan melalui PEGAR. Banyaknya air yang masuk diimbangi dengan sejumlah air yang keluar. Desakan gelombang yang mirip dengan pemompaan air di atas dan melalui PEGAR tersebut, mendorong terjadinya perbedaan permukaan air rerata antara ujung struktur arah ke laut dan ujung struktur arah ke pantai, sehingga terjadi kenaikan muka air yang disebut piling-up (Gambar 2). Besarnya piling-up erat kaitannya dengan timbulnya arus balik yang kuat di belakang PEGAR bercelah. Arus kuat melalui celah tersebut tidak hanya berdampak langsung pada erosi pantai di belakangnya, tetapi juga berpengaruh terhadap efektivitas dan stabilitas struktur.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

494

Proses fisik yang mempengaruhi piling-up sangat kompleks, sedikitnya terdapat sebelas variabel yang mempengaruhinya. Pada tahap akhir penelitian piling-up ini, dua buah formula telah dihasilkan, yaitu persamaan piling-up dan persamaan kecepatan arus, yang keduanya merupakan fungsi dari geometri struktur dan parameter hidraulik gelombang. Kedua formula tersebut merupakan persamaan eksponensial yang tidak sederhana, karena itu dilakukan penyederhanaan dengan mengembangkan “Nomogram Erosi-Akrasi”, yang merupakan representasi grafis dari kedua formula tersebut.

Gambar 1. Tipe Pemecah Gelombang (a) PG Konvensional; (b) PEGAR; (c) Pemecah gelombang tenggelam (PEGAT).

Kajian pada tahapan ini bertujuan untuk mengembangkan persamaan matematik antara variabel yang mempengaruhi besarnya piling-up dan kecepatan arus di celah, serta memudahkan penerapannya di lapangan dalam bentuk nomogram. Manfaat dari kajian ini tidak hanya meningkatkan pemahaman yang baik tentang perilaku arus dan gelombang di sekitar struktur tenggelam, tetapi juga membantu para praktisi dan perencana dalam mendesain PEGAR bercelah yang efektif.

Gambar 2. Pembangkitan piling-up pada PEGAR (Calabrese dkk. 2003)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

495

PENGEMBANGAN TEORI

Persamaan Piling-up Kompleksitas yang terjadi di belakang PEGAR berdampak terhadap banyaknya variabel yang terlibat dalam proses fisik di sekitar struktur tenggelam tersebut. Dari sebelas variabel yang mempengaruhi piling-up, dilakukan penyederhanaan melalui analisis dimensi. Penyederhanaan variabel dilakukan untuk memudahkan analisis dan interpretasi hasil penelitian melalui uji model fisik. Persamaan piling-up yang dihasilkan merupakan hubungan fungsional dari enam variabel non-dimensi seperti ditunjukkan pada Persamaan (1) berikut ini :

......................................................................... (1)

Mengacu pada hasil elaborasi data uji model yang menunjukkan hubungan eksponensial, maka dengan mengaplikasikan analisis regresi multivariabel, Persamaan (1) dapat ditulis kembali menjadi :

..................................... (2)

dengan Y = , X1 = ; X2 = X3 = X4 = X5 = dan β adalah konstanta yang merupakan koefisien korelasi antara variabel dan menunjukkan seberapa kuat pengaruh dan kontribusi variabel independen tersebut terhadap variabel dependen (piling-up).

Persamaan Kecepatan Arus Pada CelahKecepatan arus pada celah antara dua buah PEGAR dipengaruhi oleh variabel yang mempengaruhi piling-up, sehingga persamaan kecepatan arus di celah bergantung juga pada besarnya piling-up yang timbul, seperti diungkapkan pada Persamaan (3), yaitu sebagai berikut :

................................................................. (3)

Sama halnya pada persamaan piling-up, untuk kecepatan arus pada celah, berdasarkan hasil analisis data uji model, diidentifikasi bahwa variabel non-dimensi dan menunjukkan kontribusi yang sangat kecil tethadap besaran kecepatan arus, karena itu kedua variabel tersebut dapat diabaikan dan persamaan kecepatan arus dapat ditulis sebagai berikut :

.................................................. (4)

METODOLOGI STUDI

Uji Model Fisik Kajian piling-up dan kecepatan arus di sekitar PEGAR bercelah dilakukan di Kolam Gelombang Laboratorium Hidraulika Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan UGM. Kolam gelombang yang digunakan berukuran 7 m x 9 m dan jarak pembangkit gelombang ke pantai adalah 9 m (Gambar 3).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

496

Titik Pengukuran Tinggi Gelombang

Titik Pengukuran Arus Gelombang

Gambar 3. Tata letak kolam dan pembangkit gelombang

Set-up Model Model PEGAR permeable terbuat dari tumpukan batu berbentuk trapesium, dengan dimensi struktur (panjang, lebar, tinggi) 100 cm; 40 cm, dan 15 cm, dengan kemiringan struktur bagian depan dan belakang 1: 1,5. Struktur PEGAR terbuat dari tumpukan batu belah (rubble mound) berukuran sekitar 2 x 2 cm (Gambar 4 ). Model PEGAR permeable ini dibuat bercelah dengan lebar celah bervariasi yaitu: 250 cm; 120 cm; 50 cm; dan 25 cm.

Gambar 3. Tata letak kolam dan pembangkit gelombang

Set-up Model Model PEGAR permeable terbuat dari tumpukan batu berbentuk trapesium, dengan dimensi struktur (panjang, lebar, tinggi) 100 cm; 40 cm, dan 15 cm, dengan kemiringan struktur bagian depan dan belakang 1: 1,5. Struktur PEGAR terbuat dari tumpukan batu belah (rubble mound) berukuran sekitar 2 x 2 cm (Gambar 4 ). Model PEGAR permeable ini dibuat bercelah dengan lebar celah bervariasi yaitu: 250 cm; 120 cm; 50 cm; dan 25 cm.

Gambar 4 Tampang lintang model PEGAR tumpukan batu

Instrumentasi Deteksi terhadap perubahan tinggi gelombang dan muka air digunakan Wave Probe HR Wallingford yang terdiri dari 4 probe. Wave probe ditempatkan memanjang tegak lurus pantai menghadap gelombang datang. Dua buah probe ditempatkan di belakang PEGAR dan dua buah probe lainnya ditempatkan di depannya. Untuk pengukuran arus di sekitar PEGAR digunakan alat ukur arus ADV-Vectrino Nortek yang ditempatkan di belakang dan di depan struktur (Gambar 5).

Titik Pengukuran Tinggi Gelombang

Titik Pengukuran Arus Gelombang

Gambar 4 Tampang lintang model PEGAR tumpukan batu

Instrumentasi Deteksi terhadap perubahan tinggi gelombang dan muka air digunakan Wave Probe HR Wallingford yang terdiri dari 4 probe. Wave probe ditempatkan memanjang tegak lurus pantai menghadap gelombang datang. Dua buah probe ditempatkan di belakang PEGAR dan dua buah probe lainnya ditempatkan di depannya. Untuk pengukuran arus di sekitar PEGAR digunakan alat ukur arus ADV-Vectrino Nortek yang ditempatkan di belakang dan di depan struktur (Gambar 5).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

497

Gambar 5. PEGAR batu bercelah dan wave probe

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Penyelesaian Persamaan Piling-up

Persamaan piling up yang sudah diturunkan sebelumnya masih belum dapat digunakan karena belum pasti koefisiennya. Koefisien tersebut diperoleh dari experiment yang dilakukan dengan model fisik seperti dibahas di depan. Data yang diperoleh dimasukkan kedalam persamaan yang dikembangkan. Pertama, diperoleh bahwa besaran dan ternyata pengaruhnya terhadap piling-up sangat kecil sehingga dapat dieliminasi. Kedua, persamaan tersebut berlaku baik untuk PEGAR (Rc/Hi<0) maupun terekspose (Rc/Hi>0) dan berlaku dalam rentang -1 <Rc/Hi< 1. Selanjutnya diperoleh persamaan piling-up sebagai berikut:

................................................................. (5)

Penyelesaian Persamaan Kecepatan Arus Pada Celah

Dengan memasukkan data dari uji model fisik, maka persamaan kecepatan arus pada celah PEGAR dapat ditulis sebagai berikut:

........................................ (6)

Besarnya piling-up di belakang struktur berkurang secara eksponensial dengan bertambah lebarnya celah. Piling-up maksimum terjadi pada kondisi PEGAR tanpa celah dan mencapai minimum pada rasio antara lebar celah terhadap tinggi gelombang datang yang besar (Gambar 6). Kecenderungan yang sama terjadi untuk kecepatan arus pada celah.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

498

Gambar 6. Hubungan antara lebar celah dengan piling-up pada model PEGAR 3D

Pola Arus di Belakang PEGARProses fisik penjalaran gelombang melalui PEGAR dimulai dengan pecah, overtopping di atas struktur, dan timbulnya piling-up di belakang struktur PEGAR, dapat diibaratkan sebagai aliran air melalui dam. Penumpukan massa air di belakang PEGAR oleh gelombang pecah di atas struktur, tergantung pada tingkat penumpukan di belakang PEGAR, mencapai maksimum pada situasi tanpa celah. Aliran massa air di atas struktur PEGAR akan meninggalkan sistem dan kembali melimpas balik di atas struktur pada kondisi PEGAR tanpa celah.

Pada kondisi struktur PEGAR yang dipasang bercelah, maka aliran massa air akan meninggalkan sistem dan kembali ke lepas pantai melalui celah sebagai arus balik yang kuat yang disebut rip current. Sirkulasi arus di belakang PEGAR terdiri dari sirkulasi arus erosif (Gambar 7), bersifat mengikis terjadi apabila gelombang pecah di atas PEGAR, melimpas dan membangkitkan piling-up tepat di belakang struktur yang selanjutnya berubah dan berperan sebagai head yang mengendalikan arus (longshore current) di belakang PEGAR.

Gambar 7 Pola arus di belakang PEGAR bercelah bersifat erosif

Gambar 8. Pola arus di belakang PEGAR bercelah bersifat akrasif

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

499

Pada saat bersamaan gelombang transmisi di belakang PEGAR mengalami pendangkalan dan pecah yang juga menimbulkan set-up yang membangkitkan longshore current lainnya yang lebih dekat ke pantai. Apabila longshore current yang ditimbulkan oleh gelombang pecah di atas PEGAR dan longshore current yang dibangkitkan oleh pecahnya gelombang transmisi di dekat pantai arahnya sama, maka terbentuk pola sirkulasi arus yang erosif. Sebaliknya apabila kedua longshore current tersebut saling berlawanan arah, maka terjadi arus yang saling melemahkan sehingga timbul kondisi perairan yang lebih tenang di belakang PEGAR yang memungkinkan terjadinya proses pengendapan sedimen. Karena itu, sirkulasi arus yang saling melemahkan tersebut dikenal sebagai pola sirkulasi akrasif (Gambar 8).

Gambar 9. Nomogram erosi-akrasi untuk PEGAR Bercelah

Nomogram Erosi-AkrasiProses fisik di belakang PEGAR setelah gelombang pecah sangat kompleks yang melibatkan banyak variabel, secara matematis diungkapkan dalam Persamaan (5) untuk piling-up dan Persamaan (6) untuk kecepatan arus di celah yang timbul oleh adanya piling-up. Penyederhanaan untuk kedua persamaan tersebut dilakukan dengan mengembangkan suatu nomogram, yaitu grafik yang merepresentasikan kedua persamaan tersebut. Besaran piling-up dan kecepatan arus yang timbul oleh adanya struktur PEGAR, serta set-up yang timbul oleh gelombang pecah di dekat pantai (karena pendangkalan) diplotkan terhadap lebar celah ke dalam satu grafik. Titik potong antara garis set-up dengan garis piling-up dan kecepatan arus di celah merupakan titik transisi antara erosi dan akrasi yang terjadi di belakang PEGAR. Daerah di sebelah kiri garis vertikal titik potong dengan Pu/H dan U/gT merupakan daerah erosi, sedangkan di sebelah kanannya adalah daerah akrasi. Nomogram ini juga (Gambar 9), merupakan perangkat hitung secara grafis. Grafik hubungan antara piling-up, kecepatan arus, dan set-up gelombang ini berguna dalam menentukan berapa lebar celah yang optimal. Dengan data gelombang dan panjang struktur yang akan dibangun dapat dihitung secara grafis berapa piling-up, set-up, dan kecepatan arus yang akan timbul. Selain itu, dapat ditentukan pada kedalaman berapa struktur ditempatkan dan berapa lebar celah yang tepat, sehingga struktur PEGAR yang akan dibangun mampu memberi perlindungan yang optimal dengan terjadinya akrasi dan penambahan lebar pantai ke arah laut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

500

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan1) Piling-up yang merupakan proses penumpukan massa air di belakang

PEGAR, atau naiknya elevasi muka air di belakang struktur ambang rendah sangat berperan dalam membangkitkan dan mengendalikan arus dan proses erosi-akrasi di belakang PEGAR.

2) Terdapat pola arus erosif dan pola arus akrasif pada PEGAR bercelah. Pola arus mengikis terjadi apabila longshore current yang ditimbulkan oleh gelombang pecah di atas PEGAR dan longshore current yang dibangkitkan oleh pecahnya gelombang transmisi di dekat pantai, arahnya saling menguatkan dan mengarah ke celah. Pola arus akrasif, terjadi apabila kedua longshore current tersebut saling berlawanan arah yang menyebabkan arus yang saling melemahkan dan timbul kondisi perairan yang lebih tenang di belakang PEGAR, sehingga terjadi proses pengendapan sedimen.

3) Nomogram erosi-akrasi memberikan panduan praktis dalam perencanaan PEGAR bercelah, dengan lebar celah dan panjang struktur yang akan dipasang, dapat ditentukan terjadinya erosi atau sedimentasi di belakang struktur tersebut.

Rekomendasi1) Nomogram erosi-akrasi merupakan panduan secara grafik yang masih belum

sempurna dan perlu pengembangan lebih lanjut. Penyempurnaan terhadap nomogram perlu dilakukan dengan melibatkan parameter lainnya yang lebih lengkap, sehingga diperoleh nomogram erosi-akrasi yang handal dan berfungsi sebagai pedoman perencanaan dan pelaksanaan untuk pembangunan PEGAR bercelah.

2) Hasil eksperimen model fisik tentang pola dinamika gelombang dan arus sekitar PEGAR ini merupakan langkah awal bagi upaya perencanaan struktur PEGAR yang lebih efektif, karena itu perlu penelitian dan kajian lebih lanjut dan menjadi tantangan bagi para peneliti di bidang perlindungan pantai.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis berterima kasih baik kepada perorangan maupun instansi atas data, informasi, dan bahan-bahan sehingga tulisan ini bisa tersusun. Terima kasih juga disampaikan kepada Kepala Pusat Litbang Sumber Daya Air, Kepala Balai Pantai-PUSAIR, Kepala Laboratorium Hidraulika-Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan UGM, Kepala Balai Pengkajian Dinamika Pantai-BPPT, atas kesempatan yang diberikan sehingga kajian ini dapat terlaksana dengan baik.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

501

REFERENSI

Bellotti, G., 2007. An Improved Analytical Model for Estimating Water Level Set-up and Currents Induced by Waves Over Submerged Low Crested Coastal Defence Structures, Coastal Structures 2007, Proc. the 5th International Conference, World Scientific, Vol 1: pp 975-989

Buccino, M. dan Calabrese, M., 2007. “Conceptual Approach for Prediction of Wave Transmission at Low Crested Breakwaters”. Journal of Waterways, Port, Coastal, and Ocean Engineering. ASCE, 133(3), May, pp 213-224.

Burcharth, H.F., Hawkins, S.J., Zanuttigh, B. and Lamberti, A., 2007. “Environmental design guidelines for low crested structures”. Elsevier, 400 pp.

Lamberti , A., Martinelli, L. and Zanuttigh, B., 2007. “Piling up and rip currents induced by low crested structures in laboratory and prototype”, Coastal Structures 2007, Venice, Italy.

Pascual, C. V., Mera, F. L. and Rodriguez, I. L., 2007. Breakwaters stability analysis of low crested and submerged rubble mound breakwaters: relationship between flow characteristics and measured damage and stability formulae for low crested and submerged, Proc. the 5th International Conference on Coastal Structures 2007, pp.939-950.

Svendsen, I.A., Haas, K.A. and Zhao, Q., 2000. Analysis of rip current systems, Proc. 27th Coastal Engineering Conference, vol.2., Sydney. ASCE, pp. 1127-1140.

Sulaiman, Dede M., Triatmadja, R., dan Triweko, R.W., 2012. Fenomena piling-up di PEGAR, kajian teori dan eksperimen, Prosiding PIT HATHI XXIX, Bandung.

Sulaiman, Dede M., Triatmadja, R., dan Triweko, R.W., 2013. Limpasan gelombang, piling-up, dan pola arus di sekitar PEGAR bercelah: kajian model fisik , Prosiding PIT HATHI XXX, Jakarta.

Yuwono, N., 2011. Model Hidraulik, Lab. Hidraulika dan Hidrologi, PAU-Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

502

SIMULASI NUMERIK GERAKAN PARTIKEL SOLID DI SEKITAR BANGUNAN AKIBAT TSUNAMI

MENGGUNAKAN SINGLE GPU-DUALSPHYSICS

Kuswandi1*, R. Triatmadja2, dan Istiarto2

1Mahasiswa S3 Program Studi Teknik Sipil & Lingkungan Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, Tsunami Resarch Group UGM

2Program Studi Teknik Sipil & Lingkungan Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, Tsunami Resarch Group UGM

*kuscoastal@yahoo.com

IntisariSimulasi gerakan benda solid bergeser dan terapung (motion floating) pada DualSPHysics merupakan compilasi simulasi numerik menggunakan metode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) yang dikembangkan Jose M. Dominguez, dkk 2013 untuk gerakan benda solid bergeser dan terapung (motion floating) pada objek dari aliran shock wave. Simulasi ini dikembangkan dari source codes DualSPHysics pada objek properties terdiri atas nilai young modulus, koefisien gesek kinetik dan nilai koefisien speed sound pada objek. Simulasi gerakan partikel solid dimaksudkan sebagai simulasi awal dari gerakan partikel sedimen yang dialiri run-up tsunami dengan angka Froude di atas 2 di sekitar bangunan dan menghasilkan bentuk gerakan pada objek partikel. Simulasi numerik ini bertujuan mengamati gerakan objek partikel solid terhadap gerakan partikel fluida. Permodelan simulasi ini dilakukan dengan menggunakan metode SPH dengan software Dualsphysics dan GPU CUDA. DualSPHysics merupakan kelanjutan software open sources SPHysics yang dikembangkan para peneliti Johns Hopkins University (US), University of Vigo (Spain), University of Manchester (UK) dan University of Rome, La Sapienza. CUDA (Compute Unified Device Architecture) merupakan bahasa dan framework sebuah programming paralel untuk komputasi menggunakan GPU dengan menggunakan bahasa C/C++. Berdasarkan source codes dari software yang ada, dicoba menambah code ke dalam main code untuk memodelkan gerusan disekitar bangunan akibat tsunami. Pembangkitan tsunami digunakan model aliran shockwave yang sama dengan model dambreak untuk membangkitkan surge tsunami di laboratorium. Numerik setup menggunakan 2 x 1 x 1 m untuk batasan hitungan (definition computation), model flume 1.6 x 0.6 x 0.4 m, dimensi model bangunan 0.05 x 0.05 x 0.5 m dan diletakkan 0.9 m dari pintu. Partikel solid dengan ukuran partikel 0.009 x 0.009 x 0.009 m di letakkan disekitar bangunan sedangkan jarak antar partikel 0.0042 m. Simulasi ini dilakukan untuk mendapatkan gambaran proses dan pola pergerakan partikel di sekitar bangunan akibat aliran super kritik seperti tsunami dimana proses gerusan atau gerakan partikel sangat sulit diamati dengan durasi sangat pendek. Selanjutnya model ini merupakan model awal untuk menggambarkan pembentukan gerusan di sekitar bangunan selanjutnya dibandingkan dengan teori pembentukan gerusan

Kata Kunci: gerakan partikel, tsunami, DualSPHysics

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

503

LATAR BELAKANG

Gerakan dan terapung suatu partikel solid menggunakan DualSPHysics dengan metode SPH dikembangkan Jose M. Dominguez, dkk 2013. Metode ini digunakan untuk mengamati dan melihat gerakan berpindah atau terapung suatu benda solid akibat aliran shocwave. Studi ini merupakan studi penelitian yang bertujuan mengamati gerakan partikel solid di sekitar bangunan dan dialiri aliran superkritis dengan angka froude diatas 2 diman bentuk aliran yang dirancang memiliki kesamaan karakteristik dengan run-up tsunami saat menjalar di daratan. Model gerakan dan terapung pada partikel solid disekitar bangunan merupakan model awal untuk mensimulasikan partikel sedimen di sekitar bangunan saat di lewati run-up tsunami.

Teori SPHSmoothed Particles Hydrodynamics (SPH) dikembangkan dan digunakan pertama kali untuk mengamati gerakan partikel pada bidang astrophysics dan casmology ([Gingold and Monaghan, 1977], [Lucy, 1977] dan terus berkembang hingga saat ini untuk mensimulasikan dinamika fluida. Simulasi numerik menggunakan metode SPH saat ini terus berkembang dengan berbagai bentuk pengembangan source code salah satunya SPHysics 2010 dan DualSPHysics 2013.

Krister 2007 mendefenisikan SPH untuk masing-masing kata smoothed didefenisikan sebagai properti partikel yang dapat dinyatakan dengan nilai rata-rata dari partikel yang ada disekitar partikel yang dihitung. Particle didefenisikan dengan fluida yang dpresentasikan sebagai suatu system partikel dan Hydrodynamics adalah dinamika fluida. Gambar 1 merupakan suatu sistem partikel yang menggambarkan metode SPH. Dalam sistem partikel hal yang perlu diperhatikan adalah hanya partikel yang ada di dalam lingkaran yang dapat direratakan dan partikel yang paling dekat memiliki konstribusi dibandingkan dengan partikel lainnya. Untuk menghitung rerata partikel yang terdapat dalam batas domain digunakan pendekatan Weight function atau dikenal dengan pendekatan kernel

Gambar 1. Sistem partikel pada metode SPH

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

504

Dalam metode SPH prinsip dasar numerik yang digunakan adalah persamaan integral interpolant (Monaghan 2005) sebagai fungsi partikel pada partikel a yaitu

.................................................................. (1)

Dimana h adalah smoothing length dan

adalah weighting function atau fungsi kernel

∑=b

abb

bb W

AmrA

ρ)( ................................................................................... (2)

dimana bm and bρ adalah masa dan density partikel. Dan ),( hrrWW baab −= is fungsi kernel.

Fungsi KernelPemilihan fungsi kernel merupakan bagian yang terpenting dalam menentukan performa suatu model SPH. dalam metode SPH fungsi Kernel terbagi atas 4 fungsi yaitu fungsi kernel gaussian, fungsi kernel Quadratic, Fungsi kernel cubic-spline dan fungsi kernel quintic (Wenland 1995). Dalam simulasi ini digunakan fungsi kernel cubic-spline yaitu

( ) ( )

≥

≤≤−

≤≤+−

=

20

21241

1043

231

, 3

32

q

qq

qqq

hrW D

α ................................................. (4)

dimana Dα is ( )2710 hπ in 2D dan ( )31 hπ in 3D.

Persamaan MomentumPersamaan konservasi momentum dalam kontinum adalah

Θ++∇−=

gPDt

vDρ1 .................................................................................. (5)

dimana v adalah kecepatan ; P and ρ are tekanan dan density; 1)81.9,0,0( −−= msg adalah percepatan gravitasi;

Θ

merupakan bentuk difusi.

Bentuk gradient tekanan dalam SPH dapat ditulis

∑ ∇

+−=∇−

baba

b

b

a

ab WPPmP

22

1ρρρ

.......................................................... (6)

Dengan menggunakan viscosity artificial yang dikemukan Monaghan (1992), maka persamaan konservasi momentum dapat ditulis

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

505

gWPPmdtvd

babaab

b

b

a

ab

a

+∇

Π++−= ∑ 22 ρρ

................................................ (7)

abΠ adalah bentuk viskositas :

−=Π

0ab

abab

ab

cρ

µα

0

0

>⋅

<⋅

abab

abab

rv

rv

............................................................. (8)

dimana 22 η

µ+⋅

=ab

ababab r

rvh

; baab rrr −= ; baab vvv

−= ; kr dan kv adalah

posisi dan kecepatan partikel k (a dan b); 2

baab

ccc += ;

2ba

abρρρ +

= ; 22 01.0 h=η

Persamaan KontinuitasPerubahan kerapatan fluida pada formula SPHysics dapat dihitung menggunakan persamaan

∑ ∇=b

abaabba Wvm

dtd ρ ................................................................................ (9)

Equation of State and CompressibilityPada metode SPH, partikel fluida di asumsikan sebagai weakly compressible, untuk menyatakan tekanan fluida. Hubungan antara tekanan dan kerapatan dapat diketahui dengan kecilnya osilasi yang diperoleh dalam besarnya variasi pada tekanan, dan hal ini dikenal dengan Tait’s equation of state (Monaghan 1994 and Batchelor 1974 dalam user guide for SPHysics)

−

= 1

0

γ

ρρBP ..................................................................................... (10)

Parameter B adalah konstanta yang berhubungan dengan bulk modulus of elasticity pada fluida.γ adalah konstanta polytrophic (1 dan 7), tanda -1 merupakan menggambarkan tekanan di permukaan adalah nol

speed of sound, c pada fluida yang termampatkan adalah

( ) 1

0

−=∂

= γγ ρργ

ρρ B

dPc ......................................................................... (11)

( )0

00

0ργ

ρρ

ρρ

BdPcc =∂

===

................................................................... (12)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

506

dimana 0c adalah nilai speed of sound pada kerapatan di permukaan, B adalah konstanta yaitu γρ0

20cB = .

Time-step AlgorithmsDalam formulasi SPH, time step algorithms yang digunakan ada 4-yaitu predictor-corrector algorithm, Verlet algorithm, Symplectic algorithm, dan Beeman algorithm. Namun untuk mensimulasikan dinamika molekul sering digunakan Verlet algorithm yaitu

dtdvtvv

nan

ana ∆+= −+ 211

................................................................................. (13)

dtdt

nan

ana

ρρρ ∆+= −+ 211

; ............................................................................. (14)

dtdvt

dtdrtrr

na

nan

an

a21 5.0 ∆+∆+=+

............................................................... (15)

Setiap tahap N time steps (N perintah pada time-steps 50), variable dihitung berdasarkan

dtdvtvv

nan

ana ∆+=+1

; .................................................................................... (16)

dtdt

nan

ana

ρρρ ∆+=+1

; ................................................................................. (17)

dtdvt

dtdrtrr

na

nan

an

a21 5.0 ∆+∆+=+

............................................................... (18)

Untuk mengontrol time-step saat simulasi tergantung pada bentuk gaya, Courant-Fredrich-Levy condition dan bentuk viscous diffusion (Monagan, 1989 dalam user guide for SPHysics). Variabel dari time step t∆ dapat dihitung dengan (berdasarkan Monaghan and Kos, 1999).

( )CVF ttCt ,min ∆⋅=∆ ; ............................................................................... (19)

( )aaF fht min=∆ ; .................................................................................. (20)

2maxmin

ab

ababbs

aCV

rxhvc

ht+

=∆ ................................................................ (21)

Ft∆ adalah gaya per unit masa af dan CVt∆ adalah controls the Courant

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

507

condition dan the viscosity of the system. C adalah constant (0.1 - 0.3)

METODOLOGI STUDI

Rancangan simulasi numerik benda solid untuk gerakan dan terapung menggunakan metode SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) dengan compilasi DualSPHysics. Fungsi kernel digunakan cubicspline dengan viscotreatment adalah laminer+SPS. StepAlgorithm digunakan Symplectic. Properties library pada DualSPHysics untuk partikel solid masih menggunakan material yang ada pada menu DualSPHysics. Jarak partikel 0.0042 m dan partikel solid sama dengan partikel fluid. Smoothing length sebagai fungsi kernel digunakan 0.996. Ruang computasi memiliki dimensi 2 x 1 x 1 m, flume saluran 1.6 x 0.6 x 0.4. Kolom air pada resevoir berdimensi 0.3 x 0.6 x 0.2 m diletakkan pada koordinat 0, 0, 0. Bangunan dengan ukuran 0.05 x 0.05 x 0.5 m diletakkan pada koordinat 0.9, 0.24, 0. Ukuran partikel solid 0.009 x 0.009 x 0.009 m berbentuk kotak. Total partikel dalam studi ini berjumlah 653193 partikel dengan waktu simulasi 2 detik. Ilustrasi rancangan dalam simulasi digambarkan pada gambar 2.

Gambar 2. Tampilan simulasi (a) pandangan samping, (b) pandangan atas (c) pandangan perspektif

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

508

Gambar 3. Hasil simulasi gerakan solid dan aliran membentur bangunan pada waktu t= 0.0

s, 0.255s, 0.33s,0.45s, 0.6s, 0.825s, 1.11s,1.485s, 1.80s, 2.225s, 2.625s dan 3.0s

0.00 s 0.225 s

0.225 s 0.45 s

2.625 s 3.00 s

2.225 s 1.80 s

1.11 s 1.485 s

0.60 s 0.825 s

Gambar 3. Hasil simulasi gerakan solid dan aliran membentur bangunan pada waktu t= 0.0 s, 0.255s, 0.33s,0.45s, 0.6s, 0.825s, 1.11s,1.485s, 1.80s, 2.225s,

2.625s dan 3.0s

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

509

Gambar 4. Hasil simulasi gerakan solid yang dialiri membentur bangunan pada waktu t=

0.0 s,0.255 s, 0.33 s,0.45 s, 0.6 s, 0.825 s, 1.11 s,1.485 s, 1.80 s, 2.225 s, 2.625 s dan 3.0

0.00 s 0.255 s

0.330 s 0.45 s

2.625 s 3.00 s

2.250 s 1.80 s

1.11 s 1.485 s

0.60 s 0.825 s

Gambar 4. Hasil simulasi gerakan solid yang dialiri membentur bangunan pada waktu t= 0.0 s,0.255 s, 0.33 s,0.45 s, 0.6 s, 0.825 s, 1.11 s,1.485 s, 1.80 s, 2.225 s,

2.625 s dan 3.0

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

510

Untuk menjalankan simulasi digunakan super komputer dengan spesifikasi processor intel® Core™ i7-3820 CPU @3.6 GHz dan memory of RAM 16 GB). Kecepatan dan kemampuan dalam mensimulasikan DualSPHysics ditentukan dengan mneggunakan GPU (Graphics Processing Units) yaitu (GPUs) system Nvidia CUDA dalam hal ini VGA card dengan seri Nvidia GeForce GTX 780.

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Hasil simulasi gerakan partikel solid dapat dilihat pada gambar 3 dan 4. Pada gambar 3 saat aliran dambreak menghantam partikel solid, maka partikel yang ada di depan bangunan tidak banyak mengalami gerakan akibat terhalang dengan bangunan. Perbedaan penempatan partikel solid pada sisi kanan dan sisi kiri bangunan menghasilkan perbedaan gerakan. Pada sisi kiri bangunan, dimana partikel solid hanya disusun pada bagian depan dan belakang bangunan, maka partikel dengan mudah didorong dan dipindahkan aliran hingga terpisah satu dengan lainnya, sedangkan pada sisi kanan bangunan dimana pada sisi samping partikel solid diisi, pergerakan partikel hanya berpindah dan berubah susunan.

Gerakan partikel solid pada sisi samping yang terjadi masih diasumsikan belum stabil. Pengaruh perbedaan besar partikel fluida dan partikel solid masih besar. Besar partikel solid terhadap partikel fluida masih 2 kali lebih besar. Apabila besar partikel solid sama atau mendekati besarnya partikel fluida maka simulasi akan mengalami kesalahan (simulation abort), dimana terdapat perintah particle out saat simulasi. Kesalahan atau terhentinya simulasi pada kondisi particle out menjadi hal penting untuk di ketahui permasalahan yang terjadi saat perhitungan. Untuk mendapatkan hal ini perlu dipahami bahkan pengembangan pada source code JcellDivGPUSingle

Gambar 5 menggambarkan tekanan pada partikel fluida saat berbenturan dengan partikel solid dan partikel bangunan untuk 3 letak yaitu sisi kiri bangunan, tengah bangunan dan kanan bangunan dari arah aliran. Tekanan pada saat t = 0.33 detik merupakan tekanan partikel fluida saat membentur partikel solid yang ada di depan bangunan. Pada kondisi ini ketiga letak pengukuran tekanan memiliki nilai yang sama, namun saat partikel fluida membentur partikel bangunan, penambahan tekanan terjadi sangat besar pada sisi kiri bangunan dibandingkan kedua lokasi pengamatan lainnya. Hal ini menyebabkan partikel solid pada sisi kiri berpindah dan terbawa sesuai arah aliran, sedangkan untuk ditengah dan sisi kanan bangunan partikel solid hanya berubah letak namun tidak berpindah.

Kecepatan aliran fluida saat t = 0 detik adalah nol. Saat aliran dambreak terjadi kecepatan aliran di awal sangat tinggi. Kecepatan aliran dengan ketinggian air 0.2 m mencapai 2.4439 m/s. Saat aliran bergerak kearah hilir kecepatan aliran semakin kecil. Besaran kecepatan yang berada di bawah 0 merupakan kecepatan aliran saat air balik setelah aliran membentur dinding flume.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

511

Gambar 5. Pressure pada partikel fluida pada posisi y=0.24 (sisi kanan bangunan), y=0.3 (ditengah bangunan), y=0.36 (sisi kiri bangunan) dari arah aliran

Gambar 6. Kecepatan aliran untuk x= 0.78, 0.84, 0.90, 0.96, 1.02, 1.08 dan 1.14

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanGerakan partikel solid yang di lalui aliran dambreak di sekitar bangunan memiliki perbedaan berdasarkan susunan. Pada sisi bangunan sebelah kanan yang dipenuhi susunan partikel mengalami perubahan letak dibandingkan dengan partikel solid di pada sisi kiri bangunan yang diletakkan di depan dan belakang bangunan. Perbedaan besar partikel fluida dan partikel solid yang mendekati 2 kali partikel fluida belum dapat dinyatakan simulasi ini stabil. Pengaruh properties partikel yang terdiri atas nilai modulus young, koefisien ratio poisson, koefisien gesekan, dan massa partikel mempunyai konstribusi ketidak stabilan saat simulasi sehingga perlu pendalaman lebih lanjut pada source kode yang ada khususnya pada kode JcellDivGpuSingle.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

512

RekomendasiSimulasi ini merupakan simulasi awal yang masih butuh dikembangkan dalam memodelkan gerakan partikel sedimen di sekitar bangunan. Bentuk partikel dalam simulasi ini masih berbentuk kotak sehingga dapat dikembangkan menjadi bentuk bola sesuai mendekati bentuk sedimen. Ukuran partikel masih relatif besar dan belum sesuai dengan ukuran butiran sedimen sesungguhnya.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penelitian ini merupakan bagian dari penelitian yang dilakukan dalam program pendidikan S3 program studi Teknik Sipil UGM dimana penulis memperoleh dana pendidikan BPPS dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. Ucapan terima kasih juga di sampaikan kepada Laboratorium Hidrologi dan Hidrolika Pusat Studi Ilmu Teknik UGM dan Tsunami Research Group UGM dalam mendukung fasilitas dalam penelitian ini

REFERENSI

Crespo A.J.C., J.M Dominguez,M.G Gesteira, A. Barreiro, B.D. Rogers, 2013., User Guide for DualSPHysics code, SPHysics University of Vigo, The University of Manchester and Jhons Hopkins University. www.dual.sphysics.org

Crespo, A.J.C, Geisteira - Gomez. M, Dalrymple R.A, 2007, Validation and Accuracy to Experiments Using Different Code Compiling Option (Benchmark Test Case5)., Proceding SPHERIC 2nd International Workshop, Universidad Poltenica de Madrid, Spain

Gomez-Gesteira. M. Rogers BD, Dalrymple RA. Crespo A.J.C. Narayanaswamy M. 2010. User Guides for the SPHysics Code v2.0, available at : https://wiki.manchester.ac.uk/sphysics/images/SPHysics_v2.0.001_GUIDE.pdf. Molteni, Colagrossi Colicchio., 2007. On the use of an alternative water state Equation in SPH. Smoothed Particle Hydrodynamics European research (SPHERIC)., SPHERIC 2nd International Workshop., Universidad politécnica de madrid, spain

Monoghan, J.J, 2005, Smoothed Particle Hydrodynamics, INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING, Rep. Prog. Phys. 68 (2005) 1703–1759

M. Hafiz Aslami, Kuswandi, R.Triatmadja., 2014, Numerical Simulations of Tsunami Surge Focusing Along the Valley Using DualSPHysics, 1st AUN/SEED-Net Regional Conference on Natural Disaster, Building Disaster Resilience in ASEAN, Yogyakarta.

513

PERAMALAN BANJIR SUNGAI KOTA

Suharyanto, Robert J. Kodoatie, dan Fisika Prasetyo P.*

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Diponegoro

*fisikaprasetyo@yahoo.co.id

IntisariSungai Beringin di Kota Semarang telah menyebabkan banjir hampir setiap tahun. Salah satu banjir terbesar terjadi pada 2010 yang menyebabkan 2 orang tewas dan kerusakan perumahan, jalan, sawah, kolam ikan, dan lain-lain. Banjir juga merugikan kegiatan ekonomi dan kesejahteraan sosial. Untuk mengurangi kerugian karena banjir Sungai Beringin dapat dilakukan dengan sistem peramalan banjir, sehingga orang akan memiliki waktu untuk menyelamatkan barang berharga dan mengungsi. Penelitian ini disposori oleh Rockefeller foundation, dikelola oleh Mercy Corps, dan diberikan kepada Tim Kota Semarang sebagai bagian dari Program ACCCRN (Asian Cities’ Climate Change Resilient Networks). Dalam penelitian ini, Sungai Beringin yang memiliki luas DAS 30,10 km2 terbagi menjadi 8 sub-DAS. Debit banjir secara spatial dianalisis dengan menggunakan software HEC-HMS. Perkiraan debit banjir secara spatial pada berbagai skenario curah hujan dilakukan dengan menggunakan model HEC-HMS. Selanjutnya, Model HEC RAS digunakan untuk membuat fungsi peramalan tma di stasiun Wonosari (hilir) sebagai fungsi dari tma di stasiun hulu (Wates dan Jl. Cengkeh). Dari berbagai hasil skenario hujan, maka fungsi peramalan tma banjir di hilir dapat diperoleh dari analisa regresi. Fungsi peramalan tma banjir terbaik adalah Hwonosari=(0,604 HWates - 72,505) yang memiliki koefisien korelasi R2 = 0,946. Hasil verifikasi menunjukkan bahwa rasio perbedaan peramalan versus pengamatan < 15 %.

Kata Kunci: peramalan banjir, sungai kota, Sungai Beringin

PENDAHULUAN1. Latar BelakangSungai Beringin dengan Luas Daerah Aliran Sungai (DAS) 30,10 km2 (peta RTRW Kota Semarang 2011-2031). Dari tinjauan topografi DAS Beringin dapat dibedakan menjadi dua bagian, daerah hulu dan daerah hilir. Daerah hulu di Selatan merupakan perbukitan dengan kemiringan yang cukup terjal, dengan ketinggian + 12,5 m sampai 250 m. Persoalan Sungai Beringin berawal dari perubahan tata guna lahan di daerah hulu, khususnya dari lahan terbuka (hutan, semak-semak, dan lading atau pertanian) menjadi perumahan dan perkampungan.

Berkurangnya kawasan terbuka hijau/hutan di DAS Beringin daerah hulu dapat mempengaruhi run-off yang terjadi, sehingga dimungkinkan mengakibatkan peningkatan limpasan permukaan, penurunan waktu konsentrasi, dan sekaligus penurunan pengisian air tanah. Dengan demikian debit di musim penghujan akan cenderung meningkat dan sebaliknya debit akan menurun di musim kemarau.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

514

Perbandingan Qmax (biasanya di musim penghujan) dan Qmin (di musim kemarau) sungai sangat besar. Semakin besar rasio Qmax dengan Qmin suatu sungai, mengindikasikan semakin rusaknya DAS (Kodoatie, 2008).

Kejadian Banjir yang pernah terjadi di Sungai Beringin1. Tahun 1990 : Genangan pada lahan seluas 860 ha, meliputi Mangkang Wetan

(0,6 m, 48 jam), Mangunharjo(0,50 m, 2 jam)2. Desember 1998 : Ditempat-tempat tertentu sungai melimpah , di Mangkang

Kulon (0,6 m, 2 jam)3. Februari 1999 : Kerusakan 30 ha sawah dan 15 ha tambak4. Pengendalian Banjir telah dilakukan yaitu antara lain normalisasi sungai,

peninggian tanggul, saluran, Pasangan dll. Dengan Prediksi mampu menampung Q25th.

5. November-Desember 2010 hujan lebat di DAS Beringin menyebabkan Sungai Beringin banjir, mengakibatkan 6 orang tewas karena terseret arus (Gambar 1), tanah longsor dan hujan lebat juga menyebabkan banjir di Kecamatan Tugu dikarenakan tanggul Sungai Beringin jebol. Akibat kejadian tersebut puluhan rumah di tiga kelurahan terendam banjir hingga 0,5 meter. Banjir yang terjadi akibat jebolnya tanggul kali beringin ini menyebabkan puluhan rumah di Kecamatan Tugu Semarang tergenang. Dalam sekejap tiga Kelurahan di Kecamatan Tugu yakni Mangkang Wetan, Mangkang Kulon, dan Mangunharjo terendam air antara 0,3 m hingga 0,5 m. Berikut ini adalah foto yang diambil pasca banjir bandang yang terjadi di Sungai Beringin di Tahun 2010:

Gambar 1. Kerusakan akibat banjir Sungai Beringin di Tahun 2010 (http://foto.detik.com/, diakses tanggal 29 Juni 2012)

2. Studi PustakaMenurut Soemarto (1993), Cara penelusuran banjir yang sering digunakan adalah cara Muskingum, yang hanya berlaku dalam kondisi sebagai berikut :

1. Tidak terdapat anak sungai yang masuk ke dalam bagian memanjang palung sungai yang ditinjau

2. Penambahan atau kehilangan air oleh curah hujan, aliran masuk atau keluar air tanah dan evaporasi, kesemuanya di abaikan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

515

Metode penelusuran banjir melalui sungai yang banyak digunakan adalah Metode Muskingum. Metode ini memodelkan volume tampungan banjir di alur sungai, yang merupakan gabungan antara tampungan prisma dan tampungan baji. Tampungan air di sungai tergantung pada aliran masuk (inflow), aliran keluar (outflow), dan karakteristik hidraulik sungai. Seperti terlihat dalam Gambar 2, tampungan prisma yang terbentuk oleh tampang lintang sungai sepanjang saluran mempunyai volume konstan. Pada saat banjir datang, aliran masuk lebih besar dari aliran keluar sehingga terbentuk tampungan baji (Triatmodjo B, 2008).

Salah satu cara menganalisis penelusuran banjir adalah dengan menggunakan metode Muskingum, dimana prinsipnya adalah kontinuitas debit masuk dengan debit keluar.

I – O = S/t, menjadi(I1+I2)/2 + (O1+O2)/2 = (S2-S1)/Δt,

Gambar 2 Tampungan Prisma dan Tamapungan Baji (Triatmodjo, 2008)

Analisa Pemodelan Hujan-Debit Menggunakan Model HEC-HMS

a) Metode Perhitungan Volume Limpasan dengan HEC HMSLapisan kedap air adalah bagian dari DAS yang memberikan kontribusi berupa limpasan langsung tanpa memperhitungakn infiltrasi, evaporasi ataupun jenis kehilangan volume lainnya. Sedangkan jatuhnya air hujan pada lapisan yang kedap air juga merupakan limpasan.Didalam pemodelan HEC-HMS ini, terdapat beberapa metode perhitungan limpasan (runoff) yang dapat kita gunakan, yaitu (HEC-HMS Technical Reference Manual, 2000:38): 1. The initial and constant-rate loss model, 2. The deficit and constant-rate loss model, 3. The SCS curve number (CN) loss model (composite or gridded), dan 4. The Green and Ampt loss model.

Karena keterbatasan ketersediaan data lapangan yang dibutuhkan didalam penggunaan metode-metode perhitungan tersebut diatas, maka penulis memilih metode SCS curve number (CN) yang dianggap paling mudah di aplikasikan dalam perhitungan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

516

Analisa Hidraulika dengan HEC RASHitungan hidraulika aliran pada dasarnya adalah mencari kedalaman dan kecepatan aliran di sepanjang alur yang ditimbulkan oleh debit yang masuk ke dalam alur dan kedalaman aliran di batas hilir. Hitungan hidraulika aliran di dalam HEC-RAS dilakukan dengan membagi aliran ke dalam dua kategori, yaitu aliran permanen dan aliran tak permanen.HEC-RAS menggunakan metode hitungan yang berbeda untuk masing-masing kategori aliran tersebut(HEC-RAS Hydraulic Reference Manual, Version 4.1, January 2010).

METODE PENELITIAN

Secara garis besar pelaksanaan penelitian ini adalah

1. Pemodelan konversi hujan menjadi debit banjir dengan HEC-HMSdan tinggi muka air banjir dengan HEC-RAS

2. Analisa penentuan fungsi peramalan banjir dengan Model Statistik

Kemudian secara detail, langkah langka tersebut digambarkan pada bagan alir di halaman berikut.

Teknik Pengambilan Data

1. Pengumpulan Data SekunderData sekunder yang diperlukan pada kegiatan ini meliputi Pengumpulan Data : Data curah hujan,Peta topografi, Peta Kota Semarang, Tata guna lahan, Rencana tata ruang dan wilayah, Rencana detail tata ruang kota.

2. Pengumpulan Data PrimerData primer yang akan dilakukan untuk pelaksanaan kegiatan ini adalah survey lapangan untuk melakukan identifikasi lahan yang meliputi Tataguna lahan, Jenis tanah, Penutup tanah, dan sebagainya.

Teknik Analisis DataUntuk membandingkan hasil perhitungan perangkat lunak HEC-HMS dan HEC-RAS, Peneliti juga akan menghitung analisis hidrologi dan melakukan pengecekan perhitungan hidraulik secara manual dengan persamaan matematis.

1. Analisis Tata Guna LahanAnalisis tata guna lahan yang dilakukan adalah identifikasi penggunaan lahan DAS Beringin dengan bantuan GIS.

2. Analisis HidrologiAnalisis hidrologi yang dilakukan antara lain :1. Analisis curah hujan harian maksimum 2. Perhitungan intensitas curah hujan dengan metode Mononobe.3. Perhitungan debit banjir rencana dengan Metode HSS Gama-1

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

517

Diagram Alir Pembuatan Model Peramalan BanjirDiagram Alir Pembuatan Model Peramalan Banjir

Data Hujan Harian dari 3 Stasiun

Koefesien Bobot Theisen

Hujan DAS

Analisa Frekuensi

Hujan Rencana

Kurva Intensitas Hujan (IDF)

Passing Capacity di tiap ruas

Peta Sub-DAS Beringin

Area tiap Sub DAS

Cross Section di beberapa Ruas Sungai

Peta Jaringan Sungai Peta Topografi

Model HEC-HMS dapat dipakai

Sesuai ? Parameter Model di koreksi

Identifikasi Wilayah Potensi Limpasan

Debit Banjir Rencana di tiap Sub DAS

(dengan Model HEC-HMS)

Parameter untuk Koefesien Limpasan

Tata Guna Lahan Eksisting

Wilayah Limpasan/ Genangan dari Field Survey

Aplikasi Model Peramalan

Analisa Statistik Model Peramalan : 1. T.m.a hilir =f(t.m.a hulu, hujan hulu) 2. TTi-j= f(t.m.a hulu, hujan hulu)

Didapat beberapa data paring Hujan-Debit Banjir di beberapaSub-DAS Beringin

Pengukuran WLdownstream, Peak-Flooddownstream

WLdownstream, Peak-Flooddownstreamdari Model Peramalan menggunakan HEC-RAS

Model Peramalan Banjir dapat dipakai

Sesuai ? Parameter Model Peramalan di Koreksi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

518

4. Perhitungan debit banjir rencana dengan Program HEC-HMS metode SCS curve number.

5. Data debit Sungai Beringindiolah untuk menganalisis penelusuran banjir dengan metode muskingum. Pengolahan data menggunakan bantuan perangkat lunak HEC-HMS.

3. Analisis Hidrolik SungaiData yang diperlukan untuk menunjang analisis hidrolik sungai antara lain, data topografi Sungai Beringin yang diperoleh dari survei topografi sehingga kita dapat mengetahui denah situasi Sungai Beringin, konfigurasi dasar sungai secara memanjang, dan penampang melintang sungai.

Penelusuran banjir secara hidraulik menggunakan permodelan matematik. Debit masukan diambil dari hasil analisis hidrologi untuk mengetahui debit rencana. Selanjutnya permodelan matematik digunakan untuk menganalisis karakteristik sungai untuk penelusuran banjir. Permodelan matematik akan menggunakan bantuan perangkat lunak HEC-RAS.

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Tabel 1 Rekapitulasi Debit Banjir pada Hilir Sungai BeringinMetode 2-yr 5-yr 10-yr 25-yr 50-yr 100-yr

Hasil Analisa HMS metode SCS 116,70 191,00 244,60 315,80 374,30 437.70Gama 1 102,10 183,08 244,68 330,92 403,29 483,22

Studi terdahulu2005 138,34 178,29 208,48 247,73 278,06 -2009 - - - 297,0 - -2011 115.03 157.16 192.41 246.52 294.66 350.42

Debit Banjir HEC HMS dengan beberapa kasus HujanModel HEC HMS metode SCS curve numbermengunakan beberapa skenario curah hujan sehingga menghasilkan debit sungai. Dengan memasukkan beberapa skenario curah hujan pada setiap sub DAS dan menjalankan simulasi model HEC HMS akan menghasilkan debit sungai pada setiap outlet sub-DAS dan di setiap persimpangan. Hasil dari analisa debit sungai ditunjukan dalam Tabel 5. Dalam table dibawah, Xij adalah curah hujan pada sub DAS, i memiliki arti sebagai curah hujan di sub-DAS, j adalah waktu terjadinya hujan. Satuan hujan adalah mm / jam.Sementara itu Qsub DAS merupakan outflow dari sub-DAS. Qjunction merupakan debit di pertemuan sungai.

MODEL PERAMALAN BANJIR DAS BERINGIN

Dari aliran sungai yang dihasilkan di atas, analisis statistik pada pengembangan model peramalan dapat dilakukan. Tujuan dari perumusan peramalan banjir adalah untuk memprediksi debit di persimpangan 1 (Qjunction 1) sebagai fungsi dari curah

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

519

Tabe

l 2

Has

il da

ri D

ebit

Ban

jir m

engg

unak

an H

EC-H

MS

met

ode

SCS

untu

k be

rbag

ai k

asus

Cur

ah H

ujan

Jam ke 1

Jam ke 2

Jam ke 3

Jam ke 1

Jam ke 2

Jam ke 3

Jam ke 1

Jam ke 2

Jam ke 3

Jam ke 1

Jam ke 2

Jam ke 3

Jam ke 1

Jam ke 2

Jam ke 3

Jam ke 1

Jam ke 2

Jam ke 3

Jam ke 1

Jam ke 2

Jam ke 3

Jam ke 1

Jam ke 2

Jam ke 3

TT J1-SubD

AS4bTT J1-S

ubDAS4

aTT J1-SubD

AS3dTT J1-S

ubDAS3

cTT J1-SubD

AS3bTT J1-S

ubDAS3

aTT J1-SubD

AS2TT J1-S

ubDAS1

Kasus 1

263.5

716.5

211.5

957.9

615.0

710.5

764.4

716.7

611.7

562.6

816.2

911.4

364.6

716.8

111.7

955.4

014.4

010.1

057.6

914.9

910.5

259.5

415.4

810.8

628.1

08.20

19.20

17.90

11.90

22.90

27.90

16.80

116.70

107.50

97.60

56.80

47.00

41.30

50.40

40.80

16.80

3.002.00

3.003.00

3.003.00

3.003.00

Kasus 2

590.6

623.5

616.5

386.2

122.4

115.7

291.2

523.7

216.6

489.5

423.2

716.3

391.4

123.7

616.6

777.3

020.0

914.0

978.3

920.3

814.2

986.6

422.5

215.8

051.3

014.6

033.3

031.6

020.5

039.7

045.5

031.1

0191.

00179.

40165.

4094.7

077.9

070.1

085.9

071.3

031.1

03.00

2.003.00

3.003.00

3.003.00

3.00Kasu

s 310

115.45

30.01

21.05

105.45

27.41

19.23

107.47

27.93

19.59

114.17

29.68

20.82

107.55

27.95

19.61

91.21

23.71

16.63

89.99

23.39

16.41

103.95

27.02

18.95

74.60

19.30

42.30

45.00

26.00

51.20

55.90

41.00

244.60

229.40

211.90

122.90

102.10

88.30

113.80

96.20

41.00

3.002.00

3.003.00

3.003.00

3.003.00

Kasus 4

20150.

2039.0

427.3

9124.

4632.3

522.6

9121.

3431.5

422.1

2148.

7438.6

627.1

2121.

2931.5

322.1

1104.

1127.0

618.9

898.9

825.7

318.0

5119.

7631.1

321.8

4109.

0024.0

050.2

064.7

030.9

062.2

064.2

050.4

0302.

70280.

40258.

00153.

70131.

00103.

90146.

80126.

9050.4

03.00

2.003.00

3.003.00

3.003.00

3.00Kasu

s 525

158.32

41.15

28.87

128.65

33.44

23.46

124.32

32.31

22.67

156.82

40.76

28.59

124.24

32.29

22.65

106.90

27.78

19.49

100.89

26.22

18.39

123.20

32.02

22.46

117.30

25.10

51.90

69.40

31.90

64.60

66.00

52.50

315.80

291.90

268.30

160.70

137.70

107.30

154.40

134.00

52.50

3.002.00

3.003.00

3.003.00

3.003.00

Kasus 6

50198.

6851.6

436.2

3146.

1037.9

726.6

4135.

7435.2

824.7

5197.

0451.2

135.9

3135.

5235.2

324.7

1118.

1430.7

121.5

4107.

7528.0

119.6

5136.

8835.5

824.9

6159.

2029.5

058.6

093.1

035.9

074.5

072.4

060.8

0374.

30341.

10311.

80192.

80168.

70120.

20189.

70167.

6060.8

03.00

2.003.00

3.003.00

3.003.00

3.00Kasu

s 7100

249.19

64.77

45.43

162.78

42.31

29.68

145.28

37.76

26.49

247.42

64.31

45.11

144.90

37.66

26.42

128.37

33.36

23.40

112.87

29.34

20.58

149.04

38.74

27.17

212.90

33.70

64.20

123.30

39.30

83.60

77.30

68.30

437.70

391.90

355.40

230.50

204.50

131.00

230.20

206.90

68.30

3.002.00

3.003.00

3.003.00

3.003.00

Kasus 8

257.7

623.1

013.8

652.6

621.0

612.6

458.5

723.4

314.0

656.9

522.7

813.6

758.7

623.5

014.1

050.3

320.1

312.0

852.4

120.9

612.5

854.0

921.6

412.9

828.3

07.00

16.50

16.70

10.20

21.60

27.50

14.90

125.20

110.50

103.20

62.00

50.20

41.40

47.90

38.30

14.90

2.001.00

2.002.00

2.002.00

3.002.00

Kasus 9

582.3

732.9

519.7

778.3

331.3

318.8

082.9

033.1

619.9

081.3

532.5

419.5

383.0

533.2

219.9

370.2

328.0

916.8

671.2

228.4

917.0

978.7

131.4

918.8

947.8

012.8

028.8

027.5

017.7

034.9

044.6

026.7

0203.

90183.

80167.

30101.

0082.7

066.7

082.0

062.4

026.7

03.00

2.002.00

3.002.00

3.003.00

2.00Kasu

s 1010

104.90

41.96

25.18

95.81

38.32

22.99

97.64

39.06

23.43

103.73

41.49

24.90

97.71

39.09

23.45

82.87

33.15

19.89

81.76

32.71

19.62

94.45

37.78

22.67

66.60

16.90

36.80

39.20

22.60

44.20

54.80

35.50

260.30

234.40

212.00

130.20

108.10

83.40

108.60

83.50

35.50

3.002.00

3.003.00

3.003.00

3.002.00

Kasus 11

20136.

4754.5

932.7

5113.

0845.2

327.1

4110.

2444.1

026.4

6135.

1454.0

632.4

3110.

2044.0

826.4

594.5

937.8

322.7

089.9

335.9

721.5

8108.

8143.5

226.1

195.2

021.2

043.9

056.9

027.0

054.0

063.0

043.9

0321.

00285.

70258.

50163.

50138.

0098.2

0140.

00110.

9043.9

03.00

2.003.00

3.003.00

3.003.00

3.00Kasu

s 1225

143.84

57.54

34.52

116.89

46.76

28.05

112.95

45.18

27.11

142.48

56.99

34.20

112.88

45.15

27.09

97.12

38.85

23.31

91.66

36.66

22.00

111.94

44.77

26.86

102.60

22.10

45.40

61.10

27.90

56.20

64.70

45.70

334.70

297.10

269.00

171.10

144.90

101.40

147.20

117.30

45.70

3.002.00

3.003.00

3.003.00

3.003.00

Kasus 13

50180.

5172.2

143.3

2132.

7453.1

031.8

6123.

3349.3

329.6

0179.

0271.6

142.9

6123.

1349.2

529.5

5107.

3442.9

325.7

697.9

039.1

623.5

0124.

3649.7

529.8

5140.

2026.1

051.4

082.4

031.5

065.0

071.0

053.2

0395.

50346.

30314.

60205.

80176.

80113.

70180.

60147.

4053.2

03.00

2.003.00

3.003.00

3.003.00

3.00Kasu

s 14100

226.40

90.56

54.34

147.89

59.16

35.49

131.99

52.80

31.68

224.80

89.92

53.95

131.65

52.66

31.60

116.63

46.65

27.99

102.55

41.02

24.61

135.42

54.17

32.50

188.60

29.90

56.40

109.70

34.60

73.10

75.80

59.90

461.20

396.50

362.70

244.70

213.50

123.80

218.90

182.80

59.90

3.002.00

3.003.00

3.003.00

3.003.00

Kasus 15

215.0

263.5

413.8

613.6

957.9

312.6

415.2

364.4

314.0

614.8

162.6

513.6

715.2

864.6

314.1

013.0

955.3

712.0

813.6

357.6

512.5

814.0

659.5

012.9

839.8

010.8

026.3

024.7

016.3

032.0

035.6

023.4

0139.

10130.

50126.

0071.1

056.1

053.9

064.8

056.7

023.4

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 165

21.42

90.61

19.77

20.36

86.16

18.80

21.56

91.20

19.90

21.15

89.49

19.53

21.59

91.36

19.93

18.26

77.26

16.86

18.52

78.35

17.09

20.47

86.58

18.89

69.60

18.60

43.70

41.80

26.90

53.30

56.60

41.50

228.20

212.90

208.00

117.10

93.50

89.20

107.00

95.10

41.50

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 17

1027.2

7115.

3925.1

824.9

1105.

3922.9

925.3

9107.

4023.4

326.9

7114.

1124.9

025.4

1107.

4823.4

521.5

591.1

519.8

921.2

689.9

419.6

224.5

6103.

8922.6

798.5

024.1

054.6

058.0

033.6

067.5

068.8

053.6

0290.

80269.

40263.

5025.0

0121.

50110.

90139.

40125.

5053.6

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 1820

35.48

150.12

32.75

29.40

124.38

27.14

28.66

121.26

26.46

35.14

148.65

32.43

28.65

121.22

26.45

24.59

104.04

22.70

23.38

98.92

21.58

28.29

119.69

26.11

140.20

29.50

64.00

81.30

39.30

80.80

78.40

64.90

356.40

326.70

318.40

187.20

153.50

129.40

177.20

162.10

64.90

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 19

2537.4

0158.

2334.5

230.3

9128.

5828.0

529.3

7124.

2427.1

137.0

4156.

7334.2

029.3

5124.

1727.0

925.2

5106.

8323.3

123.8

3100.

8322.0

029.1

0123.

1326.8

6150.

0030.7

066.0

086.8

040.6

083.8

080.5

067.3

0371.

20339.

40330.

60195.

40160.

80133.

50185.

80170.

5067.3

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 2050

46.93

198.57

43.32

34.51

146.01

31.86

32.07

135.67

29.60

46.54

196.92

42.96

32.01

135.45

29.55

27.91

118.07

25.76

25.45

107.69

23.50

32.33

136.80

29.85

199.40

35.80

73.80

114.20

45.30

95.60

87.90

77.20

435.80

394.40

382.50

232.50

194.00

148.70

225.40

209.70

77.20

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 21

10058.8

6249.

0454.3

438.4

5162.

6835.4

934.3

2145.

1931.6

858.4

5247.

2853.9

534.2

3144.

8131.6

030.3

2128.

2927.9

926.6

6112.

8024.6

135.2

1148.

9632.5

0261.

6040.6

080.4

0148.

6049.2

0106.

3093.5

086.0

0504.

30450.

80434.

70273.

00231.

30161.

20270.

20254.

9086.0

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 222

24.00

56.40

14.40

22.00

51.70

13.20

23.43

55.06

14.06

22.78

53.53

13.67

23.50

55.23

14.10

20.13

47.31

12.08

20.96

49.27

12.58

21.64

50.85

12.98

40.00

10.60

24.50

23.10

15.10

30.00

33.90

21.90

134.60

123.60

120.50

68.30

54.00

51.40

60.90

53.20

21.90

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 23

532.0

075.2

019.2

031.0

072.8

518.6

033.1

677.9

319.9

032.5

476.4

719.5

333.2

278.0

719.9

328.0

966.0

216.8

628.4

966.9

517.0

931.4

973.9

918.8

962.4

016.8

040.3

038.8

024.8

049.6

053.6

038.4

0217.

50199.

70197.

90112.

3089.7

084.3

099.7

088.4

038.4

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 2410

42.00

98.70

25.20

44.00

103.40

26.40

39.06

91.78

23.43

41.49

97.51

24.90

39.09

91.85

23.45

33.15

77.89

19.89

32.71

76.86

19.62

37.78

88.78

22.67

91.80

23.20

50.10

53.60

30.80

62.50

65.00

49.30

279.20

252.30

250.40

144.30

116.70

104.60

129.20

116.20

49.30

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 25

2054.0

0126.

9032.4

052.0

0122.

2031.2

044.1

0103.

6326.4

654.0

6127.

0332.4

344.0

8103.

5926.4

537.8

388.9

122.7

035.9

784.5

421.5

843.5

2102.

2826.1

1128.

0031.7

058.6

074.8

036.0

074.7

074.0

059.5

0343.

00306.

30302.

70179.

60147.

60121.

70163.

40149.

5059.5

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 2625

56.00

131.60

33.60

56.00

131.60

33.60

45.18

106.17

27.11

56.99

133.93

34.20

45.15

106.11

27.09

38.85

91.29

23.31

36.66

86.16

22.00

44.77

105.22

26.86

134.10

34.50

60.40

79.70

37.10

77.40

75.90

61.70

356.90

318.60

314.40

187.60

154.70

125.50

171.20

157.10

61.70

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 27

5070.0

0164.

5042.0

072.0

0169.

2043.2

049.3

3115.

9329.6

071.6

1168.

2842.9

649.2

5115.

7429.5

542.9

3100.

9025.7

639.1

692.0

223.5

049.7

5116.

9029.8

5177.

0045.8

067.4

0104.

6041.4

088.1

082.8

070.6

0421.

10371.

30364.

10223.

50187.

00139.

60206.

90192.

7070.6

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 28100

84.00

197.40

50.40

86.00

202.10

51.60

52.80

124.08

31.68

89.92

211.31

53.95

52.66

123.75

31.60

46.65

109.63

27.99

41.02

96.40

24.61

54.17

127.29

32.50

220.20

55.70

73.30

135.70

44.90

97.90

88.00

78.50

484.80

425.20

414.60

262.90

223.40

151.20

247.30

233.60

78.50

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 29

212.1

059.4

013.2

011.5

556.7

012.6

012.8

963.2

614.0

612.5

361.5

113.6

712.9

363.4

614.1

011.0

754.3

612.0

811.5

356.6

012.5

811.9

058.4

212.9

834.0

010.2

024.7

023.1

015.3

029.8

033.4

021.8

0130.

30123.

80118.

5067.0

052.6

050.6

061.0

052.9

021.8

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 305

17.05

83.70

18.60

16.50

81.00

18.00

18.24

89.54

19.90

17.90

87.86

19.53

18.27

89.69

19.93

15.45

75.85

16.86

15.67

76.92

17.09

17.32

85.01

18.89

59.60

16.70

41.40

39.50

25.50

50.20

53.60

39.10

214.50

203.30

197.10

111.20

88.20

84.40

101.80

89.70

39.10

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 31

1021.4

5105.

3023.4

020.9

0102.

6022.8

021.4

8105.

4523.4

322.8

2112.

0324.9

021.5

0105.

5323.4

518.2

389.4

919.8

917.9

988.3

019.6

220.7

8102.

0122.6

783.9

022.8

051.9

055.2

031.9

063.8

065.4

050.8

0273.

90258.

30250.

40143.

30115.

10105.

30133.

10119.

0050.8

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 3220

28.60

140.40

31.20

24.75

121.50

27.00

24.25

119.06

26.46

29.73

145.95

32.43

24.24

119.01

26.45

20.81

102.15

22.70

19.78

97.13

21.58

23.94

117.52

26.11

125.00

28.10

61.00

77.70

37.50

76.70

74.70

61.70

337.80

314.00

303.20

178.40

145.60

123.10

169.80

154.40

61.70

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 33

2530.2

5148.

5033.0

025.3

0124.

2027.6

024.8

5121.

9927.1

131.3

5153.

8834.2

024.8

3121.

9127.0

921.3

7104.

8923.3

120.1

798.9

922.0

024.6

3120.

8926.8

6134.

6028.9

063.0

083.0

038.7

079.5

076.7

064.1

0351.

90326.

30314.

90186.

40152.

60127.

00178.

20162.

5064.1

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00Kasu

s 3450

38.50

189.00

42.00

28.60

140.40

31.20

27.13

133.20

29.60

39.38

193.34

42.96

27.09

132.98

29.55

23.61

115.92

25.76

21.54

105.73

23.50

27.36

134.31

29.85

183.40

33.50

70.50

109.50

43.30

90.90

83.90

73.60

414.70

379.60

364.80

222.00

184.40

141.70

216.70

200.40

73.60

2.001.00

2.002.00

2.002.00

2.002.00

Kasus 35

10046.2

0226.

8050.4

031.9

0156.

6034.8

029.0

4142.

5531.6

849.4

6242.

7853.9

528.9

6142.

1831.6

025.6

6125.

9627.9

922.5

6110.

7524.6

129.7

9146.

2532.5

0229.

3038.1

076.9

0142.

9047.1

0101.

4089.3

082.2

0475.

90434.

50414.

90260.

80220.

10153.

80260.

40244.

3082.2

02.00

1.002.00

2.002.00

2.002.00

2.00

Q junction

9Trav

el Time

Q junction

3Q junc

tion 4

Q junction

5Q junc

tion 6

Q junction

7Q junc

tion 8

Q SubDAS3

cQ SubDAS3

dQ SubDAS4

aQ SubDAS4

bQ junction

1Q junction

2X 4b2

X 4b3Q SubD

AS1Q SubD

AS2Q SubD

AS3aQ SubD

AS3b

X 3d2X 3d3

X 4a1X 4a2

X 4a3X 4b1

X 3b2X 3b3

X 3c1X 3c2

X 3c3X 3d1

X 22X 23

X 3a1X 3a2

X 3a3X 3b1

Curah Hu

jan Sub D

AS 3c

Curah Hu

jan Sub D

AS 3d

Curah Hu

jan Sub D

AS 4a

Curah Hu

jan Sub D

AS 4b

Debit pa

da tiap S

ub DAS

Debit pa

da tiap Ju

nction

KasusK

ala Ulang

Curah Hu

jan Sub D

AS 1Cura

h Hujan S

ub DAS 2

Curah Hu

jan Sub D

AS 3a

Curah Hu

jan Sub D

AS 3b

X 11X 12

X 13X 21

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

520

hujan dan debit hulu. Berikut ini adalah bentuk dasar dari model formulasi untuk peramalan banjir.

QJb b QJ b QJ b QSD b QSD b QSD b QSD ba b

1

0 1 2 2 3 3 1 4 2 5 3 6 3 7=+ + + + + + +. . . . . . .QQSD

b QSD b QSD b QSD b R b Rc

d a b b

3

8 3 9 4 10 4 11 11 34 4 3

++ + + +

. . . . .........................................................................................................................… (1)

QJ b b Q b Q b Q b QB b QB b X b Xb a d b a a3 0 1 4 2 4 3 3 4 3 5 3 6 3 1 23= + + + + + + +. . . . . . . 44 3b( ) ... (2)

Analisa Tinggi Muka Air Banjir Menggunakan HEC-RAS

Gambar 4 Membuat Reach HEC-RAS Sungai Beringin

Gambar 5 Hasil Running HEC RAS dengan beberapa kala ulang

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

521

Peramalan BanjirDalam analisa penentuan persamaan/ fungsi peramalan ini digunakan paket program SPSS yaitu untuk melakukan analisa multiple regresi dengan prosedur backward.

Fungsi peramalan di Jembatan Wonosari hasilnya adalah :

Pada potongan melintang di Jembatan Wonosari (QJ1) mengunakan HEC-RAS menghasilkan Rating Curve dengan persamaan

Hwonosari = 0,0092.QJ1 +5,9145 .................................................................... (3)

QJ1 = (Hwonosari– 5,9145)/ 0,0092 ........................................................... (4)

Pada potongan melintang di Jembatan Tikung (QJ8) mengunakan HEC-RAS menghasilkan Rating Curve dengan persamaan

Htikung = 0,0277.QJ8 + 130,88 ..................................................................... (5)

QJ8 = (Htikung - 130,88)/ 0,0277 ................................................................. (6)

Pada potongan melintang di Jembatan Cengkeh (QJ9) mengunakan HEC-RAS menghasilkan Rating Curve dengan persamaan

Hcengkeh = 0,0245.QJ9 + 163,75 .................................................................... (7)

QJ9 = (Hcengkeh– 163,75)/ 0,0245 .............................................................. (8)

Subtitusi persamaan 5.6, 5.7, 5.9 dan 5.11:

(Hwonosari–5,9145)/0,0092 = -27,793 + 1,820.X3b1 + 2,371.X3b2 – 2,985.(Htikung– 130,88)/ 0,0277 + 6,954.(Hcengkeh– 163,75)/ 0,0245 .... (9)

(Hwonosari– 5,9145) = 0,0167. X3b1 + 0,0218. X3b2 – 0,99. Htikung + 2,611. Hcengkeh – 298,09

Hwonosari= 0,0167. X3b1 + 0,0218. X3b2 – 0,99. Htikung + 2,611. Hcengkeh – 292,18

Mempertimbangkan ketersediaan data yang sangat minimal maka dilakukan running melalui SPSS 20 mengunakan 2(dua) variabel untuk mengantisipasi kekurangan data di lapangan. Dua variabel diambil dari hulu Qjunction 8, Qjunction 9 dan di hilir Qjunction 1.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

522

Tabel 3 Coefficients H tikung

Tabel 4 Coefficients H wonosari

Hasil analisa SPSS didapatkan fungsi peramalan untuk H wonosari adalahHwonosari = 0,604. Htikung - 72,505Hwonosari = 2,068. Hcengkeh - 332,53

Kalibrasi fungsi peramalan terhadap ketinggian muka air di lapangan

Tabel 5 Kalibrasi pengamatan dan peramalan ketinggian muka air di Jembatan Wonosari mengunakan fungsi peramalan pada Jembatan Tikung

No. Tanggal JamElevasi TMA Pengamatan

Jembatan Wonosari (H wonosari)

Elevasi Pengamatan Jembatan Tikung

(H tikung)

Elevasi Peramalan Jembatan Wonosari

(H wonosari)

Ratio Perbedaan

(%)

1 01/12/2012 8:00 5.00 129.50 5.71 14.26%2 01/12/2012 17:00 5.00 129.50 5.71 14.26%3 02/12/2012 8:00 5.00 129.50 5.71 14.26%4 02/12/2012 17:00 5.10 129.60 5.77 13.20%5 03/12/2012 8:00 5.00 129.50 5.71 14.26%6 03/12/2012 15:00 5.70 130.20 6.14 7.65%7 03/12/2012 15:10 6.00 130.50 6.32 5.28%8 03/12/2012 15:20 5.90 130.40 6.26 6.04%9 03/12/2012 15:30 5.50 130.00 6.02 9.36%10 03/12/2012 15:40 5.40 129.90 5.95 10.27%11 03/12/2012 17:00 5.30 129.80 5.89 11.21%12 04/12/2012 8:00 5.10 129.60 5.77 13.20%13 04/12/2012 16:00 5.50 130.00 6.02 9.36%14 04/12/2012 16:10 5.50 130.00 6.02 9.36%15 04/12/2012 16:20 5.30 129.80 5.89 11.21%16 05/12/2012 8:00 5.15 129.65 5.80 12.69%17 05/12/2012 15:40 5.50 130.00 6.02 9.36%18 05/12/2012 15:50 5.70 130.20 6.14 7.65%19 05/12/2012 16:00 6.00 130.50 6.32 5.28%20 05/12/2012 16:10 5.70 130.20 6.14 7.65%21 05/12/2012 16:20 5.50 130.00 6.02 9.36%22 05/12/2012 17:00 5.30 129.80 5.89 11.21%23 06/12/2012 8:00 5.10 129.60 5.77 13.20%

Gambar 8 Grafik pengamatan dan peramalan tinggi muka air banjir di Jembatan Wonosari

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

523

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian sebagaimana yang telah diuraikan diatas, maka dapat diambil kesimpulan bahwa:

1. DAS (Daerah Aliran Sungai) Beringin merupakan DAS yang mempunyai luas 30,10 km2 dengan panjang sungai 15,5 km. DAS Beringin mempunyai karakteristik dengan sungai yang lebar pada daerah hulu kemudian pada daerah hilir kapasitas sungai semakin kecil. Debit Banjir 2 tahunan (Q2th) sebesar 116,70 m3/sekon.

2. PadaDAS Beringin terjadi peningkatan kebutuhan lahan oleh penduduk. Peningkatan kebutuhan lahan tersebut menyebabkan perubahan tata gunalahan pada DAS Beringin. Berdasarkan Peta RTRW Kota Semarang tahun 2011-2031, daerah hulu DAS Beringin diperuntukkan sebagai pemukiman penduduk. Perubahan tersebut mengakibatkan berkurangnya daerah resapan sehingga menyebabkan banjir.

3. Berdasarkan penelitian telah didapatkan fungsi peramalan banjir di hilir Sungai Beringin:

Hwonosari = 0,604. Htikung - 72,505

Dengan waktu perjalanan (travel time) dari Jembatan Tikung yang letaknya di Kelurahan Wates (daerah hulu) menuju Jembatan Wonosari yang letaknya di Kelurahan Wonosari (daerah hilir) sebesar 120 menit.

Hwonosari = 2,068. Hcengkeh - 332,53

Dengan waktu perjalanan (travel time) dari Jembatan Cengkeh yang letaknya di Kelurahan Kedungpane (daerah hulu) menuju Jembatan Wonosari yang letaknya di Kelurahan Wonosari (daerah hilir) sebesar 120 menit.

Dengan adanya waktu tempuh 120 menit maka penduduk disekitar Kelurahan Wonosari dapat melakukan evakuasi agar kerugian akibat terjadinya banjir dapat diminimalkan dan jatuhnya korban jiwa dapat dihindari.

4. Hasil Kalibrasi antara pengamatan dan peramalan, dapat disimpulkan bahwa ratio perbedaan yang dihasilkan dari peramalan terhadap pengamatan cukup kecil yaitu <15%. Hal ini mengindikasikan bahwa fungsi peramalam yang dihasilkan dapat berfungsi dengan baik. Namun demikian, perlu disadiri bahwa data yang digunakan untuk pengkalibrasian masih sangat minim dan belum sepenuhnya mewakili regime debit banjir yang mungkin terjadi.

SARAN

1. Untuk dapat melakukan peramalan banjir pada di beberapa ruas Sungai Beringin diperlukan ketersediaan data (kuantitas dan kualitas) yang memadai. Kuantitas dan kualitas data yang tidak tepat dapat mempengaruhi hasil peramalan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

524

2. Dengan keterbatasan data yang sudah diperoleh, maka langkah-langkah kalibrasi pada beberapa kondisi banjir di Sungai Beringin terutama pada debit-debit besar masih sangat diperlukan.

3. Berdasarkan hasil wawancara terhadap penduduk di sekitar DAS Beringin, Pemerintah Kota Semarang telah melaksanakan beberapaupaya dalam mengatasi banjir Sungai Beringin. Upaya tersebut denganpembuatan tanggul di hilir Sungai Beringin, larangan membuang sampah kesungai, dan sebagainya. Namun upaya-upaya tersebut belum mampumengatasi banjir Sungai Beringin. Oleh karena itu perlu adanya peramalan banjir sehingga dapat menghasilkan peringatan dini banjir kepada masyarakat sekitar Sungai Beringin.

REFERENSIAffandy, Nur Azizah, dan Anwar, Nadjadji, 2007, Pemodelan Hujan-Debit

Menggunakan Model HEC-HMS di DAS Sampean Baru, FTSP- ITS, Surabaya.

Atmodjo, Pranoto Santo, 2005, Pemodelan Sistem Informasi Geografis Dalam Analisis Spatial Distribusi Debit di Sungai Beringin, Penelitian Jurusan Teknik Sipil Universitas Diponegoro, Semarang

Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Kota Semarang, 2011,Kajian Hidrologi Terhadap Perubahan Penggunaan Lahan Pertanian dan Lahan Hijau menjadi Pemukiman di Kota Semarang.

BR, Sri Harto, 2000, Hidrologi, Teori-Masalah-Penyelesaian, Nafiri, YogyakartaBR, Sri Harto, 2001, Analisis Kepekaan Hidrograf Satuan Sintetik Gama I dalam

Penentuan Debit Banjir Rancangan, Universitas Gajah Mada, YogyakartaChow, Ven Te, 1955,Open-Channel Hydraulics, Erlangga, JakartaDetikcom, 2010, Banjir Bandang di Semarang, (http://foto.detik.com/banjir-

bandang-di-semarang, diakses tanggal 29 Juni 2012)Dinas Pekerjaan Umum Cipta Karya, 2009,Studi Master Plan DED Drainase

Semarang Barat. Hydrologic Engineering Center, 2010, HEC-RAS River Analysis System,

Applications Guide, Version 4.1, January 2010, U. S. Army Cormps of Engineers, Davis, CA.

Hydrologic Engineering Center, 2010, HEC-RAS River Analysis System, Hydraulic Reference Manual, Version 4.1, January 2010, U. S. Army Cormps of Engineers, Davis, CA.

Hydrologic Engineering Center, 2010, HEC-RAS River Analysis System, User’s Manual, Version 4.1, January 2010, U. S. Army Cormps of Engineers, Davis, CA.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

525

Irianto, Gatot, 2003.Sistem Peringatan Dini Tentang Banjir, Surat Kabar Harian Kompas

Istiarto, 2011, Modul Pelatihan Simulasi Aliran 1 Dimensi Sengan Bantuan Paket Program Hidrodinamika HEC-RAS, Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Kodoatie, Robert J. dan Sjarief, Rostam, 2009, Tata Ruang Air, Penerbit: Andi Offset, Yogyakarta.

Kodoatie, Robert J. dan Sugiyanto, 2002, BANJIR – Beberapa penyebab dan metode pengendaliannya dalam perspektif Lingkungan, Cetakan 1 Tahun 2002, Penerbit Pustaka Pelajar, Yogyakarta.

Kodoatie, Robert J., dan Sjarief, Roestam, 2005. Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu. Penerbit Andi, Yogyakarta.

Kodoatie, Robert J., dan Sjarief, Roestam, 2008, Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu, Edisi Revisi, Penerbit Andi, Yogyakarta.

Manik, Ngarap Im, 2011, Perencanaan Program Aplikasi Peramalan Banjir Kanal Barat Jakarta Menggunakan Autoregresi Multivariant.

PB, Triton,2005, SPSS 13.0 Terapan : Riset Statistik Parametrik, Penerbit Andi, Yogyakarta.

SNI, Pd T-23-2004-A, 2004, Prakiraan dan Peringatan Dini Banjir. Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, Jakarta.

Soemarto, C. D., 1987, Hidrologi Teknik, Penerbit Erlangga, Jakarta.Sosrodarsono, Suyono dan Takeda, Kensaku. (1987). Hidrologi untuk Pengairan.

Jakarta: PT. Pradnya ParamitaSuara Merdeka, 2012, Semarang Metro, 180 Rumah Terendam, (http://

suaramerdeka.com/v1/index.php/read/cetak/2012/02/01/175599/180-Rumah Terendam, diakses tanggal 29 Juni 2012)

Suharyanto, 2004, Makalah Peramalan Banjir Kali Tuntang. Seminar Nasional HAS 2004.

Sujono, Joko, 2009, Petunjuk Singkat Aplikasi HEC-HMS, Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Supadi, 2006, Model Regresi Rating Curve Stasiun AWRL Jurug Antara Tinggi Muka Air dan Debit pada Sungai Bengawan Solo, Media Komunikasi Teknik Sipil Universitas Diponegoro.

Triatmodjo, Bambang, 2008, Hidrologi Terapan, Cetakan Pertama Tahun 2008, Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.

TVKU Semarang, 2010, Tanggul Sungai Beringin Jebol, Puluhan Rumah Terendam Banjir, (http://tvku.tv/v2010b/index.php?page=stream&id=1358, diakses tanggal 29 Juni 2012)

526

KORELASI SPASIAL ANTARA FENOMENA PENURUNAN TANAH DAN KAWASAN BANJIR DI WILAYAH JAKARTA

Hasanuddin Z. Abidin*, Heri Andreas, Irwan Gumilar

Kelompok Keilmuan Geodesi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10, Bandung

*hzabidin@gd.itb.ac.id

Intisari

Karakteristik penurunan tanah di wilayah Jakarta telah diukur dan diestimasi dengan berbagai metode geodetik seperti survei sipat datar (leveling), survei GPS (Global Positioning System), dan InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar). Secara umum laju penurunan tanah di wilayah Jakarta bervariasi secara spasial maupun temporal, dan besaran lajunya rata-rata sekitar 10-15 cm/tahun. Dampak penurunan tanah pada dasarnya akan cukup beragam, baik dampak yang bersifat langsung maupun yang tidak langsung. Kerugian yang disebabkannya pun cukup besar dan beragam mulai dari kerugian ekonomi, kerugian sosial, maupun kerugian lingkungan. Secara umum terkait dengan banjir, penurunan tanah di suatu kawasan akan memperluas dan memperdalam genangan banjir di Jakarta. Disamping itu juga penurunan tanah yang terjadi pada kawasan yang di lalui sungai, kanal, maupun saluran air, akan mengacaukan sistem aliran air yang sudah direncanakan sebelumnya, dan dapat berkontribusi terhadap munculnya genangan banjir yang baru. Informasi yang baik terhadap korelasi spasial antara kedua fenomena bencana alam di wilayah Jakarta ini perlu dipahami secara baik. Dengan diperolehnya pemahaman yang lebih baik terhadap karakteristik korelasi antara fenomena penurunan tanah dan banjir di wilayah Jakarta, maka proses mitigasi bencana yang disebabkan oleh keduanya dapat dilaksanakan secara lebih baik, sistematik, dan berkesinambungan, baik oleh pengambil kebijakan maupun masyarakat secara umum.

Kata Kunci: penurunan tanah, banjir, GPS, Jakarta

LATAR BELAKANG Penurunan tanah (land subsidence) adalah suatu fenomena alam yang banyak terjadi di kawasan binaan seperti kota-kota besar yang berdiri diatas lapisan sedimen, seperti Jakarta, Bandung, Semarang, Bangkok, Shanghai, dan Tokyo. Di Jakartan sendiri, fenomena penurunan tanah ini telah telah cukup lama dilaporkan terjadi di beberapa tempat di wilayah Jakarta [Murdohardono & Tirtomihardjo, 1993; Murdohardono & Sudarsono, 1998; Rajiyowiryono, 1999; Abidin et al. 2001, 2008, 2010, 2011]. Dari studi penurunan tanah yang dilakukan selama ini oleh berbagai pihak, dipercaya bahwa penurunan tanah di wilayah Jakarta terutama disebabkan oleh kombinasi tiga faktor berikut, yaitu: pengambilan airtanah yang

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

527

berlebihan, konsolidasi alamiah dari lapisan-lapisan tanah, serta beban bangunan dan infrastruktur. Karena informasi penurunan muka tanah ini akan sangat diperlukan dalam beberapa aktivitas pembangunan di wilayah Jakarta seperti (lihat Tabel 1): pengendalian banjir, perencanaan tata ruang, pengendalian pengambilan air tanah, pengendalian intrusi air laut, pelestraian lingkungan, serta perencanaan dan pembangunan sarana dan prasarana; maka sudah sewajarnya bahwa fenomena karakteristik penurunan tanah di Jakarta selalu diukur dan diamati secara berkelanjutan. Dengan kata lain sistem pemantauan penurunan tanah adalah suatu hal yang penting untuk direalisasikan di Jakarta.

Tabel 1. Beberapa manfaat informasi penurunan tanahNo. Kegiatan dimana informasi penurunan tanah akan bermanfaat1 Pengendalian pengambilan airtanah2 Perencanaan tata ruang3 Pengendalian banjir dan rob (banjir pasut)4 Perencanaan pembangunan gedung dan infrastruktur5 Pelestarian lingkungan6 Pengendalian intrusi airlaut7 Perencanaan utilitas bawah tanah8 Perencanaan sistem drainase dan pembuangan kotoran

Dampak penurunan tanah pada dasarnya akan cukup beragam, baik dampak yang bersifat langsung maupun yang tidak langsung (lihat Tabel 2). Penurunan tanah yang tidak seragam secara spasial di suatu wilayah (differential subsidence) bisa menyebabkan keretakan atau kerusakan pada infrastruktur seperti jalan dan bangunan; serta dapat merubah pola aliran air permukaan. Fenomena ini juga dapat memperluas genangan air pada saat banjir melanda wilayah Jakarta, dan secara umum akan menurunkan kualitas lingkungan alam dan lingkungan binaan. Dampak penurunan tanah di kawasan pesisir Jakarta yang lajunya relatif tinggi yaitu rata-rata berkisar sekitar 10-15 cm/tahun (Abidin et al., 2010) akan diperburuk dengan adanya fenomena kenaikan muka air laut. Ditambah dengan pasang air laut yang terjadi pada waktu-waktu tertentu, serta limpahan air hujan yang turun di kawasan selatan Jakarta, maka kawasan pesisir Jakarta cukup rentan terhadap bahaya pasang air laut (rob) dan banjir kiriman dari wilayah Selatan Jakarta. Saat ini pada waktu-waktu tertentu, beberapa kawasan di pesisir Jakarta sudah mengalami bencana alam tersebut.

Tabel 2. Beberapa dampak penurunan tanah di wilayah Jakarta.No. Beberapa dampak penurunan tanah di lapangan1 Retak dan rusaknya bangunan serta infrastruktur2 Meluasnya genangan banjir dan rob (banjir pasang)3 Kurang berfungsinya sistem drainase dan sistem pembuangan4 Meningkatnya biaya pemeliharaan dari bangunan dan infrastruktur

terdampak.5 Berubahnya sistem aliran dari sungai, kanal, dan saluran air6 Menurunnya kualitas hidup dan kualitas lingkungan di kawasan

terdampak (e.g. kondisi sanitasi dan kesehatan)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

528

Secara umum, penurunan tanah di suatu kawasan akan memperluas dan memperdalam genangan banjir di Jakarta, baik di kawasan pesisir maupun di kawasan dalam Jakarta (lihat ilustrasi pada Gambar 1) Disamping itu juga penurunan tanah yang terjadi pada kawasan yang di lalui sungai, kanal, maupun saluran air, akan mengacaukan sistem aliran air yang sudah direncanakan sebelumnya, dan dapat berkontribusi terhadap munculnya genangan banjir yang baru. Mengingat kawasan terdampak penurunan tanah di wilayah Jakarta relatif cukup luas, dan Jakarta adalah kawasan yang memang sering dilanda banjir, maka informasi yang baik terhadap korelasi spasial antara kedua fenomena bencana alam di wilayah Jakarta ini perlu dipahami secara baik.

Genangan Banjir(tanpa subsidence)

Genangan Banjir(dengan subsidence)

subsidence

Banjir pasang (rob)(tanpa subsidence)

Mean sea level

Kenaikan muka laut dan pasang

Banjir pasang (rob)(dengan subsidence)

subsidenceMean sea level

Kenaikan muka laut dan pasang

Aliran air(tanpa subsidence)

Aliran air(dengan subsidence)

subsidence

Gambar 1. Ilustrasi tiga dampak penurunan tanah (subsidence) terhadap cakupan dan kedalaman genangan air (banjir).

METODOLOGI STUDI

Penelitian terkait korelasi spasial antara fenomena penurunan tanah dan banjir di wilayah Jakarta pada dasarnya program penelitian yang baru dimulai oleh tim peneliti dan direncanakan akan memakan waktu beberapa tahun. Alur kegiatan yang akan dilaksanakan dalam program penelitian ini adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 berikut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

529

Pada prinsipnya penelitian ini akan melibatkan beberapa metode penelitian sekaligus, yaitu : studi literatur (STL), inventarisasi data dan informasi yang sudah ada (IDI), survei lapangan (SVL), serta pengolahan data dan analisis (PDA). Metode-metode tersebut diilustrasikan pada Tabel 3.berikut, sebagai fungsi dari parameter yang akan diteliti serta data yang diperlukan.

Informasi awal potensi korelasi antara kawasan penurunan tanah dan kawasan

genangan banjir

Pengolahan Data dan Analisis Spasial

Karakteristik spasial dari korelasi antara kawasan penurunan tanah dan kawasan

genangan banjir di wilayah Jakarta

Strategi mitigasi bencana akibat penurunan tanah dan banjir yang terkait

di wilayah Jakarta

Inventarisasi data dan informasi terkait penurunan tanah dan banjir di wilayah

Jakarta yang sudah ada sudah ada

Peta kawasan penurunan tanah dari kombinasi GPS/InSAR dandampak banjir di kawasan terkait

penurunan tanah

Pelaksanaan survei GPS dan survei lapangan ke kawasan terdampak banjir Pengolahan data InSAR

Gambar 2. Alur Kegiatan Penelitian

Dalam penelitian ini, survei lapangan untuk memetakan sebaran dan lokasi dampak penurunan tanah di wilayah Jakarta dilaksanakan oleh tim peneliti untuk selanjutnya digabungkan dengan data dan informasi lain serta data dan informasi sebelumnya yang sudah ada terkait karakteristik penurunan tanah di wilayah Jakarta. Survei lapangan yang akan dilaksanakan adalah survei GPS untuk menentukan laju penurunan tanah terbaru. Laju penurunan tanah sejak 1982 sampai 2011 telah ditentukan sebelumnya oleh tim peneliti dengan menggunakan metode Leveling, survey GPS serta metode InSAR. Pada penelitian ini korelasi dan analisis spasial dalam penelitian ini akan dilaksanakan menggunakan sistem informasi ini yang berbasikan pada teknologi GIS yang berkembang saat ini. Pada penelitian ini survei GPS akan dilaksanakan pada 65 titik GPS yang tersebar di seluruh wilayah Jakarta.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

530

Tabel 3. Parameter dan Metode PenelitianParameter yang akan diteliti atau dihasilkan Data dan Informasi yang diperlukan Metode

Laju dan cakupan spasial penurunan tanah di wilayah Jakarta terkini

• Informasi penurunan tanah dari data survei GPS pada setiap tahun

• Informasi penurunan tanah dari InSAR

SVL dan IDI

Karakteristik cakupan spasial genangan banjir di wilayah Jakarta

• Peta genangan banjir Jakarta dari tahun ke tahun..

• Penyebab-2 banjir di wilayah Jakarta

STL dan IDI

Korelasi antara fenomena penurunan tanah dan banjir di wilayah Jakarta

• Laju dan cakupan spasial penurunan tanah di wilayah Jakarta

• Cakupan spasial dan kedalaman banjir di wilayah Jakarta

IDI dan PDA

Strategi mitigasi bencana akibat penurunan tanah dan banjir yang terkait di wilayah Jakarta

• Karakteristik korelasi antara fenomena penurunan tanah dan banjir di wilayah Jakarta

• Citra satelit wilayah Jakarta

STL, IDI dan PDA

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Makalah ini menyampaikan hasil awal dari program penelitian yang metodologinya dijelaskan di atas. Secara umum, karakteristik penurunan tanah di wilayah Jakarta telah diukur dan diestimasi dengan berbagai metode geodetik seperti survei sipat datar (leveling), survei GPS (Global Positioning System), dan INSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar); yang hasilnya bisa dilihat di Abidin et al. (2001,2008,2010, 2011, 2012, 2013) serta Ng (2012). Secara umum laju penurunan tanah di wilayah Jakarta bervariasi secara spasial maupun temporal (lihat Gambar 3), dan besaran lajunya rata-rata sekitar 10-15 cm/tahun, meskipun bisa mencapai 28 cm/tahun pada suatu lokasi dan waktu tertentu (lihat Tabel 4).

Gambar 3. Contoh peta laju penurunan tanah di wilayah Jakarta yang diturunkan dari hasil survei GPS, (Abidin et al., 2011)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

531

Tabel 4. Hasil pengamatan laju penurunan tanah di wilayah Jakarta

No. Metode Laju Penurunan Tanah (cm/tahun) Periode Pengamatan

1 Survei Sipat Datar 1 - 9 1982-19911 - 25 1991-1997

2 Survei GPS 1 - 28 1997-20113 InSAR 1 - 12 2006-2007

Penurunan Tanah dan BanjirWilayah Jakarta juga relatif rentan terhadap banjir, baik banjir akibat pasang laut di kawasan pantai maupun banjir akibat luapan 13 sungai yang mengalir di wilayah Jakarta. Dalam periode 1993 sampai saat ini setidaknya ada 6 kejadian banjir besar di Jakarta yaitu 9-10 Januari 1993, Februari 1996, 26 Januari - 1 Februari 2002, 4 - 14 Februari 2007, 15 - 24 Januari 2013, dan 15 – 27 Januari 2014. Banjir ini sangat merugikan, baik secara lingkungan, sosial maupun ekonomi, karena cakupannya yang relatif luas. Kalau kita bandingkan beberapa daerah terdampak banjir di wilayah Jakarta dengan karakteristik penurunan tanah yang terdeteksi dari beberapa metode geodetik (lihat Gambar 4, 5 dan 6); bisa disimpulkan bahwa nampaknya memang ada korelasi spasial antara kawasan terdampak banjir dengan kawasan yang mengalami penurunan tanah, terutama di kawasan Jakarta Utara bagian Barat dan Timur. Beberapa kawasan genangan lainnya tidak menunjukkan korelasi dengan kawasan penurunan tanah. Kawasan ini umumnya terletak di sepanjang aliran sungai, dan genangannya kemungkinan besar terjadi karena luapan air sungai yang melebihi kapasitasnya.

JAKARTA Easting-2 m-2 m-1 m-0.8 m-0.3 m

Leveling-derived subsidence (1982-1997)2002 Jakarta Flooding

(flooding map based on LAPAN data)

Gambar 4. Korelasi spasial antara fenomena penurunan tanah di wilayah Jakarta (periode 1982-1997) dan kawasan terdampak banjir di Jakarta tahun 2002.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

532

GPS-derived subsidence (2000-2011)

Water depth (m) of 2007 Flooding

www.detik.com

Gambar 5. Korelasi spasial antara fenomena penurunan tanah di wilayah Jakarta (periode 2000-2011) dan kawasan terdampak banjir di Jakarta tahun 2007

InSAR-derived subsidence (2007-2011)(Koudogbo et al., 2012)

Jan.2013Flooding

Gambar 6. Korelasi spasial antara fenomena penurunan tanah di wilayah Jakarta (periode 2007-2011) dan kawasan terdampak banjir di Jakarta tahun 2013

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

533

Dampak penurunan tanah di kawasan pesisir Jakarta yang relatif lajunya cukup besar, yaitu dalam orde 10-15 cm/tahun, akan diperburuk dengan adanya fenomena kenaikan muka air laut. Ditambah dengan pasang air laut yang terjadi yang umumnya sekitar 1 meter di atas permukaan laut rata-rata, maka kawasan pesisir Jakarta juga cukup rentan terhadap bahaya pasang air laut dan banjir. Pada saat ini beberapa kawasan di pantai utara Jakarta sudah kerap secara rutin terlanda banjir pasang (rob) tersebut, seperti di kawasan Muara Karang, Muara Baru, Pantai Indah Kapuk dan sekitarnya.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanSecara umum dapat disimpulkan ada korelasi spasial antara fenomena penurunan tanah dan kawasan genangan banjir di sejumlah wilayah Jakarta. Penurunan tanah di kawasan tertentu akan memperluas dan memperdalam genangan banjir di kawasan tersebut. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengkuantifikasi kontribusi penurunan tanah terhadap fenomena banjir di wilayah Jakarta.

Dengan diperolehnya pemahaman yang lebih baik terhadap karakteristik korelasi antara fenomena penurunan tanah dan banjir di wilayah Jakarta, maka proses mitigasi bencana yang disebabkan oleh kedua fenomena tersebut dapat dilaksanakan secara lebih baik, sistematik, dan berkesinambungan, baik oleh pengambil kebijakan maupun masyarakat secara umum.

RekomendasiUntuk mengetahui korelasi spasial yang lebih baik antara fenomena penurunan tanah dan banjir di wilayah Jakarta, maka ada beberapa tahapan yang harus dilaksanakan yaitu: (1) menentukan karakteristik terkini dari fenomena penurunan tanah di wilayah Jakarta dengan menggunakan metode GPS dan InSAR; (2) memetakan dampak penurunan tanah yang terjadi di wilayah Jakarta secara menyeluruh dan sistematik termasuk yang terkait dengan fenomena banjir; (3) melakukan pemetaan kawasan tergenang banjir di wilayah Jakarta, dan (4) melakukan korelasi dan analisis spasial antara kawasan terdampak penurunan tanah dan kawasan terdampak banjir di wilayah Jakarta.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penelitian terkait fenomena penurunan tanah di wilayah Jakarta sudah dimulai sejak tahun 1997 sampai saat ini, dengan menggunakan dana penelitian yang berasalah dari berbagai instansi seperti ITB, Kemendikbud RI, Kemenristek RI serta Pemprov DKI Jakarta. Survei lapangan dibantu oleh para mahasiswa dari program studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB. Para penulis berterima kasih atas semua bantuan tersebut.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

534

REFERENSI

Abidin, H. Z., R. Djaja, D. Darmawan, S. Hadi, A. Akbar, H. Rajiyowiryono, Y. Sudibyo, I. Meilano, M. A. Kusuma, J. Kahar, C. Subarya, 2001. Land Subsidence of Jakarta (Indonesia) and its Geodetic-Based Monitoring System. Natural Hazards. Journal of the International Society of the Preventation and Mitigation of Natural Hazards, Vol. 23, No. 2/3, March, pp. 365 - 387.

Abidin, H.Z., R. Djaja, H. Andreas, M. Gamal, Indonesia K. Hirose, Y. Maruyama, 2004. Capabilities and Constraints of Geodetic Techniques for Monitoring Land Subsidence in the Urban Areas of Indonesia. Geomatics Research Australia. No.81, December, pp. 45-58.

Abidin, H.Z., 2007. Penentuan Posisi Dengan GPS dan Aplikasinya. P.T. Pradnya Paramita, Jakarta. Edisi ke 3. ISBN 978-979-408-377-2. 398 pp.

Abidin, H.Z. , H. Andreas, R. Djaja, D. Darmawan and M. Gamal, 2008. Land subsidence characteristics of Jakarta between 1997 and 2005, as estimated using GPS surveys, GPS Solutions, Springer Berlin / Heidelberg, Vol. 12, No. 1, pp. 23-32.

Abidin, H.Z., H. Andreas, M. Gamal, I. Gumilar, M. Napitupulu, Y. Fukuda, T. Deguchi, Y. Maruyama, E. Riawan, 2010. Land Subsidence Characteristics of the Jakarta Basin (Indonesia) and its Relation with Groundwater Extraction and Sea Level Rise, In Groundwater Response to Changing Climate, IAH Selected Papers on Hydrogeology No. 16, Editors : M. Taniguchi and I.P. Holman, CRC Press, London, ISBN: 978-0-415-54493-1, Chapter 10, pp.113 – 130.

Abidin, H.Z., H. Andreas, I. Gumilar, Y. Fukuda, Y.E. Pohan, T. Deguchi, 2011. Land subsidence of Jakarta (Indonesia) and its relation with urban development. Natural Hazards, Volume 59, Issue 3, pp. 1753-1771.

Abidin, H.Z., I. Gumilar, H. Andreas, D. Murdohardono, Y. Fukuda and T. Deguchi, 2012. Land Subsidence and Urban Development, In The Contribution of Geosciences to Human Security, Chapter 1, ISBN 978-3-8325-3113-3, Logos Verlag, Berlin, pp. 1-26.

Abidin, H.Z., H. Andreas, I. Gumilar, T.P. Sidiq and Y. Fukuda, 2013. On the Roles of Geospatial Information for Risk Assessment of Land Subsidence in Urban Areas of Indonesia, In S. Zlatanova et al. (eds.), Intelligent Systems for Crisis Management, Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, DOI: 10.1007/978-3-642-33218-0_19, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 277-288.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

535

Chaussard, E., F. Amelung, H.Z. Abidin, S-H Hong, 2013. Sinking cities in Indonesia: ALOS PALSAR detects rapid subsidence due to groundwater and gas extraction, Remote Sensing of Environment, Elsevier, Vol. 128, pp. 150–161.

Hadipurwo,S., 1999. Groundwater. In Coastplan Jakarta Bay Project, Coastal Environmental Geology of the Jakarta Reclamation Project and Adjacent Areas, CCOP COASTPLAN Case Study Report No. 2, Jakarta/Bangkok, pp. 39 - 49.

Harsolumakso, A.H., 2001. Struktur Geologi dan Daerah Genangan, Buletin Geologi, Vol. 33, No. 1, pp. 29-45.

Leick, A., 2003. GPS Satellite Surveying. John Wiley & Sons, Third edition, New York, ISBN 0471059307, 435 pp.

Murdohardono,D. and H. Tirtomihardjo, 1993. Penurunan tananh di Jakarta dan rencana pemantauannya. Proceedings of the 22nd Annual Convention of the Indonesian Association of Geologists, Bandung, 6-9 December, pp. 346 - 354.

Massonnet, D. and K.L. Feigl, 1998. Radar Interferometry and its Application to Changes in the Earth’s Surface. Reviews of Geophysics, Vol. 36, No. 4, November, pp. 441-500.

Murdohardono,D. and U. Sudarsono, 1998. Land subsidence monitoring system in Jakarta. Proceedings of Symposium on Japan-Indonesia IDNDR Project : Volcanology, Tectonics, Flood and Sediment Hazards, Bandung, 21-23 September, pp. 243 - 256.

Ng, Alex Hay-Man, Linlin Ge, Xiaojing Li, Hasanuddin Z. Abidin, Heri Andreas, and Kui Zhang, 2012. Mapping land subsidence in Jakarta, Indonesia using persistent scatterer interferometry (PSI) technique with ALOS PALSAR, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Vol. 18, August 2012, Pages 232–242.

Schreier, G. (Ed.), 1993. SAR Geocoding: Data and Systems. Wichmaann Verlag, Karlsruhe, ISBN 3-87907-247-7, 435 pp.

Rajiyowiryono, H., 1999. Groundwater and Landsubsidence Monitoring along the North Coastal Plain of Java Island.. CCOP Newsletter, Vol. 24, No. 3, pp.19, July-September.

536

OPTIMASI WADUK JATIGEDE UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN AIR DAERAH IRIGASI RENTANG

Suseno Darsono1*, Airlangga Marjono2, Risdiana Ch. Afifah1, dan Lilis Suryani1

1Jurusan Teknik Sipil Universitas Diponegoro 2Kementrian Pekerjaan Umum

*sdarsono@hotmail.com; Telepon 08158171956

Intisari

Biaya pembangunan waduk umumnya sangat besar, maka waduk harus dioperasikan secara optimal dengan tingkat unjuk kerja yang tinggi. Tulisan ini membahas analisis tingkat keandalan dari unjuk kerja pola operasi Waduk Jatigede yang dianalisis dengan menggunakan debit bangkitan berdasarkan data debit Sungai Cimanuk hasil pencatatan debit harian di lokasi PLTA Eretan. Perangkat lunak SAMS 2007 digunakan untuk menurunkan atau membangkitkan data debit sintetik 2 mingguan dengan menggunakan model PARMA. Pola operasi yang optimal diturunkan guna memenuhi kebutuhan air Daerah Irigasi Rentang seluas 90.000 Ha dan sebagai sumber air baku serta air minum untuk wilayah Kota Cirebon, Kabupaten Cirebon, Indramayu, dan Majalengka. Model optimasi program dinamik (Dynamic Programming) digunakan guna melakukan analisis pola operasi waduk dengan memanfaatkan perangkat lunak CSUDP. Tingkat keandalan dari pola operasi waduk dianalisis berdasarkan hasil simulasi neraca air dari pola operasi waduk yang optimal. Simulasi neraca air dari sistem Waduk Jatigede untuk memenuhi kebutuhan air Daerah Irigasi Rentang dan wilayah Kota Cirebon, Kabupaten Cirebon, Indramayu, dan Majalengka dilakukan dengan bantuan perangkat lunak RIBASIM. Pola operasi dari Waduk Jatigede hasil optimasi berupa Rule Curve digunakan sebagai panduan dalam mengoperasikan debit luaran dari waduk. Analisis simulasi yang dilakukan dengan menggunakan Rule Curve dan debit bangkitan menunjukan unjuk kerja pola operasi waduk sangat tinggi. Sebagai kesimpulan dari studi ini volume air waduk masih dapat ditingkatkan pemanfaatannya (demand).

Kata Kunci: Optimasi Waduk, Keandalan Operasi, Model Stokastik Debit

PENDAHULUAN

Latar BelakangWaduk Jatigede terletak di Kabupaten Sumedang, Jawa Barat, merupakan waduk kedua terbesar di Indonesia dengan salah satu tujuan pembangunnya adalah untuk mengairi Daerah Irigasi Rentang seluas 90.000 Ha dan 3.5 m3/det sebagai sumber air baku serta air minum untuk wilayah Kota Cirebon, Kabupaten Cirebon, Indramayu, dan Majalengka.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

537

Gambar 1. Lokasi kegiatan studi.

Saat ini fungsi utama dari Waduk Jatigede adalah sebagai penampung air untuk memenuhi kebutuhan air baku dan air irigasi serta berfungsi sebagai pengontrol banjir daerah hilir, oleh sebab itu waduk Jatigede dilengkapi dengan pintu di atas bangunan pelimpahnya.

Pedoman operasi dan pemeliharaan dari suatu waduk yang efektif perlu direncanakan, diimplementasikan, dan selalu dievaluasi pada suatu periode tertentu. Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengkaji derajat atau tingkat unjuk kerja dari pola operasi Waduk Jatigede, yang diturunkan dengan menggunakan model optimasi dan simulasi dari beberapa seri data hasil model turunan stokastik inflow 2 mingguan Waduk Jatigede.

Data inflow waduk berasal dari pencatatan rata-rata harian aliran sungai Cimanuk di lokasi PLTA Eretan yang berada di hilir lokasi Waduk Jatigede. Model stokastik PARMA yang tersedia pada perangkat lunak SAMS 2007 dari Colorado State University digunakan untuk menurunkan berbagai seri data debit inflow sintetik dari Waduk Jatigede. Model optimasi Colorado State University Dynamic Programming (CSUDP) digunakan untuk menganalisis Rule Curve atau Kurva Pola Operasi Waduk yang dapat digunakan sebagai pedoman operasi waduk pada saat tahun basah, normal, dan kering. Analisis simulasi operasi digunakan untuk menentukan tingkat keandalan dari operasi waduk menggunakan perangkat lunak RIBASIM.

Sebelum dilakukan penurunan data debit 2 mingguan dengan model stokastik, data debit sungai 2 mingguan perlu diuji terlebih dahulu agar memenuhi syarat distribusi statistik normal sehingga hasil pemodelan yang dilakukan akan lebih valid. Jika hasil uji data inflow waduk tidak berdistribusi normal, maka seri data

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

538

debit perlu dikonversikan dahulu atau harus dinormalkan sebelum digunakan untuk melakukan penurunan seri data debit sintetik 2 mingguan. Model SAMS 2007 digunakan untuk analisis data time series dan memprediksi/memperkirakan data debit sintetik untuk beberapa seri data, dengan memperhatikan kestasioneran data, fungsi autokorelasi, dan fungsi autokorelasi parsial. Model SAMS 2007 terdiri dari tiga langkah dasar, yaitu tahap identifikasi, tahap penaksiran dan pengujian, dan tahap penerapan (Makridakis, Wheelwright, dan McGee, 1999). Perangkat lunak SAMS 2007 mampu menganalisis model univariat dan multivariat dengan metode pemodelan ARMA, MA, PARMA, MAR, GAR, CARMA untuk penurunan data tahunan ataupun musiman.

Pada tahap perencanaan waduk, peraturan operasi (operating rule) biasanya telah direncanakan dan peraturan ini akan memberikan pedoman pengoperasian waduk untuk pelepasan/release guna memenuhi kebutuhan/demands rencana. Ribasim adalah suatu paket perangkat lunak untuk mensimulasi neraca air dalam suatu pengelolaan daya guna SDA Wilayah Sungai untuk berbagai skenario kondisi hidrologi. Hasil simulasi operasi dengan RIBASIM dapat diketahui jumlah kegagalan operasi untuk setiap seri data inflow sintetik.

Hasil dari penelitian ini adalah tingkat keandalan dari operasi Waduk Jatigede, tetapi analisisnya belum melibatkan operasi PLTA yang sampai saat ini belum dilaksanakan pembangunannya. Tingkat keandalan merupakan fungsi dari volume reservoir, kebutuhan air yang dikeluarkan setiap periode operasi, oleh karena itu mempertahankan elevasi air waduk setinggi-tingginya akan menaikkan tingkat keandalan waduk.

Kajian Pustaka dan Landasan TeoriBeberapa pendekatan disarankan untuk memodelkan debit banjir yang mempunyai waktu interval kurang dari setahun (Salas, 1993; Hipel and McLeod, 1994). Berbagai Aliran sungai umumnya menunjukan periodical stationarity, yaitu nilai rata-rata dan fungsi covariance menunjukan nilai yang periodik terhadap waktu. Model Periodic Autoregressive Moving Average (PARMA) yang merupakan pengembangan model ARMA memungkinkan parameternya tergantung periode waktu seperti dua mingguan (Tesfaye, 2005).

Teknik optimasi sering dimanfaatkan untuk memecahkan permasalahan yang berkaitan dengan sumber daya air karena keterbatasan dana dan banyaknya faktor kendala yang memungkinkan kurang termanfaatkan sumber daya tersebut secara baik. Demikian juga halnya dalam permasalahan pengoperasian waduk, banyak sekali faktor yang mengurangi kinerja waduk sehingga kegunaan dari waduk menjadi tidak maksimal. Di sinilah peran dari teknik optimasi yang sangat vital dalam usaha untuk memperoleh hasil yang sebesar-besarnya dari pendayagunaan yang dilakukan. Hasil analisis teknik optimasi selanjutnya diwujudkan ke dalam kurva pola pengoperasian waduk, sehingga waduk akan menghasilkan keuntungan yang maksimal seperti yang diharapkan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

539

Yeh (1985) telah melakukan tinjauan terhadap berbagai teknik optimasi pada waduk, secara umum dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok yaitu :

1. Program Linier (Linear Programming)2. Program Non-Linier (Non-Linear Programming)3. Program Dinamik (Dynamic Programming)4. Model Simulasi

Diantara berbagai teknik tersebut tidak ada yang berlaku umum, yang dapat digunakan untuk semua keperluan optimasi operasi waduk. Pemilihan suatu optimasi tergantung pada karakteristik waduk yang ditinjau, ketersediaan data, sasaran, dan kendala yang dipakai.

Hashimoto et al. di tahun 1982 memperkenalkan tiga macam kriteria untuk mengevaluasi keandalan waduk adalah : derajat kemungkinan gagal CR (reliability) ditentukan berdasar frekuensi kegagalan, kecepatan pemulihan dari kegagalan CRS (resiliency), dan tingkat kerentanan (vulnerability) untuk mengukur panjang dari kegagalan (Fowler et al., 2003)

METODOLOGI STUDI

Metodologi dari studi ini dimaksudkan untuk memandu dalam memodelkan optimasi dan simulasi operasi Waduk Jatigede serta mengkaji derajat keandalan dari pola operasi yang dihasilkan. Gambar berikut ini merupakan diagram yang menggambarkan dan menjelaskan tahapan dari pelaksanaan penelitian serta menjelaskan pemanfaatan perangkat lunak sebagai alat bantu lengkap dengan teori dasar yang digunakan.

Gambar 2. Metodologi pelaksanaan penelitian derajat keandalan operasi

Berdasar diagram metodologi di atas, penelitian untuk menentukan derajat keandalan operasi Waduk Jatigede yang optimal diawali dengan pengumpulan data debit sungai Cimanuk dan data teknis dari Waduk Jatigede. Kajian pustaka

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

540

dilakukan untuk mengkaji teknologi yang telah berkembang dan dimanfaatkan, seperti teori optimasi operasi waduk, penurunan data sintetik dengan teori stokastik, dan perhitungan keandalan pola operasi waduk.

Model optimasi dan simulasi operasi waduk memerlukan data debit masukan waduk yang merupakan variabel acak yang berasosiasi dengan waktu. Data debit sitentik sebagai masukan atau inflow waduk diturunkan menggunakan model stokastik untuk penurunan beberapa seri data sintetik, yang kemudian dimanfaatkan sebagai input pada analisis optimasi dan simulasi operasi waduk. Hasil yang didapat perlu dianalisis secara statistik untuk memastikan data sintetis yang hasil penurunan mempunyai karakter statistik sama dengan data debit hasil pengamatan. Jika seri data hasil pengamatan distribusi statistiknya bukan normal, maka distribusi dari seri data tersebut perlu ditranformasi menggunakan beberapa model trasformasi berikut :

• Logarithmic Y = ln(X + a)

• Gamma Y = Gamma(X )

• Power Y = (X + a)b

• Box-Cox , b ≠ 0

Dimana Y adalah seri data hasil normalisasi, X adalah seri data awal (asli), a dan b adalah koefisien transformasi. Besarnya koefisien a dan b akan berubah pada setiap musim atau periode.

Model stokastik yang umum digunakan di bidang penurunan data debit adalah model stokastik AR (autoregressive), ARMA (autoregressive and moving average) dan PARMA (autoregressive and moving average). Model yang terpilih dan sesuai guna penurunan data debit masukan waduk yang merupakan data seri dengan periodik dua mingguan dari stasiun debit Eretan. Model AR order p, yang biasa ditulis AR(p) dipersentasikan oleh Salas di tahun 1993.

Model stokastik yang digunakan adalah model Periodic ARMA (PARMA) seperti yang disarankan pemodelan data periodik 2 mingguan. Formula dari model PARMA dapat di ekspresikan dalam rumus berikut :

................................................... (1)

Dengan Yv,τ mereprentasikan data debit untuk tahun ν dan periode τ, proses ini dilakukan untuk data dengan distribusi normal yang mempunyai nilai rata-rata nol dan deviasi standar σ2τ(Y) pada periode τ. ϵv,τ adalah non-korelasi random untuk setiap periode dan dengan distribusi normal yang mempunyai nilai rata-rata nol dan deviasi standar σ2τ(ε). {ϕ1,τ,…,ϕp,τ} adalah parameter periodic moving average. Bila jumlah periodik adalah w, maka model akan memiliki w individu ARMA(p,q) model.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

541

Dasar simulasi neraca air di waduk merupakan fungsi dari debit masukan, debit keluaran dan volume tampungan waduk yang dapat disajikan dalam persamaan sebagai berikut :

I – O = ds/dt ............................................................................................... (2)

dengan:I = debit masukan O = debit keluaran ds/dt = ∆S adalah perubahan tampungan secara lebih detail rumusan diatas dapat ditulis seperti berikut :

St+1 = St + It + Rt – Et – Ot – OSt ............................................................ (3)

dengan:St = tampungan waduk pada periode t St+1 = tampungan waduk pada periode t+1 It = debit masukan waduk pada periode t Rt = hujan yang jatuh di atas permukaan waduk, pada periode t Et = kehilangan air akibat evaporasi pada periode t Ot = total kebutuhan air OSt = debit keluaran dari pelimpah

Untuk menganalisis unjuk kerja suatu waduk, muka air waduk disimulasikan dengan berbagai kondisi seri debit masukan (inflow) dan karakteristik waduk sehingga didapatkan jumlah dan waktu kegagalan dari hasil pengoperasian (Hashimoto et al., 1982; Fowler et al., 2003).

Berikut ini adalah indikator Hashimoto et al. (1982) untuk mengevaluasi unjuk kerja waduk di dalam memenuhi kebutuhan air yang ada. Keandalan atau unjuk kerja merupakan indikator seberapa sering waduk untuk memenuhi kebutuhan yang ditargetkan selama masa pengoperasiannya. Pertama penentuan kriteria C yang unik untuk setiap waduk, dengan nilainya sama dengan 1 bila waduk tak dapat memenuhi kebutuhan. Xt adalah elevasi waduk hasil simulasi neraca air untuk periode T, bila Xt memenuhi kriteria maka hasilnya memuaskan S atau bila tidak memenuhi kriteria maka hasilnya tidak memuaskan U (Hashimoto et al. , 1982; Fowler et al., 2003).

Bila Xt ≥ C sehingga Xt ε S dan Zt = 1 Selain itu Xt ε U dan Zt = 0

HASIL STUDI DAN PEMBAHASANData debit sintetik periode 2 mingguan dari data pencatatan stasiun PLTA Eretan selama 15 tahun diturunkan dengan model PARMA sebanyak 50 seri data debit sintetik, kemudian dihitung nilai rata-rata dan stadar deviasinya untuk setiap periode 2 mingguan. Hasilnya digambar sebagai grafik untuk membandingkan dengan nilai rata-rata dan stadar deviasi dari data hasil pencatatan. Grafik perbandingan kedua parameter statistik data debit sintetik dan data hasil pengukuran dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

542

Gambar 3. Perbandingan nilai rata-rata dan standar deviasi.

Hasil analisis optimasi dengan model program dinamik adalah berupa pola operasi Waduk Jatigede berupa kurva pola operasi (Rule Curve) yang digambarkan pada Gambar 4. Kebutuhan air irigasi yang ada di Bendung Rentang dan kebutuhan air bakunya dianalisis menggunakan perangkat lunak RIBASIM dengan input berupa data penduduk, data hidrometeorologi wilayah tersebut serta pola tanam yang telah ditentukan berdasar keputusan bupati setempat. Data karakteristik waduk, kebutuhan air dari waduk dan debit inflow waduk digunakan untuk analisis optimasi.

Gambar 4. Kurva pola operasi Waduk Jatigede

Keandalan dari pola operasi waduk diuji dengan analisis simulasi waduk yang menghasilkan jumlah kegagalan operasi sebanyak 0 kali selama operasi dengan menggunakan 50 seri data inflow sintetik.

KESIMPULAN DAN SARANOptimasi waduk merupakan salah satu upaya untuk memelihara ketersediaan air di waduk guna mengoptimalkan suplai air ke daerah-daerah di hilir yang membutuhkan. Hasil dari optimasi waduk berupa Rule Curve yang dapat digunakan sebagai pedoman pengoperasian waduk pada saat tahun basah, normal, dan kering. Tingkat keandalan pola operasi Waduk Jatigede yang optimal adalah 100 Persen. Hal ini dikarenakan tampungan waduk yang sangat besar dan demand yang kecil, sehingga ke depannya fungsi waduk dapat lebih dioptimalkan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

543

Jika PLTA Jatigede telah dibangun disarankan perlu dilakukan kajian serupa ini agar didapat pola operasi waduk yang optimal dan sesuai dengan pola operasi PLTA yang dirancang oleh PLN.

UCAPAN TERIMAKASIHTerimakasih pada Balai Besar Wilayah Sungai Cimanuk-Cisanggarung atas kesempatan dan data yang diberikan untuk melakukan kajian operasi Waduk Jatigede.

REFERENSIBrandão,J. L. B., (2013).Reservoir Operation Appliedto Hydropower Systems,

Hydropower - Practice and Application, Edited by Dr. Hossein Samadi-Boroujeni. pp.185-200.

Fowler, H. J., C. G. Kilsby, and P. E. O’Connell (2003). Modeling the impacts of climatic change and variability on the reliability, resilience, and vulnerability of a water resource, Water Resour. Res., 39(8), 1222, doi:10.1029/2002WR001778.

Hashimotto, T., Stedinger, J. R., and Loucks, D. P. (1982). Reliability, resiliency, and vulnerability criteria for water resource system performance evaluation, Water Resources Research, 18: 14-20.

Hipel, K. W. and McLeod, A. I., (1994). Time Series Modeling of Water Resources and Environmental Systems, Elsevier, Amsterdam, The Netherlands.

Labadie, J. (1998). Reservoir system optimization models. Water Resources Update Journal,Issue107, pp. (83-110)

Labadie, J. (2004). Optimal Operation of Multireservoir Systems: State-of-the-ArtReview.Journal of Water Resources Planning and Management, Vol.130, No.2, pp. (93-111)

Salas, J. D., (1993). Analysis and modeling of hydrologic time series, In: Handbook of hydrology, D. R. Maidment, pp. (19.1-19.72), McGraw-Hill Inc., ISBN 0070397325, New York,USA.

Tesfaye, Y. G., (2005). Seasonal Time Series Models and Their Applicationto the Modeling of River Flows, A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Hydrology, University of Nevada, Reno.

Yeh, W. W-G, (1985). Reservoir Management and Operations Models: A State-of-the-Art Review, Water Resources Research, Volume 21, Issue 12, pages 1797–1818.

544

PENERAPAN INFORMATIVE BASED EARLY WARNING SYSTEM DALAM PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR

DI WILAYAH SUNGAI BRANTAS

Raymond Valiant Ruritan, Titik Indahyani, dan Erwando Rachmadi*

Perum Jasa Tirta I

*erwando@jasatirta1.net

Intisari

Dalam kurun waktu dua puluh tahun terakhir, perubahan iklim global telah mempengaruhi kondisi cuaca di dunia dan Indonesia pada khususnya. Konvensi Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) tentang Perubahan Iklim mendefinisikan perubahan iklim sebagai suatu perubahan kondisi iklim yang terkait baik secara langsung maupun tidak langsung dengan aktifitas manusia yang mengubah komposisi atmosfer global. Perubahan iklim diperkirakan akan menyebabkan perubahan-perubahan antara lain perubahan jumlah dan pola presipitasi yang akan berakibat meningkatnya besaran dan frekuensi banjir dan kekeringan. Perubahan jumlah dan pola presipitasi telah tampak terjadi di Wilayah Sungai(WS) Brantas dimana tren curah hujan di WS Brantas mengalami peningkatan rata-rata sebesar 6 mm/tahun selama periode 1955 – 2006. Di WS Brantas telah terjadi banyak kejadian hujan yang ekstrim dan merata sehingga menyebabkan terjadinya banjir di beberapa anak Sungai Brantas. Untuk mengantisipasi dampak tersebut, perlu dilakukan upaya-upaya adaptasi mulai sekarang dengan melibatkan peran aktif seluruh pihak terkait. Salah satu upaya adaptasi yang dilakukan Perum Jasa Tirta I (PJT I) adalah dengan penerapan Informative Based Early Warning System, yang telah diimplementasikan diantaranya dalam bentuk pembuatan early warning system berbasis masyarakat, pengembangan jaringan pemantauan hidro informasi berbasis saluran telekomunikasi seluler serta pengembangan web based flood warning system. Penerapan Informative Based Early Warning System ini telah dapat memberikan informasi sedini mungkin kepada semua pihak tidak hanya PJT I, tetapi juga pihak pihak lain yang terkait, diantaranya masyarakat terdampak. Informasi sedini mungkin dan dapat difahami oleh seluruh pihak akan sangat penting dalam upaya penentuan langkah mitigasi penanganannya. Penerapan sistem teknologi informasi ini ke depan masih akan terus dikembangkan bersama dengan kegiatan adaptasi perubahan iklim lainnya dalam pengelolaan sumber daya air di WS Brantas.

Kata Kunci : perubahan iklim, pengelolaan SDA, informative based early warning system

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

545

PENDAHULUAN

Latar Belakang Dalam kurun waktu dua puluh tahun terakhir, perubahan iklim global telah mempengaruhi kondisi cuaca di dunia dan Indonesia pada khususnya. Konvensi Perserikatan Bangsa-Bangsa(PBB) tentang Perubahan Iklim mendefinisikan perubahan iklim sebagai suatu perubahan kondisi iklim yang terkait baik secara langsung maupun tidak langsung dengan aktifitas manusia yang mengubah komposisi atmosfer global. Perubahan iklim diperkirakan akan menyebabkan perubahan-perubahan antara lain perubahan jumlah dan pola presipitasi yang akan berakibat meningkatnya besaran dan frekuensi banjir dan kekeringan.

Gambar 1. Grafik Kejadian Hujan dengan Curah Hujan 50-100 mm di Sub DAS Sutami Lahor Periode Tahun 1955-2011 (Sumber: Jasa Tirta I, 2012)

Pada Wilayah Sungai (WS) Brantas di provinsi Jawa Timur saat ini telah tampak tren perubahan pola hidrologi. Tren curah hujan di WS Brantas mengalami peningkatan rata-rata sebesar 6 mm/tahun selama periode 1955-2006. Di Sub daerah aliran sungai (DAS) Sutami-Lahor yang merupakan bagian dari WS Brantas ruas hulu, secara umum tren curah hujan yang terjadi sama dengan di WS Brantas. Tren curah hujan cenderung mengalami peningkatan rata-rata sebesar 8mm/tahun selama periode 1955-2007 (Jasa Tirta I, 2009). Dari hasil analisa kejadian hujan pada Sub DAS Sutami Lahor, juga terjadi tren peningkatan jumlah kejadian hujan dengan curah hujan komulatif 50-100 mm dari rata-rata 8 kejadian hujan meningkat menjadi 12 kejadian hujan per tahun.

Kejadian hujan dengan curah hujan ekstrim juga pernah terjadi di WS Brantas. Pada bulan Desember 2007 terjadi kejadian hujan yang sangat besar dan merata.di WS Brantas. Curah hujan yang terjadi tersebut menghasilkan limpasan aliran permukaan yang besar hingga menyebabkan elevasi muka air waduk Sutami naik 10,09 m dalam kurun satu hari pada tanggal 25-26 Desember 2007.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

546

Hal tersebut dapat menyebabkan meningkatnya probabilitas kejadian banjir mengingat kapasitas tampungan waduk di WS Brantas semakin berkurang. Selain itu telah terjadi banyak kejadian kekeringan yang menyebabkan berbagai persoalan seperti terganggunya produksi pangan, berkurangnya pasokan air baku untuk air minum, dan sebagainya.

Untuk itu, kegiatan adaptasi menghadapi dampak perubahan iklim harus segera dilakukan dengan melibatkan seluruh pihak. Tanpa dukungan dari seluruh pihak, maka kegiatan tersebut tidak akan dapat berjalan secara efektif dan efisien.

Tinjauan PustakaIntergovernmental Panel on Climate Change telah menyatakan bahwa dalam kurun waktu lebih dari 150 tahun terakhir suhu permukaan rata-rata global telah meningkat 0,760C (IPCC, 2007a; IPCC 2007b). Pemanasan global telah menyebabkan iklim yang tidak stabil dan tidak dapat diprediksi seperti perubahan pola hujan dan meningkatnya frekuensi dan intensitas kejadian cuaca ekstrim dan juga menyebabkan kenaikan muka air laut yang signifikan. Perubahan iklim ini disebabkan oleh emisi gas rumah kaca karena perbuatan manusia sendiri. Jika tidak ada tindakan yang diambil untuk mengurangi emisi tersebut maka perubahan iklim akan semakin intensif di masa yang akan datang (IPCC, 2007c). Berdasar skenario emisi tinggi, pada akhir abad ini, suhu permukaan rata-rata global, dari level 1980-1999, akan meningkat mencapai 4 0C, dengan range 2,4-6,4 0C. Hal ini akan menyebabkan konsekuensi yang serius terhadap pertumbuhan dan pembangunan di dunia (ADB, 2009).

Di Indonesia sendiri, dalam kurun tiga dasawarsa terakhir ini, iklim di Indonesia mengalami perubahan yang cukup dinamis. Salah satu kondisi yang dapat dirasakan adalah semakin naiknya suhu serta kian beragamnya pola iklim saat ini. Kejadian cuaca ekstrim di Indonesia pada umumnya berkaitan dengan El Nino Southern Oscillation (ENSO). Signal ENSO sangat kuat di Indonesia, khususnya di wilayah yang memiliki iklim munson seperti Jawa, Bali dan Nusa Tenggara. Jumlah hujan pada musim kemarau di wilayah ini telah menurun dua kali lipat dibandingkan pulau lain (Irawan, 2002). Dalam beberapa tahun terakhir ini, El Nino semakin sering terjadi dengan semakin meningkatnya anomali suhu global (Hansen dkk, 2006). Berdasarkan studi yang dilakukan oleh Boer dan Perdinan (2008) diketahui bahwa bencana terkait iklim meningkat tajam dalam lima dekade terakhir ini khususnya bencana banjir dan tanah longsor.

Berdasarkan pengamatan dari Dartmouth Flood Observatory Global Archive of Large Flood Events (2009), tercatat sebanyak 154 kejadian banjir yang terjadi di Indonesia mulai tahun 1985 – April 2009 yang disebabkan oleh curah hujan yang tinggi. Sebanyak 54 kejadian banjir mempunyai nilai magnitude (M) diatas 5. Dari data tersebut, dapat diidentifikasi bahwa lebih dari 40 kejadian banjir terjadi di Pulau Jawa, kebanyakan terjadi di WS Brantas dan Bengawan Solo. Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa frekuensi kejadian banjir di Indonesia meningkat secara signifikan dalam 20 tahun terakhir, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 2.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

547

Gambar 2. Magnitudo dan Frekuensi Kejadian Banjir di Indonesia mulai tahun 1985 sampai bulan April 2009 (Dartmouth Flood Observatory, 2009)

Dampak perubahan iklim tentunya sangat berpengaruh terhadap sumber daya air yang ada. Dengan meningkatnya suhu maka laju evaporasi dan transpirasi akan meningkat. Hal ini pada akhirnya akan mempengaruhi kuantitas dan kualitas air yang tersedia untuk keperluan produksi pertanian dan konsumsi manusia. Pola hujan yang tidak teratur dan berubah-ubah akan menyebabkan aliran permukaan yang tidak teratur di sungai-sungai, sehingga pada akhirnya dapat mempengaruhi kuantitas air untuk pembangkitan tenaga listrik, irigasi dan lain-lain. Ketika terjadi El Nino, maka aliran permukaan akan berkurang, sehingga kemungkinan terjadi kekeringan sangat besar. Sedangkan ketika terjadi La Nina, intensitas hujan besar akan meningkat sehingga menyebabkan aliran permukaan yang besar dan kemungkinan terjadi banjir sangat besar.

Metodologi Studi1. Identifikasi awal dilakukan pada sistem hidroinformasi eksisting di WS Brantas

dalam wilayah kerja PJT I yang berpotensi untuk dilakukan pengembangan.

2. Pengembangan informative based early warning system dalam pengelolaan sumber daya air di wilayah sungai brantas

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Adaptasi Menghadapi Dampak Perubahan Iklim Di WS Brantas

Ada 2 (dua) cara dalam menghadapi dampak perubahan iklim karena pengaruh kegiatan manusia yaitu adaptasi dan mitigasi. Adaptasi melibatkan perbaikan sistem yang dimiliki manusia dan alam dalam merespon dampak perubahan iklim, baik yang sedang terjadi maupun yang akan terjadi, untuk mengurangi dampak negatif dan mengambil manfaat positifnya.

Dalam melaksanakan kegiatan adaptasi terhadap dampak perubahan iklim global terdapat banyak tantangan antara lain rendahnya komitmen dan inisiatif politik

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

548

untuk pengembangan kebijakan, strategi dan program adaptasi perubahan iklim, kurangnya dana untuk kegiatan adaptasi perubahan iklim, kurangnya ahli dan teknologi dalam adaptasi perubahan iklim dan kurangnya kesadaran dan keterlibatan masyarakat dalam adaptasi perubahan iklim.

Kegiatan adaptasi dampak perubahan iklim terhadap sumber daya air di WS Brantas telah banyak dilakukan. Salah satu upaya adaptasi yang telah dilakukan PJT I adalah dengan penerapan Informative Based Early Warning System, yang telah diimplementasikan dalam bentuk pengembangan sistem hidro informasi diantaranya pengembangan early warning system berbasis masyarakat, pengembangan jaringan pemantauan hidro informasi berbasis saluran telekomunikasi seluler serta pengembangan web based flood warning system.

Early Warning System Berbasis MasyarakatEarly warning system berbasis masyarakat ini dikembangkan sejak beberapa tahun lalu oleh PJT I. Pengembangan sistem ini berupa instalasi peralatan pemantau kondisi hidrologi pada lokasi yang secara mudah dapat melibatkan masyarakat dalam pengoperasian dan pengelolaannya. Lokasi penempatan peralatan ini berada di anak anak sungai WS Brantas yang berpotensi terjadi banjir. Instrumen ini terdiri dari 2 jenis yaitu pemantau curah hujan dan pemantau tinggi muka air dimana di setiap peralatannya dilengkapi dengan sirine yang dapat berbunyi pada curah hujan tertentu atau tinggi muka air tertentu.

Gambar 3. Early Warning System di WS Brantas

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

549

Pada saat tinggi muka air ataupun curah hujan mencapai kondisi siaga banjir, maka sirine akan berbunyi sehingga dapat memberi informasi kesiagaan kepada masyarakat di sekitar sungai. Dengan diketahuinya kondisi siaga sedini mungkin, maka masyarakat sekitar sungai yang berpotensi terdampak segera dapat melakukan mitigasinya guna meminimalisir kerugian akibat banjir. Saat ini telah dioperasikan sebanyak 24 stasiun pemantau tinggi muka air di sungai dan 16 stasiun pemantau curah hujan.

Pengembangan Sistem Pemantauan Hidro Informasi Berbasis Saluran Telekomunikasi SelulerPemantauan early warning system berbasis saluran telekomunikasi seluler ini dikembangkan dalam rangka peningkatan sistem pemantauan hidro informasi eksisting yang telah dimiliki PJT I. Sejak tahun 1990 PJT I menggunakan jaringan pemantauan hidrologi yang tergabung dalam Flood Forescasting and Warning System (FFWS), yang terdiri dari 26 stasiun pemantau curah hujan, 21 stasiun pemantau tinggi muka air di sungai dan waduk. Adapun sistem komunikasi data yang digunakan menggunakan jaringan telemetri.

Peningkatan sistem hidro informasi ini dilakukan menggunakan sistem teleomunikasi berbasis seluler mengingat jaringan seluler saat ini mudah diakses di manapun, sehingga diharapkan informasi terkait kondisi hidrologi dapat segera diketahui secara real time oleh pengambil keputusan di mana saja guna tindak lanjutnya.

Gambar 4. Sistem Pemantauan Hidro Informasi Berbasis Jaringan Seluler

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

550

Pengembangan sistem ini dilakukan pada 31 stasiun pemantau tinggi muka air sungi atau waduk dan 43 stasiun pemantau curah hujan di sepanjang WS Brantas.

Pengembangan Web Based Flood Warning System Guna mempermudah dalam akses informasi kondisi hidrologi, maka dikembangkan juga Web Based Flood Warning System. Pengembangan ini memungkinkan untuk pemantauan sistem informasi nantinya dapat diakses melalui internet.

Gambar 5. Tampilan Antar Muka Web Based Flood Warning System

Sistem ini merupakan pengembangan dari sistem jaringan pemantuan hidrologi FFWS telah dimiliki oleh PJT I. Pada awalnya FFWS yang menggunakan sistem radio telemetri dalam pengoperasiannya, hanya dapat diakses pada satu tempat tertentu saja. Dengan adanya pengembangan ini, informasi kondisi aktual terkait tinggi muka air dan curah hujan yang telah dikirim melalui jaringan pemantau berbasis seluler dengan mudah dapat di akses dari berbagai tempat.

Web Based Flood Warning System masih dalam tahap pengembangan lebih lanjut, sehingga saat ini baru dapat diakses di dalam lingkungan kantor PJT I. Pengembangan masih terus dilakukan dalam rangka penyempurnaan sistem ini, guna informasi sedini mungkin dapat diterima dan difahami oleh seluruh pihak dalam upaya penentuan langkah mitigasi penanganannya.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

551

KESIMPULAN

Untuk mengantisipasi dampak perubahan iklim global, kiranya perlu dilakukan upaya-upaya adaptasi mulai sekarang dengan melibatkan peran aktif seluruh pihak terkait. Salah satu upaya adaptasi yang telah dilakukan PJT I adalah dengan penerapan Informative Based Early Warning System, yang telah diimplementasikan diantaranya dalam bentuk pembuatan early flood warning system berbasis masyarakat, pengembangan jaringan pemantauan hidro informasi berbasis saluran telekomunikasi seluler serta pengembangan web based flood warning system.

Penerapan Informative Based Early Warning System ini telah dapat memberikan informasi sedini mungkin kepada semua pihak tidak hanya PJT I, tetapi juga pihak pihak lain yang terkait, diantaranya masyarakat terdampak. Informasi sedini mungkin dan dapat difahami oleh seluruh pihak akan sangat penting dalam upaya penentuan langkah mitigasi penanganannya.

Penerapan sistem teknologi informasi ini ke depan masih akan terus dikembangkan bersama dengan kegiatan adaptasi perubahan iklim lainnya dalam pengelolaan sumber daya air di WS Brantas.

REFERENSI

Asian Development Bank (ADB), 2009: The Economics of Climate Change in Southeast Asia: Regional Review. Mandaluyong City, the Philippines

Boer, R., and Perdinan. 2008. Adaptation to Climate Variability and Climate Change: Its Socio-economics Aspect. Proceeding of the Workshop on Climate Change: Impacts, Adaptation and Policy in Southeast Asia, Economy and Environmental Program for Southeast Asia, Bali.

Climatic Research Unit, 2006: Climate Change Projections in Indonesia. University of Anglia, United Kingdom

Dartmouth Flood Observatory, 2009: Global Active Archive of Large Flood Events. Tersedia di website: http://www.dartmouth.edu/%7Efloods/Archives/index.html [diakses 11 April 2009]

Hansen, J., M. Sato, R. Ruedy, K. Lo, D.W.Lea and M. Medina-Elizade. 2006. Global Temperature Change. Proceedings of the National Academy of Science 103:14288-93

Harianto, et all, 2008: Impact of Climate Change on Floods in Bengawan Solo and Brantas River Basins, Indonesia, Paper presented at the 11th Riversymposium, Brisbane, Australia, September 3

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

552

IPCC, 2007: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, M.L. Parry, O.F. Canziani, J.P. Palutikof, P.J. van der Linden and C.E. Hanson, Eds., Cambridge University Press, Cambridge, UK, 7-22

IPCC, 2007b: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [B. Metz, O.R. Davidson, P.R. Bosch, R. Dave, L.A. Meyer (eds)], Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA

IPCC, 2007c: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA

Irawan, B. 2002. Stabilization of Upland Agriculture Under El-Nino-induced Climate Risk: Impact Assessment and Mitigation Measures in Indonesia. Working Paper No 62, Center for Research and Development of Coarse Grain, Pulses, Roots and Tuber Crops in the Humid Tropics of Asia and the Pacific, Bogor, Indonesia

Jasa Tirta I, 2009. Adaptasi Perubahan Iklim Dalam Pengelolaan Sumber Daya Air Di Wilayah Sungai Kali Brantas. Seminar Nasional Teknologi Lingkungan VI 2009, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 10 Agustus 2009

Leary, Neil et all, 2009. Climate Change and Adaptation, Earthscan, London, United Kingdom

Ludwig, Fulco et all, 2009. Climate Change Adaptation in the Water Sector, Earthscan, London, United Kingdom

Perum Jasa Tirta I. 2005. Pedoman Operasi dan Pemeliharaan di DPS Kali Brantas – Cetakan IV, Malang.

Ratag, M. A. 2007. Climate Variability and Climate Change Scenario in Indonesia. Paper presented at the Workshop on Issues on Climate Change and Its Connection With National Development and Planning, Jakarta, 1 October

553

PENGEMBANGAN PETA ZONASI FISIOMORFOHIDRO UNTUK EVALUASI KEBUTUHAN PEMBANGUNAN

STASIUN KLIMATOLOGI-CURAH HUJAN DI PULAU JAWA BAGIAN BARAT

Iwan Setiawan1, Dede Rohmat2, dan Ima Mirayani3

1 Lektor Kepala Jurusan Pendidikan Geografi FPIPS Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr Setiabudi No 229 Bandung, Tlp 08122436787; iwan4671@gmail.com

2 Guru Besar Jurusan Pendidikan Geografi FPIPS UPI; Profesional Madya Pengelolaan Sumber Daya Air; Pengurus HATHI Cabang Bandung;

Jl. Dr. Setiabudi No 229 Bandung, Tlp 082115444499; dederohmat64@gmail.com3 Praktisi Pengelolaan SDA, Jurusan Pendidikan Geografi, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No. 229 Bandung 40154, Tlp : 081322408080; ima_mirayani@yahoo.com

Intisari

Secara sepintas, peristiwa hujan terjadi secara acak, baik dari sisi ruang maupun waktu. Namun, kenyataannya curah hujan memiliki pola tertentu. Pola ini sangat kelihatan di wilayah kajian yaitu Pulau Jawa Bagian Barat (Propinsi Jawa Barat dan Banten) yang dipengaruhi oleh faktor fisiografi, topografi dan curah hujan. Jika ketiga faktor tersebut dikompilasi akan menghasilkan Peta Zonasi Fisiomorfohidro. Implikasinya adalah bahwa sangat relevan dan rasional jika penempatan stasiun pengamat curah hujan dilakukan berdasarkan Zonasi Fisiomorfohidro. Prosedur yang ditempuh adalah dengan mengumpulkan peta tematik sekunder (Peta Fisiografi, Topografi, Isohyet) dan kemudian melakukan overlayketiga peta tersebut dengan menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG). Hasil overlay peta disebut dengan Zonasi Fisiomorfohidro. Berdasarkan hasil kajian diketahui bahwa pada wilayah kajian memiliki 92 zonasi Fisiomorfohidro yang sebanyak 64,13% tidak terwakili oleh stasiun hujan yang ada saat ini. Dan zonasi yang terwakili pun persebarannya/proporsi keterwakilannya tidak merata. Hasil kajian ini sangat bermanfaat sebagai bahan evaluasi sebaran stasiun hujan saat ini dan sebagai dasar pertimbangan dalam pengembangan stasiun hujan pada masa yang akan datang. Dengan pendekatan ini, setiap karaktersitik fisik wilayah terwakili oleh sedikitnya satu stasiun hujan, sehinggakebutuhan data hujan yang akurat dan akuntable untuk pembangunan sektor keairan dapat dipenuhi.

Kata Kunci : Curah Hujan, Fisiomorfohidro, Pulau Jawa, Jawa Barat, Banten.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

554

PENDAHULUAN

1. Latar BelakangDewasa ini pengelolaan sumber daya air (PSDA)semakin mendapat perhatian penting dari pemerintah. Berbagai jenis kegiatan PSDA banyak dilakukan di berbagai wilayah di Indonesia. Setidaknya terdapat 4 (empat) permasalahan umum yang dihadapi dalam kegiatan PSDA, yakni terlalu banyak air, kekeringan air, pencemaran air, dan distribusi air. Dari keempat masalah tersebut, tiga diantaranya (kecuali pencemaran air) dapat diatasi jika mengenal sifat-sifat hujan, salah satunya dengan cara memformulasikan sifat hujan untuk menentukan rekayasa sumber daya air yang tepat guna. Namun, untuk dapat mengatasi permasalahan tersebut tidak didukung dengan adanya data yang representatif.

Representatif yang dimaksud adalah data yang dibutuhkan lengkap secara kualitas, kuantitas, dan persebarannya. Secara kualitas dapat dilihat dari nilai akurasi data curah hujan yang diperoleh serta isian data yang lengkap atau tidak bolong-bolong. Secara kuantitas yang dimaksud adalah kelengkapan data berdasarkan durasi (menit, jam, hari, bulan, dan tahun) dan serial data per tahunnya. Sedangkan kelengkapan data berdasarkan persebarannya adalah keterwakilan setiap wilayah oleh stasiun hujan yang ada.

Idealnya adalah setiap wilayah yang memiliki karakteristik fisik yang berbeda memiliki satu stasiun hujan pewakil. Namun kenyataannya persebaran hujan di Indonesia tidak memperhatikan hal tersebut sehingga penempatan stasiun hujan tidak merata. Berdasarkan data yang diperoleh, persebaran stasiun hujan di Indonesia lebih banyak terpusat di Pulau Jawa, sedangkan persebaran di pulau lainnya sangat terbatas. Meskipun demikian, banyaknya staiun hujan di Pulau Jawa juga tidak memperhatikan keterwakilan wilayah, artinya banyak pada satu wilayah dengan karakteristik fisik yang sama dan jarak yang relatif berdekatan terwakili oleh satu bahkan lebih stasiun hujan. Sedangkan di wilayah lainnya tidak terwakili oleh stasiun hujan yang ada. Sebagai contoh, hal ini sangat kentara terjadi di wilayah Pulau Jawa Bagian Barat (Propinsi Jawa Barat dan Propinsi Banten).

Perbedaan karakteristik wilayah Pulau Jawa Bagian Barat faktanya tidak seluruhnya terwakili oleh banyaknya stasiun hujan yang dimiliki. Perbedaan karakteristik wilayah tersebut dapat dilihat dari perbedaan karakteristik fisiografi, topografi, dan isohyet. Parameter fisik tersebut jika diakitkan dengan aspek keterwakilan wilayah dengan stasiun hujan kita sebut dengan istilah Fisiomorfohidro. Beberapa fakta lain yang berkembang di Propinsi Jawa Barat dan Banten terkait dengan stasiun hujan adalah :

1. Propinsi Jawa Barat dan Banten memiliki cukup banyak stasiun hujan tetapi representasi terhadap wilayah kurang memadai.

2. Data yang diperoleh ada tetapi tidak lengkap secara kualitas dan kuantitas.

Melihat adanya permasalahan-permasalahan diatas maka perlu adanya suatu penelitian yang mengkritisi masalah tersebut. Oleh karena itu, penulis merasa

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

555

tertantang untuk melakukan kajian dengan judul permasalahan Pengembangan Peta Zonasi Fisiomorfohidro untuk Evaluasi Kebutuhan Pembangunan Stasiun Klimatologi-Curah Hujan di Pulau Jawa Bagian Barat.

2. Pertimbangan Teoritis Persebaran Stasiun Hujan IdealPersebaran stasiun iklim di Indonesia umumnya terkonsentrasi di Pulau Jawa dengan ketersediaan dan kualitas data yang lebih baik dibandingkan dengan di luar Jawa. Dari sekitar 4000-5000 stasiun hujan di Indonesia, 3000 diantaranya terdapat di Pulau Jawa (Rejekiningrum, 2010). Hampir semua wilayah di luar Pulau Jawa terdapat ketidakseimbangan antara jumlah stasiun pengamat dengan luas wilayah, selain itu juga ketersediaan dari hasil pengamatan pada periode yang singkat. Menurut Rejekiningrum, dkk. (2003) sebaran stasiun di Pulau Jawa paling rapat dibandingkan pulau lainnya dengan kerapatan stasiun 3,5 stasiun/1000 km2. Umumnya stasiun hujan/iklim yang ada sekarang, hanya sebagian yang mempunyai rekaman data yang baik dan cukup panjang. Jumlah dan kerapatan stasiun hujan/iklim pada masing-masing pulau/wilayah disajikan pada Tabel 1.

Dengan segala kekurangan dan kelebihannya, alat pengukur hujan terdiri dari 2 macam yaitu alat pengukur hujan manual dan alat pengukur hujan otomatik. Data menunjukkan stasiun hujan dan stasiun meteorologi yang ada di Propinsi Jawa Barat dan Banten hampir 99% menggunakan alat pengukur hujan manual dengan hasil data adalah data harian. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi pada saat menempatkan alat pengukur hujan yaitu :

1) Harus diletakkan di tempat yang bebas halangan atau pada jarak 4 kali tinggi obyek penghalang.

2) Alat harus tegak lurus dan tinggi permukaan penakar antara 90-120 cm di atas permukaan tanah.

3) Bebas dari angin balik.4) Alat harus dilindungi baik dari gangguan binatang maupun manusia.5) Secara teknis alat harus standar.6) Dekat dengan tenaga pengamat.

Tabel 1. Jumlah dan Kerapatan Stasiun Hujan / Iklim di Masing-masing Pulau di Indonesia.

No Nama Pulau (Wilayah)

Luas Wilayah (km2)

Jumlah Stasiun

Kerapatan Stasiun/1000 km2

1 Sumatera 480.847 266 0,552 Jawa 127.569 455 3,573 Kalimantan 574.194 163 0,284 Sulawesi 191.671 159 0,835 Bali dan Nusa Tenggara 73.137 114 1,566 Maluku 77.870 32 0,417 Papua 365.466 122 0,33

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

556

Kepadatan minimum jaringan hujan berikut ini telah direkomendasi guna maksud-maksud hidro meteorologis umum (Linsley, dkk. 1982) dalam Suryatmojo, 2006 :

1) Untuk daerah datar, beriklim sedang, mediteranean dan zona tropis 600 - 900 km2 untuk setiap stasiun.

2) Untuk daerah-daerah pegunungan beriklim sedang, mediteranean dan zone tropis, 100 - 250 km2 untuk setip stasiun.

3) Untuk pulau-pulau dengan pegunungan kecil dengan hujan yang beraturan, 25 km2 untuk setiap stasiun.

4) Untuk zone-zone kering dan kutub, 1500-10.000 km2 untuk setiap stasiun.

Beberapa jenis alat ukur/penakar hujan antara lain ombrometer, Hellman, Tipping Bucket, Pluviograf atau Rain Gauge, dan lain-lain. Hasil pengukuran data hujan dari masing-masing alat pengukuran hujan adalah merupakan data hujan suatu titik (point rainfall). Padahal untuk kepentingan analisis yang diperlukan adalah data hujan suatu wilayah (areal rainfall). Ada beberapa cara untuk mendapatkan data hujan wilayah yaitu :

1) Cara rata-rata aljabar2) Cara poligon thiessen3) Cara isohyet

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

1. Penentuan Zonasi FisiomorfohidroPembuatan Zonasi Fisiomorfohidro dimaksudkan untuk rasionalisasi pemilihan dan penentuan stasiun meteorologi pewakil untuk setiap zonasi karakteristik wilayah Pulau Jawa Bagian Barat. Zonasi tersebut menggambarkan wilayah-wilayah dengan karakteristik morfologi, ketinggian dan curah hujan yang yang relatif sama. Untuk keperluan tersebut, pada tahap awal, dilakukan pengumpulan data ketinggian, morfologi, dan curah hujan. Data tersebut dipresentasikan dalam bentuk peta-peta yang kemudian ditumpangsusunkan (overlay). Adapun langkah-langkahnya secara lebih rinci adalah sebagai berikut :

a. Pengumpulan Peta Tematik SekunderPeta tematik sekunder merupakan peta tematik yang telah disusun sebelumnya oleh lembaga tertentu, terdiri atas peta fisiografi, peta ketinggian, dan peta isohyet. Ketiga peta dijadikan dasar dalam menentukan Zonasi Fisiomorfohidro dengan pertimbangan bahwa variasi curah hujan di Pulau Jawa Bagian Barat secara spasial banyak dikontrol oleh ketinggian dan fisiografi atau morfologi. Sedangkan peta isohyet memberikan batasan wilayah dari curah hujan rata-rata tahunan.

Peta fisiografi yang digunakan adalah peta fisiografi yang dibuat oleh Van Bemmelen. Peta tersebut membagi wilayah Pulau Jawa Bagian Barat menjadi Daerah Pantai Jakarta, Zona Bogor, Zona Bandung, Pegunungan Bayah, dan Daerah Pegunungan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

557

Selatan.Peta topografi diperoleh dari citra SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) dengan klasifikasi ketinggian <600 meter, 600 – 1000 meter, 1000 – 1500 meter, dan >1500 meter. Sedangkan peta Isohyet yang dijadikan dasar adalah peta isohyet yang dibuat pada tahun 1973 oleh Lembaga Meteorologi dan Geofisika Departemen Perhubungan Jakarta. Peta tersebut dijadikan dasar untuk dikoreksi dengan data curah hujan tahunan terbaru tahun 2000-2009.

b. Koreksi Peta IsohyetKoreksi peta isohyet tahun 1973 menggunakan data terbaru (2000-2009) dengan mengoreksi batas beberapa wilayah yang berubah data curah hujan tahunannya. Koreksi peta isohyet dilakukan dengan melakukan klasifikasi ulang curah hujan dan membuat batas isohyet baru hasil koreksi. Gambaran tentang kondisi tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Klasifikasi Peta Isohyet 1973 dan Keterangan Kelengkapan Pos HujanKlasifikasi Curah

Hujan (mm/tahun)Jumlah Pos Hujan yang

Datanya SesuaiJumlah Pos Hujan yang Datanya Tidak Sesuai

Tidak ada data

1000 – 1500 2 0

1500 – 2000 6 0

2000 – 2500 5 3 3

2500 – 3000 21 13 5

3000 – 3500 7 6 1

3500 – 4000 3 15

4000 – 4500 1 7

4500 – 5000 0 2

5000 – 6000 Tidak ada data

6000 – 7000 Tidak ada data

Tabel di atas menunjukkan bahwa ada sejumlah pos hujan yang data curah hujannya sesuai dengan peta wilayah yang sesuai antara isohyet dengan data terbaru. Namun, terdapat pula sejumlah pos hujan yang data curah hujannya tidak sesuai dengan isohyet. Karena itu, dilakukan koreksi dengan mengklasifikasi ulang data curah hujan tahunannya. Hasil klasifikasi ulang adalah 1000-1500, 1500-2000, 2000-2500, 2500-3000, 3000-3500, 3500-4000, 4000-4500, 4500-5000. Perbedaan atau ketidaksesuaian antara isohyet dengan data curah hujan terbaru memerlukan koreksi batas isohyet.

c. Tumpangsusun (Overlay) PetaTumpangsusun peta menggunakan Aplikasi Sistem Informasi Geografis (SIG) dengan software MapInfo dan ArcGIS. Untuk memudahkan, tiap unit lahan diberi kode tersendiri.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

558

Tabel 3. Klasifikasi Parameter dan Simbolisasi Fisiografi, Topografi, dan IsohyetParameter dan Simbol

Fisiografi Simbol Ketinggian Simbol Isohyet SimbolDaerah Pantai Jakarta Jk < 600 a 1000 - 1500 1Zona Bogor Bg 600 - 1000 b 1500 - 2000 2Zona Bandung Bd 1000 - 1500 c 2000 - 2500 3Daerah Pegunungan Selatan Ps > 1500 d 2500 - 3000 4Pegunungan Bayah Pb 3000 - 3500 5

3500 - 4000 64000 - 4500 74500 - 5000 8

Contoh : Bd1bSimbol dua huruf pertama menunjukkan kondisi fisiografiSimbol kedua menunjukkan kondisi curah hujanSimbol ketiga menunjukkan topografi

Hasil overlay ketiga karakteristik wilayah Pulau Jawa Bagian Barat dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 1. Peta Overlay Stasiun Hujan dan Zonasi Fisiomorfohidro Pulau Jawa Bagian Barat

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

559

2. Analisis Persebaran Stasiun Hujan Berdasarkan FisiomorfohidroData stasiun hujan yang menjadi acuan dalam penelitian ini adalah data yang bersumber dari Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Propinsi Jawa Barat tahun 2010 yang dapat dipetakan dan tercatat memiliki jumlah curah hujan tahunan. Kendala beberapa data stasiun hujan lain yang tidak dapat dipetakan adalah karena posisi stasiun hujan atau koordinat stasiun hujan yang tidak tercatat. Bahkan setelah melakukan survey lapangan, terdapat ketimpangan antara koordinat yang tercatat dengan lokasi sebenarnya di lapangan.

Peta persebaran stasiun hujan Pulau Jawa bagian barat dengan peta fisiografi, peta topografi, peta isohyet, dan peta zonasi Fisiomorfohidro, pada umumnya persebaran stasiun hujan tidak merata. Persebaran stasiun hujan lebih banyak terpusat pada satu zona, sehingga pada zona lainnya hanya sedikit bahkan tidak memiliki stasiun hujan pewakil. Sedangkan pada zona yang memiliki jumlah stasiun hujan lebih banyak, terdapat kelebihan jumlah stasiun hujan dari jumlah ideal yang ditentukan.

Tabel 4. Jumlah dan Kerapatan Stasiun Hujan di Pulau Jawa Bagian Barat Berdasarkan Zonasi Fisiografi

No. Fisiografi Luas (km2)

Jumlah Stasiun Hujan Aktual

Ideal 1 per 1000 km2 Keterangan

1 Daerah Pantai Jakarta 7,050.45 17 7 Lebih 102 Daerah Pegunungan Selatan 15,092.30 41 15 Lebih 263 Pegunungan Bayah 5,166.75 10 5 Lebih 54 Zona Bandung 8,293.10 29 8 Lebih 215 Zona Bogor 10,967.14 46 11 Lebih 35

Total 46,569.74 143 46 Lebih 97

Hasil overlay peta sebaran stasiun hujan dengan peta fisiografi menunjukkan bahwa stasiun hujan di Pulau Jawa bagian barat tersebar di semua zona tetapi tidak merata. Persebaran stasiun hujan lebih banyak terdapat di zona Bogor dan Daerah Pegunungan Selatan. Sedangkan untuk bagian utara Pulau Jawa bagian baratsendiri yaitu Daerah Pantai Jakarta hanya memiliki 17 stasiun hujan pewakil, pegunungan bayah10 stasiun hujan, dan zona Bandung 29 stasiun hujan. Analisis berdasarkan overlay zona fisiografi juga menunjukkan bahwa jumlah stasiun hujan aktual lebih banyak tersebar dibandingkan dengan jumlah ideal per 1000 km2 yang seharusnya. Jika dilihat secara keseluruhan, antara jumlah stasiun aktual dan ideal per 1000 km2 terdapat kelebihan stasiun hujan sebanyak 97 stasiun hujan (lihat Tabel 4).

Tabel 5. Jumlah dan Kerapatan Stasiun Hujan di Pulau Jawa Bagian Barat Berdasarkan Zonasi Topografi

No. Topografi (m dpl) Luas (km2) Jumlah Stasiun

Hujan AktualIdeal 1 per 1000 km2 Keterangan

1 < 600 34,784.54 102 35 Lebih 672 600 - 1000 8,046 28 8 Lebih 203 1000 - 1500 2,846 12 3 Lebih 94 > 1500 892.46 1 1 Sesuai

Total 46,569.74 143 47 Lebih 96

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

560

Persebaran stasiun hujan berdasarkan zonasi topografi menunjukkan bahwa stasiun hujan lebih banyak tersebar pada zona topografi < 600 m dpl dengan jumlah stasiun tersebar 102, sedangkan jumlah ideal per 1000 km2 adalah 35 stasiun hujan. Artinya pada zona ini terdapat kelebihan stasiun hujan sebanyak 67 stasiun yang tersebar. Pada zona topografi >1500 m dpl terdapat kesesuaian antara jumlah stasiun aktual dengan jumlah ideal per 1000 km2. Pada zona topografi keberadaan stasiun hujan pada setiap wilayah topografi adalah lebih dari jumlah idealnya. Jika dilihat secara keseluruhan, antara jumlah stasiun aktual dan ideal per 1000 km2 terdapat kelebihan stasiun hujan sebanyak 96 stasiun hujan (lihat Tabel 5).

Tabel 6. Jumlah dan Kerapatan Stasiun Hujan di Pulau Jawa Bagian Barat Berdasarkan Zonasi Isohyet

No. Isohyet Luas (km2) Jumlah Stasiun Hujan Aktual

Ideal 1 per 1000 km2 Keterangan

1 1000 - 1500 2,454.68 6 3 Lebih 392 1500 - 2000 5,479.26 15 6 Lebih 93 2000 - 2500 5,451.81 15 6 Lebih 94 2500 - 3000 9,925.70 49 10 Lebih 395 3000 - 3500 17,702.58 38 18 Lebih 206 3500 - 4000 4,344.26 18 5 Lebih 137 4000 - 4500 996.75 2 1 Lebih 18 4500 - 5000 214.7 - 1 Kurang 1

Total 46,569.74 143 50 Lebih 93

Persebaran stasiun hujan berdasarkan zonasi isohyet menunjukkan bahwa stasiun hujan lebih banyak tersebar pada zona isohyet 2500 – 3000 dengan selisih aktual dan ideal adalah stasiun hujan pewakil pada zona ini lebih 39 stasiun hujan. Sedangkan pada zona 4500 – 5000 terdapat kekurangan 1 stasiun hujan dari jumlah idealnya. Pada zonasi isohyet keterwakilan stasiun hujan pada setiap zona secara keseluruhan adalah lebih dari jumlah idealnya. Dilihat secara keseluruhan, antara jumlah stasiun aktual dan ideal per 1000 km2 terdapat kelebihan stasiun hujan sebanyak 93 stasiun hujan (lihat Tabel 6).

Berdasarkan hasil overlay peta zonasi Fisiomorfohidro dan peta persebaran stasiun hujan di Pulau Jawa Bagian Barat, maka diketahui bahwa masih banyak zonasi-zonasi wilayah yang belum memiliki stasiun hujan pewakil. Kriteria penentuan ideal untuk zonasi Fisiomorfohidro adalah 10 – 1000 km2, hal ini dikarenakan zonasi wilayah yang lebih spesifik dari ketiga aspek fisiografi, topografi, dan isohyet. Karena persebaran stasiun hujan lebih banyak tersebar di bagian tengah, maka zonasi-zonasi wilayah yang tidak memiliki stasiun hujan pewakil banyak tersebar di bagian utara dan selatan. Dari 92 zonasi Fisiomorfohidro yang diperoleh, 59 zonasi atau 64,13% diantaranya tidak memiliki stasiun hujan pewakil.Dan sebanyak 26 zonasi atau 28,26% dinyatakan sesuai antara jumlah stasiun hujan aktual dan kondisi idealnya. Namun kesesuaian ini pun tidak berarti bahwa setiap satu zonasi terwakili ideal oleh stasiun hujan aktualnya. Kondisi sesuai ini lebih banyak diakibatkan karena luasan zonasi <10 km2 sehingga tidak memerlukan stasiun hujan pewakil. Jika dilihat secara keseluruhan, maka antara jumlah stasiun

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

561

hujan aktual dan kondisi ideal 10-1000 km2 untuk wilayah Pulau Jawa bagian barat adalah tidak merata, terdapat kelebihan jumlah stasiun hujan dari jumlah idealnya sebanyak 43 stasiun hujan (lihat tabel 7).

Tabel 7. Jumlah dan Kerapatan Stasiun Hujan di Pulau Jawa Bagian Barat Berdasarkan Zonasi Fisiomorfohidro

No. Satuan Lahan Luas (km2)

Jumlah StasiunHujan Aktual

Ideal 1 per 10 - 1000 km2 Keterangan No. Satuan

Lahan Luas (km2)Jumlah StasiunHujan Aktual

Ideal 1 per 10 - 1000 km2 Keterangan

1 Bd 1 b 46.40 1 1 Sesuai 48 Jk 2 a 3,829.16 9 4 Lebih 52 Bd 2 a 59.40 - 1 Kurang 1 49 Jk 3 a 695.04 1 1 Sesuai3 Bd 2 b 265.40 3 1 Lebih 2 50 Jk 4 a 143.30 2 1 Lebih 14 Bd 2 c 38.03 1 1 Sesuai 51 Jk 5 a 3.08 - - Sesuai5 Bd 3 a 480.50 - 1 Kurang 1 52 Pb 4 a 1,454.47 6 2 Lebih 46 Bd 3 b 403.10 3 1 Lebih 2 53 Pb 4 b 23.35 - 1 Kurang 17 Bd 3 c 165.50 - 1 Kurang 1 54 Pb 5 a 2,437.76 4 3 Lebih 18 Bd 3 d 11.68 - 1 Kurang 1 55 Pb 5 b 263.42 - 1 Kurang 19 Bd 4 a 1,575.00 1 2 Kurang 1 56 Pb 5 c 0.77 - - Sesuai

10 Bd 4 b 989.20 7 1 Lebih 6 57 Pb 6 a 276.18 - 1 Kurang 111 Bd 4 c 213.60 2 1 Lebih 1 58 Pb 6 b 271.87 - 1 Kurang 112 Bd 4 d 30.93 - 1 Kurang 1 59 Pb 6 c 86.60 - 1 Kurang 113 Bd 5 a 1,551.00 3 2 Lebih 1 60 Pb 6 d 0.93 - - Sesuai14 Bd 5 b 778.60 3 1 Lebih 2 61 Pb 7 a62.29 - 1 Kurang 115 Bd 5 c 297.50 1 1 Sesuai 62 Pb 7 b 116.83 - 1 Kurang 116 Bd 5 d 96.08 - 1 Kurang 1 63 Pb 7 c 111.26 - 1 Kurang 117 Bd 6 a 329.00 3 1 Lebih 2 64 Pb 7 d 13.35 - 1 Kurang 118 Bd 6 b 291.80 - 1 Kurang 1 65 Pb 8 b 2.81 - - Sesuai19 Bd 6 c 78.96 1 1 Sesuai 66 Pb 8 c 35.22 - 1 Kurang 120 Bd 6 d 39.50 - 1 Kurang 1 67 Pb 8 d 10.48 - 1 Kurang 121 Bd 7 a 180.30 - 1 Kurang 1 68 Ps 1 b 27.42 - 1 Kurang 122 Bd 7 b 187.50 - 1 Kurang 1 69 Ps 2 b 513.50 2 1 Lebih 123 Bd 7 c 40.57 - 1 Kurang 1 70 Ps 2 c 2.17 - - Sesuai24 Bd 7 d 3.28 - - Sesuai 71 Ps 3 a 0.01 - - Sesuai25 Bd 8 a 13.32 - 1 Kurang 1 72 Ps 3 b 641.70 2 1 Lebih 126 Bd 8 b 85.79 - 1 Kurang 1 73 Ps 3 c 168.10 - 1 Kurang 127 Bd 8 c 36.19 - 1 Kurang 1 74 Ps 3 d 32.05 - 1 Kurang 128 Bd 8 d 8.32 - - Sesuai 75 Ps 4 a 1,366.00 7 2 Lebih 529 Bg 2 a 772.24 - 1 Kurang 1 76 Ps 4 b 585.70 3 1 Lebih 230 Bg 3 a 2,849.60 7 3 Lebih 4 77 Ps 4 c 578.50 6 1 Lebih 531 Bg 3 b2.57 - - Sesuai 78 Ps 4 d 293.90 1 1 Sesuai32 Bg 4 a 2,629.77 17 3 Lebih 14 79 Ps 5 a 6,160.75 15 6 Lebih 933 Bg 4 b 23.61 - 1 Kurang 1 80 Ps 5 b 1,664.00 2 2 Sesuai34 Bg 4 c 3.79 - - Sesuai 81 Ps 5 c 624.20 - 1 Kurang 135 Bg 4 d 1.02 - - Sesuai 82 Ps 5 d 255.30 - 1 Kurang 136 Bg 5 a 3,371.08 11 4 Lebih 7 83 Ps 6 a 1,142.00 - 1 Kurang 137 Bg 5 b 123.23 - 1 Kurang 1 84 Ps 6 b 585.50 1 1 Sesuai38 Bg 5 c 44.92 - 1 Kurang 1 85 Ps 6 c 299.90 - 1 Kurang 139 Bg 5 d 42.51 - 1 Kurang 1 86 Ps 6 d 45.43 - 1 Kurang 140 Bg 6 a 775.38 11 1 Lebih 10 87 Ps 7 a 51.81 1 1 Sesuai41 Bg 6 b 102.60 - 1 Kurang 1 88 Ps 7 b 20.36 1 1 Sesuai42 Bg 6 c 14.24 - 1 Kurang 1 89 Ps 7 c 8.02 - - Sesuai43 Bg 6 d 4.46 - - Sesuai 90 Ps 7 d 0.71 - - Sesuai44 Bg 7 a 192.22 - 1 Kurang 1 91 Ps 8 b 22.99 - 1 Kurang 145 Bg 7 b 10.24 - 1 Kurang 1 92 Ps 8 c 1.89 - - Sesuai46 Bg 8 a 0.41 - - Sesuai 46,569.74 143 100 Lebih 4347 Jk 1 a 2,379.32 5 3 Lebih 2

Total

KESIMPULAN DAN SARAN

Pulau Jawa bagian barat memiliki karakteristik wilayah fisik yang berbeda baik dilihat dari segi morfologi, topografi, dan persebaran curah hujannya. Banyaknya stasiun hujan yang ada tidak mewakili perbedaan karakteristik wilayah yang dimiliki. Dasar inilah yang dijadikan sebagai dasar pembuatan zonasi Fisiomorfohidro untuk menentukan pengembangan stasiun hujan ideal. Berdasarkan hasil analisis SIG diketahui bahwa persebaran stasiun hujan di Pulau Jawa bagian barat lebih banyak tersebar di wilayah tengah, artinya wilayah selatan dan utara banyak tidak terwakili oleh stasiun hujan yang ada. Begitu pula jika dilihat dari setiap aspek fisik yang diamati (fisiografi, topografi, dan isohyet), juga menunjukkan stasiun hujan lebih banyak tersebar pada salah satu atau sebagian zonasi saja.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

562

Dari 92 zonasi Fisiomorfohidro hasil overlay peta tematik fisiografi, topografi dan isohyet menunjukkan sebanyak 59 zonasi atau 64,13% diantaranya tidak memiliki stasiun hujan pewakil.Dan sisanya 33 zonasi atau 35,87% zonasi terwakili oleh stasiun hujan dengan jumlah pada masing-masing zonasi tidak ideal, artinya pada beberapa zonasi stasiun hujan jumlahnya lebih banyak dari julah idealnya, dan ada pula yang sebaliknya. Selain itu, sebanyak 26 zonasi atau 28,26% dinyatakan sesuai antara jumlah stasiun hujan aktual dan kondisi idealnya. Namun kesesuaian ini pun tidak berarti bahwa setiap satu zonasi terwakili ideal oleh stasiun hujan aktualnya. Kondisi sesuai ini lebih banyak diakibatkan karena luasan zonasi <10 km2 sehingga tidak memerlukan stasiun hujan pewakil. Jika dilihat secara keseluruhan, maka antara jumlah stasiun hujan aktual dan kondisi ideal 10-1000 km2 untuk wilayah Pulau Jawa bagian barat adalah tidak merata, terdapat kelebihan jumlah stasiun hujan dari jumlah idealnya sebanyak 43 stasiun hujan.

Dari hasil analisis diatas, maka penulis mengemukakan beberapa saran sebagai berikut:

1) Penataan tata letak dari stasiun hujan di Pulau Jawa bagian barat, diusahakan dalam setiap zonaFisiomorfohidrominimal terdapat satu stasiun hujan pewakil, dan jika bisa dengan stasiun meteorologi.

2) Diperlukan suatu integrasi pengelolaan antar instansi yang berkompeten dalam pengukuran hidrometri, terutama pengukuran hujan (stasiun hujan), agar terbentuk suatu pengelolaan yang terpadu dan sistematis dalam penerapan serta pencatatan datanya.

3) Diperlukan suatu usaha sungguh-sungguh untuk mengidentifikasi, memetakan letak, dan kapasitas serta kapabilitas stasiun hujan juga stasiun meteorologi terkini di Pulau Jawa bagian barat.

D. UCAPAN TERIMA KASIH

Pelaksanaan kajian ini tidak terlepas dari peran berbagai pihak, untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada beberapa pihak yang terkait, antara lain:

1. DIKTI sebagai lembaga yang membiayai penelitian.

2. DIPA UPI sebagai lembaga yang juga memberikan biaya penelitian.

3. Dinas PSDA Propinsi Jawa Barat yang berkontribusi pada tahap inventarisasi data.

4. Dinas BMKG Bandung dan Bogor yang juga telah memberikan data.

5. Semua pihak terkait yang membantu dalam proses penyusunan kajian ini dari awal hingga akhir.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

563

E. REFERENSIChow, V.T., Maidment, D.R., and Mays L.W. (1988), Applied hydrology,

McGraw-Hill Book Company, New York, St. Louis, etc.; 110-113.Rejekiningrum, dkk. 2003. Rohmat, Dede dan Indratmo Soekarno, 2004., Pendugaan limpasan hujan pada

cekungan kecil melalui pengembangan persamaan infiltrasi kolom tanah (Kasus di cekungan kecil Cikumutuk DAS Cimanuk Hulu); Makalah PIT HATHI XXI, September-Oktober 2004, Denpasar-Bali.

Rohmat, Dede, 2002. Formulasi pola intensitas hujan berdasarkan kejadian hujan durasi pendek (contoh kasus untuk DAS Cimanuk Hulu), Yayasan Geofera, Bandung.

Rohmat Dede, A. Aziz Djajaputra, Sudarto Notosiswoyo, Indratmo Soekarno, 2005. Model infiltrasi kolom tanah untuk menduga limpasan hujan pada cekungan kecil di DAS bagian Hulu (kasus Cekungan Kecil Cikumutuk DAS Cimanuk Hulu), Disertasi Doktor, Teknik Sipil, FTSP, ITB.

Rohmat, Dede, Indratmo Soekarno, Darsiharjo, Model Infiltrasi Empirik Berdasarkan Sifat Fiik dan Hidrauik Kolom Tanah untuk Menduga Infiltrasi di DAS Bagian Hulu (Kasus Tanah Sand). Peningkatan Mutu Pendidikan Berbasis Riset, Seminar dan Bazar Penelitian, Lembaga Penelitian UPI, Bandung, Januari 2008 (Pemakalah).

Rohmat, Dede, Indratmo Soekarno, Darsiharjo, Model Infiltrasi Empirik Berdasarkan Sifat Fiik dan Hidrauik Kolom Tanah untuk Menduga Infiltrasi di DAS Bagian Hulu (Kasus Tanah Silt). Peningkatan Kerja Dosen dan Guru Berdasarkan Riset, Seminar dan Bazar Penelitian, Lembaga Penelitian UPI, Bandung, 17 Januari 2007 (Pemakalah).

Soekarno, I., Dede Rohmat dan, Persamaan Pola Intensitas Hujan Fungsi dari Durasi dan Probabilitas Hujan untuk Kawasan Daerah Aliran Sungai (DAS) Bagian Hulu. Jurnal Media Komunikasi BMPTTSSI (Akreditasi A), Vol. No. 2006.

Soekarno, Indratmo dan Dede Rohmat, Kajian Koefisien Limpasan Hujan Cekungan Kecil Berdasarkan Model Infiltrasi Empirik untuk DAS Bagian Hulu (Kasus Cekungan Kecil Cikumutuk DAS Cimanuk Hulu)”, Jurnal Teknik Sipil – ITB (Akreditasi B), Vol. 13 No. 1, Januari 2006

Soekarno, Indratmo dan Dede Rohmat, Perbandingan Metoda Formulasi Intensitas Hujan untuk Kawasan Hulu Daerah Aliran Sungai, Journal Geografi GEA, Vol. 5, No. 2, Oktober 2005.

Soekarno, Indratmo dan Dede Rohmat, Pola Intensitas Hujan Menurut Durasi Hujan dan Probabilitas Hujan pada DAS Cimanuk Bagian Tengah” Seminar “Banjir dan Kekeringan” Masyarakat Hidrologi Indonesia, 7 Sept. 2005, Jakarta.

Subarkah, Iman, 1980. Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air, Idea Dharma Bandung.

564

APLIKASI LOGIKA FUZZY SEBAGAI INPUT MODEL PENGEMBANGAN PETA RESIKO EROSI

PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI BERBASIS GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM

Imam Suprayogi, Manyuk Fauzi, dan Eko Riyawan*

Program Studi Teknik Sipil, Universitas Riau

*e_riyawan12@yahoo.com

Intisari

Tujuan utama penelitian adalah mengaplikasikan logika fuzzy sebagai input pengembangan model Peta Resiko Erosi di Daerah Aliran Sungai (DAS) berbasis Geographic Information System (GIS) yang bermanfaat untuk pengembangan strategis terhadap perlindungan lingkungan, penilaian bahaya erosi dan perencanaan regional di DAS Siak Bagian Hulu, Provinsi Riau. Pada saat ini telah terjadi penumpukan sedimen di dasar sungai yang telah mencapai ketinggian 8 meter atau sepertiga dari kedalaman sungai. Hal ini mengindikasikan adanya erosi yang cukup besar di bagian hulu sungai. Metode pendekatan yang digunakan dalam penelitian adalah menggunakan salah satu komponen dari softcomputing yakni logika fuzzy. Adapun data masukan fuzzy berupa nilai erodibilitas yang bersumber dari peta geologi yang diterbitkan oleh Pusat Penelitian dan Penyelidikan Geologi, Bandung, serta kemiringan dan panjang lereng diperoleh dari peta topografi, data kerapatan aliran diperoleh dari peta jaringan sungai yang bersumber dari Badan Informasi Geospasial (BIG), Jakarta. Hasil utama penelitian membuktikan bahwa hasil output model logika fuzzy dengan menggunakan program bantu Toolbox Matlab 7.7 mengindikasikan bahwa indeks resiko erosi di daerah penelitian di DAS Siak Bagian Hulu didominasi indeks resiko erosi kategori sedang dengan rentang nilai berkisar antara 1.01 sampai dengan 4.0.

Kata Kunci: daerah aliran sungai, peta erosi, model, logika fuzzy, GIS

LATAR BELAKANG

Menurut Supriadi (2000) bahwa ekosistem Daerah Aliran Sungai (DAS) khususnya bagian hulu, merupakan bagian penting karena berfungsi sebagai daerah tangkapan air (water catchment area) yang diarahkan sebagai kawasan untuk perlindungan terhadap fungsi hidrologi. Masih dikatakan Supriadi (2000) bahwa kawasan hulu dari suatu DAS memiliki fungsi yang sangat penting, yaitu selain sebagai tempat penyedia air untuk dialirkan ke daerah hilir, (untuk kegiatan pertanian, industri dan pemukiman (water provision for regional economy)), juga berfungsi dalam memelihara keseimbangan ekologis yaitu sebagai sistem penunjang kehidupan.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

565

Identifikasi Masalah Bersumber dari Paparan Menteri Pekerjaan Umum pada acara Seminar Penyelamatan dan Pelestarian DAS Siak di Pekanbaru 6 Agustus 2005 bahwa DAS Siak termasuk DAS kritis, kawasan rawan bencana banjir dan longsor, terjadi berbagai pencemaran, erosi dan pendangkalan. Kejadian banjir di Provinsi Riau akibat meluapnya Sungai Siak dan anak-anak sungainya merupakan indikator adanya perubahan ekosistem pada DAS tersebut. Perubahan ekosistem tersebut disebabkan oleh wilayah dalam DAS Siak merupakan daerah yang potensial berkembang bagi kegiatan sosial ekonomi masyarakat.

Merujuk rekomendasi dari Paparan Menteri Pekerjaan Umum di atas, bahwa dari data peta pemanfaatan ruang yang tertuang dalam Rencana Tata Ruang Wilayah Provinsi Riau tahun 2001–2015 khususnya indikasi erosi tanah di bagian hulu DAS Siak perlu dilakukan updating peta erosi tanah dalam upaya mendapatkan informasi terhadap daerah rawan yang mempunyai potensial terjadinya erosi tanah.

Dikatakan Purnomo (2004) bahwa dasar pemilihan model softcomputing sebagai tool dalam pemodelan sistem, model softcomputing memiliki keunggulan spesifik (generik) yang mampu bekerja pada sistem tak linier yang cukup sulit model matematikanya, serta fleksibilitas parameter yang dipakai bisa merupakan kendala pada tool yang lain dan karakteristik dari model berbasis pengetahuan dan pembelajaran tidak memiliki persamaan matematis karena sepenuhnya model dikendalikan oleh algoritma.

Aplikasi penggunaan model softcomputing khususnya logika fuzzy (fuzzy logic) dalam upaya pengelolaan sumber daya air telah banyak dilakukan di berbagai negara, seperti penelitian tentang fluktuasi simulasi aliran air tanah di India (Bisht, et al, 2009), penelitian bahaya erosi dengan bantuan GIS dan logika fuzzy di Turki (Akyurek dan Okalp, 2010), penelitian jaringan air yang optimal menggunakan logika fuzzy di Singapura (Amirabdollahian, et al, 2011), dan khusus untuk penelitian pengembangan Peta Resiko Erosi (Erosion Risk Map) dilakukan penggabungan metode logika fuzzy dengan menggunakan Geographic Information System (GIS) seperti yang dilakukan oleh Gournellos, et al, (2004) dengan mengambil lokasi studi di Pulau Sifnos, Yunani sebagai data input antara lain; peta geologi, peta topografi dan data kerapatan aliran. Hasil pengolahan data peta dan data lainnya di lakukan pengambilan keputusan dengan model logika fuzzy type Mamdani dengan representasi segitiga. Hasil penelitian membuktikan bahwa model memberikan diskripsi hasil Peta Resiko Erosi yang lebih akurat.

Dengan merujuk keberhasilan penelitian tersebut di atas, maka tujuan utama dari penelitian ini adalah mengaplikasikan antara Metode Logika Fuzzy dan GIS guna pengembangan Peta Resiko Erosi di DAS Siak Bagian Hulu di Provinsi Riau dalam upaya pengelolaan dan pengendalian yang diakibatkan erosi.

Landasan TeoriErosi adalah peristiwa pindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami. Pada peristiwa erosi, tanah atau bagian-bagian tanah pada suatu tempat terkikis atau terangkut yang kemudian diendapkan di tempat lain. Pengikisan dan pengangkutan tanah tersebut terjadi oleh media alami, yaitu air dan angin (Arsyad, 2010).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

566

Faktor-Faktor Penentu Dalam Peta Resiko ErosiGournellos, et al, (2004) dalam penelitian pengembangan peta risiko erosi menggunakan data masukkan, seperti peta geologi, peta topografi dan data sistem drainase. Peta geologi sebagai dasar untuk menentukan nilai faktor erodibilitas tanah, peta topografi digunakan untuk menentukan faktor panjang dan kemiringan lereng, kemudian data peta sistem drainase menghasilkan faktor nilai indeks kerapatan aliran suatu DAS.

ErodibilitasFaktor erodibilitas tanah (K) menunjukkan resistensi partikel tanah terhadap pengelupasan dan transportasi partikel-partekel tanah tersebut oleh adanya energi kinetik air hujan. Besarnya erodibilitas atau resistensi tanah juga ditentukan oleh karakteristik tanah seperti tekstur tanah, stabilitas agregat tanah, kapasitas infiltrasi, dan kandungan organik dan kimia tanah. Nilai faktor erodibilitas tanah berbagai jenis tanah di Indonesia disajikan seperti pada Tabel 1 (Dariah, dkk, 2004; Sulistyo, 2008; Wigena, dkk, 2009; Arsyad, 2010).

Tabel 1. Nilai Erodibilitas Berbagai Jenis Tanah di Indonesia

No Tanah Nilai KOrdo Great group1

2

345

Inceptisol

Ultisol

OxisolEntisolHistosol

DystrudeptDystropeptsEndoaqueptsHapludultsKandiudultsTropodultsHapludox

TropofluventsHaplosapritsTroposapritsTropohemists

0.2100.1500.2900.2800.2500.1600.0900.2000.2700.2680.265

TopografiFaktor topografi merupakan hasil gabungan antara panjang lereng (L) dengan kemiringan lahannya (S). Panjang lereng merupakan jarak antara titik awal aliran permukaan dan suatu titik dimana terdapat penurunan kemiringan yang cukup (menjadi lebih landai), sehingga mulai terjadi pengendapan, atau dimana aliran permukaan masuk dalam suatu saluran drainase (Asdak, 2010). Klasifikasi kemiringan lereng selanjtnya disajikan seperi pada Tabel 2 (Asdak, 2010).

Tabel 2. Klasifikasi Kemiringan LerengKelas Kemiringan lereng (%) Uraian Kelas

IIIIIIIVV

0 - 88 - 1515 - 2526 - 45

> 45

DatarLandai

Agak CuramCuram

Sangat Curam

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

567

Menurut Sutapa (2010) telah menyusun penilaian kelas lereng dan faktor LS yang disajikan seperi pada Tabel 3 (Sutapa, 2010).

Tabel 3. Penilaian Kelas Lereng dan Faktor LSKelas Kemiringan lereng (%) LS

IIIIIIIVV

0 - 88 - 1515 - 2526 - 45

> 45

0.41.43.16.89.5

Kerapatan AliranKerapatan aliran sungai menggambarkan kapasitas penyimpanan air permukaan dalam cekungan-cekungan seperti danau, rawa dan badan sungai yang mengalir di suatu DAS. Kerapatan aliran sungai adalah suatu angka indeks yang menunjukkan banyaknya anak sungai di dalam suatu DAS. Indeks tersebut dapat diperoleh dengan persamaan (Asdak, 2010):

DdALDd = ................................................................................................... (1)

dengan, Dd : indeks kerapatan aliran sungai (km/km2); A : luas DAS (km2) L : jumlah panjang sungai termasuk panjang anak-anak sungai (km)

Indeks kerapatan aliran sungai (Arsyad, 2010) diklasifikasikan sebagai berikut:

Tabel 4. Klasifikasi Indeks Kerapatan AliranKelas Indeks Kerapatan Aliran (km/km2) Uraian Kelas

IIIIIIIV

< 0.250.25 – 1010 – 25

> 25

RendahSedangTinggi

Sangat Tinggi

Prakiraan Bahaya Erosi Indeks Bahaya Erosi ditentukan dari perhitungan nisbah antara laju erosi potensial (A) yaitu fungsi dari topografi, erodibilitas tanah dan erosivitas hujan dengan laju erosi yang masih dapat ditoleransi (TSL), atau secara persamaan matematis dapat ditulis sebagai berikut (Asdak, 2010):

TSLAIBE = ............................................................................................... (2)

dengan, IBE : indeks bahaya erosi; A: laju erosi potensial (ton/ha/tahun) TSL : laju erosi yang masih dapat ditoleransi (ton/ha/tahun)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

568

Indeks bahaya erosi dalam penelitian ini dihasilkan dari metode logika fuzzy dengan bantuan Matlab serta tidak dilakukan perhitungan manual seperti pada persamaan 2. Berdasarkan Asdak (2010) untuk klasifikasi indeks bahaya erosi dapat dilihat seperti pada Tabel 5 (Asdak, 2010).

Tabel 5. Klasifikasi Indeks Bahaya ErosiKelas Indeks Bahaya Erosi Keterangan

IIIIIIIV

< 1.01.01 – 4.04.01 – 10.0

> 10.01

RendahSedangTinggi

Sangat Tinggi

Logika FuzzyFuzzy Logic pertama kali diperkenalkan oleh Prof. Lotfi A. Zadeh pada tahun 1965. Dasar fuzzy logic adalah teori himpunan fuzzy. Pada teori himpunan fuzzy, peranan derajat keanggotaan sebagai penentu keberadaan elemen dalam suatu himpunan sangatlah penting. Nilai keanggotaan atau derajat keanggotaan atau membership function menjadi ciri utama dari penalaran dengan fuzzy logic tersebut (Kusumadewi, 2004; Purnomo, 2004).

Menurut Nasution dkk (2012), Fuzzy secara bahasa diartikan sebagai kabur atau samar samar. Suatu nilai dapat bernilai benar atau salah secara bersamaan. Dalam fuzzy dikenal derajat keanggotaan yang memiliki rentang nilai 0 (nol) hingga 1 (satu).

Himpunan Logika FuzzyHimpunan fuzzy merupakan dasar dari logika fuzzy dan sistem fuzzy. Himpunan fuzzy dapat didefinisikan sebagai suatu himpunan berisi elemen yang mempunyai berbagai derajat keanggotaan dalam himpunan. Menurut Kusumadewi (2002), keanggotaan fuzzy memberikan suatu ukuran terhadap pendapat atau keputusan. Himpunan fuzzy memiliki 2 (dua) atribut, yaitu:

a. Linguistik, yaitu penamaan suatu group yang mewakili suatu keadaan atau kondisi tertentu dengan menggunakan bahasa alami.

b. Numeris, yaitu suatu nilai (angka) yang menunjukkan ukuran dari suatu variabel.

Fungsi KeanggotaanMenurut (Kusumadewi dkk, 2004) di dalam sistem fuzzy fungsi keanggotaan mempunyai peranan yang sangat penting untuk mempresentasikan masalah. Fungsi keanggotaan adalah suatu kurva yang menunjukkan pemetaan titik-titik input data ke dalam nilai keanggotaannya (sering juga disebut dengan derajat keanggotaan) yang memiliki interval antara 0 sampai 1. Fungsi yang digunakan dalam penelitian ini adalah fungsi keanggotaan segitiga ditandai oleh adanya 3 (tiga) parameter {a,b,c} yang akan menentukan koordinat x dari tiga sudut. Kurva ini pada dasarnya merupakan gabungan antara dua garis (linier).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

569

Geographic Information System (GIS)Teknologi GIS digunakan secara luas oleh masyarakat baik saintis, praktisi, instansi pemerintah dan masyarakat. Peningkatan secara dramatis didukung oleh ketersediaan perangkat lunak dan perangkat keras. Tersedianya berbagai macam citra satelit dengan resolusi yang semakin baik seperti SPOT, Aster, Alos, dan lain-lain sangat mendukung berkembangnya penggunaan remote sensing dan GIS dalam analisis mengenai sumberdaya lahan (Baharuddin 2009).

METODOLOGI STUDI

Lokasi PenelitianDaerah Aliran Sungai (DAS) Siak terletak di Provinsi Riau dengan luas wilayah 1.481.499,25 ha. Secara geografis wilayah DAS Siak berada pada posisi antara 1000

28’ BT – 1020 12’ BT dan 00 20’ LU – 10 16’ LU. Secara administrasi terletak di Kabupaten Rokan Hulu, Kabupaten Kampar, Kabupaten Bengkalis, Kota Pekanbaru dan Kabupaten Siak.

Pengumpulan Dataa. Peta Rupa Bumi Indonesia skala 1 : 50.000 yang diterbitkan oleh Badan

Informasi Geospasial (BIG). Peta ini digunakan untuk menyusun Peta Dasar, sebagai dasar dalam melakukan koreksi geometris terhadap citra satelit.

b. Peta Topografi skala 1 : 50.000 yang diterbitkan oleh Badan Informasi Geospasial (BIG).

c. Peta Geologi skala 1 : 100.000 yang diterbitkan oleh Pusat Penelitian dan Penyelidikan Geologi, Bandung.

d. Peta Satuan Lahan dan Tanah skala 1 : 250.000 yang diterbitkan oleh Pusat Penelitian dan Penyelidikan Geologi, Bandung.

e. Citra Satelit. Data ini digunakan untuk interpretasi penutupan lahan, interpretasi bentuk lahan dan analisis berbagai indeks vegetasi.

Perencanaan Variabel Linguistik Input-OutputVariabel linguistik yang digunakan sebagai berikut:

1. Variabel InputSemua variabel input membentuk himpunan fuzzy sebagai berikut:a. Variabel input Erodibilitas = {Tinggi, Sedang, Rendah}b. Variabel input Kemiringan = {Tinggi, Sedang, Rendah}c. Variabel input Kerapatan Aliran = {Tinggi, Sedang, Rendah}

2. Variabel Output

Semua variabel output membentuk himpunan fuzzy yaitu variabel output Nilai Indeks Resiko Erosi = {Tinggi, Sedang, Rendah, Sangat Rendah}.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

570

Gambar 1. Fungsi Keanggotaan Variabel Erodibilitas, Kemiringan dan Kerapatan Aliran

Gambar 2. Fungsi Keanggotaan Variabel Output Indeks Resiko Erosi

Proses PenalaranDalam aturan fuzzy dituliskan IF anteseden THEN konsekuen. Model aturan fuzzy tipe Mamdani didefinisikan sebagai;

IF x1 is A1 AND...AND xn is An THEN y is B, ........................................... (3)

Dengan A1..., An, dan B adalah nilai-nilai linguistik (atau himpunan fuzzy) dan “x1 is A1” menyatakan bahwa nilai variabel x1 adalah anggota himpunan fuzzy A1.

Penerapan Metode Fuzzy Inference System (FIS)Langkah-langkah dalam menentukan prediksi menggunakan FIS, yaitu membandingkan variabel-variabel input dengan fungsi keanggotaan pada anteseden (bagian sebab) untuk mendapatkan nilai keanggotaan masing-masing variabel linguistik, mengkombinasikan semua variabel input dengan menerapkan t-norm (t-norm adalah operasi irisan pada himpunan fuzzy), menghasilkan konsekuensi (bagian akibat) yang memenuhi syarat atau masing-masing aturan berdasar bobotnya (agregasi seluruh bagian konsekuensi), bentuk proses agregasi bagian konsekuensi dinamakan defuzzifikasi (defuzzifikasi adalah sebuah model konversi dari bentuk nilai fuzzy ke dalam besaran/nilai yang lebih presisi). (Lihat Gambar 3.)

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Interpretasi PetaPeta dibuat secara digital dengan menggunakan software GIS. Pada penelitian ini satuan pengamatan terkecil adalah unit lahan dan untuk informasi keseluruhan sub DAS akan diintegrasikan dari masing-masing unit lahan atau makro DAS. Peta-peta yang akan dibuat dengan bantuan GIS adalah peta makro DAS, peta jenis tanah, peta kemiringan dan peta resiko erosi.

Menentukan Batasan Sub DAS dan Makro DASNama sebuah DAS ditandai dengan nama sungai yang bersangkutan dan dibatasi oleh titik kontrol, yang berdasarkan dari peta topografi dan peta jaringan sungai. Lokasi penelitian ini terdiri atas 2 (dua) sungai besar yang berfungsi sebagai Sub

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

571

DAS yaitu Sub DAS Tapung Kanan dan Sub DAS Tapung Kiri. Adapun rincian luasan dari masing-masing Makro DAS dapat dilihat seperti pada Gambar 4 (Pengolahan GIS, 2014).

Berdasarkan Gambar 4 di atas menunjukkan luas keseluruhan dari DAS Siak Bagian Hulu diperoleh adalah 468,542.670 Ha. Untuk Sub DAS Tapung Kiri diperoleh luas 234,119.770 Ha dan Sub DAS Tapung Kanan diperoleh luas 234,422.900 Ha.

Menentukan Nilai Erodibilitas (K)Berdasarkan dari pengolahan data yang bersumber dari peta geologi dan peta satuan lahan dan tanah serta berdasarkan Gambar 5, maka DAS Siak Bagian Hulu terdiri atas beberapa ordo tanah yaitu Inceptisol, Ultisol, Oxisol, Entisol dan Histosol. Tanah ordo Inceptisol terdiri dari beberapa jenis tanah (great group) yakni Dystrudept, Dystropepts, dan Endoaquepts. Tanah ordo Ultisol terdiri dari great group (padanan) tanah yakni Hapludults, Kandiudults, Tropodults. Tanah Ordo Oxisol terdiri atas satu jenis tanah yaitu Hapludox. Tanah ordo Entisol terdiri atas satu jenis tanah yaitu Tropofluvents. Kemudian tanah ordo Histosol terdiri dari beberapa jenis tanah (great group) yakni Haplosaprits, Troposaprits dan Tropohemists. Deskripsi peta jenis-jenis tanah DAS Siak Bagian Hulu disajikan seperti pada Gambar 5 (Pengolahan GIS, 2014).

Gambar 4. Peta Makro DAS Siak Bagian Hulu

Gambar 5. Peta Jenis Tanah DAS Siak Bagian Hulu

Menentukan Nilai Kemiringan (LS)Nilai panjang dan kemiringan lereng diperoleh dari hasil penelitian Sutapa (2010), kemudian dikalikan terhadap luas dari klasifikasi kemiringan tersebut. Deskripsi peta kemiringan DAS Siak Bagian Hulu disajikan seperti pada Gambar 6 (Pengolahan GIS, 2014).

DAS Siak Bagian Hulu berdasarkan Tabel 2 di atas maka klasifikasi kemiringan lereng dari penelitian ini diperoleh 5 (lima) kelas kemiringan lereng yakni datar, landai, agak curam, curam dan sangat curam.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

572

Gam

bar 3

. Bag

an A

lir P

enel

itian

Apl

ikas

i Log

ika

Fuzz

y Se

baga

i Inp

ut M

odel

Pen

gem

bang

an P

eta

Res

iko

Eros

i Pad

a D

aera

h A

liran

Sun

gai B

erba

sis G

eogr

aphi

c In

form

atio

n Sy

stem

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

573

Menentukan Nilai Indeks Kerapatan Aliran (Dd)Hasil pengolahan data pada DAS Siak Bagian Hulu untuk menentukan kerapatan aliran atau drainase dihitung dari rasio total panjang jaringan sungai terhadap luas DAS yang bersangkutan. Dari hasil Gambar 4 dan berdasarkan Tabel 4 di atas diperoleh klasifikasi indeks kerapatan aliran antara rendah (< 0.25) sampai sedang (0.25–10).

Menormalisasi Nilai Variabel Input dan Output Indeks Resiko ErosiSetelah diperoleh hasil nilai dari erodibilitas, kemiringan dan kerapatan aliran untuk setiap makro DAS, maka sebelum diproses menggunakan FIS dengan bantuan MATLAB nilai masing-masing variabel tersebut harus dinormalisasikan. Normalisasi adalah dengan membagi nilai tiap makro DAS dengan nilai yang maksimal setiap variabel. Normalisasi digunakan untuk mempermudah dalam proses perhitungan logika fuzzy, dengan nilai antara 0 sampai dengan 1.

Hasil Peta Resiko Erosi

Hasil yang diperoleh dari proses pengambilan keputusan logika fuzzy akan diperoleh klasifikasi kelas resiko erosi pada DAS Siak Bagian Hulu yakni sangat rendah, sedang dan tinggi. Lihat Gambar 7 (Pengolahan GIS, 2014).

Berdasarkan Gambar 7 menunjukkan bahwa resiko erosi pada DAS Siak Bagian Hulu didominasi tingkat resiko erosi sedang dengan luas 321,151.320 Ha (68.54 %). Untuk tingkat resiko erosi tinggi dengan luas 135,147.910 Ha (28.84 %) dan tingkat resiko sangat rendah dengan luas 122,434.440 Ha (2.61).

Dari Tabel 5 di atas maka DAS Siak bagian Hulu didominasi indeks resiko erosi kategori sedang dengan rentang nilai berkisar antara 1.01 sampai dengan 4.0. Untuk kategori tinggi dengan nilai 4.01 sampai dengan 10.

Gambar 6. Peta Kemiringan DAS Siak Bagian Hulu

Gambar 7. Peta Resiko Erosi DAS Siak Bagian Hulu

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

574

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

KesimpulanBersumber dari hasil aplikasi logika fuzzy sebagai input model pengembangan peta resiko erosi pada daerah aliran sungai berbasis Geographic Information System, maka diperoleh hasil perhitungan indeks resiko erosi dengan Metode Mamdani (fungsi keanggotaan segitiga), hasil yang dominan adalah tingkat resiko erosi sedang sebesar 68.54 %. Sedangkan tingkat klasifikasi resiko erosi tinggi sebesar 28.84 % dan tingkat sangat rendah 2.61 %.

RekomendasiRekomendasi dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Indeks resiko erosi dengan menggunakan logika fuzzy yang dilakukan pada penelitian ini belum optimal sehingga dapat dilakukan penelitian lanjutan untuk mendapatkan hasil prediksi yang memiliki akurasi tinggi dengan melakukan perubahan klasifikasi himpunan fuzzy, menggunakan fungsi keanggotaan lainnya, dan penambahan basis aturan.

2. Penelitian selanjutnya sebaiknya adanya penambahan variabel-variabel lain serta adanya verifikasi dan pengujian/survey di lokasi penelitian agar semua variabel data yang digunakan lebih akurat.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kepala Balai Wilayah Sungai (BWS) III Sumatera yang telah berkenan membantu ketersediaan data curah hujan serta Ketua Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Riau yang telah memberi ijin penggunaan Laboratorium untuk keperluan pengujian sampel data tanah.

REFERENSI

Akyurek Zuhal and Kıvanç Okalp. 2010. A fuzzy-based tool for spatial reasoning: A Case study on soil erosion hazard prediction. 7th International Symposium on Spatial Accuracy Assessment in Natural Resources and Environmental Sciences. Ankara, Turkey.

Amirabdollahian Mahsa, Keyvan Asghari and Mohammad Reza Chamani, 2011. Type 2 Fuzzy Logic System in Water Network Optimal Design Procedure. International Conference on Information and Intelligent Computin, IPCSIT vol.18 (2011) © (2011) IACSIT Press, Singapore.

Arsyad, S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor.

Asdak, C. 2010. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. UGM Press, Yogyakarta.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

575

Baharuddin. 2009. Pemanfaatan Inderaja dan Sistem Informasi Geografis (SIG) Dalam Inferatisasi Lahan Kritis di Kabupaten Kolaka Utara. Jurnal Perennial, 6(2): 83-89, Makasar.

Bisht, D. C. S., M. Mohan Raju and M. C. Joshi. 2009. Simulation of Water Table Elevation Fluctuation Using Fuzzy-Logic and ANFIS. Journal Computer Modelling and New Technologies, Vol.13, No.2, 16–23. Transport and Telecommunication Institute, Lomonosova 1, LV-1019, Riga, Latvia, India.

Dariah, Ai, H. Subagyo, Chendy Tafakresnanto, dan Setiari Marwanto. 2004. Teknologi Konservasi Tanah Pada Lahan Kering Berlereng. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat, Departemen Pertanian, Bogor.

Gournellos, TH., N. Evelpidou and A. Vassilopoulos. 2004. Developing an Erosion Risk Map Using Soft Computing Methods (Case Study at Sifnos Island). Journal Natural Hazards, 31: 63-83, Netherlands.

Kusumadewi, S. 2002. Analisis Dan Desain Sistem Fuzzy Menggunakan Toolbox Matlab. Graha Ilmu, Yogyakarta.

Kusumadewi, S dan Purnomo, H. 2004. Aplikasi Logika Fuzzy Untuk Pendukung Keputusan. Graha Ilmu, Yogyakarta.

Menteri Pekerjaan Umum, 2005. Penataan Ruang Daerah Aliran Sungai (DAS) Siak Provinsi Riau. Seminar Penyelamatan Dan Pelestarian DAS Siak, Pekanbaru.

Nasution, H. 2012. Implementasi Logika Fuzzy pada Sistem Kecerdasan Buatan. Jurnal ELKHA. Vol. 4, No. 2.

Purnomo, M. H. 2004. Teknologi Soft Computing : Prospek dan Implementasinya Pada Rekayasa Medika dan Elektrik, Pidato Pengukuhan Untuk Jabatan Guru Besar Dalam Ilmu Artificial Intelligent Pada Fakultas Teknologi Industri (TI) Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

Sulistyo, B. 2008. Pengaruh Generalisasi Unit Lahan Pada Besarnya Erosi (Studi Kasus di DAS Air Nelas, Propinsi Bengkulu). Jurnal Ilmu Kehutanan, Volume II Nomor 1. Fakultas Kehutanan UGM, Yogyakarta.

Supriadi, D. 2000. Uplands Management: Cases of Cimanuk and Cisanggarung River Basin. Disajikan pada Pertemuan Linggarjati Environmental Meeting; 9 – 13 November 2000.

Sutapa, I. W. 2010. Analisis Potensi Erosi Pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Di Sulawesi Tengah. Jurnal SMARTek, Vol. 8 No. 3. Agustus 2010: 169 - 181.

Wigena, I G. P, Sudradjat, Sitorus, dan Siregar. 2009. Karakterisasi Tanah dan Iklim serta Kesesuaiannya untuk Kebun Kelapa Sawit Plasma di Sei. Pagar, Kabupaten Kampar, Provinsi Riau, Jurnal Tanah dan Iklim, No. 30.

576

PERBANDINGAN APLIKASI IHACRES DAN HEC_HMS UNTUK PERAMALAN BANJIR DI DAS SAMPEAN BARU

Entin Hidayah1*, Wiwik Yunarni1, dan Indarto2

1Jurusan Teknik Sipil, Universitas Jember 2Prodi Toknologo Pertanian, Universitas Jember

*entin_hidayah@yahoo.com

Intisari

Curah hujan dengan intensitas tinggi dalam waktu singkat akan menyebabkan level muka air di waduk meningkat. Kenaikan permukaan air secara tiba-tiba akan membahayakan struktur bendungan. Jika kelebihan air di waduk dalam skala besar dilimpaskan dalam waktu singkat, maka bahaya banjir akan mengancam wilayah bagian hilir bendung seperti sungai, bangunan air, maupun kota Situbondo. Keterbatasan data merupakan masalah yang harus diselesaikan dalam memodelkan hujan menjadi aliran yang presisi. Tujuan dari paper ini adalah untuk membandingkan struktur model sederhana dari kinerja IHACRES dengan HEC-HMS guna mendapatkan parameter model hidrologi yang terbaik sebagai peramalan banjir dalam rangka menjaga keamanan waduk. Data hujan yang digunakan adalah data hujan per jam series dari tahun 2004-2008. Proses pemodelan dilakukan dengan kalibrasi untuk mendapatkan parameter terbaik. Dari hasil runing kedua model hidrologi tersebut, IHACRES memiliki kinerja lebih bagus dibandingkan HEC-HMS dalam mengestimasi parameter model dengan nilai koefisien korelasinya secara berturut turut 0,66 dan 0,56. Kedua model mampu memberikan gambaran pola hidrograf yang sesuai, tetapi masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan.

Kata Kunci: parsimony pemodelan hidrologi, IHACRES, HEC-HMS, keterbatasan data.

PENDAHULUAN

Estimasi aliran sungai yang akurat sangat penting untuk desain struktur bangunan air, pengendalian banjir di waduk, manajemen dan perencanaan sumber daya air, pengendalian pencemaran, dan konservasi di waduk sampean Baru. Untuk mendapatkan model hujan aliran yang akurat dengan keterbatasan data tidaklah mudah dalam memidelkan hidrologi, oleh karena itu pemilihan struktur model yang tepat yang mampu mengakomodasi keterbatasan data menjadi penting.

Kesulitan utama dalam memprediksi hidrologi DAS yang keterbatasan data adalah bahwa pada kenyataan respon DAS secara unik diatur oleh hubungan antara iklim, topografi, geologi, dan tata guna lahan. Salah satu pendekatan adalah dengan menggunakan informasi dari model yang diperoleh di lokasi pengukuran

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

577

sebagai dasar untuk pemodelan tersebut didasarkan pada atribut DAS. Hubungan statistik antara parameter model yang dikalibrasi dengan karakteristik DAS dapat menangkap informasi tentang proses hidrologi yang pada DAS untuk mengembangkan sistem klasifikasi guna untuk mengurangi ketidakpastian prediksi yang tidak memiliki data.

Berbagai model hidrologi dengan berbagai kelebihannya telah diaplikasikan untuk mengatasi berbagai permasalahan dan keterbatasan yang didapat dalam suatu DAS. Model IHACRES yang mampu memodelkan untuk keterbatasan data dan parameter yang digunakan sangat simpel oleh McIntyre dan Aisha (2009) diaplikasikan di Oman dan oleh Croke et. al (2006) di Australia. Model lain yaitu HEC-HMS juga telah banyak sukses diaplikasikan di berbagai negara. Model ini didefinisikan secara sederhana yang mewakili kenyataan fenomena alam (Gautam D.K, 2013). Namun demikian, belum tentu setiap model tersebut mempunyai kecocokan dengan karakteristik suatu DAS. Pada penelitian ini akan membandingkan IHACRES dan HEC HMS untuk estimasi parameter model hujan aliran guna peramalan banjir di Sampean Baru.

LOKASI WILAYAH STUDI

DAS Sampean Baru (Gambar 1.) merupakan DAS lintas antara Kabupaten Bondowoso dan Situbondo. DAS ini didalamnya terdapat waduk multi-fungsi untuk irigasi, dan pembangkit listrik. Sungai yang mensuplai waduk ini dinamakan sungai Sampean. Sungai ini merupakan sungai epemeral, dimana pada musim hujan debit airnya tinggi sedangkan pada saat tidak hujan debitnya rendah. Sistim monitoring hidrometeorologi di DAS ini dibagi menjadi beberapa lokasi penempatan. Alat ukur debit otomatis diletakan di outlet Tenggarang (bagian hulu), dan Wonosari di bagian hilirnya dengan luas tangkapan masing-masing adalah 595,16 km2, dan 714,97 km2 km2. Terdapat 3 alat ukur hujan otomatis yang terletak di bagian hilir yaitu Maesan, Tlogo, dan Sentral. Dan terdapat 17 alat ukur hujan manual (skala harian) yang berpengaruh. Posisi alat ukur hujan dan alat ukur debit dapat dilihat pada gambar 1 yang terletak di koordinat ini adalah 9.136.000 - 9104.000.N dan 790.000-840.000 E dalam UTM.

KONSEP MODEL HEC-HMS

HEC-HMS adalah model berbasis fisik mampu mensimulasikan kejadian hujan menjadi limpasan untuk hidrograf tunggal maupun series dari berbagai penggunaan lahan dan jenis tanah, menggabungkan hidrograf sub-basin, dan routing aliran melalui fasilitas penyimpanan dan pengangkutan. Model ini dibangun dengan memisahkan siklus hidrologi menjadi beberapa bagian pengaturan dan membangun batas-batas di sekitar DAS sesuai keinginan pemodelan. Setiap bagian pengaturan dari siklus hidrologi kemudian dapat diwakili dengan model matematika, misalnya: baseflow, limpasan pada DAS, dan penelurusan banjir pada saluran. Setiap model matematika yang tersedia dalam program ini dapat dipilih sesuai kondisi DAS dan kesesuaian pemodelannya. Penentuan pilihan metode yang tepat membutuhkan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

578

pengetahuan tentang daerah aliran sungai, tujuan dari studi hidrologi dan rekayasa yang dibutuhkan (USACE, 2008).

Gambar 1. DAS Sampean Baru

Berbagai macam metode yang tersedia untuk mensimulasikan kehilangan akibat infiltrasi. Pilihan untuk pemodelan ini berupa: konstanta awal, SCS-CN, gridded SCS-CN, eksponensial, Green Ampt, dan Smith Parlange. Satu metode konstan deficit-layer dapat digunakan untuk pemodelan kontinyu sederhana. Metode perhitungan lima layer-kelembaban tanah digunakan untuk pemodelan kontinyu pada kondisi infiltrasi dan evapotranspirasi kompleks. Metode grid tersedia untuk perhitungan konstan defisit dan kelembaban tanah (Chen et al, 2009. USACE, 2008).

Tujuh metode hidrograf satuan untuk mentransformasi curah hujan menjadi limpasan dengan pilihan antara lain: Clark, Snyder dan teknik SCS. User-specified unit hidrograf atau koordinat kurva-S dapat juga digunakan. Modifikasi metode Clark ( ModClark ) adalah metode kuasi-distribusi linear unit hidrograf dapat digunakan dengan data meteorologi grid. Sebuah implementasi dari metode gelombang kinematik dengan multi-tempat dan saluran juga termasuk ( Knebl et al, 2004; USACE, 2008).

Lima metode untuk mewakili kontribusi aliran dasar pada untuk outflow sub-DAS. Metode resesi memberikan aliran dasar yang menurun secara eksponensial dari kejadian tunggal tunggal atau beberapa kejadian yang berurutan. Metode bulanan konstan baik digunakan untuk simulasi secara kontinyu. Metode penelusuran banjir dengan routing curah hujan yang masuk ke saluran tersebut. Seluruhnya terdapat

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

579

enam metode routing hidrologi yang disertakan untuk simulasi aliran pada saluran terbuka. Routing tanpa intervensi dapat dimodelkan dengan metode lag. Metode Muskingum tradisional disertakan bersama dengan metode straddle stagger untuk pendekatan sederhana. Metode modifikasi plus dapat digunakan untuk model sebuah saluran sebagai series cascading, jumlah tampungan dengan hubungan storage-discharge yang ditentukan pengguna. Saluran dengan bentuk penampang trapesium, persegi panjang , traiangular, atau lingkaran dapat dimodelkan dengan gelombang kinematik atau metode Muskingum-Cunge. Saluran yang memiliki bantaran sungai dapat dimodelkan dengan metode Muskingum-Cunge dan penampang untuk 8 titik. Selain itu, kehilangan pada saluran dapat juga dimasukkan dalam routing. Metode kehilangan konstan dapat ditambahkan ke metode routing, sementara metode perkolasi dapat digunakan hanya dengan modifikasi Plus atau metode Muskingum-Cunge ( USACE, 2008).

KONSEP MODEL IHACRES

IHACRES (Identification of Hydrographs and Components from Rainfall, Evaporation and Stream) merupakan model konsep lump yang mampu untuk memprediksi waktu dan besar debit puncak serta volume limpasan untuk skala DAS. Model hujan aliran ini diterapkan dan dikalibrasi pada sub-DAS yang di diwakili oleh titik outletnya. Model ini relatif sederhana, karena hanya membutuhkan data-data masukan seperti data debit, data curah hujan, data temperatur dan luasan DAS serta sedikit parameter yang memfasilitasi regionalisasi untuk mensimulasikan aliran pada node yang tidak tersedia alat ukur debit (Croke et al, 2006). Proses hidrologi ini dalam konsep IHACRES disederhanakan sebagai berikut: ciri-ciri fisik DAS digambarkan dengan konsep yang relevan pada 2 modul. Pertama, modul kehilangan pada non-linier dihubungkan dengan variabel data pengamatan hujan dan temperatur (rk dan Tk) untuk menghitung hujan efektif (μk) seperti persamaan (1) dalam Ye et al. (1997) dengan parameter mass balance (C), index kelembaban tanah (l,) untuk menghasilkan aliran, dan non-linear response term (p). Parameter l dan p secara tipikal hanya digunakan untuk sungai ephemeral (Carcano et al., 2008).

μk = [ C(ɸk – l)]p rk .................................................................................... (1)

Fungsi kelembaban tanah (ɸk) digambarkan oleh persamaan (2) yang disusun berdasarkan parameter drying rate ( k) yang ditentukan berdasarkan persamaan (3).

......................................................................... (2)

............................................................................. (3)

Dimana tk adalah suhu pengamatan (˚C), adalah drying rate at reference temperature (˚C) dipengaruhi oleh variasi soil drainage dan rata-rata infiltrasi, dan f adalah modulasi temperatur (˚C-1) yang berhubungan denngan variasi evaporasi berdasarkan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

580

musim yang dipengaruhu oleh iklim, tata guna lahan dan tutupan lahan, dan tr adalah temperatur reference (°C) yang disusun berdasarkan temperatur setempat. Struktur model ini oleh Evan dan Jakeman (1998) ditunjukkan dalam gambar 2.

Gambar. 2. Algoritma model IHACRES (Evans and Jakeman, 1998)

Kedua, modul linier ini merupakan metode menentukan hujan efektif melalui berbagai konfigurasi dan tampungan pararel dan/atau series yang diidentifikasi dari data hujan dan aliran secara series tetapi secara tipikal juga hanya berupa tampungan, yang mewakili aliran ephemeral atau dua pararel dari kedua aliran lambat dan cepat (Croke et al., 2005). Modul linear unit hydrograph (UH) yang menghubungkan hujan efektif μk terhadap dua komponen series aliran dengan perubahan waktu k, kecuali untuk wilayah semiarid atau aliran ephemeral, merurut Ye et al (1997) 1 komponen biasanya cukup. Dua kombinasi konfigurasi pararel untuk menghasilkan aliran adalah aliran cepat () dan aliran lambat () yang ditunjukkan oleh persamaan (4), (5) dan (6) yang struktur modelnya dapat dilihat pada gambar. 2.

....................................................................................... (4)

............................................................................ (5)

............................................................................. (6)

Dimana parameter dan adalah waktu konstan untuk aliran cepat dan dan waktu konstan untuk aliran lambat.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pemodelan ini akan dilakukan dengan menggunakan data skala harian. Kedua model ini membutuhkan data meteorologi dan data fisik DAS. Data meteorologi yang dibutuhkan untuk pemodelan HEC-HMS berupa hujan dan debit, sedangkan untuk pemodelan IHACRES berupa hujan, suhu dan debit. Data yang digunakan untuk pemodelan yaitu series dari periode waktu tahun Januari 2004 sampai dengan Desember 2007. Pemodelan ini akan mengutamakan pengunakan prinsip memilih struktur model yang sederhana dengan data fisilk yang seminimal mungkin. Oleh karen itu, kedua model ini hanya membutuhkan data fisik DAS berupa luas DAS.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

581

Simulasi Pemodelan Ihacres Hasil kalibrasi model IHACRES, didapatkan nilai parameter untuk modul non-linier yaitu C, tw, f, tr , l, dan p secara berturut-turut 0,0069, 7, 4, 20, 0 dan 1. Sedangkan untuk modul non-linier instrumen variabel yang sesuai pola alirannya yang digunakan adalah 2 ekponensial stores in pararel (2,1) dengan parameter model , , , , , ,dan yang secara berturut-turut nilainya -0,993, -0,205, 0,006, 0,085, 152,68, 0,630, 0,893, 0,107. Berdasarkan hasil pemodelan modul non-linier parameter tw, C dan f signifikan sensitif terhadap efek langsung dari volume hidrograp debit puncak seperti yang dilakukan oleh Taesombat dan Sriwongsitanon (2010). Sedangkan parameter (T(s), T(q) dan V(s)) mempunyai efek terhadap puncak hidrograf, tetapi bukan pada volumenya.

Berdasarkan gambar 3 pola aliran sudah menunjukkan ada kesesuaian dimana jika terjadi hujan, model sudah mampu menghasilkan respon debit walaupun tidak presisi betul. Namun demikian, baseflow yang dihasilkan masih lebih rendah dari kondisi observasinya.

Gambar. 3. Hidrograf banjir hasil simulasi dan kalibrasi model IHACRES

Simulasi Pemodelan Hec-HmsStruktur model sederhana yang dibangun untuk pemodelan hujan aliran dengan HEC HMS di DAS Klapa Sawit ini untuk baseflow menggunakan bounded recession, transformasi hujan menjadi aliran menggunakan metode unit hidrograf Clark dan proses penelusuran banjir pada sungai menggunakan Muskingum. Hasil optimasi model HEC-HMS dengan dengan objective fuction PW-RMSE didapatkan nilai parameter Recession Constant untuk baseflow sebesar 0.96, Clark Time of Concentration untuk unit hidrograpnya sebesar 0,2397 jam, dan X dan K untuk penelusuran banjir secara berturut turut sebesar 5.0625 jam dan 0.092. Parameter yang paling sensitif adalah recession constant untuk baseflow karena adanya flutuasi debit yang cukup tinggi seperti tampak pada gambar 4.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

582

Gambar. 4. Hidrograf banjir hasil simulasi dan kalibrasi model HEC-HMS

Hasil pemodelan gambar 4 menunjukkan bahwa pola renspon debit dan baseflow hasil simulasi model sedah ada kesesuaian tetapi jika terjadi hujan respon debit yang dihasilkan over-estimate. Hal ini disebabkan oleh hujan yang terjadi diasumsikan melimpas menjadi surface runoff seluruhnya. Dengan data yang minimal (keterbatasan data karakteristik tanah) menyebabkan model ini belum mampu memberikan respon debit yang terjadi sesuai dengan kondisi aslinya. Tetapi untuk baseflow-nya sudah mampu menggambarkan kondisi data pengamatannya.

EVALUASI PERBANDINGAN MODELHasil evaluasi kedua model dengan menunjukkan bahwa:

1. Penyusunan struktur model HEC-HMS relatif lebih rumit jika dibandingkan IHACRES, karena membutuhkan beberapa model serta parameter yang sesuai untuk menyusun struktur modelnya.

2. Estimasi parameter model IHACRES secara random membutuhkan waktu coba-coba yang cukup lama untuk mendapatkan hasil error kecil. Sedangkan estimasi parameter model HEC-HMS relative lebih singkat karena tersedia komponen untuk melakukan optimasi secara otomatis.

3. Perbandingan debit antara data observasi dan hasil simulasi yang dievaluasi berdasarkan error yang dihasilkan dari perhitungan nilai koefisien korelasi R menggunakam model HEC HMS yang dihasilkan sebesar 0.56.

4. Model HEC-HMS lebih mampu menggambarkan kondisi baseflow yang sesuai kondisi obserbasi tetapi untuk peakflow-nya terjadi overestimasi, sebaliknya model IHACRES mampu menunjukkan peakflow tetapi baseflow-nya beberapa tahun terjadi under-estimate seperti terlihat pada gambar 4 dan gambar 5.

Berdasarkan perbandingan simulasi ke dua model ini menunjukkan bahwa masing-masing model mempunyai kelebihan dan kekurangan. Dalam pemodelan hujan aliran untuk data series, IHACRES lebih cocok digunakan untuk lokasi yang memiliki keterbatasan data, sedangkan jika untuk lokasi yang memiliki data lengkap dengan HEC-HMS akan lebih sesuai.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

583

KESIMPULANHasil penelitian menunjukkan bahwa IHACRES lebih andal untuk mengestimasi hidrograp banjir untuk kondisi sungai epemeral yang memilki keterbatasan ketersediaan data. Hubungan model yang diusulkan terbukti praktis untuk memprakirakan parameter model dalam DAS yang memiliki keterbatasan data. Oleh karena itu, metodologi yang dilakukan dalam makalah penelitian ini dapat digunakan sebagai pedoman dalam merumuskan hubungan antara model yang memeiliki parameter dan atribut DAS di lokasi lain di sepeti di Indonesia.

UCAPAN TERIMA KASIHAtas selesainya paper ini kami ucapkan terima kasih kepada UPT PSAW Sampean Baru yang telah mensupot data guna proses pemodelan dan HATHI yang telah mempublikasikan.

REFERENSICarcano, E.C., P. Bartolini, M. Muselli and L. Piroddi. 2008. Jordan recurrent

neural network versus IHACRES in modelling daily streamflows. J. Hydrol. 362: 291–307

Chen, Y., Xu, Y., and Yin, Y. (2009). “Impact of land use change scenarios on storm-runoff generation in Xitiaoxi basin, China.” Quaternary International, 1: 1-8.

Croke B W, Anderson F, Jackeman A J., 2005. Re-design of the IHACRES rainfall-runoff model. Engineers Australia. 29th Hydrology and Water Resources Symposium, 21-23 February, Camberra, Australia

Croke B. F. W, Letcher R. A., Jackeman A. J., 2006. Development of a distributed flow model for underpinning assessment of water allocation options in the Namoi River Basin, Australia, Journal of HydrologyVolume 319, Issues 1–4, 15 March 2006, Pages 51–71

Gautam D. K., (2013), Hydrological Modeling for Upper Chao Phraya Basin Using HEC-HMS, UNDP/ADAPT Asia-Pacific First Regional Training Workshop Assessing Costs and Benefits of Adaptation: Methods and Data March 11-14, 2013, www.undp-alm.org/sites/default/files/downloads/chaophraya_final.ppt

McIntyre N. dan Aisha A, (2009), Performance of ten rainfall-runoff models applied to an arid catchment in Oman, Environmental Modelling & Software, Volume 24 Issue 6, June, 2009, Pages 726-738.

Taesombat W, Sriwongsitanon N. (2010). Flood investigation in the upper Ping River Basin using mathematical models. Kasetsart Journal (Natural Science), 44: 152−166.

USACE, United States Army Corps of Engineers. (2008). “Hydrological Modeling System, HEC-HMS, User’s Manual, Version 3.3 “, USACE, Davis, CA, USA.

Ye, W., B.C. Bates, N.R. Viney, M. Sivapalan and A.J. Jakeman. 1997. Performance of conceptual rainfall-runoff models in lowyielding ephemeral catchments. Water Resour. Res. 33: 153–166.

584

DAMPAK KENAIKAN MUKA AIR LAUT TERHADAP KESESUAIAN LAHAN RAWA PASANG SURUT

TABUNGANEN KALIMANTAN SELATAN

Muhammad Gifariyono* dan L. Budi Triadi**

Balai Rawa - Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air Jl. Gatot Subroto no. 6, Banjarmasin

*gfr_st@yahoo.com; **buditriadi@yahoo.com

IntisariKesesuaian lahan daerah rawa sangat dipengaruhi oleh kondisi fluktuasi muka air laut, curah hujan, potensial drainase dan intrusi air laut. Dengan adanya pengaruh perubahan iklim global yang menyebabkan naiknya muka air laut, akan merubah hidrotopografi lahan rawa, yang mengakibatkan jenis tanaman yang sesuai pada lahan tersebut juga akan berubah. Perubahan kesesuaian lahan tersebut dialami oleh daerah rawa yang dekat dengan muara sungai seperti daerah rawa Tabunganen. Daerah rawa Tabunganen yang berada di sekitar muara sungai Barito akan menerima dampak perubahan kenaikan muka air laut secara langsung. Penelitian ini menggunakan metode GIS untuk mendapatkan peta keseuaian lah eksisting dan dampak kenaikan muka air laut melalui cara tumpang susun peta-peta tematik, antara lain peta irigasi dan drainase, peta kedalaman gambut dan pirit, dan peta salinitas. Dengan diketahuinya dampak kenaikan muka air laut tersebut terhadap deliniasi kesesuaian lahannya, maka dapat diantisipasi dengan melakukan adaptasi jenis tanaman terhadap tren perubahan kesesuaian lahan yang terjadi.

Kata Kunci : muka air laut, kesesuaian lahan, Unit Rawa Tabunganen

PENDAHULUAN

Latar BelakangPengamatan temperatur global sejak abad 19 menunjukkan adanya perubahan rata-rata temperatur yang menjadi indikator adanya perubahan iklim. Perubahan temperatur global ini ditunjukkan dengan naiknya rata-rata temperatur hingga 0,74° C antara tahun 1906 hingga tahun 2005. Menurut kajian IPCC (Intergovermental Panel on Climate Change), 2007, kenaikan temperatur diproyeksikan berkisar antara 1,1 – 6,4° C pada tahun 2010.

Kenaikan muka air laut merupakan ancaman serius bagi negara dengan populasi padat dan aktivitas ekonomi yang tinggi di daerah dekat pantai. Kenaikan muka air laut mempengaruhi populasi dan ekosistem daerah pantai dengan tergenangnya daerah-daerah yang rendah, peningkatan erosi pantai, penurunan lahan (land subsidence), dan instrusi air laut (McLean et al,. 2001).

Menurut observasi dari satelit NOOA, kenaikan muka air laut di Indonesia antara 4,9 – 6,6 mm/tahun sebagaimana disajikan pada Gambar 1 (Rahmadi et al., 2010).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

585

Gambar 1. Kenaikan Muka Air Laut Rerata di Indonesia (National Oceanic and Atmospheric Administration – Laboratory

for Satellite Altymetri, NOAA – LSA, 2007).

Kesesuaian lahan daerah rawa pasang surut sangat dipengaruhi oleh kondisi fluktuasi muka air laut, curah hujan, potensial drainase dan intrusi air laut (Triadi L. Budi, 2008). Dengan adanya pengaruh perubahan iklim global yang menyebabkan naiknya muka air laut, maka akan merubah hidrotopografi lahan rawa pasang surut dan selanjutnya kesesuaian lahan juga akan berubah. Oleh karena itu diperlukan suatu penelitian sejauh mana dampak kenaikan muka air laut tersebut terhadap kesesuaian lahannya, sehingga bisa diantisipasi dengan melakukan adaptasi lokasi dan jenis tanaman terhadap tren perubahan kesesuaian lahan tersebut.

Landasan teori dari penelitian ini adalah dengan cara membuat klasifikasi kategori lahan atau kesesuaian lahan rawa pasang surut yang baru untuk digunakan dalam menyelesaikan/memitigasi masalah perubahan klasifikasi kategori lahan eksisting akibat kenaikan muka air laut.

Suatu penelitian hampir serupa pernah dilakukan di unit Danda Besar, Kalimantan Selatan oleh L. Budi Triadi, di tahun 2008 berdasarkan data pengukuran lapangan yang dilakukan pada tahun 2007 oleh Balai Rawa Puslitbang SDA. Perbedaan antara penelitian ini dengan penelitian yang dilakukan sebelumnya di tahun 2008 adalah dari sisi metode yang digunakan. Pada tahun 2008, L. Budi Triadi menggunakan metode simulasi model numerik hidraulik untuk memperoleh profil muka air saluran, sementara itu penelitian ini menggunakan metode pendekatan kehilangan energi.

PermasalahanDengan adanya dampak kenaikan muka air laut di daerah rawa Tabunganen yang berada di sekitar muara sungai Barito maka akan terjadi perubahan klasifikasi hidrotopografi, yaitu lahan yang semula tidak tergenang menjadi tergenang atau mengalami kenaikan muka air tanah. Akibat perubahan klasifikasi kategori ini, maka kesesuaian lahanpun akan ikut berubah, dimana jenis tanaman yang semula sesuai untuk areal lahan tertentu menjadi tidak sesuai lagi.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

586

TujuanTujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan deliniasi kesesuaian lahan (jenis tanaman) dari kondisi kesesuaian lahan eksisting sebagai dampak dari kenaikan muka air laut yang perlu dicermati untuk jangka panjang agar dampak tersebut dapat diantisipasi sedini mungkin untuk mempertahankan bahkan meningkatkan tingkat produksi pertanian.

HipotesisMelalui studi ini, akan diperoleh peta kesesuaian lahan dampak kenaikan muka air laut yang akan membuktikan kenaikan muka air laut akan mengubah delineasi kesesuaian lahan eksisting (jenis tanaman) sebelum ada kenaikan muka air laut. Selanjutnya dengan peta tersebut dapat diketahui pembagian lahan (area) dari suatu kawasan reklamasi, dimana masing-masing area diperuntukan jenis tanaman yang sesuai dengan karakteristik lahannya.

Lokasi StudiUnit rawa pasang surut Tabunganen terletak di Kecamatan Tabunganen, Kabupaten Barito Kuala, Propinsi Kalimantan Selatan dan berada di sekitar muara sungai Barito. Unit ini jaringan tata airnya berbentuk garpu (saluran primer dan sekunder) dan di kedua ujung saluran sekunder terdapat kolam pasang. Untuk lebih jelasnya dapat di lihat pada Gambar 2 dan 3.

Gambar 2. Lokasi Penelitian

Rancangan PenelitianPenelitian dilakukan dengan membuat peta kesesuaian lahan eksisting sebagai baseline. Selanjutnya dibuat peta kesesuaian lahan akibat kenaikan muka air laut sebesar 20 cm, 30 cm dan 50 cm dari kondisi eksisting di muara saluran primer unit rawa Tabunganen. Dari keempat peta tersebut kemudian diteliti sejauh mana dampak dari kenaikan muka air laut terhadap kesesuaian lahan eksisting.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

587

Gambar 3. Peta Jaringan Tata Air Unit Rawa Pasang Surut Tabunganen

TINJAUAN PUSTAKAIntergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) menyimpulkan bahwa, “sebagian besar peningkatan temperatur rata-rata global sejak pertengahan abad ke-20 kemungkinan besar disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca akibat aktivitas manusia” melalui efek rumah kaca. Kesimpulan dasar ini telah kemukakan oleh setidaknya 30 (tiga puluh) badan ilmiah dan akademik, termasuk semua akademi sains nasional dari negara-negara G8 (IPCC, 2007).

Salah satu implikasi perubahan iklim yang terjadi di Kalimantan dapat dilihat pada grafik kenaikan temperatur sebagaimana disajikan pada Gambar 4 di bawah ini (Armi Susandi, 2008).

Gambar 4. Grafik kecendrungan kenaikan suhu di Kalimantan

Kota Banjarmasin sebagai ibu kota dari Kalimantan Selatan dengan luas daratan 72 km2 juga memiliki tingkat kerawanan terhadap kenaikan muka laut yang cukup tinggi. Proyeksi kenaikan muka laut di wilayah Banjarmasin telah dilakukan untuk tahun 2010, 2050 dan 2100. Tinggi muka air laut menurut proyeksi tersebut diantaranya adalah mencapai ketinggian 0.37 m untuk tahun 2010, 0.48 m untuk tahun 2050, dan 0.934 m untuk tahun 2100 (Armi Susandi, dkk., 2008). Beberapa

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

588

peta spasial proyeksi kenaikan muka laut Banjarmasin untuk tahun 2010, 2050, dan 2100 ditunjukkan pada Gambar 5 berikut :

Gambar 5. Kenaikan muka air laut Banjarmasin tahun 2010, 2050 dan 2100

Selanjutnya berdasarkan data Hidral yang bersumber dari Jawatan Hidro-Oseanografi TNI AL, Puslitbang Sumber Daya Air, Balai Rawa pada tahun 2011 pernah melakukan analisis dengan menggunakan regresi linier. Dari hasil analisis tersebut diperoleh regresi linier sebagaimana dapat di lihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Regresi Linier Muka Air laut Rerata

Kenaikan muka air laut dan penurunan tanah merupakan dua faktor yang sangat dominan (untuk jangka panjang) dalam mempengaruhi pewilayahan pengelolaan air (Rahmadi Dadi, 2010). Secara ringkas alur pembuatan kesesuaian lahan dapat dilihat pada diagram alir pada Gambar 7 di bawah ini:

Gambar 7. Diagram Alur Penyusunan Kesesuaiam Lahan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

589

Dalam menentukan kesesuaian lahan di lahan pasang surut terdapat faktor-faktor dominan yang perlu diperhatikan (Rahmadi Dadi, 2010), yaitu :

a. Tipe Luapan/HidrotopografiHidrotopografi adalah perbandingan topografi dan potensi pasang surut di saluran atau di sungai. Dampak perubahan hidrotopografi akibat kenaikan muka air dan penurunan tanah menyebabkan berubahnya klasifikasi kategori. Pengaruh kenaikan muka air laut akan dirasakan kedepan, oleh karena itu didalam perencanaan atau desain infrastruktur jaringan reklamasi rawa pasang surut sangat perlu dipertimbangkan dampak dari faktor tersebut.

b. Potensi Drainase atau DrainabilitasPotensi drainase atau drainabilitas adalah kemampuan lahan untuk membuang kelebihan air dari lahan ke dalam saluran terdekat. Pembuangan kelebihan air dilakukan dari permukaan tanah ke dalam saluran dengan cara mengatur muka air di saluran untuk menjaga muka air tanah sesuai yang ditargetkan. Klasifikasi drainabilitas di jaringan lahan pasang surut dapat dibagi menjadi 4 kelas utama, yaitu:1. drainase < 0 cm dari permukaan lahan (tidak dapat didrainase)2. drainase 0 – 30 cm dari permukaaan lahan (drainase agak terhambat)3. drainase 30 – 60 cm dari permukaan lahan (drainase baik)4. drainase > 60 cm dari permukaan lahan (drainase sangat baik)

c. Tipe TanahTipe tanah di lahan apasang surut dapat dibagi menjadi 4 bagian utama seperti yang tercantum dalam Tabel 1.

Penelitian yang pernah dilakukan di unit Danda Besar, Kalimantan Selatan Triadi, L. Budi Triadi, 2008) memberikan delineasi kesesuaian lahan berdasarkan profil muka air yang diperoleh dari simulasi model numerik hidraulik 1 (satu) dimensi yang lebih akurat dari penelitian ini yang menggunakan prinsip kehilangan energi yang berlaku umum.

Tabel 1. Klasifikasi tipe tanah di lahan pasang surut Muck (Organik)/Tanah Sulfat Masam

1. Lahan potensial2. Lahan Sulfat Asam

Bukan Tanah Sulfat Masam 1. Sedimen Marine (laut) Muda2. Sedimen Marine Tua

4.3 Tanah Gambut

1. Kedalaman efektif drainase berkelanjutan (>30 cm) setelah terjadi penurunan tanah

2. Kedalaman efektif tidak berkelanjutan (<30 cm) setelah terjadi penurunan tanah

4.4 Tanah dengan Kesuburan Rendah “Whitish”

Kondisi hidrologis bervariasi

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

590

METODOLOGIKesesuaian lahan adalah penilaian potensi dari suatu lahan tentang tingkat/kelas kesesuaiannya untuk dapat ditanami oleh jenis tanaman tertentu berikut tingkat pengelolaannya secara kuantitatif. Kesesuaian daerah rawa pasang surut untuk pengembangan pertanian bervariasi menurut iklim, hidrotopografi, karakteristik tanah dan sistem pengelolaan air. Berikut ini disajikan kesesuaian lahan untuk berbagai pengembangan pertanian yang akan digunakan dalam penelitian ini sebagai bagian dari metode penapisan (Menteri Pekerjaan Umum, 2010) :

a. Satuan lahan 1: lahan irigasi rawa pasang surut (dengan air tawar selama musim tanam)

Satuan lahan 1 sangat sesuai (S1) untuk tanaman padi sawah asalkan air di saluran tidak asam. Lahan ini terbatas (S3) untuk tanaman palawija atau tanaman keras karena drainasenya tidak memadai.b. Satuan lahan 2 sampai 5: tanah berpirit dan tanah bergambut

(tanpa irigasi pasang surut)Dengan merangsang oksidasi pirit pada lapisan tanah melalui drainase dangkal secara terkontrol dan memanfaatkan air hujan untuk mencuci asam keluar dari dalam tanah, kesesuaian lahan dapat berubah kelasnya menjadi sesuai sedang (S2) atau sesuai terbatas (S3) untuk tanaman padi tadah hujan. Jika drainase di bawah 60 cm dapat dilakukan, maka kesesuaian lahan menjadi sangat sesuai (S1) untuk tanaman keras.c. Satuan lahan 6: tanah gambutTanah gambut tidak sesuai untuk menanam padi secara normal. Padi hanya bisa tumbuh baik dengan pengendalian drainase secara hati- hati, pemadatan tanah, pemakaian pupuk yang seimbang, dan penutup tanah permanen untuk mencegah pengeringan tanah lapisan atas yang tidak dapat dipulihkan (irreversible drying). Tanaman keras seperti kelapa dan kelapa sawit lebih sesuai untuk tanah ini dibandingkan dengan tanaman setahun.

d. Satuan lahan 7: tanah keputih- putihan dengan kesuburan rendah .Tanah ini tidak sesuai (N) untuk tanaman padi, dan hanya sesuai terbatas (S3) untuk palawija dan tanaman keras. Tanaman keras mungkin harus ditanam di atas permukaan tanah yang ditinggikan untuk memberikan drainase yang memadai.

e. Satuan lahan 8 sampai 10: tanah tidak berpirit (tanpa irigasi pasang surut)Dengan stabilitas struktur tanah yang memadai dan tidak adanya ancaman zat beracun, tanah tidak berpirit ini sangat sesuai (S1) dan dapat memelihara dengan baik produksi padi tadah hujan yang layak. Tanah lapisan atas kebanyakan sudah matang sehingga dapat dibajak dan lapisan air (genangan) dapat dijaga untuk padi sawah. Tanaman keras dapat diusahakan, namun perlu diperhatikan agar lahan dapat didrainase dengan baik (sesuai sedang, S2 atau sesuai terbatas, S3). Karena permeabilitasnya rendah, tanah ini lebih mudah tergenang daripada tanah berpirit dan tanah bergambut.

Selanjutnya pembagian satuan lahan di atas dapat dijabarkan lebih rinci pada Tabel 2 yang memperlihatkan kesesuaian lahan pada setiap satuan lahan untuk

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

591

tipe penggunaan lahan yang paling umum di daerah rawa pasang surut yaitu: padi rawa pasang surut; padi irigasi pompa; padi tadah hujan; palawija; tanaman keras dan kebun (Menteri Pekerjaan Umum, 2010). Selanjutnya metode penapisan dilakukan berdasarkan kriteria pada Tabel 2.

Tabel 2. Kesesuaian Lahan untuk Berbsagai Tanaman Pertanian

Catatan :Notasi*) menunjukan diperlukannya sorjan/guludan untuk menjamin drainase lahan. S1 : Sangat SesuaiS2 : Sesuai SedangS3 : Sesuai Terbatas (Tanamannya sesuai tetapi terhadap lahannya masih ada keharusan untuk

mempertahankan drainabilitasnya)N : Tidak Sesuai (pada saat ini)

Pada penelitian ini, kesesuaian lahan diperoleh dengan metode Global Information System (GIS) dan menggunakan perangkat lunak ArcView 3.2.

Peta Kesesuaian Lahan Eksisting diperoleh dengan langkah-langkah sebagai berikut:1. Pengukuran topografi di Daerah Rawa Tabunganen2. Pembuatan Peta Topografi Eksisting3. Pengamatan muka air, pengukuran kecepatan dan penampang melintang saluran4. Pembuatan Peta-Peta Tematik Eksisting (Hidrotopografi atau Irigabilitas dan

Drainabilitas, Ketebalan Gambut, Kedalaman Pirit, Salinitas)5. Pembuatan Peta Kesesuaian Lahan Eksisting

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

592

Selanjutnya Peta Kesesuaian Lahan akibat Kenaikan Muka Air Laut diperoleh dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Pembuatan Peta-Peta Tematik akibat kenaikan muka air laut (Hidrotopografi atau Irrigabilitas dan Drainabilitas). Peta tematik yang lain tidak mengalami perubahan akibat kenaikan muka air laut.

2. Pembuatan Peta Kesesuaian Lahan akibat kenaikan muka air laut secara kualitatif bila muka air laut naik 20 cm – 30 cm dan 50 cm

Pengolahan spasial kesesuaian lahan dilakukan menggunakan penapisan peta-peta tematik di atas yang telah dibuat sebelumnya, yaitu peta irigabilitas, drainabilitas, kedalaman pirit dan salinitas berdasarkan algoritma pada Tabel 2 di atas baik dalam operasi tabel maupun vektor tematik. Sementara itu peta kedalaman gambut tidak digunakan karena daerah rawa Tabunganen sudah tidak memiliki gambut lagi, kemungkinan disebabkan telah terjadi proses pematangan karena daera rawa ini sudah dibuka/direklamasi cukup lama sejak tahun 1970 an.

Sementara itu metode untuk mengetahui dampak perubahan delineasi kesesuaian lahan akibat variasi kenaikan muka air laut yang digunakan dalam kegiatan ini adalah dengan cara membandingkan kesesuaian lahan awal (eksisting) dengan kesesuaian lahan baru. Dalam penelitian ini peta Hidro-topografi tidak dipergunakan lagi dalam proses penapisan/tumpang susun GIS karena telah menggunakan peta potensi irigasi (irigabilitas) dan drainase (drainabilitas).

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN

Dari penelitian yang sudah dilakukan dengan metode sebagaimana telah diuraikan diatas, diperoleh hasil yang kurang lebih sesuai dengan hipotesa dan mendukung pencapaian tujuan dari penelitian ini.

Dari penapisan kempat peta tematik diperoleh peta kesesuaian lahan eksisting sebagaimana ditampilkan pada Gambar 8. Klasifikasi jenis tanaman yang ada di dalam peta dibuat berdasarkan klasifikasi pada Tabel 2 di atas untuk kesesuaian lahan S1 (sangat sesuai) atau serendah-rendahnya S2 (sesuai sedang) dari setiap jenis tanaman.

Dari peta kesesuaian lahan ini diperoleh gambaran bahwa sebagian besar kawasan, terutama di bagian tengah kawasan (warna hijau muda) sesuai peruntukannya untuk padi rawa pasang surut. Sedangkan sebagian lagi yang berwarna hijau tua sesuai peruntukannya untuk tanaman keras dan kebun. Sementara itu padi dengan irigasi pompa (warna merah) dan padi dengan tadah hujan (warna hijau gelap) termasuk tanaman palawija (warna orange) hanya di sebagian kecil kawasan unit Tabunganen.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

593

Gambar 8. Peta Kesesuaian Lahan Eksisting

Selanjutnya dilakukan simulasi dengan kenaikan muka air laut sebesar 20 cm dari kondisi eksisting. Hasil simulasi disajikan pada Gambar 9 di bawah. Pada kawasan hilir (muara saluran primer) yang semula pada kondisi eksisting (Gambar 8) sesuai untuk padi tadah hujan/palawija (warna hijau gelap), setelah kenaikan muka air laut sebesar 20 cm berubah kesesuaian lahannya menjadi padi rawa pasang surut (warna hijau muda) pada Gambar 9. Sedangkan tanaman padi irigasi pompa (warna merah) pada Gambar 8 berubah menjadi padi tadah hujan (warna kuning) pada Gambar 9.

Adanya perubahan kesesuaian lahan ini sangat logis ditinjau dari perubahan hidrotopografi akibat kenaikan muka air laut sebesar 20 cm, karena kenaikan muka air menyebabkan intrusi pasang dapat memasuki lahan lebih jauh dan lebih tinggi.

Gambar 9. Peta Kesesuaian Lahan Akibat Kenaikan MAL 20 cm

Bila muka air di muara naik menjadi 30 cm, maka diperoleh hasil sebagaimana disajikan pada Gambar 10. Di daerah muara yang semula banyak terdapat tanaman keras/palawija (warna hijau tua) di Gambar 9, berubah menjadi tanaman palawija (warna orange) di Gambar 10. Demikian pula daerah hulu yang semula merupakan tanaman keras dan kebun (warna hijau tua) di Gambar 12 berubah menjadi tanaman padi tadah hujan/palawija (warna hijau gelap) di Gambar 9. Kondisi ini juga sangat logis sebagaimana yang telah diperkirakan dalam hipotesa.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

594

Gambar 10. Peta Kesesuaian Lahan Akibat Kenaikan MAL 30 cm

Dan setelah kenaikan muka air muara ditingkatkan menjadi 50 cm, maka diperoleh gambaran delineasi kesesuaian lahan (jenis tanaman) seperti dapat dilihat pada Gambar 11. Dampak kenaikan ini sesuai dengan dampak yang telah terjadi pada kenaikan muka air sebesar 20 cm, hanya dampak pada kenaikan 50 cm ini lebih besar pengaruhnya walaupun tidak banyak perbedaannya. Hal ini dapat dilihat dari luasan tanaman keras dan kebun (warna hijau tua) yang banyak tersebar di Gambar 10 berubah menjadi padi tadah hujan/palawija (warna hijau gelap) di Gambar 11.

Gambar 11. Peta Kesesuaian Lahan Akibat Kenaikan MAL 50 cm

Dampak kenaikan muka air 30 cm dan 50 cm mengubah tanaman keras/palawija (warna hijau tua), berubah menjadi tanaman palawija (warna orange) dan yang semula merupakan tanaman keras dan kebun (warna hijau tua) berubah menjadi tanaman padi tadah hujan/palawija (warna hijau gelap). Perubahan ini disebabkan terjadinya kenaikan muka air tanah setelah akibat dari kenaikan muka air di saluran.

Pada penelitian ini, metode simulasi model hidraulik 1 dimensi sebagaimana yang telah dilakukan pada Studi Kesesuaian Lahan Rawa Pasang Surut Danda Besar, Kalimantan Selatan (Triadi, L. Budi, 2008) amat sulit dilakukan secara akurat mengingat tata air unit rawa Tabunganen sangat kompleks dan terbuka/ terkoneksi dengan banyak sungai-sungai/saluran alami. Oleh karena itu digunakan metode dengan prinsip kehilangan energi yang berlaku umum.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

595

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan

Sebagaimana telah dituangkan dalam hipotesa dimana dampak kenaikan muka air laut, khususnya untuk daerah/kawasan rawa pasang surut yang berdekatan dengan muara sungai seperti unit rawa Tabunganen berpotensi besar mengubah kondisi hidrotopografi lahan tersebut. Perubahan tersebut secara langsung juga akan merubah kondisi kesesuaian lahan lahan tersebut.

Melalui studi ini, diperoleh kesimpulan yang membuktikan bahwa kenaikan muka air laut mengubah delineasi kesesuaian lahan eksisting (jenis tanaman) sebelum adanya kenaikan muka air laut. Setiap perubahan ketinggian muka air yang semakin membesar memberikan dampak perubahan kesesuaian lahan yang juga semakin kuat atau semakin besar. Perubahan ketinggian muka air ini bukan hanya terjadi di saluran tetapi juga di muka air tanah.

Sebagai kesimpulan umum, penelitian ini mempunyai keterkaitan dengan fenomena dan pendekatan yang serupa dengan yang pernah dilakukan di unit rawa Danda Besar (Triadi, L. Budi, 2008), namun mempunyai kondisi lapangan yang berbeda.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada seluruh petugas Balai Rawa yang telah melakukan pengamatan dan pengukuran lapangan serta pengolahan data. Terima kasih juga disampaikan kepada Balai Rawa, Pusat Litbang Sumber Daya Air Kementerian Pekerjaan Umum atas ijin penggunaan data, serta terima kasih juga disampaikan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian makalah ini.

REFERENSI

Armi Susandi, 2008. Pengembangan Peta Spasial Proyeksi Perubahan Iklim untuk Pengendalian Banjir, Buletin Tata Ruang, edisi Januari – Februari 2008.

Armi Susandi, Indriani Herlianti, Mamad Tamamadin, 2008. Dampak Perubahan Iklim Terhadap Ketinggian Muka Laut Di Wilayah Banjarmasin, Program Studi Meteorologi - Institut Teknologi Bandung, Bandung, www.armisusandi.com/articles/working_paper/8.pdf [diakses pada tanggal 17 Mei 2014]

IPCC, 2007: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. http://www.ipcc.ch/, 2007 [diakses pada tanggal 17 Mei 2014]

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

596

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), Climate Change 2007 : The Physical Science Basis. Summary for Policy Makers, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovenrmental Panel on Climate Change. Paris, February 2007. http://www.ipcc.ch/, 2007 [diakses pada tanggal 17 Mei 2014]

Menteri Pekerjaan Umum, 2010. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum, Nomor 05/PRT/M/2010, Tentang Pedoman Operasi Dan Pemeliharaan Jaringan Reklamasi Rawa Pasang Surut, Jakarta

Mclean, R.F. et al.: 2001. Coastal Zones and Marine Ecosystems, in McCarthy, J.J. et al. (eds.), Climate Change 2001: Impacts, Adaptation, and Vulnerability, Cambridge University Press, Cambridge, pp 343-379.

Puslitbang Sumber Daya Air, Balai Rawa. 2011. Laporan Akhir Penelitian Pengaruh Perubahan Iklin Terhadap Daerah Rawa, Banjarmasin

Rahmadi, F.X. Suryadi, Robiyanto H. Sutanto, Bart Schultz, 2010. Effects of Climate Change and Land Subsidence on Water Management Zoning in Tidal Lowlands, Case Study Telang I, South Sumatera, Palembang, Seminar Nasional INACID, Jakarta.

Rahmadi Dadi , 2010. Sistem Perencanaan (System Planning) dan Pewilayahan Pengelolaan Air (Water Management Zoning) di Jaringan Reklamasi Pasang Surut, Palembang

Triadi, L. Budi, 2008. Studi Kesesuaian Lahan Rawa Pasang Surut Danda Besar Kalimantan Selatan, disajikan pada Kolokium Pusat penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, 23 – 24 Juli 2008, Bandung.

597

ANALISIS PERUBAHAN GARIS PANTAI DI PANTAI PAMARICAN KABUPATEN SERANG PROVINSI BANTEN

Olga Catherina Pattipawaej* dan Yanuar Ariwibowo Linarto

Program Studi Teknik Sipil, Universitas Kristen Maranatha

*olga.pattipawaej@eng.maranatha.edu

Intisari

Kawasan pantai di Indonesia tak pernah luput dari permasalahan-permasalahan atau kerusakan yang muncul sebagai akibat dari pemanfaatan pantai ataupun murni dari faktor alam. Permasalahan atau kerusakan pantai yang umum terjadi berupa erosi, abrasi, dan sedimentasi. Studi penelitian difokuskan pada analisis perubahan garis pantai di Pantai Pamarican, Kabupaten Serang, Provinsi Banten. Data-data yang diperlukan, yaitu data angin dari Stasion Tanjung Priok dan data tanah di Pantai Pamarican. Data angin digunakan sebagai pembangkit utama gelombang yang diperlukan untuk peramalan tinggi dan periode gelombang. Data tanah diperlukan untuk mengetahui keadaan, jenis, dan sifat-sifat mekanisme tanah. Data topografi Pantai Pamarican diperoleh dari P.T. Panca Guna Data yang menjadi acuan dalam menentukan posisi garis pantai awal. Simulasi perubahan garis pantai diperoleh dengan bantuan perangkat lunak GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline) dengan lisensi yang dimiliki oleh Balai Pantai PU. Hasil perubahan garis pantai di Pantai Pamarican berupa penumpukan sedimen dengan volume 7360 m3, lebar kerusakan pantai 33,8 m, dan panjang kerusakan pantai 1,84 km. Upaya pencegahan sedimentasi di Pantai Pamarican dilakukan dengan membuat pengamanan pantai berupa soft structure (penanaman tanaman Bakau) dan/atau hard structure (bangunan pemecah gelombang atau bangunan dinding laut, dll).

Kata Kunci: GENESIS, perubahan garis pantai, sedimentasi

LATAR BELAKANG

Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia dimana wilayah pantai ini merupakan daerah yang sangat intensif dimanfaatkan untuk kegiatan manusia, seperti sebagai kawasan pusat pemerintahan, pemukiman, industri, pelabuhan, pertambakan, pertanian/perikanan, pariwisata, dan sebagainya (Triatmodjo, 1999 dan 2012). Adanya berbagai kegiatan tersebut dapat menimbulkan peningkatan kebutuhan akan lahan, prasarana dan sebagainya, yang selanjutnya akan mengakibatkan timbulnya masalah-masalah baru seperti erosi pantai, tanah timbul sebagai akibat endapan pantai dan menyebabkan majunya garis pantai, pembelokan atau pendangkalan muara sungai yang dapat menyebabkan tersumbatnya aliran sungai sehingga mengakibatkan banjir di daerah hulu, pencemaran lingkungan akibat limbah dari kawasan industri atau pemungkiman/perkotaan yang dapat merusak ekologi, serta penurunan tanah dan intrusi air asin pada akuifer akibat

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

598

pemompaan air tanah yang berlebihan. Dengan semakin intensifnya pemanfaatan daerah pantai untuk kegiatan manusia, masalah-masalah tersebut juga semakin meningkat.

Dalam perhitungan/ pemodelan perubahan garis pantai diperlukan adanya data-data yang meliputi data angin dan data tanah. Data angin digunakan sebagai pembangkit utama gelombang dan diperlukan untuk peramalan tinggi dan periode gelombang. Data angin yang digunakan berasal dari stasiun Tanjung Priok untuk tahun 2000 – 2011 (didapat dari Balai Pantai PU). Data angin ini terdiri dari jam, arah, dan kecepatan angin perbulan.

Di dalam tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak hanya dibangkitkan dalam arah yang sama dengan arah angin tetapi juga dalam berbagai sudut terhadap arah angin. Panjang fetch adalah panjang laut yang dibatasi oleh pulau-pulau pada kedua ujungnya (Gambar 1). Perhitungan panjang fetch dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak AutoCAD agar diperoleh perhitungan yang teliti. Panjang fetch efektif dihitung untuk 8 arah mata angin dan ditentukan berdasarkan rumus berikut ini:

∑∑

α

α=

coscosF

F ieff

........................................................................................ (1)

dimana Feff adalah fetch rerata efektif, Fi merupakan panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch, dan α adalah sudut pengukuran fetch sebesar 5 derajat.

Gambar 1. Diagram fetch lokasi Pantai Pamarican

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

599

Untuk data tanah secara umum diketahui, bahwa sebagian besar wilayah kabupaten Serang terdiri dari batuan api dengan endapan permukaan yang sebagian besar berada di pantai utara dan bagian timur kabupaten Serang. Berdasarkan morfologi pantai utara memiliki daerah datar, dengan kemiringan lereng 0-5%. Selain itu jenis tanah yang ada di pantai utara umumnya berpasir dan berkerikil (P.T. Panca Guna Data, 2012). Ukuran butir pasir paling banyak menggunakan ukuran butir median D50. D50 adalah ukuran butir dimana 50% dari berat sampel. Data tanah yang digunakan sebagai masukan data yaitu D50 rata-rata. Data tanah D50 diperoleh dari hasil laboratorium Balai Bangunan Hidraulika dan Geoteknik Keairan seperti pada Tabel 1.

Tabel 1. Data tanah D50

No. Sampel D50 (mm)BT-13 0,006BT-14 0.011BT-15 0,004

Gambar 2 memperlihatkan bentuk topografi dari pantai Pamarican, Kabupaten Serang, Provinsi Banten (P.T. Panca Guna Data, 2012).

Gambar 2. Topografi Pantai Pamarican (Sumber: PT. Panca Guna Data, 2012)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

600

Perangkat lunak GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline) digunakan untuk mendapatkan perubahan garis pantai dengan ada atau tanpa struktur pada pantai. Perangkat lunak GENESIS yang digunakan dengan lisensi yang dimiliki oleh Balai Pantai PU. Sebelum menggunakan perangkat lumak GENESIS perlu diketahui kapabilitas dan kelemahannya (Hanson, 1989). Kapabilitas perangkat lunak GENESIS adalah dapat mengkombinasi groin, jetty, breakwater, seawall dan beach fill, groin berbentuk T, Y dan I, difraksi pada breakwater, jetty dan groin, input gelombang menggunakan tinggi, periode dan arah, dan transmisi gelombang pada breakwater. Sementara kelemahannya tidak ada refleksi gelombang dari struktur, tidak terlihat ada/ terjadinya tombolo (garis pantai tidak dapat menyentuh breakwater), penempatan dan bentuk dari struktur tidak ada kepastian, tidak ada ketentuan langsung untuk mengubah ketinggian air pasang, keterbatasan teori untuk pemodelan garis pantai

METODOLOGI STUDI

Perhitungan panjang fetch dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat

lunak AutoCAD agar diperoleh perhitungan yang teliti. Hasil perhitungan effF dengan menggunakan persamaan (1) dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Fetch efektif Pantai PamaricanArah Fetch Efektif (m)

Utara 618226Timur Laut 487493Timur 1104406Tenggara 0Selatan 0Barat Daya 0Barat 10431Barat Laut 42165

Proses peramalan gelombang dengan menggunakan data angin sebagai pembangkit utama gelombang dan daerah pembentukan gelombang oleh angin (fetch), biasanya disebut dengan proses hindcasting. Persentase kejadian angin selama 12 tahun (2000-2011) di Pantai Pamarican disajikan dalam gambar windrose total (Gambar 3). Persentase kejadian gelombang bulan Januari 2000 sampai Desember 2012 di lokasi lepas pantai dari Pantai Pamarican diaplikasikan dalam gambar waverose total seperti pada Gambar 4.

Dengan menggunakan data waverose total di lokasi lepas pantai dari Pantai Pamarican dan dengan bantuan perangkat lunak Smada, diperoleh hasil probabilitas maksimum data tinggi gelombang (Tabel 3) dan kesalahan probabilitas maksimum data tinggi gelombang (Tabel 4) dari beberapa distribusi probabilitas.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

601

Gambar 3. Windrose total di Pantai Pamarican

Gambar 4. Waverose total di lokasi lepas pantai dari Pantai Pamarican

Tabel 3. Probabilitas maksimum tinggi gelombang dari beberapa distribusi probabilitas

Data Maksimum Weibull Normal 2P Lognormal Pearson III LP III Gumbel0,137 0,080 -0,220 0,060 -0,010 0,180 -0,2500,173 0,150 -0,060 0,090 0,140 0,180 -0,1200,176 0,230 0,060 0,120 0,190 0,180 -0,0200,200 0,310 0,150 0,150 0,20 0,180 0,0700,211 0,380 0,240 0,180 0,210 0,190 0,1600,223 0,460 0,320 0,210 0,210 0,200 0,2500,223 0,540 0,390 0,250 0,210 0,210 0,3400,248 0,620 0,470 0,310 0,220 0,230 0,4500,257 0,690 0,560 0,370 0,240 0,260 0,5600,337 0,770 0,650 0,460 0,290 0,310 0,7000,447 0,850 0,770 0,590 0,400 0,410 0,8901,610 0,920 0,930 0,860 0,670 0,700 1,200

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

602

Tabel 4. Kesalahan probabilitas maksimum data tinggi gelombang dengan beberapa distribusi probabilitas

Data Maksimum Normal 2P

Lognormal Pearson III LP III Gumbel

0,137 0,127449 0,005929 0,021609 0,001849 0,1497690,173 0,038809 0,002209 0,000009 0,001849 0,0660490,176 0,005929 0,000289 0,002809 0,001849 0,0246490,200 0,000169 0,000169 0,003969 0,001849 0,0044890,211 0,010609 0,001849 0,005329 0,002809 0,0005290,223 0,033489 0,005329 0,005329 0,003969 0,0127690,223 0,064009 0,012769 0,005329 0,005329 0,0412090,248 0,110889 0,029929 0,006889 0,008649 0,0979690,257 0,178929 0,054289 0,010609 0,015129 0,1789290,337 0,263169 0,104329 0,023409 0,029929 0,3169690,447 0,400689 0,205209 0,069169 0,074529 0,5670091,610 0,628849 0,522729 0,284089 0,316969 1,129969

Mean leastsquare error 0,394016 0,280628 0,191169 0,196788 0,464606

Mean least square error terkecil dari Tabel 4 didapat untuk distribusi Pearson III, sehingga periode ulang dan tinggi gelombang yang diperoleh seperti pada Tabel 5. Tinggi gelombang di Pantai Pamarican yang digunakan 1,46 meter untuk periode ulang (RT) 50 tahun.

Tabel 5 Periode ulang dan tinggi gelombangRT (tahun) H (m)

2 0,213 0,235 0,3310 0,5625 1,0250 1,46100 1,98200 2,56

Perangkat lunak GENESIS dimanfaatkan untuk memprediksi perubahan garis pantai pada periode tertentu. Data-data yang harus dikonversi sebagai masukan pada perangkat lunak GENESIS yaitu:

1. DEPTH berisi kedalam air laut sepanjang pantai yang disimulasi yang akan menyebarkan gelombang pecah dimana nilainya sudah disediakan oleh GENESIS dalam NSWAV sebagai input model gelombang eksternal. Dalam tugas akhir ini input gelombang menggunakan file WAVES dimana perangkat lunak akan membacanya sebagai data gelombang laut dalam, tidak menggunakan model gelombang eksternal, sehingga DEPTH tidak dimasukkan karena DEPTH tidak akan bisa dibaca jika model gelombang eksternal (NSWAV) tidak digunakan untuk mensuplai data gelombang.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

603

2. SHORL merupakan masukan panjang grid garis pantai awal. Cara mendapatkan panjang grid ini adalah dengan memplotkan garis pantai pada peta dengan menggunakan perangkat lunak Autocad, yaitu dengan membuat grid-grid pada jarak tertentu sehingga dapat diketahui panjangnya. Jarak antar grid yang digunakan dalam analisis ini sebesar 40 m, dengan jumlah grid 63. Data yang digunakan sebagai input pada SHORL adalah panjang dari grid. Penulisan urutan panjang grid sebagai input SHORL dari sebelah kiri ke kanan. Gambar 5 memperlihatkan grid garis pantai di Pantai Pamarican

3. SHORM adalah panjang grid garis pantai yang nilainya sama dengan SHORL. SHORM berfungsi untuk membandingkan perubahan garis pantai pada jangka waktu tertentu dengan garis pantai awal.

4. WAVES merupakan hasil olahan data angin harian berupa tinggi, periode dan arah datang gelombang dalam satu tahun. Jumlah data gelombang yang dihasilkan dalam satu tahun adalah 24 x 365 = 8760 data. Data WAVES yang digunakan sebagai input GENESIS adalah data gelombang yang dihasilkan pada perhitungan tinggi, periode dan arah datang gelombang hasil olahan data angin harian tahun 2000 – 2011 pada hindcasting.

5. Setelah semua data input yang dibutuhkan untuk memprediksi perubahan garis pantai tersedia maka selanjutnya dilakukan running perangkat lunak melalui file START. Semua comment yang ada dalam file START diisi sesuai dengan input yang ada dan yang diisyaratkan oleh GENESIS.

6. SHORC merupakan hasil running dari perangkat lunak berupa perubahan panjang grid garis pantai

Gambar 5. Grid garis pantai di Pantai Pamarican

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

604

HASIL STUDI DAN PEMBAHASANHasil keluaran perubahan garis pantai di Pantai Pamarican, Kabupaten Serang, Provinsi Banten dapat dilihat pada Tabel 6 dan Gambar 6. Perubahan garis diperoleh dari selisih posisi garis pantai awal (data masukkan) dan posisi garis pantai akhir (hasil keluaran numerik dari penggunaan perangkat lunak GENESIS) dibagi dengan 12 tahun berdasarkan data angin yang digunakan tahun 2000 - 2011. Hasil perubahan garis pantai yang ditunjukan pada Tabel 6 terjadi rata-rata tiap tahunnya. Perubahan garis pantai terbesar didapat 2,8 m/tahun (grid 8). Hasil perubahan garis pantai di Pantai Pamarican menunjukkan bahwa grid 7-11, 17-21, 23-26, 33-36, 38-40, dan 45-49 mengalami erosi, sedangkan pada grid 3-6, 12-16, 27-32, 36-38, dan 50-62 mengalami sedimentasi. Hasil ini diperjelas dengan hasil keluaran numerik dari penggunaan perangkat lunak GENESIS diperoleh perubahan garis pantai berupa penumpukan sedimen dengan volume 7360 m3. Hal ini menunjukkan bahwa Pantai Pamarican mengalami sedimentasi.

Tabel 6 Perubahan garis pantai di Pantai PamaricanGrid Awal Akhir Perubahan (m) Grid Awal Akhir Perubahan (m)

1 1233,3 12333,3 0,0 33 587,1 586,8 0,02 1228,2 1225,7 -0,2 34 561,7 559,0 -0,23 1197,8 1218,0 1,7 35 536,3 532,0 -0,44 1195,3 1209,9 1,2 36 509,6 505,1 -0,45 1198,4 1201,1 0,2 37 463,2 479,0 1,36 1189,4 1193,2 0,3 38 459,4 453,7 -0,57 1215,0 1184,4 -2,5 39 432,1 429,7 -0,28 1207,7 1173,9 -2,8 40 409,0 405,9 -0,39 1179,2 1162,6 -1,4 41 381,9 382,4 0,0

10 1156,7 1151,2 -0,5 42 357,2 358,9 0,111 1140,1 1138,3 -0,1 43 335,9 335,5 0,012 1123,7 1124,1 0,0 44 312,0 312,0 0,013 1105,9 1109,5 0,3 45 292,1 288,8 -0,314 1088,0 1093,3 0,4 46 272,7 265,9 -0,615 1070,2 1076,2 0,5 47 251,2 243,2 -0,716 1055,6 1058,7 0,3 48 227,4 221,0 -0,517 1041,1 1040,6 0,0 49 200,6 199,0 -0,118 1023,8 1021,4 -0,2 50 173,8 177,8 0,319 1005,7 1001,0 -0,4 51 148,7 157,6 0,720 987,3 979,0 -0,7 52 126,7 138,9 1,021 965,4 955,1 -0,9 53 109,7 122,0 1,022 929,2 929,5 0,0 54 94,2 106,3 1,023 916,4 902,7 -1,1 55 82,0 91,8 0,824 894,3 873,1 -1,8 56 70,0 79,0 0,825 871,4 842,2 -2,4 57 60,6 67,1 0,526 821,2 810,9 -0,9 58 51,2 54,9 0,327 765,2 778,2 1,1 59 42,0 45,3 0,328 716,0 744,9 2,4 60 34,1 37,7 0,329 685,8 711,7 2,2 61 26,7 29,7 0,330 660,7 679,1 1,5 62 19,9 21,4 0,131 634,5 634,5 1,1 63 13,1 13,1 0,032 609,7 609,7 0,6

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

605

Gambar 6. Perubahan garis pantai di Pantai Pamarican

Lebar kerusakan pantai di Pantai Pamarican ditentukan berdasarkan perubahan posisi garis pantai dari jarak maksimum maju/mundurnya garis pantai. Lebar kerusakan pantai terjadi pada grid 8 dan didapat nilai maksimum erosi sebesar 33,8 m untuk perkiraan 12 tahun ke depan. Panjang kerusakan pantai di Pantai Pamarican diperoleh dengan menghitung lebar jarak grid saat erosi dan sedimentasi seperti pada Tabel 8. Panjang kerusakan pantai di Pantai Pamarican sepanjang 1840 m atau 1,84 km.

Upaya pencegahan dan penanggulanggan erosi dan/atau sedimentasi, lebar dan panjang kerusakan pantai di Pantai Pamarican, Kabupaten Serang, Provinsi Banten dengan membuat bangunan pelindung pantai, yaitu soft structure (penanaman tanaman Bakau), atau hard structure (bangunan pemecah gelombang atau bangunan dinding laut, dll), atau kombinasi soft structure dan hard stcruture.

Tabel 8. Panjang kerusakan pantai di Pantai PamaricanGrid Panjang kerusakan (m)3-6 1207-11 160

12-16 16017-21 16023-26 12027-32 20033-36 12036-38 8038-40 8045-49 16050-62 480Total 1840

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

606

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan

1. Kawasan pantai di kabupaten Serang, Provinsi Banten tidak luput dari masalah erosi, abrasi, dan sedimentasi.

2. Perubahan garis pantai difokuskan di Pantai Pamarican, Kabupaten Serang, Provinsi Banten

3. Perubahan garis pantai maksimum akibat erosi di Pantai Pamarican sebesar 2,8 m/tahun

4. Perubahan garis pantai yang terjadi di Pantai Pamarican berupa penumpukan sedimentasi dengan volume 7360 m3.

5. Lebar kerusakan pantai di Pantai Pamarican untuk 12 tahun mendatang sebagai akibat erosi sebesar 33,8 m

6. Panjang kerusakan pantai di Pantai Pamarican diperkiran sepanjang 1,84 km

7. Upaya pencegahan dan penanggulangan erosi dan sedimentasi di Pantai Pamarican dapat diatasi dengan membuat soft structure dan/atau hard structure.

Rekomendasi

1. Penelitian lanjutan dapat dilakukan dengan menganalisis tingkat kerentanan pantai

2. Penelitian lanjutan dapat dilakukan dengan mengikut sertakan soft structure dan/atau hard structure.

UCAPAN TERIMA KASIH

Balai Pantai, Kementrian Pekerjaan Umum di Gerokgak, Bali yang telah memberikan data-data yang diperlukan untuk penelitian ini dan ijin penggunaan perangkat lunak berlisensi yang dimiliki oleh Balai Pantai.

REFERENSI

Hanson, H. and Kraus, N.C., 1989. GENESIS: Generalized Model for Simulating Shoreline Change Report 1, Department Of The Army Corps Of Engineers, Washington USA.

P.T. Panca Guna Duta, 2012. Pengamanan Pantai Utara Kabupaten Serang.

Triatmodjo, B., 1999. Teknik Pantai, Beta Offset, Yogyakarta.

Triatmodjo, B., 2012. Perencanaan Bangunan Pantai, Beta Offset, Yogyakarta.

607

MODEL ADAPTASI DAN MITIGASI SISTEM ALOKASI AIR TERHADAP PERUBAHAN IKLIM BERBASIS PROGRAM

LINIER, STUDI KASUS DAS MANJUTO - BENGKULU

Gusta Gunawan1, Reswita2, dan Rusdi Efendi3

1Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Bengkulu2Program Studi Sosial Ekonomi, Fakultas Agro Teknologi, Universitas Bengkulu

3Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknik Universitas Bengkulu

Jl. WR. Supratman Kota Bengkulu, Telp (0736) 21170 gustagunawan@yahoo.com, reswita@yahoo.com, r_efendi@yahoo.com

Intisari

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan alokasi air yang optimal pada suatu daerah irigasi dengan memasukan faktor perubahan iklim. Fungsi tujuannya adalah meningkatkan keuntungan dari usahatani padi dan jagung dengan memperhatikan ketersediaan air. Fungsi kendalanya adalah luas lahan dan kendala ketersediaan debit air yang berfluktuasi akibat perubahan iklim. Berdasarkan perhitungan kebutuhan air irigasi di dapat kebutuhan air untuk luas lahan 6.411 ha sebesar 88.519,88 liter/sekon atau 13,81 liter/sekon/ha. Keuntungan teoritis yang bisa diperoleh untuk masing-masing Pola Tata Tanam (PTT) hasil optimasi untuk masing-masing alternatif lebih besar dari PTT eksisting setiap tahunnya.

Kata Kunci : perubahan iklim, alokasi air, program linier, optimasi

PENDAHULUAN

Latar Belakang MasalahPemanasan global telah mengakibatkan perubahan iklim di berbagai belahan dunia dan termasuk di Indonesia (IPCC , 2007; Bank Dunia, 2007; KLH, 2007; Cline, 2007; Boer, 2010). Pemanasan global telah menyebabkan perubahan trend pola curah hujan (Boer et al, 2009) terutama untuk daerah Kalimantan dan Sumatera bagian Utara. Sehingga menimbulkan persoalan pada alokasi air dan kalender tanam. Perubahan pola curah hujan akan berimbas juga pada luas areal tanam dan luas lahan yang bisa diairi oleh suatu sistem irigasi.

Untuk melindungi sektor pertanian dan mencegah bahaya akibat penurunan produktivitas pertanian yang dapat mengancam ketahanan pangan nasional, Pemerintah sudah seharusnya memulai pelaksanaan tindakan adaptasi dan mitigasi atas perubahan iklim dalam berbagai aspek termasuk dalam penyusunan pola tanam dan alokasi air pada suatu daerah irigasi. Optimasi pola tanam yang dikaitkan dengan perubahan iklim menggunakan program linier sudah dilakukan oleh beberapa peneliti (Hukom dkk, 2012; Montarchi, 2008). Oleh karena iklim dan

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

608

dampak perubahannya bersifat spesifik lokasi, maka penelitian tentang optimasi pola tanam dan sistem alokasi air berdasarkan kondisi lokal merupakan suatu yang urgen untuk dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan pola tanam yang optimal pada suatu daerah irigasi dengan program linier dalam rangka adaptasi dan mitigasi dengan perubahan iklim.

KAJIAN PUSTAKA

Perubahan Iklim dan Dampaknya Perubahan iklim adalah kondisi beberapa unsur iklim yang cenderung berubah atau menyimpang dari dinamika dan kondisi rata-rata, menuju ke arah tertentu. Indikator adanya perubahan iklim diketahui dari pengamatan temperatur global sejak abad 19 yang menunjukkan adanya perubahan nilai rata-rata temperatur. Perubahan temperatur global ini ditunjukkan dengan naiknya rata-rata temperatur hingga 0,74

oC antara tahun 1906 hingga tahun 2005. Temperatur rata-rata global

ini diproyeksikan akan terus meningkat sekitar 1,8-4,0oC di abad sekarang ini, dan

bahkan menurut kajian lain dalam IPCC (2007) diproyeksikan berkisar antara 1,1-6,4

oC (Deptan, 2011).

Menurut Kementerian Pertanian (2011) perubahan iklim yang disebabkan oleh pemanasan global akibat peningkatan emisi gas rumah kaca (GRK) akan mengancam sektor pertanian. Hal ini disebabkan oleh perubahan unsur iklim yaitu pola curah hujan dan peningkatan kejadian iklim ekstrim yang menyebabkan banjir dan kekeringan.

Perubahan iklim merupakan salah satu ancaman yang sangat serius terhadap keberlanjutan produksi pangan dan sistem produksi pertanian. Pengaruh perubahan iklim terhadap sektor pertanian antara lain adalah ketidak pastian musim tanam akibat perubahan pola curah hujan terutama di Bagian Barat Indonesia dan Kalimantan.

Pergeseran pola hujan mempengaruhi sumberdaya dan infrastruktur pertanian yang menyebabkan bergesernya waktu tanam, musim, dan pola tanam, serta degradasi lahan. Adanya kecenderungan pemendekan musim hujan dan peningkatan curah hujan di Bagian Selatan Jawa dan Bali mengakibatkan perubahan awal dan durasi musim tanam, sehingga mempengaruhi indeks penanaman (IP), luas areal tanam, awal waktu tanam dan pola tanam. Menurut Deptan (2011) mundurnya awal musim hujan selama 30 hari dapat menurunkan produksi jagung sebanyak 6,5% - 11% dari kondisi normal.

Penelitian Konsorsium Penelitian dan Pengembangan Perubahan Iklim (KP3I), Badan Litbang Pertanian, memprediksi bahwa perubahan iklim, terutama akibat El-Nino, akan memperluas areal pertanaman yang terancam kekeringan, khususnya jagung sawah, dari 0,3-1,4% menjadi 3,1-7,8%, sementara areal yang mengalami puso akibat kekeringan meningkat dari 0,04-0,41% menjadi 0,04- 1,87%.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

609

Dampak negatif dari perubahan iklim adalah banjir yang semakin sering terjadi menyebabkan berkurangnya luas areal panen dan turunnya produksi jagung secara siginifikan. Menurut Boer et al (2009) frekuensi kejadian banjir pada pertanaman jagung sawah berkisar antra 2-3 kali dalam empat tahun dan umumnya meningkat tajam pada tahun La-Nina.

Program Linier Program Linier (Linier Programing) adalah salah satu metode untuk penyelesaian model-model optimasi dengan masalah-masalah tertentu dimana semua hubungan antara variabelnya adalah linier (Nurnawaty, 2009). Program ini mempunyai dua fungsi utama yaitu fungsi tujuan dan fungsi kendala.

Model Matematis yang digunakan untuk mengemukakan suatu permasalahan pemograman linier dengan menggunakan persamaan berikut (Anonim, 2000) :

a. Fungsi TujuanPersamaan untuk fungsi tujuan adalah sebagai berikut :

Z = C1X1 + C2X2 + C3X3 + … + CnXn ...................................................... (2.6)

Terdapat 3 (tiga) fungsi tujuan yaitu :1. Fungsi tujuan musim tanam I2. Fungsi tujuan musim tanam II3. Fungsi tujuan musim tanam III

b. Fungsi KendalaFungsi kendala ini merupakan persamaan yang membatasi kegunaan utama dan bentuk fungsi kendala ini ini adalah besar debit dan luas lahan.

1. a11X11 + a12X2 + a13X3 … + anXn ≤ ............................................................... (1)

2. a21X11 + a22X2 + a23X3 … + anXn ≤ ............................................................... (2)

3. a31X11 + a32X2 + a33X3 … + anXn ≤ ............................................................... (3)

4. a41X11 + a42X2 + a43X3 … + anXn ≤ ............................................................... (4)

Dan X1 ≥ 0 ; X2 ≥ 0 ; … ; Xn ≥ 0 ................................................................. (5)

Simbol x1, x2, …, xn (xi) menunjukan b = variabel keputusan. Jumlah variabel keputusan (xi) oleh karenanya tergantung dari jumlah kegiatan atau aktivitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan. Simbol c1, c2, c3, …, cn merupakan konstribusi masing-masing variabel keputusan terhadap tujuan, disebut juga koefisien fungsi tujuan pada model matematiknya. Simbol a11, …, a1n, …, amn merupakan penggunaan perunit variabel keputusan akan sumber daya yang ada. Jumlah fungsi kendala akan tergantung dari banyaknya sumber daya yang terbatas. Pertidaksamaan terakhir (x1, x2, …, xn ≥ 0) menunjukan batasan non negatif.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

610

Dalam studi ini tujuan yang akan dicapai adalah untuk memperoleh keuntungan yang sebesar-besarnya dalam kaitannya dengan usaha pertanian untuk setiap periode musim tanam.

Dengan:Z = Fungsi tujuan (keuntungan maksimum hasil pertanian)(Rp)Cn = Keuntungan / manfaat bersih irigasi sawah (Rp/ha)Xn = Luas areal irigasi (ha)m = 1,2,3,…,mn = 1,2,3,…,namn = Volume kebutuhan air irigasi (m/ha)bm = Volume ketersediaan air (m3)m = jumlah kendalan = jumlah variabel keputusan.

Variabel keputusan berisi jumlah air yang akan dialokasikan ke setiap petak-petak sawah ( Xi,j), dengan: i = Bulan, 1-12, dan j = Jumlah petak sawah.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah dilakukan analisis system maka model matematika program linier untuk optimasi alokasi air dijelaskan pada sub bab berikut :

Fungsi TujuanPersamaan untuk fungsi tujuan adalah sebagai berikut :

Musim Tanam I :Z1 = 25.147.720,45 ( )+ 18.182.053,28 ( )

Musim Tanam II :Z2 = 25.147.720,45 ( )+ 18.182.053,28 ( )

Musim Tanam III :Z3 = 25.147.720,45 ( )+ 18.182.053,28 ( )

Fungsi KendalaFungsi kendala ini merupakan persamaan yang membatasi kegunaan utama dan bentuk fungsi kendala ini adalah besar debit dan luas lahan. Persamaan untuk fungsi kendala disusun berdasarkan hal-hal berikut:

1. Volume air yang tersedia (Q andalan 80%) Musim Tanam I : 0,2027 x 106 (m3)Musim Tanam II : 0,1730 x 106 (m3)Musim Tanam III : 0,2785 x 106 (m3)

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

611

2. Volume kebutuhan air irigasi sesuai tabel berikut

Tabel 1. Volume Kebutuhan Air irigasi di Air Manjunto

No. Pola Tata Tanam (PTT) D.I Air Manjunto

Musim Tanam

Kebutuhan Air Irigasi (m3/sekon)Padi jagung

1 PTT EksistingIIIIII

82.22107.250.000

58.2045.7979.80

2 PTT Aternatif IIIIIII

82.22189.47271.69

58.2045.7979.80

3 PTT Aternatif IIIIIIII

82.22107.25271.69

58.2045.7979.80

4 PTT Aternatif IIIIIIIII

82.22189.47

0.00

58.2045.7979.80

3. Fungsi kendala debit air Q80

Pola Tanam Eksisting

Pola Tanam Alternatif I

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

612

Pola Tanam Alternatif II

Pola Tanam Alternatif III

Fungsi Kendala Luas Tanaman 1. K13 = X1 + X110 ≤ 120 ...K121 = X109 + X218 ≤ 41

2. K122 = X219 + X328 ≤ 120 .....K230 = X327 + X436 ≤ 413. K231 = X437 + X546 ≤ 90% x 120 ...K321 = X527 + X636 ≤ 90% x 45

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

613

4. K340 = X110 ≤ 10% x 120 ...K448 = X327 ≤ 10% x 415. Kendala non negatifK558 = X546 = 0……...K677 = X651 = 0

Setelah program linier diatas di running dengan Lingo maka hasil keluaran program tersebut disajikan pada Tabel 1 (Hasil Keluaran Lingo, 2014).

Tabel 2. Hasil Optimasi dengan Program LINGONo. Pola Tanam D.I Air Manjunto Musim Tanam Objective Value (Rp)1 PTT Eksisting I

IIIII

52.241.900.00045.337.820.00014.509.980.000

2 PTT Alternatif I IIIIII

62.241.900.00030.721.900.00025.778.060.000

3 PTT Alternatif II IIIIII

62.241.900.00045.337.820.00025.778.060.000

4 PTT Alternatif III IIIIII

62.241.900.00030.721.900.00014.509.980.000

KESIMPULAN

1. Berdasarkan perhitungan kebutuhan air irigasi di dapat kebutuhan air untuk luas lahan 6.411 ha sebesar 88.519,88 liter/sekon atau 13,81 liter/sekon/ha.

2. Program linier cukup baik digunakan pada optimasi alokasi air dalam rangka adaptasi dan mitigasi dengan perubahan iklim agar usahatani bisa memperoleh keuntungan terbesar.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

614

REFERENSI

………., 1986, Direktorat Jenderal Pengairan.

………., 2009, ADB Sistem Alokasi Air.

………., 2009, Rancangan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum.

Anonim, 2006, Prakarsa Strategis Pengelolaan Sumber Daya Air Untuk Mengatasi Banjir dan Kekeringan di Pulau Jawa, Badan Perencanaan Pembangunan Nasional.

Anonim, 1986, Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan 01), Bandung : CV Galang Persada.

Anonim, 1986, Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan Penunjang), Bandung : CV Galang Persada.

Anonim, 1988, Irigasi No.22-23 Peraturan Pemerintah.

Boer, Rizaldi, 2010. Membangun Sistem Pertanian Pangan Tahan Perubahan Iklim, Buletin Prisma, Vol. 29 No. 2. April 2010.

Brooks, et al. 2003. Hydrology and the Management of Watershed, third edition, Iowa State Press, Iowa.

Cline, WR,.2007. Global Warming and Agriculture: Impact Estimates by Country, Center For Global Development, Washington DC.

Dantzig, G.B.,1963. Linear Programming and Extensions., Princeton, N.J. : Princeton University Press.

DPU, 2013. Balai Besar Pelaksana Pengelolaan Sumber Daya Air Sumatera VII.

Evan, Elizabeth M, et al. 2003. Achieving efficiency and equity in irrigation management: an optimization model of the El Angel watershed, Carchi, Ecuador, Journal Agricultural Systems, 77, pp 1-22

Hasan, M., 2005. Bangun Irigasi Dukung Ketahanan Pangan. Majalah Air, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

Heady, O.E., dan J.H. Dillon, 2002. Agricultural Production. Ames, Iowa State University Press, Iowa.

Hukom dkk, 2012. Pengaruh Perubahan Iklim Terhadap Optimasi Ketersediaan Air Di Irigasi Way Mital Propinsi Maluku. Jurnal Teknik Pengairan, Volume 3, Nomor 1, Mei 2012, hlm 24–32

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

615

IPCC ,. 2007 : The Physical Science Basis. Summary for Policy Makers, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovenrmental Panel on Climate Change. Paris, February 2007. http://www.ipcc.ch/, 2007.

Kementan. 2011. Pedoman Umum Adaptasi Perubahan Iklim Sektor Pertanian, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Kementerian Pertanian, Jakarta.

KLH,. 2007. Rencana Aksi Nasional Dalam Menghadapi Perubahan Iklim, Kementerian Negara Lingkungan Hidup, Jakarta.

Montarcih, Lily .2008. Pengaruh Perubahan Cuaca Terhadap Optimasi Irigasi Dengan Program Linier (Studi Kasus D.I. Pamotan). Malang: CV.Citra

Nurnawaty, 2009, Optimasi Penggunaan Air Irigasi Berbasis Pola Tanam Daerah Irigasi Kanjiro Kabupaten Luwu Utara, Jurnal Teknik Hidro, Vol.2, pp.245-255, ISNN: 1979-9764.

Partowijoto, A., 2003, Peningkatan Produksi Sebagai Salah Satu Faktor Ketahanan Pangan, Majalah Dunia Insinyur, Jakarta.

Riedel, C., 2003. Optimizing land use planning formountainous regions using LP and GIS towards sustainability. J. Soil Conserv. 34 (1), 121–124.

Siringoringo., H., 2005, Seri Teknik Riset Operasional Pemograman Linier, Garaha Ilmu, Yogyakarta.

Small, L. E. and M. Svensend, 1990, A framework for assessing irrigation performance, Working paper on irrigation performance 1, International Food Policy Research Institute, Washington D.C.

Sri Harto, BR. 2000, Hidrologi: Teori, Masalah, Penyelesaian, Yogyakarta : Nafiri.

Sudjarwadi, 1987, Dasar-dasar teknik Irigasi, Yogyakarta : Biro Penerbit Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

616

ANALISIS LAJU ABRASI PANTAI PULAU BENGKALIS DENGAN MENGGUNAKAN DATA SATELIT

Sigit Sutikno

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Riau

ssutiknoyk@yahoo.com

Intisari

Pantai Pulau Bengkalis yang terletak di wilayah Provinsi Riau merupakan pantai yang sangat rawan mengalami abrasi, karena merupakan pantai yang terbuka. Penelitian ini melakukan kajian seberapa besar laju abrasi dan sejauh mana perubahan garis pantai yang terjadi di Pulau Bengkalis dengan menggunakan data citra Landsat 26 tahun terakhir. Pengolahan data citra landsat terdiri atas kalibrasi geometrik, pemotongan citra, penajaman citra, dan digitasi, sehingga didapatkan posisi garis pantai untuk masing-masing tahun data. Perubahan garis pantai dari tahun ke tahun dianalisis dengan proses tumpang-susun data pada kurun waktu tersebut. Laju perubahan garis pantai dianalisis dengan pendekatan statistik End-Point Rate (EPR) dan Linear Regression Rates (LRR) dengan menggunakan alat bantu Digital Shoreline Analysis System (DSAS). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sebagian besar pantai utara Pulau Bengkalis mengalami abrasi dengan tingkat abrasi yang bervariasi. Pantai utara Bengkalis bagian barat merupakan pantai yang mengalami abrasi paling parah, sedangkan bagian selatannya mengalami sedimentasi. Pada kurun waktu 26 tahun terakhir telah terjadi abrasi di Pulau Bengkalis dengan laju abrasi rata-rata 59 ha/tahun, dan laju sedimentasi 16.5 ha/tahun. Hal ini menunjukkan bahwa, pulau Bengkalis mengalami pengurangan luas daratan yang cukup besar yaitu rata-rata 42.5 ha/tahun. Pantai-pantai kritis yang mengalami laju abrasi maksimum direkomendasikan untuk segera ditanggulangi agar kejadian abrasi tidak berlanjut di tahun-tahun berikutnya.

Kata Kunci: laju abrasi pantai, data satelit, DSAS

LATAR BELAKANG

Bengkalis merupakan salah satu Kabupaten di Propinsi Riau yang wilayahnya mencakup daratan bagian timur pulau Sumatera dan wilayah kepulauan, dengan luas 11.481,77 Km2. Wilayah Kabupaten Bengkalis merupakan dataran rendah, dengan ketinggian bervariasi antara 0 - 6,1 meter di atas permukaan laut. Pulau Bengkalis memiliki peranan yang sangat penting karena merupakan pusat pemerintahan di Kabupaten Bengkalis. Sebagian besar jenis tanah di Pulau Bengkalis merupakan tanah organosol, yaitu jenis tanah yang banyak mengandung bahan organik. Pantai di Pulau Bengkalis merupakan pantai yang sangat rawan mengalami abrasi, karena berhadapan langsung dengan lautan yang terbuka. Kondisi tersebut menyebabkan gelombang yang terjadi akibat bangkitan angin cukup besar yang potensial bisa menyebabkan abrasi pantai. Fenomena hidrodinamika pantai akibat dari adanya

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

617

gelombang, arus, dan pasang surut air laut serta faktor-faktor lain memungkinkan terjadinya abrasi pantai Pulau Bengkalis dan sedimentasi di tempat-tempat tertentu. Fenomena ini jika terjadi dalam kurun waktu yang lama dan tanpa ada upaya penanggulangannya maka akan menyebabkan terjadinya perubahan garis pantai. Monitoring kawasan pantai sangat penting bagi perlindungan lingkungan dan perencanaan pembangunan. Bagi kepentingan monitoring kawasan pantai, informasi perubahan garis pantai pada berbagai waktu berbeda merupakan pekerjaan mendasar (Alesheikh et al, 2007). Informasi perubahan garis pantai sangat penting dalam berbagai kajian pesisir, misalnya; rencana pengelolaan kawasan pesisir, pewilayahan bahaya, studi erosi-akresi, serta analisis dan pemodelan pantai (Chand & Acharya, 2010). Dengan menggunakan data historis foto udara beresolusi menengah, penelitian ini mengkaji laju abrasi pantai yang berada di Pulau Bengkalis wilayah Provinsi Riau.

Data Satelit Untuk Analisis Abrasi Pantai

Analisis perubahan garis pantai untuk mengetahui tingkat abrasi yang terjadi membutuhkan data historis yang relatif cukup panjang karena proses abrasi biasanya berlangsung sangat lambat. Penggunaan dataset citra satelit saat ini sangat penting perananannya dalam penyediaan data untuk analisis dan monitoring kawasan pesisir pantai karena arsip data yang tersedia cukup lengkap dan beberapa produk bisa didapatkan secara gratis. Data Landsat TM (Thematik Mapper) dan ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) yang mempunyai resolusi 15 m dan 30 m, merupakan dataset citra satelit yang bisa digunakan untuk analisis dan monitoring perubahan garis pantai (Van dan Binh, 2009; Alesheikh, dkk., 2007; Asmar dan Hereher, 2010). Pada dataset citra Landsat TM dan ETM, karakteristik air, vegetasi dan tanah dapat dengan mudah diinterprestasi menggunakan jenis band sinar tampak (visible) dan inframerah (infrared). Absorbsi gelombang infra merah oleh air dan reflektansi beberapa jenis panjang gelombang yang kuat terhadap jenis obyek vegetasi dan tanah menjadikan teknik kombinasi ini ideal dalam memetakan distribusi perubahan darat dan air yang diperlukan dalam pengekstraksian perubahan garis pantai (Faizal Kasim, 2012).

Analisis Perubahan Areal dan Posisi Garis Pantai

Monitoring dan analisis perubahan areal dan posisi garis pantai sangat bermanfaat dalam menyediakan informasi tentang daerah-daerah mana saja yang mengalami abrasi dan akresi pada kawasan pantai yang dianalisis. Analisis perubahan areal bisa dilakukan dengan sangat sederhana menggunakan teknik tumpang-susun (overlay) antar poligon daratan pantai pada pencatatan waktu yang berbeda. Dengan menggunakan metode ini, laju perubahan abrasi dan akresi pada suatu kawasan pantai bisa diperkirakan dalam satuan ha/tahun. Berbeda dengan jenis analisis perubahan areal, analisis perubahan posisi suatu garis pantai relatif lebih sulit. Dalam metode ini laju perubahan diekspresikan sebagai jarak posisi suatu garis pantai mengalami perpindahan atau kestabilan setiap tahun (Thieler, dkk., 2009). Beberapa pendekatan spasial statistik untuk penghitungan laju perubahan posisi garis pantai adalah metode End Point Rate (EPR) dan Linier Regression Rate (LRR).

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

618

Metode EPR menghitung laju perubahan garis pantai dengan membagi jarak antara garis pantai terlama dan garis pantai terkini dengan waktunya, seperti ditunjukkan pada Gambar 1a. Metode ini sangat sederhana karena bisa dilakukan hanya dengan menggunakan minimal dua garis pantai. Kelemahan metode ini pada kasus dimana jika ada tambahan data garis pantai pada tahun yang lain menjadi tidak bisa digunakan dalam pertimbangan analisis.

Gambar 1. Pendekatan statistik End Point Rate (EPR) dan Linier Regression Rate (LRR) untuk analisis laju perubahan garis pantai.

Analisis statistik tingkat perubahan dengan menggunakan regresi linear bisa ditentukan dengan menggunakan garis regresi least-square terhadap semua titik perpotongan garis pantai dengan transek, seperti ditunjukkan pada Gambar 1b. Garis regresi ditempatkan sedemikian sehingga jumlah kuadrat residunya minimal. Tingkat perubahan garis pantai bisa diperkirakan dengan menghitung kemiringan dari garis regresi tersebut. Pada metode ini, semua data perubahan garis pantai dipakai untuk analisis. Namun demikian, dibanding dengan metode-metode lain, analisis laju abrasi menggunakan metode LRR ini cenderung memberikan hasil yang lebih kecil (Genz, dkk., 2007).

METODOLOGI STUDI Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di sepanjang pantai Pulau Bengkalis. Pulau Bengkalis merupakan salah satu pulau di Kabupaten Bengkalis, Provinsi Riau. Pulau Bengkalis memiliki peranan yang sangat penting bagi Kabupaten Bengkalis karena sebagai pusat pemerintahan. Lokasi penelitian ini seperti disajikan pada Gambar 2 berikut ini.

(a) End Point Rate

(b) Linier Regresion Rate

Gambar 1. Pendekatan statistik End Point Rate (EPR) dan Linier Regression Rate (LRR) untuk analisis laju perubahan garis pantai.

Analisis statistik tingkat perubahan dengan menggunakan regresi linear bisa ditentukan dengan menggunakan garis regresi least-square terhadap semua titik perpotongan garis pantai dengan transek, seperti ditunjukkan pada Gambar 1b. Garis regresi ditempatkan sedemikian sehingga jumlah kuadrat residunya minimal. Tingkat perubahan garis pantai bisa diperkirakan dengan menghitung kemiringan dari garis regresi tersebut. Pada metode ini, semua data perubahan garis pantai dipakai untuk analisis. Namun demikian, dibanding dengan metode-metode lain, analisis laju abrasi menggunakan metode LRR ini cenderung memberikan hasil yang lebih kecil (Genz, dkk., 2007).

METODOLOGI STUDILokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di sepanjang pantai Pulau Bengkalis. Pulau Bengkalis merupakan salah satu pulau di Kabupaten Bengkalis, Provinsi Riau. Pulau Bengkalis memiliki peranan yang sangat penting bagi Kabupaten Bengkalis karena sebagai pusat pemerintahan. Lokasi penelitian ini seperti disajikan pada Gambar 2.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

619

Gambar 2. Lokasi penelitian yang berada di pantai Pulau Bengkalis.

Data Satelit yang Digunakan

Data satelit yang digunakan pada penelitian ini terdiri atas 5 (lima) tahun data pencatatan, yaitu Landsat TM (Thematik Mapper) 1988, Landsat TM 2000, Landsat ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) 2004, Landsat ETM+ 2010, dan Landsat ETM+ 2014. Landsat TM mempunyai resolusi 30 m, sedangkan Landsat ETM+ band 8 mempunyai resolusi 15 m. Spesifikasi data satelit yang digunakan pada penelitian ini seperti disajikan pada Tabel 1. Pemilihan tahun data tersebut didasarkan pada ketersediaan data dan kualitas data satelit yang dipilih. Tabel 1. Data satelit yang digunakan pada penelitian ini

Tahun Pengambilan Data Satelit Jenis Sensor Resolusi

07/31/1988 Landsat 5 TM 30 m 03/10/2000 Landsat 5 TM 30 m 07/19/2004 Landsat 7 ETM+ 15 m, 30 m 01/09/2010 Landsat 7 ETM+ 15 m, 30 m 01/20/2014 Landsat 7 ETM+ 15 m, 30 m

Metode Studi Proses yang dilakukan dalam penelitian ini terdiri atas 2 (dua) analisis, yaitu: analisis dan interpretasi data citra satelit (Landsat) untuk pemetaan perubahan garis pantai, dan analisis statistik untuk tingkat perubahan garis pantai selama 26 tahun terakhir. Analisis dan interpretasi data Landsat terdiri atas : pemotongan citra (cropping image), pemulihan citra, penajaman citra (image enhancement), koreksi geometrik, digitasi, dan tumpang-susun (overlay). Pemotongan citra (cropping image) dilakukan untuk mengambil fokus area penelitian dengan pertimbangan untuk penghematan memori penyimpanan dalam komputer. Pemulihan citra dilakukan untuk memperbaiki kualitas citra satelit yang kurang baik akibat dari kerusakan pada satelit atau karena adanya

Lokasi Penelitian

P. Bengkalis

Provinsi Riau

Gambar 2. Lokasi penelitian yang berada di pantai Pulau Bengkalis.

Data Satelit yang Digunakan

Data satelit yang digunakan pada penelitian ini terdiri atas 5 (lima) tahun data pencatatan, yaitu Landsat TM (Thematik Mapper) 1988, Landsat TM 2000, Landsat ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) 2004, Landsat ETM+ 2010, dan Landsat ETM+ 2014. Landsat TM mempunyai resolusi 30 m, sedangkan Landsat ETM+ band 8 mempunyai resolusi 15 m. Spesifikasi data satelit yang digunakan pada penelitian ini seperti disajikan pada Tabel 1. Pemilihan tahun data tersebut didasarkan pada ketersediaan data dan kualitas data satelit yang dipilih.

Tabel 1. Data satelit yang digunakan pada penelitian iniTahun Pengambilan Data Satelit Jenis Sensor Resolusi

07/31/1988 Landsat 5 TM 30 m03/10/2000 Landsat 5 TM 30 m07/19/2004 Landsat 7 ETM+ 15 m, 30 m01/09/2010 Landsat 7 ETM+ 15 m, 30 m01/20/2014 Landsat 7 ETM+ 15 m, 30 m

Metode Studi

Proses yang dilakukan dalam penelitian ini terdiri atas 2 (dua) analisis, yaitu: analisis dan interpretasi data citra satelit (Landsat) untuk pemetaan perubahan garis pantai, dan analisis statistik untuk tingkat perubahan garis pantai selama 26 tahun terakhir. Analisis dan interpretasi data Landsat terdiri atas : pemotongan citra (cropping image), pemulihan citra, penajaman citra (image enhancement), koreksi geometrik, digitasi, dan tumpang-susun (overlay). Pemotongan citra (cropping image) dilakukan untuk mengambil fokus area penelitian dengan pertimbangan untuk penghematan memori penyimpanan dalam komputer. Pemulihan citra dilakukan untuk memperbaiki kualitas citra satelit yang kurang baik akibat dari kerusakan pada satelit atau karena adanya gangguan atmosfer. Pemulihan citra dilakukan dengan melakukan koreksi gapfill dan koreksi radiometrik. Penajaman citra (image enhancement) merupakan penggabungan band-band yang dibutuhkan untuk mempertegas antara batas darat dan air sehingga akan mempermudah proses

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

620

digitasi garis pantai. Untuk Landsat-5 TM dan Landsat-7 ETM+ band-band yang digabungkan adalah band 2, band 4, dan band 5. Penggabungan band-band ini dilakukan dengan komposit band (composite bands) dengan urutan band 542. Koreksi geometrik pada citra Landsat merupakan upaya memperbaiki kesalahan perekaman secara geometrik agar citra yang dihasilkan mempunyai sistem koordinat dan skala yang seragam, dan dilakukan dengan cara translasi, rotasi, atau pergeseran skala. Data citra landsat yang didapatkan adalah data level 1 dalam format geotiff merupakan data citra landsat yang sudah terkoreksi geometriknya sehingga tidak perlu dilakukan koreksi geometrik lagi. Sedangkan digitasi peta dilakukan untuk penggambaran garis batas antara darat dan air yang merupakan posisi garis pantai untuk tiap-tiap tahun data satelit yang dipilih. Dengan melakukan tumpang-susun antar garis pantai pada tahun data yang dipilih, maka areal abrasi dan akresi bisa diidentifikasi. Tahapan-tahapan analisis yang dilakukan dalam penelitian ini disajikan pada bagan alir Gambar 3.

gangguan atmosfer. Pemulihan citra dilakukan dengan melakukan koreksi gapfill dan koreksi radiometrik. Penajaman citra (image enhancement) merupakan penggabungan band-band yang dibutuhkan untuk mempertegas antara batas darat dan air sehingga akan mempermudah proses digitasi garis pantai. Untuk Landsat-5 TM dan Landsat-7 ETM+ band-band yang digabungkan adalah band 2, band 4, dan band 5. Penggabungan band-band ini dilakukan dengan komposit band (composite bands) dengan urutan band 542. Koreksi geometrik pada citra Landsat merupakan upaya memperbaiki kesalahan perekaman secara geometrik agar citra yang dihasilkan mempunyai sistem koordinat dan skala yang seragam, dan dilakukan dengan cara translasi, rotasi, atau pergeseran skala. Data citra landsat yang didapatkan adalah data level 1 dalam format geotiff merupakan data citra landsat yang sudah terkoreksi geometriknya sehingga tidak perlu dilakukan koreksi geometrik lagi. Sedangkan digitasi peta dilakukan untuk penggambaran garis batas antara darat dan air yang merupakan posisi garis pantai untuk tiap-tiap tahun data satelit yang dipilih. Dengan melakukan tumpang-susun antar garis pantai pada tahun data yang dipilih, maka areal abrasi dan akresi bisa diidentifikasi. Tahapan-tahapan analisis yang dilakukan dalam penelitian ini disajikan pada bagan alir Gambar 3.

Gambar 3. Bagan alir tahapan penelitian Analisis statistik untuk mengetahui tingkat perubahan garis pantai atau tingkat abrasi pantai dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak DSAS (Digital Shoreline

Interpretasi visual dan editing

Fungsi tumpang susun (Overlay) untuk memperkirakan erosi dan akresi garis pantai

Analisis Laju Perubahan Garis Pantai (menggunakan metode statistik End-Point Rate

(EPR), dan Linier Regresion (LRR)

Analisis Seri Waktu Terhadap lima sumber tahun data

Pemetaan Garis Pantai

Konversi Data Raster ke Data Vektor

Pemotongan citra (Cropping image) Image processing

- Pemulihan citra (rektifikasi) - Penajaman citra (image enhancement) - Koreksi geometrik

Data Landsat Tahun 1988, 2000, 2004, 2010, 2014

Selesai

Mulai

Kesimpulan dan Rekomendasi

Gambar 3. Bagan alir tahapan penelitian

Analisis statistik untuk mengetahui tingkat perubahan garis pantai atau tingkat abrasi pantai dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak DSAS (Digital Shoreline Analysis System). DSAS merupakan free software yang dikembangkan oleh United States Geological Survey (USGS) (Thieler, dkk., 2009). Analisis

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

621

dengan menggunakan DSAS terdiri atas tiga tahapan utama yaitu: membuat garis dasar sejajar garis pantai sebagai garis acuan (baseline), membuat garis transek tegak lurus dengan baseline yang membagi pias-pias garis pantai, dan menghitung tingkat perubahan garis pantai. Laju perubahan garis pantai dianalisis dengan pendekatan statistik End-Point Rate (EPR) dan Linear Regression Rates (LRR).

HASIL STUDI DAN PEMBAHASANIdentifikasi Lokasi Abrasi dan Akresi Pantai

Identifikasi lokasi terjadinya abrasi dan akresi pantai dilakukan dengan menumpang-susunkan (overlay) garis pantai terlama dengan garis pantai terkini. Hasil tumpang-susun perubahan garis pantai 26 tahun terakhir, yaitu antara Tahun 1988 dan Tahun 2014 seperti disajikan pada Gambar 4. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4, sebagian besar pantai Pulau Bengkalis bagian utara mengalami perubahan yang menunjukkan terjadinya abrasi dengan tingkat abrasi yang bervareasi. Tingkat abrasi yang paling besar terjadi pada ujung pulau bagian barat. Abrasi pantai juga terjadi di ujung pulau bagian selatan. Pada kurun waktu tersebut, pantai Pulau Bengkalis juga mengalami akresi atau sedimentasi. Proses akresi terjadi pada sisi selatan Pantai Bengkalis bagian barat.

Analysis System). DSAS merupakan free software yang dikembangkan oleh United States Geological Survey (USGS) (Thieler, dkk., 2009). Analisis dengan menggunakan DSAS terdiri atas tiga tahapan utama yaitu: membuat garis dasar sejajar garis pantai sebagai garis acuan (baseline), membuat garis transek tegak lurus dengan baseline yang membagi pias-pias garis pantai, dan menghitung tingkat perubahan garis pantai. Laju perubahan garis pantai dianalisis dengan pendekatan statistik End-Point Rate (EPR) dan Linear Regression Rates (LRR).

HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN Identifikasi Lokasi Abrasi dan Akresi Pantai

Identifikasi lokasi terjadinya abrasi dan akresi pantai dilakukan dengan menumpang-susunkan (overlay) garis pantai terlama dengan garis pantai terkini. Hasil tumpang-susun perubahan garis pantai 26 tahun terakhir, yaitu antara Tahun 1988 dan Tahun 2014 seperti disajikan pada Gambar 4. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4, sebagian besar pantai Pulau Bengkalis bagian utara mengalami perubahan yang menunjukkan terjadinya abrasi dengan tingkat abrasi yang bervareasi. Tingkat abrasi yang paling besar terjadi pada ujung pulau bagian barat. Abrasi pantai juga terjadi di ujung pulau bagian selatan. Pada kurun waktu tersebut, pantai Pulau Bengkalis juga mengalami akresi atau sedimentasi. Proses akresi terjadi pada sisi selatan Pantai Bengkalis bagian barat.

Gambar 4. Pantai Pulau Bengkalis yang mengalami abrasi dan akresi pada kurun waktu tahun 1988 - 2014

Pada Gambar 5. disajikan historis perubahan garis pantai Pulau Bengkalis bagian barat pada tahun 1988, 2000, 2004, 2010, dan 2014. Sedangkan pada Tabel 2. disajikan luasan area yang mengalami abrasi dan akresi pada interval tahun-tahun tersebut. Seperti ditunjukkan pada Tabel 2, luasan area Pantai Pulau Bengkalis yang mengalami abrasi rata-rata per tahun mengalami peningkatan dengan rata-rata 26 tahun terakhir adalah 59.02 ha/tahun. Sedangkan tingkat akresi yang terjadi relatif cukup konstan dengan rata-rata 26 tahun terakhir adalah 16.45 ha/tahun. Pada kurun waktu dari tahun

Pusat Pemerintahan

Gambar 4. Pantai Pulau Bengkalis yang mengalami abrasi dan akresi pada kurun waktu tahun 1988 - 2014

Pada Gambar 5. disajikan historis perubahan garis pantai Pulau Bengkalis bagian barat pada tahun 1988, 2000, 2004, 2010, dan 2014. Sedangkan pada Tabel 2. disajikan luasan area yang mengalami abrasi dan akresi pada interval tahun-tahun tersebut. Seperti ditunjukkan pada Tabel 2, luasan area Pantai Pulau Bengkalis yang mengalami abrasi rata-rata per tahun mengalami peningkatan dengan rata-rata 26 tahun terakhir adalah 59.02 ha/tahun. Sedangkan tingkat akresi yang terjadi relatif cukup konstan dengan rata-rata 26 tahun terakhir adalah 16.45 ha/tahun. Pada kurun waktu dari tahun 2000 hingga 2004 terjadi laju akresi yang paling besar,

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

622

yaitu 35.31 ha/tahun. Dari analisis ini juga didapatkan bahwa, pada kurun waktu 26 tahun terakhir Pantai Pulau Bengkalis telah mengalami abrasi seluas 1,504.93 ha dan terjadi akresi seluas 419.39. Dengan demikian pengurangan wilayah daratan yang terjadi di Pulau Bengkalis sebesar 1,085.54 ha atau rata-rata 42.57 ha/tahun.

2000 hingga 2004 terjadi laju akresi yang paling besar, yaitu 35.31 ha/tahun. Dari analisis ini juga didapatkan bahwa, pada kurun waktu 26 tahun terakhir Pantai Pulau Bengkalis telah mengalami abrasi seluas 1,504.93 ha dan terjadi akresi seluas 419.39. Dengan demikian pengurangan wilayah daratan yang terjadi di Pulau Bengkalis sebesar 1,085.54 ha atau rata-rata 42.57 ha/tahun.

Gambar 5. Pantai Pulau Bengkalis bagian Barat yang mengalami laju abrasi dan akresi

paling tinggi pada kurun waktu tahun 1988 – 2014 Tabel 2. Laju abrasi dan akresi pantai Pulau Bengkalis Tahun 1988 - 2014

Periode Abrasi Akresi

Luas (ha) Rata-rata (ha/tahun) Luas (ha) Rata-rata

(ha/tahun) Juli 1988 - Maret 2000 543.16 46.56 136.52 11.70 Maret 2000 – Juli 2004 187.86 43.35 153.00 35.31

Juli 2004 – Jan 2010 399.66 72.67 68.57 12.47 Jan 2010 – Jan 2014 374.24 93.56 61.29 15.32

Rata-rata 59.02 16.45 Jumlah 1 504.93 419.39

Pada Gambar 6. ditunjukkan foto pantai Pulau Bengkalis bagian barat, tepatnya di Desa Meskom diambil tahun 2009 yang mengalami abrasi sangat parah. Pantai Pulau Bengkalis bagian utara yang mayoritas tanahnya merupakan tanah gambut sangat mudah mengalami abrasi terutama yang tidak terlindung oleh pohon mangrove. Abrasi ini kecenderungannya akan terus berlanjut jika tidak dilakukan penanganan secara struktural.

Gambar 6. Kondisi Pantai Pulau Bengkalis bagian Barat (Desa Meskom) Tahun 2009

Gambar 5. Pantai Pulau Bengkalis bagian Barat yang mengalami laju abrasi dan akresi paling tinggi pada kurun waktu tahun 1988 – 2014

Tabel 2. Laju abrasi dan akresi pantai Pulau Bengkalis Tahun 1988 - 2014

PeriodeAbrasi Akresi

Luas (ha) Rata-rata (ha/tahun) Luas (ha) Rata-rata

(ha/tahun)Juli 1988 - Maret 2000 543.16 46.56 136.52 11.70Maret 2000 – Juli 2004 187.86 43.35 153.00 35.31

Juli 2004 – Jan 2010 399.66 72.67 68.57 12.47Jan 2010 – Jan 2014 374.24 93.56 61.29 15.32

Rata-rata 59.02 16.45Jumlah 1 504.93 419.39

Pada Gambar 6. ditunjukkan foto pantai Pulau Bengkalis bagian barat, tepatnya di Desa Meskom diambil tahun 2009 yang mengalami abrasi sangat parah. Pantai Pulau Bengkalis bagian utara yang mayoritas tanahnya merupakan tanah gambut sangat mudah mengalami abrasi terutama yang tidak terlindung oleh pohon mangrove. Abrasi ini kecenderungannya akan terus berlanjut jika tidak dilakukan penanganan secara struktural.

Gambar 6. Kondisi Pantai Pulau Bengkalis bagian Barat (Desa Meskom) Tahun 2009

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

623

Laju Abrasi dan Akresi Pantai

Dalam rangka untuk mengetahui laju abrasi dan laju akresi pantai yang lebih detail, maka dilakukan analisis lebih lanjut dengan menggunakan perangkat lunak DSAS (Digital Shoreline Analysis System). Analisis dilakukan terhadap perubahan garis pantai untuk lima tahun data pencatatan, yaitu tahun 1988, 2000, 2004, 2010, dan 2014. Sebagai referensi terhadap perubahan garis pantai untuk masing-masing tahun tersebut, dibuat garis dasar (baseline) yang sejajar dengan garis pantai. Selanjutnya dibuat garis transek (transect) yang tegak lurus dengan garis dasar untuk membagi pias-pias garis pantai dengan interval tiap 500 m. Laju perubahan garis pantai dianalisis dengan pendekatan statistik End-Point Rate (EPR) dan Linear Regression Rates (LRR).

Pada Gambar 7. disajikan hasil analisis perubahan garis pantai Pulau Bengkalis bagian utara dengan metode EPR, sedangkan pada Gambar 8. disajikan perbandingan hasil analisis perubahan garis pantai antara metode EPR dan metode LRR. Hasil analisis menunjukkan bahwa laju abrasi yang paling maksimum terjadi di Pantai Utara Bengkalis bagian barat, yaitu di sekitar transek no 8 seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Laju abrasi yang terjadi di lokasi tersebut adalah 32.75 m/th berdasar metode EPR dan 32.53 berdasar metode LRR. Laju abrasi yang terjadi semakin ke timur kecenderungannya semakin mengecil kemudian sedikit membesar kembali di ujung timur Pulau Bengkalis. Tidak seperti proses abrasi yang terjadi di sepanjang pantai utara Pulau Bengkalis dengan laju abrasi yang bervareasi, proses akresi pantai hanya terjadi di ujung barat pantai Pulau Bengkalis, dengan panjang pantai yang mengalami akresi kurang lebih 3 km. Laju akresi yang terbesar terjadi di sekitar transek nomor 5, yaitu 39.21 m/tahun berdasar metode EPR dan 44.52 m/tahun berdasar metode LRR.

Laju Abrasi dan Akresi Pantai Dalam rangka untuk mengetahui laju abrasi dan laju akresi pantai yang lebih detail, maka dilakukan analisis lebih lanjut dengan menggunakan perangkat lunak DSAS (Digital Shoreline Analysis System). Analisis dilakukan terhadap perubahan garis pantai untuk lima tahun data pencatatan, yaitu tahun 1988, 2000, 2004, 2010, dan 2014. Sebagai referensi terhadap perubahan garis pantai untuk masing-masing tahun tersebut, dibuat garis dasar (baseline) yang sejajar dengan garis pantai. Selanjutnya dibuat garis transek (transect) yang tegak lurus dengan garis dasar untuk membagi pias-pias garis pantai dengan interval tiap 500 m. Laju perubahan garis pantai dianalisis dengan pendekatan statistik End-Point Rate (EPR) dan Linear Regression Rates (LRR). Pada Gambar 7. disajikan hasil analisis perubahan garis pantai Pulau Bengkalis bagian utara dengan metode EPR, sedangkan pada Gambar 8. disajikan perbandingan hasil analisis perubahan garis pantai antara metode EPR dan metode LRR. Hasil analisis menunjukkan bahwa laju abrasi yang paling maksimum terjadi di Pantai Utara Bengkalis bagian barat, yaitu di sekitar transek no 8 seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Laju abrasi yang terjadi di lokasi tersebut adalah 32.75 m/th berdasar metode EPR dan 32.53 berdasar metode LRR. Laju abrasi yang terjadi semakin ke timur kecenderungannya semakin mengecil kemudian sedikit membesar kembali di ujung timur Pulau Bengkalis. Tidak seperti proses abrasi yang terjadi di sepanjang pantai utara Pulau Bengkalis dengan laju abrasi yang bervareasi, proses akresi pantai hanya terjadi di ujung barat pantai Pulau Bengkalis, dengan panjang pantai yang mengalami akresi kurang lebih 3 km. Laju akresi yang terbesar terjadi di sekitar transek nomor 5, yaitu 39.21 m/tahun berdasar metode EPR dan 44.52 m/tahun berdasar metode LRR.

Gambar 7. Laju perubahan garis pantai Pulau Bengkalis bagian utara Metode EPR

Laju abrasi maksimum

Laju akresi maksimum

Gambar 7. Laju perubahan garis pantai Pulau Bengkalis bagian utara Metode EPR

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

624

Secara umum hasil perhitungan laju perubahan garis pantai baik menggunakan metode EPR maupun metode LRR tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan, seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Perbedaan yang terjadi menunjukkan bahwa metode LRR cenderung sedikit lebih under estimate. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Genz, dkk., (2007).

Secara umum hasil perhitungan laju perubahan garis pantai baik menggunakan metode EPR maupun metode LRR tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan, seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Perbedaan yang terjadi menunjukkan bahwa metode LRR cenderung sedikit lebih under estimate. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Genz, dkk., (2007).

Gambar 8. Perbandingan hasil analisis laju perubahan garis pantai dengan metode EPR

dan LRR

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI Kesimpulan Penelitian tentang analisis laju abrasi pantai Pulau Bengkalis dengan menggunakan data satelit ini mengasilkan kesimpulan sebagaimana diuraikan berikut ini. 1. Sebagian besar pantai utara Pulau Bengkalis mengalami abrasi dengan tingkat abrasi

yang bervariasi. Secara keseluruhan, rata-rata laju abrasi yang terjadi dalam kurun waktu 26 tahun terakhir adalah sebesar 59 ha/tahun. Pantai utara Bengkalis bagian barat merupakan pantai yang mengalami abrasi paling parah, dengan laju abrasi sekitar 32.5 m/tahun.

2. Proses akresi terjadi hanya di sebagian kecil pantai Pulau Bengkalis, yaitu di bagian baratnya saja. Pada kurun waktu 26 tahun terakhir telah terjadi akresi dengan laju 16.5 ha/tahun. Hal ini menunjukkan bahwa, pulau Bengkalis mengalami pengurangan luas daratan yang cukup besar yaitu rata-rata 42.5 ha/tahun.

3. Analisis laju abrasi dengan menggunakan pendekatan statistik End Point Rate dan Linear Regresion Rate memberikan kecenderungan yang tidak jauh berbeda. Relatif

Gambar 8. Perbandingan hasil analisis laju perubahan garis pantai dengan metode EPR dan LRR

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan

Penelitian tentang analisis laju abrasi pantai Pulau Bengkalis dengan menggunakan data satelit ini mengasilkan kesimpulan sebagaimana diuraikan berikut ini.

1. Sebagian besar pantai utara Pulau Bengkalis mengalami abrasi dengan tingkat abrasi yang bervariasi. Secara keseluruhan, rata-rata laju abrasi yang terjadi dalam kurun waktu 26 tahun terakhir adalah sebesar 59 ha/tahun. Pantai utara Bengkalis bagian barat merupakan pantai yang mengalami abrasi paling parah, dengan laju abrasi sekitar 32.5 m/tahun.

2. Proses akresi terjadi hanya di sebagian kecil pantai Pulau Bengkalis, yaitu di bagian baratnya saja. Pada kurun waktu 26 tahun terakhir telah terjadi akresi dengan laju 16.5 ha/tahun. Hal ini menunjukkan bahwa, pulau Bengkalis mengalami pengurangan luas daratan yang cukup besar yaitu rata-rata 42.5 ha/tahun.

4th International Seminar of HATHI, 6-8 September 2013, Yogyakarta

625

3. Analisis laju abrasi dengan menggunakan pendekatan statistik End Point Rate dan Linear Regresion Rate memberikan kecenderungan yang tidak jauh berbeda. Relatif kecil perbedaan yang terjadi menunjukkan bahwa metode LRR cenderung sedikit lebih under estimate.

Rekomendasi

Penelitian ini merupakan penelitian awal yang dilakukan untuk mengidentifikasi dan menginvestigasi kemungkinan terjadinya abrasi pantai di Pulau Bengkalis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa di sepanjang pantai utara Bengkalis khususnya di sisi bagian barat telah terjadi abrasi dengan laju yang relatif cukup cepat. Di sepanjang pantai tersebut direkomendasikan untuk segera ditanggulangi agar kejadian abrasi tidak berlanjut di tahun-tahun berikutnya yang akan menyebabkan berkurangnya luas daratan Pulau Bengkalis.

REFERENSI Alesheikh, dkk, 2007, Coastline change detection using remote sensing, Int. J.

Environ. Sci. Tech., 4 (1): 61-66, 2007, ISSN: 1735-1472, © Winter 2007, IRSEN, CEERS, IAU

Asmar H.M., dan Hereher M. E., 2010, Change detection of the coastal zone east of the Nile Delta using remote sensing, Environ Earth Sci, Springer, DOI 10.1007/s12665-010-0564-9.

Chand P., dan Acharya P., 2010, Shoreline change and sea level rise along coast of Bhitarkanika wildlife sanctuary, Orissa: An analytical approach of remote sensing and statistical techniques, INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOMATICS AND GEOSCIENCES, Volume 1, No 3, 2010, ISSN 0976 – 4380.

Faizal Kasim, 2012, Pendekatan Beberapa Metode dalam Monitoring Perubahan Garis Pantai Menggunakan Dataset Penginderaan Jauh Landsat dan SIG, Jurnal Ilmiah Agropolitan, Volume 5 Nomor 1 April 2012, ISSN 2089-0036.

Genz, A.S., Fletcher, C.H., Dunn, R.A., Frazer, L.N., and Rooney, J.J., 2007, The predictive accuracy of shoreline change rate methods and alongshore beach variation on Maui, Hawaii: Journal of Coastal Research, v. 23, n. 1, pp. 87-105.

Thieler, E.R., Himmelstoss, E.A., Zichichi, J.L., and Ergul, Ayhan, 2009, Digital Shoreline Analysis System (DSAS) version 4.0-An ArcGIS extension for calculating shoreline change: U.S. Geological Survey Open-File Report 2008-1278. *current version 4.3

Van, T. T., Binh T. T, 2009, Application of Remote Sensing for shoreline Change Detection in Cuu Long Estuary, Vietnam National University Journal of Science, Earth Science, 25 (2009) 217-222. Ho Chi Minh City.