Peringatan dini banjir debris berbasis data satelit

Gambar masyarakat mengamati banjir debris di Tukad Yeh Sah, Gunung Agung, Bali, yang difoto oleh BNPB dan dipublikasikan oleh BBC (2017).
Gambar masyarakat mengamati banjir debris di Tukad Yeh Sah, Gunung Agung, Bali, yang difoto oleh BNPB dan dipublikasikan oleh BBC (2017).

Latar belakang

Kejadian banjir debris merupakan ancaman yang perlu dideteksi agar resiko kerugian dan korban bencana dapat dikurangi. Banjir debris dapat menyebabkan korban jiwa karena kedatangan banjir tidak disadari sebelumnya. karakteristik dari aliran banjir itu sendiri sangat berbeda dengan banjir fluvial pada umumnya. Sebagai gambaran umum, Iverson (1997) meneliti bahwa aliran banjir debris memiliki kecepatan sekitar 36 km/ jam dan sekitar 50-70% volumenya terdiri dari sedimen, batu, maupun material bawaan berupa batang kayu.

Beberapa tahun yang lalu, Alfieri dkk. (2012) berpendapat bahwa teknologi peringatan dini banjir debris masih memerlukan pengembangan pada lingkup kecepatan dan kehandalan sistem. Sistem peringatan dini yang ada perlu mendeteksi potensi banjir debris sedini mungkin, secukupnya waktu yang diperlukan oleh warga mengevakuasi diri. Sistem peringatan bahaya juga harus cukup handal agar informasi dapat sampai langsung ke masyarakat yang beraktivitas di daerah bahaya.

Namun demikian, kondisi ideal tersebut kadang sulit diwujudkan di Indonesia. Salah satu contoh yang dapat dicermati adalah kondisi sistem peringatan dini banjir debris di lereng Gunung Agung. Sistem peringatan dini sementara hanya didukung oleh 1 stasiun hujan pengairan dan 3 stasiun meteorologi-geofisika. Stasiun pengamatan tersebut adalah Stasiun Hujan Rendang,  Stasiun Meteorologi Sanglah, Stasiun Meteorologi Jembrana, dan Stasiun Meteorologi Bandara Ngurah Rai. Namun demikian, hanya Stasiun Rendang yang berjarak dalam radius 12 km dari Puncak Gunung Agung. Kondisi ini menyebabkan sistem peringatan dini banjir tidak dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan.

Salah satu solusi yang ditawarkan adalah menggunakan data hujan spasial. Penggunaan data hujan spasial dari satelit untuk peringatan dini banjir telah banyak diaplikasikan di beberapa tempat. Sebagai studi kasus yang telah ada, Devoli et al. (2017) menggunakan data satelit untuk peramalan banjir debris di Norwegia bagian selatan. Pengggunaan data hujan berbasis satelit untuk peramalan debris juga sudah diujiterapkan di Jepang bagian barat (Shimizu et al., 2014) dan di Cina bagian barat daya (Wang et al., 2016).

Permasalahan

Untuk menjawab tuntutan sistem peringatan dini yang handal, diperlukan suatu sistem peringatan dini yang didukung dengan ketersediaan data hujan. Hal ini berarti peringatan banjir dihasilkan sebelum ataupun paling tidak saat terjadi hujan di daerah hulu sungai.

Lebih dari itu, perlu dikaji lebih mendalam keterkaitan antara profil intensitas hujan dari data satelit dengan karakteristik sedimen yang ada di daerah hulu. Perlu digambarkan secara spesifik hubungan antara potensi banjir debris, intensitas hujan, volume sedimen, dan kondisi mekanis dari endapan sedimen. Apabila ada dua kejadian hujan dengan intensitas yang sama, apakah akan menimbulkan volume sedimen terangkut yang sama?

Tujuan

Pada kurun waktu yang segera, dilakukan verifikasi data hujan berbasis satelit untuk peringatan dini banjir debris, serta dimodelkan karakteristik volume sedimen yang mungkin terangkut akibat hujan tersebut.

Kajian pustaka

Banjir debris adalah banjir dengan kecepatan tinggi yang membawa sedimen dengan konsentrasi tertentu (Takahashi, 2014). Banjir debris mengalirkan sedimen dari sumber sedimen di hulu, mengangkutnya dalam aliran pada daerah transportasi, dan mengendapkannya di daerah pengendapan. Pembagian zona aliran banjir debris tersebut didasarkan pada kemiringan dasar sungai, dan dapat dicermati lebih lanjut pada penelitian Wisoyo et al. (2017) yang merupakan rangkuman dari berbagai sumber.

Sedimen pada yang terendap di hulu akan terbawa ke hilir apabila gaya yang ditimbulkan oleh air melebihi gaya geser sedimen dengan sedimen yang ada di dasar sungai. Persamaan tranpor sedimen yang berlaku untuk kajian aliran debris adalah persamaan depth average model (Iverson et al., 2014), yakni:

Depth Average Model of Debris Flow

w = kinetic boundary condition (kg m2 / s2)

t = time (s)

h = water depth (m)

v and u = velocity component in x and y direction (m/s2)

Apabila tidak ada akumulasi air hujan di suatu lahan, maka tidak akan terjadi transport sedimen. menurut Coe et al. (2008), alur sungai juga terbentuk karena ada akumulasi aliran permukaan dari hujan yang tidak meresap ke dalam tanah.

Data hujan menjadi informasi dasar terkait potensi terjadinya banjir debris. Sumber data hujan yang digunakan adalah data hujan analisis ECMWF (van der Linden et al., 2017). Data tersebut memiliki resolusi 0.3 x 0.3 derajat astronomis. Data tersebut dapat digunakan dengan pemberitahuan sederhana ke organisasi penerbit data. Tidak diperlukan perizinan untuk keperluan riset non komersial. Data ECMWF juga pernah digunakan untuk studi kekeringan di Indonesia oleh Sutanto (2017).

Metodologi

Sungai lahar yang dipilih untuk menjadi sungai studi adalah Tukad Yeh Sah, Gunung Agung, Bali. Lokasi ini dipillih karena pasca Letusan G. Agung 27 November 2017, pernah terjadi banjir debris yang menimbulkan kerugian dan kerusakan infrastruktur di sekitar sungai. Pada bagian hilir sungai juga terdapat beberapa intake irigasi dan lokasi penambangan pasir yang berpotensi terdampak bencana debris.

Verifikasi penggunaan data hujan berbasis satelit diukur berdasarkan kejadian hujan di lapangan. Sistem yang digunakan adalah sistem bolean, dimana petugas lapangan memverifikasi apakah terjadi hujan atau tidak. Verifikasi intensitas hujan susah dilakukan, kecuali jika tersedia data stasiun hujan di lapangan. Hal serupa juga digunakan untuk pencatatan data banjir. Petugas verifikasi hanya perlu menentukan apakah terjadi banjir dengan ketinggian aliran melebihi level tertentu atau tidak. Posisi ataupun lokasi tempat petugas lapangan memberi informasi harus konsisten dan tercatat. Dilatih petugas lapangan yang merupakan penduduk sekitar sejumlah 6 orang. Dua orang merupakan penduduk daerah sumber debris, yakni pada area dengan kemiringan θ > 20°, dua orang pada daerah transportasi debris (10°<θ<20°), dan sisanya ditempatkan di daerah pengendapan debris (θ < 5°).

Pola hujan dari data satelit yang telah diverifikasi, kemudian dimodelkan menggunakan rainfall simulator di Laboratorium Lahar, Balai Sabo. Hujan dicurahkan ke atas model lereng alur sungai dengan karakteristik kepadatan sedimen yang disesuaikan dengan data lapangan. Dilakukan pencurahan hujan sesuai siklus hujan yang terjadi pada sebelum ataupun pada saat banjir debris terjadi. Sebagai contoh, kasus banjir debris Tukad Yeh Sah pada 27 November 2017.

Hipotesis

Data prakiraan hujan ECMWF dapat digunakan sebagai input peringatan dini banjir debris di lereng G. Agung dengan prediksi sedimen yang terangkut.

Kesimpulan

Usulan penelitian ini diharapkan dapat menmbuktikan hipotesis penelitian. Hasil verifikasi data hujan dari ECMWF dengan data pengamatan lapangan kemudian disajikan sebagai dasar pertimbangan tingkat kehandalan data. Data hujan juga digunakan sebagai dasar simulasi model inisiasi aliran debris menggunakan rainfall simulator di Laboratorium Lahar Balai Sabo.

Sistem yang telah dibangun diharapkan dapat disimpan pada server Balai Sabo, sebelum BWS Bali Penida memiliki server yang operasional. Diharapkan BWS Bali penida dapat segera membangun beberapa stasiun pengamatan hujan di lapangan untuk proses kalibrasi model.

Pustaka acuan

BBC Indonesia, “Banjir lahar dingin ‘mulai melanda’ sejumlah desa di lereng Gunung Agung“, http://www.bbc.com/indonesia/indonesia-42133186, ditulis: 27 November 2017, diakses: 22 Januari 2018.

Iverson, Richard M. “The physics of debris flows.” Reviews of geophysics 35.3 (1997): 245-296.

Alfieri, Lorenzo, Peter Salamon, Florian Pappenberger, Fredrik Wetterhall, and Jutta Thielen. “Operational early warning systems for water-related hazards in Europe.” Environmental Science & Policy 21 (2012): 35-49.

Shimizu, Y., T. Ishizuka, N. Osanai, and T. Okazumi. “Feasibility Study on the Satellite Rainfall Data for Prediction of Sediment-Related Disaster by the Japanese Prediction Methodology.” In AGU Fall Meeting Abstracts. 2014.

Wang, Jun, Hui-Jun Wang, and Yang Hong. “Comparison of satellite-estimated and model-forecasted rainfall data during a deadly debris-flow event in Zhouqu, Northwest China.” Atmospheric and Oceanic Science Letters 9, no. 2 (2016): 139-145.

Wisoyo, A., and S. S. Putra. “Estimation of river based transportable volcanic material distribution using satellite DEM and precipitation data.” In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, vol. 54, no. 1, p. 012038. IOP Publishing, 2017.

Takahashi, Tamotsu. Debris flow: mechanics, prediction and countermeasures. CRC press, 2014.

Iverson, Richard M., and David L. George. “A depth-averaged debris-flow model that includes the effects of evolving dilatancy. I. Physical basis.” In Proc. r. soc. a, vol. 470, no. 2170, p. 20130819. The Royal Society, 2014.

Coe, Jeffrey A., David A. Kinner, and Jonathan W. Godt. “Initiation conditions for debris flows generated by runoff at Chalk Cliffs, central Colorado.” Geomorphology 96, no. 3 (2008): 270-297.

National Center for Atmospheric Research Staff (Eds). Last modified 05 Nov 2014. “The Climate Data Guide: Precipitation Data Sets: Overview & Comparison table.” Retrieved from https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/precipitation-data-sets-overview-comparison-table.

van der Linden, Roderick, Andreas H. Fink, Joaquim G. Pinto, and Tan Phan-Van. “The Dynamics of an Extreme Precipitation Event in Northeastern Vietnam in 2015 and Its Predictability in the ECMWF Ensemble Prediction System.” Weather and Forecasting 32, no. 3 (2017): 1041-1056.

Sutanto, Samuel Jonson, “Wawasan mengenai sistem peringatan dini kekeringan di Indonesia”, Jurnal Sumber Daya Air Vol.13 No. 1, Mei 2017: 53- 68

Iklan

Michi-no-Eki Jepang inspirasi Anjungan Cerdas Bendungan Tugu Trenggalek 2017

@regrann from @rizalwre08 - site bendungan tugu tampak atas with drone #picdrone#
@regrann from @rizalwre08 – site bendungan tugu tampak atas with drone #picdrone#

Selayang Pandang

Michi-no-Eki adalah tempat istirahat di pinggir jalan bagi para pengemudi di seluruh Jepang. Michi-no-Eki yang terletak di sepanjang jalan raya nasional dan memberikan ruang bebas parkir, toilet, dan informasi daerah dan wisata bagi wisatawan yang melintas.

Saat ini ada lebih dari 1.000 lokasi di seluruh Jepang.

(michi-no-eki.jp, 8 Maret 2017)

Anjungan Cerdas di Bendungan Tugu direncanakan dibangun di atas tanah seluas 4,6 hektar. Tanah tersebut terdiri dari 2,4 hektar yang disediakan Ditjen Sumber Daya Air (SDA) dan ditambah tanah yang dibebaskan BPIW seluas 2,2 hektar.

(pu.go.id, 16 September 2016)

Anjungan Cerdas direncanakan akan dibangun secara multiyear di lahan seluas 3-5 hektar dan diperkirakan membutuhkan dana sekitar Rp 70 miliar untuk satu anjungan.

(bpiw.pu.go.id, 1 Maret 2016)

Desain Rest area dilengkapi dengan adanya toko cinderamata dan makanan serta pemandangan alam.

(Public Works Research Institute – PWRI, 2017)

Pemerintah Jepang menggunakan teknologi drone untuk pemetaan cepat lokasi longsor pada daerah bencana.

(Fritz, 2016)

 

Solusi Penanganan

Salah satu solusi yang wajib ditempuh untuk penanganan longsor adalah pembangunan system monitoring dan peringatan dini longsor.

(Liao et al., 2010)

Restorasi hutan pada tebing dengan spesies tanaman yang berakar dalam dan menembus bidang longsor wajib dilakukan. Terutama pada daerah kaki lereng. Pada tengah lereng, kedalaman longsor sangat besar sehingga sulit dijangkau oleh akar tanaman.

(Chen, Wu and Lin, 2014)

Mekanisme cut and fill dari lereng yang berpotensi longsor adalah solusi yang umum dilakukan namun membutuhkan biaya yang cukup besar. Selain itu, material timmbunan memerlukan treatment khusus agar tidak masuk ke dalam area calon waduk.

(Jiang et al., 2016)

Solusi lain adalah dengan memasang anti sliding pile di kaki lereng yang berpotensi longsor tipe gelincir. Tembok ini berfungsi mencegah gelincir dengan menahan kaki lereng.

(Meng et al., 2010)

Lokasi bidang gelincir dari tebing wajib dianalisis agar dapat diketahui massa lereng yang akan longsor. Hal yang berbahaya adalah jika jalan/ lahan yang dilindungi terletak di atas bidang gelincir. Hal ini menunjukkan resiko bahwa objek yang dilindungi berpotensi ikut tergeser jika terjadi longsor.

(Nie, Zhang and Jian, 2011)

Tindakan pencegahan longsor adalah mengurangi beban berat lereng, meningkatkan daya tahan lereng terhadap gaya geser, dan mengurangi tekanan hidrostatis pada lereng. Secara praktis, hal yang dapat dilakukan adalah membuat struktur penahan longsor, pemasangan angkur, tiang pancang kumulatif, membuat saluran drainase bawah permukaan, terasering, dan sebagainya.

(Ding and Wang, 2009; Sun et al., 2010; Qin, Tu and Ge, 2012; Wang, Fu and Zhao, 2012; Zhang et al., 2017)

 

Daftar Pustaka

Chen, Y.-C., Wu, C.-F. and Lin, S.-H. (2014) ‘Mechanisms of Forest Restoration in Landslide Treatment Areas’, Sustainability, 6(10), pp. 6766–6780. doi: 10.3390/su6106766.

Ding, Y. and Wang, Q. (2009) ‘Remediation and analysis of kinematic behaviour of a roadway landslide in the upper Minjiang River, Southwest China’, Environmental Geology, 58(7), p. 1521. doi: 10.1007/s00254-008-1653-x.

Fritz, A. (2016) Drone video over Japan earthquake site shows massive landslides and fractured Earth – The Washington Post, Washington Post. Available at: https://www.washingtonpost.com/news/capital-weather-gang/wp/2016/04/18/drone-video-over-japan-earthquake-site-shows-massive-landslides-fractured-earth/?utm_term=.f6e87b3c7ad3 (Accessed: 8 March 2017).

Jiang, Q., Wei, W., Xie, N. and Zhou, C. (2016) ‘Stability analysis and treatment of a reservoir landslide under impounding conditions: a case study’, Environmental Earth Sciences, 75(1), p. 2. doi: 10.1007/s12665-015-4790-z.

Liao, Z., Hong, Y., Wang, J., Fukuoka, H., Sassa, K., Karnawati, D. and Fathani, F. (2010) ‘Prototyping an experimental early warning system for rainfall-induced landslides in Indonesia using satellite remote sensing and geospatial datasets’, Landslides, 7(3), pp. 317–324. doi: 10.1007/s10346-010-0219-7.

Meng, Y., Chai, H., Li, H. and Li, C. (2010) ‘Mechanism Analysis and Treatment Study of Modui Landslide in No. 317 National Highway’, in ICCTP 2010. Reston, VA: American Society of Civil Engineers, pp. 2983–2990. doi: 10.1061/41127(382)317.

Nie, L., Zhang, M. and Jian, H. Q. (2011) ‘Study on the Mechanism of the Landslide of Heda Expressway K377’, Advanced Materials Research, 255–260, pp. 3437–3443. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.255-260.3437.

Public Works Research Institute – PWRI (2017) Research outline – Public Works Research Institute, PWRI. Available at: http://www.pwri.go.jp/eng/about/pr/webmag/wm030/kenkyu.html (Accessed: 8 March 2017).

Qin, F. Y., Tu, J. S. and Ge, Q. Y. (2012) ‘Study on Retaining Work of the Engineering Landslide’, Applied Mechanics and Materials, 166–169, pp. 2566–2569. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.166-169.2566.

Sun, H., Wong, L. N. Y., Shang, Y., Shen, Y. and Lü, Q. (2010) ‘Evaluation of drainage tunnel effectiveness in landslide control’, Landslides, 7(4), pp. 445–454. doi: 10.1007/s10346-010-0210-3.

Wang, S. F., Fu, Y. P. and Zhao, X. (2012) ‘Experimental Research on Failure Mode of Micro-Pile in Landslide Reinforcement’, Applied Mechanics and Materials, 226–228, pp. 1338–1342. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.226-228.1338.

Zhang, M., Nie, L., Li, Z. and Xu, Y. (2017) ‘Fuzzy multi-objective and groups decision method in optimal selection of landslide treatment scheme’, Cluster Computing. doi: 10.1007/s10586-017-0790-y.

Penyebab Keruntuhan Tanggul Kanal dan Banjir Perkotaan pada Januari 2013 di Jakarta, Indonesia

Oleh:

JEREMY BRICKER1), RYOTA TSUBAKI2), ABDUL MUHARI1), SHUICHI KURE1)

1) Tohoku University, International Research Institute of Disaster Science 2) Hiroshima University, Dept. of Civil Engineering

Pengukuran lapangan dan pemodelan numerik digunakan untuk menyelidiki penyebab tanggul Laturharhari jebol selama Januari 2013 banjir Jakarta. Sebuah analisis forensik menunjukkan penyebab langsung dari jebolnya tanggul yaitu limpasan diikuti oleh gerusan dari sisi darat dari gundukan tanah di atas tanggul, dengan limpasan yang mungkin dipercepat oleh alur piping air banjir sepanjang antarmuka tanah-beton dari struktur yang dirancang dengan kurang sempurna dari struktur internal tanggul. Pemodelan numerik menunjukkan alasan yang mendasari banjir naik sampai ke level yang genting itu adalah sampah yang menyumbat 3 dari 4 pintu air dari gerbang Karet di hilir.

Diterjemahkan secara sederhana dari sumber langsung yang wajib diacu oleh siapapun. Sekali lagi ditegaskan bahwa pembaca harus merujuk langsung ke artikel aslinya sebelum mengambil kesimpulan.

Advis Teknis Teladan Bagus Luar Biasa

Source: http://doi.org/10.2208/jscejhe.70.I_91

 

Alam Berbicara: Christine Hakim sebagai Ibu Pertiwi

http://www.conservation.org
http://www.conservation.org

Aku Alam, Akulah Ibu Pertiwi.

Manusia memanggilku Alam, sebagian dari mereka mengenalku sebagai Ibu Pertiwi.

Aku sudah ada sejak lebih dari empat setengah miliar tahun yang lalu.

Dua puluh dua ribu lima ratus kali lebih lama darimu.

Aku tidak benar-benar membutuhkan manusia, tapi manusia perlu aku.

Ya, masa depanmu tergantung padaku.

Ketika aku tumbuh, kamu juga tumbuh.

Ketika aku goyah, kamu juga akan goyah atau bahkan lebih buruk (?)

Aku sudah ada di sini sejak beribu-ribu tahun yang lalu.

Aku pernah memberi makan makhluk yang jauh lebih besar darimu, dan

Aku juga pernah membuat makhluk yang jauh lebih besar darimu itu kelaparan.

Lautanku, tanahku, aliran sungaiku, hutanku;

Mereka semua dapat menolong ataupun meninggalkanmu.

Bagaimana kamu memilih untuk hidup, apakah kamu menganggapku,

ataupun mengabaikanku?

Semua itu tidak penting bagiku.

Yang pasti, perilakumu,

itulah yang akan menentukan nasibmu, bukan nasibku.

Akulah alam semesta.

Aku terlahir untuk berkembang.

Aku akan bertahan sampai akhir nanti.

Kamu? Bagaimana?

Tulisan ini diadopsi dari Film Mother Nature yang diproduksi oleh CI Indonesia.

Saya mencoba sedikit memodifikasinya dengan bahasa saya sendiri agar terkesan lebih informal.

Penghargaan dan atribusi harus ditujukan kepada artis, tim, pengarang, produser, dan karya aslinya.

Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=fg9g2i9KJlU

Sabodam Bawah Permukaan untuk Percepatan Proses Aerasi Sedimen

Permasalahan sedimentasi dan kualitas air di waduk dan danau telah menjadi permasalahan prioritas di Indonesia. Banyak upaya telah diberikan untuk mengatasi permasalahan tersebut, baik dari pemerintah pusat maupun daerah. Beberapa contoh kasus yang sedang dilaksanakan adalah pekerjaan revitasisasi Danau Tempe (Naing, Santosa, and Soemarno 2011), Danau Rawapening (Sulastri, Henny, and Handoko 2014), dan Danau Limboto (Putra, Hassan, and Suryatmojo 2013). Permasalahan fisik yang dialami pada ketiga lokasi tersebut cenderung serupa, yakni sedimentasi dan kualitas air.

Permasalahan Sedimen di Waduk dan Danau

Permasalahan sedimentasi di danau dapat dijabarkan sebagai permasalahan pengendalan sedimen di area danau yang dalam dan permasalahan berkurangnya area danau akibat pengendapan sedimen (Subehi, Wibowo, and Jung 2016). Sedimen dapat terbawa semakin dalam ke bagian danau yang lebih dalam apabila aliran dasar di tepi danau cukup tinggi. Konsentrasi sedimen yang tinggi di daerah tepi danau juga akan merangsang aliran sedimen dari tepi danau ke bagian dalam yang cenjedung berkonsentrasi sedimen rendah.

Konsentrasi sedimen yang tinggi biasanya ada di tepi danau dan utamanya di bagian muara sungai yang masuk ke danau. Hal ini merangsang terjadinya pendangkalan pada area tersebut. Apabila pendangkalan tidak segera dikeruk, maka akan timbul daratan di bagian tersebut. Daratan baru yang timbul apabila tidak diawasi dengan baik akan digunakan untuk pertanian oleh warga dan bahkan untuk fungsi hunian. Hal ini tentu kurang sesuai dengan prinsip konservasi sumber daya air di waduk dan danau.

Permasalahan Kualitas Air di Waduk dan Danau

Permasalahan lain yang tidak kalah pentingnya adalah permasalahan tingginya nutrisi yang terkandung dalam air danau. Nutrisi ini akan digunakan oleh ganggang dan tanaman air maupun organisme danau lainya untuk tumbuh dan berkembang (Aisyah and Nomosatryo 2016; Samuel, Makmur, and Masak 2012). Apabila proses tumbuh dan berkembang ini tidak dikontrol, maka akan ada bahaya ledakan populasi organisme di danau. Proses ini dapat berupa ledakan populasi ganggang (algae bloom) dan ledakan populasi enceng gondok maupun timbulnya proses anaerob di dalam danau. Dua fenomena ini dapat menyebabkan eutrofikasi, dimana air danau menjadi keruh dan tidak ada cahaya matahari yang dapat masuk ke dalam danau. Ledakan populasi ini juga menyebabkan berkurangnya okigen terlarut dalam air danau sehingga ikan dan organisme lain mati dan rantai makanan terputus.

Tinginya nutrisi yang terkandung di dalam air, khususnya senyawa fosfat (PO3-) (Yahia 2010), adalah tantangan yang harus diselesaikan oleh pengelola danau. Senyawa fosfat ini biasanya terbawa dari limbah industri dan pertanian yang dibuang ke sungai, terutama sungai-sungai yang bermuara ke dalam waduk atau danau yang dikaji. Sumber lain yang menghasilkan nutrisi terlarut pada air danau adalah sisa makanan ikan yang dikelola oleh petani keramba di danau tersebut. Pengelola danau tidak bisa hanya bersandar pada kemampuan alam dalam mendaur ulang nutrisi ini. Hal tersebut dikarenakan keseimbanyan nutrisi di danau sudah terganggu. Kapasitas danau untuk mengolah nutrisi secara alamiah lebih kecil dari jumlah nutrisi yang ada. Kemampuan organisme dalam mengolah polutan juga masih dalam cakupan yang terbatas (Haerunnisa 2014).

Sabodam bawah permukaan (submerge sabodam)

Sabodam bawah permukaan merupakan salah satu alternatif solusi yang diusulkan pada tulisan ini untuk permasalahan sedimen dan kualitas air yang ada. Prinsip yang diusulkan adalah membangun sabodam ambang rendah yang fungsinya selain menampung sedimen juga akan mempercepat proses aerasi aliran sedimen. Kedua fungsi ini akan dijelaskan lebih lanjut pada paragraf selanjutnya.

Dam mampu mengaerasi aliran air secara hidraulis
Dam mampu mengaerasi aliran air secara hidraulis

(Steelhammer 2016)

Sabodam bawah permukaan di waduk dan danau dapat berfungsi sebagai pelokalisir proses pengendapan sedimen. Sedimen dalam prosentase yang besar akan mengendap di hulu sabodam (Liu et al. 2013). Apabila sabodam sedimen yang tertampung pada hulu sabodam bawah permukaan dikerus sesuai standar pemeliharaan yang benar, maka sedimen tidak akan terbawa masuk ke bagian danau atau waduk yang lebih dalam. Prinsip ini akan mengurangi biaya pengerukan danau karena sedimen mengendap di daerah yang lebih dangkal. Pengerukan di daerah yang lebih dangkal akan lebih efisien biaya dibanding dengan pengerukan sedimen di bagian danau yang dalam.

Keberadaan sabodam bawah permukaan juga akan menginisiasi turbulensi aliran dan angkutan sedimen di dasar danau yang dangkal. Turbulensi ini akan mempercepat proses aerasi air danau dan proses pengikatan nutrien dalam air. Aerasi ait danau itu sendiri merupanan proses yang vital dalam upaya meningkatkan kualitas air danau. Proses aerasi akan mensuplai oksigen ke dalam air dan memicu bakteri untuk memakan nutrisi yang terlarut dalam air. Nutrien akan diubah menjadi bentuk lain yang lebih stabil dan tidak mudah diserap oleh tanaman dan organisme air di danau. Proses pengikatan nutrien terlarut dalam air dengan sedimen juga dapat terjadi akibat turbulensi. Nutrien akan mengalami proses ikatan kimia dengan sedimen dan terendapkan bersama sedimen tersebut. Hal ini merupakan sink atau mekanisme pelesan nutrien dari air dimana nutrien tersimpan di dalam endapan sedimen (Tri Retnaningsih Soeprobowati, Suwarno Hadisusanto, Gell, and Zawadski 2012). Oleh sebab itu, proses pengerukan endapan sedimen harus dilaksanakan dengan hati-hati agar tidak terlalu banyak nutrien yang kembali ke air saat sedimen dikeruk.

Konsep penangkapan nutrien ke dalam sedimen
Konsep penangkapan nutrien ke dalam sedimen

(NOAA 2016)

Sabodam harus dibangun di bagian danau yang dekat dengan muara sungai. jarak sabodam dari muara sungai adalah sekitar 3 kali dari lebar muara atau ditentukan secara teknis, yakni dengan model fisik. Pertimbangan lain adalah kapasitas tampung sedimen dari sabodam yang akan dibangun. Sabodam ambang rendah yang dibangun tingginya maksimal satu per tiga dari kedalaman air rata-rata danau pada area dekat muara sungai. Sabodam ini dibuat beberapa lapis dengan mempertimbangkan prinsip bangunan sabo sebagai bangunan series. Jarak antar bangunan sabo harus mempertimbangkan pola turbulensi yang ditimbulkan dengan adanya saabodam bawah permukaan. Kestabilan bangunan saabo dari turbulensi juga harus dipertimbangkan sehingga bangunan sabo aman terhadap guling.

Daftar Acuan

Aisyah, Siti, and Sulung Nomosatryo. 2016. “Spatial and Temporal Distribution of Nutrient in Lake Tempe, South Sulawesi.” Oseanologi Dan Limnologi Di Indonesia 1 (2): 31–45. http://www.jurnal-oldi.or.id/index.php/oldi/article/view/19.

Haerunnisa. 2014. “THE USE Of WATER HYACINTH (EICHORNIA CRASSIPES) In DECREASING The LEVELS Of METALS Of COPPER (Cu) ON THE WATERS OF LAKE TEMPE, WAJO REGENCY.” Jurnal Galung Tropika 3 (2): 18–30. jurnalpertanianumpar.com/index.php/jgt/article/download/75/72.

Liu, Ko-Fei, Chyan-Deng Jan, Ping Sien Lin, and Hsin-Chi Li. 2013. “Advances of Geo-Disaster Mitigation Technologies in Taiwan.” In Progress of Geo-Disaster Mitigation Technology in Asia, edited by Fawu Wang, Masakatsu Miyajima, Tonglu Li, Wei Shan, and Teuku Faisal Fathani, 77–103. Environmental Science and Engineering. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. doi:10.1007/978-3-642-29107-4.

Naing, N., H. R. Santosa, and I. Soemarno. 2011. “Living on the Floating Houses for Sustainable Livelihoods at Lake Tempe, South Sulawesi.” Environment and Urbanization Asia 2 (1): 93–108. doi:10.1177/097542531000200107.

NOAA. 2016. “Turbidity Current Diagram.” Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Turbidity_current.

Putra, Santosa S., Chandra Hassan, and Hatma Suryatmojo. 2013. “Reservoir Saboworks Solutions in Limboto Lake Sedimentations, Northern Sulawesi, Indonesia.” Procedia Environmental Sciences 17 (January). Elsevier B.V.: 230–39. doi:10.1016/j.proenv.2013.02.033.

Samuel, Samuel, Safran Makmur, and Petrus Rani Pong Masak. 2012. “STATUS TROFIK DAN ESTIMASI POTENSI PRODUKSI IKAN DI PERAIRAN DANAU TEMPE, SULAWESI SELATAN.” Bawal Widya Riset Perikanan Tangkap 4 (2): 121–29. doi:dx.doi.org/10.15578/bawal.4.2.2012.121-129.

Steelhammer, Rick. 2016. “Demolition of First of Three West Fork Dams Underway – EP-160329528.” Gazette-Mail. http://www.wvgazettemail.com/outdoors/20160329/demolition-of-first-of-three-west-fork-dams-underway.

Subehi, Luki, Hendro Wibowo, and Kwansue Jung. 2016. “Characteristics of Rainfall-Discharge and Water Quality at Limboto Lake, Gorontalo, Indonesia.” Journal of Engineering and Technological Sciences 48 (3): 288–300. doi:10.5614/j.eng.technol.sci.2016.48.3.4.

Sulastri, C. Henny, and U. Handoko. 2014. “Environmental Conditions and Eutrophication Status of Rawapening Lake of Central Java, Indonesia.” In Proceedings of 15th World Lake Conference – Lakes: The Mirrors of the Earth. BALANCING ECOSYSTEM INTEGRITY AND HUMAN WELL BEING, edited by Chiara BISCARINI, Arnaldo PIERLEONI, and Luigi NASELLI FLORES, 99–102. Perugia, Italy: UNESCO Water Chair. http://www.unescowaterchair.org/wp-content/uploads/2014/01/book-of-proceedings2.pdf#page=104.

Tri Retnaningsih Soeprobowati, Suwarno Hadisusanto, Peter Gell, and Atun Zawadski. 2012. “The Diatom Stratigraphy of Rawapening Lake, Implying Eutrophication History.” American Journal of Environmental Sciences 8 (3): 334–44. doi:10.3844/ajessp.2012.334.344.

Yahia, Mashri Ahmad Ahmed. 2010. “THE IMPACT OF FARMING ACTIVITIES TO WATER QUALITY OF RIVER AND LAKE RAWA PENING (Case Study in Semarang Regency, Indonesia).” University of Diponegoro. http://eprints.undip.ac.id/26070/.

Laboratorium Lahar untuk pemodelan banjir di Indonesia

Model banjir Bendung Kamijoro
Model Bendung Kamijoro yang mensimulasikan kejadian banjir di Sungai Progo, Yogyakarta. (Sumber: Balai Sabo)

Balai Sabo, Pusat Litbang SDA, Balitbang, Kementerian PUPR melakukan uji model fisik banjir debris di Laboratorium Lahar, Yogyakarta. Model fisik yang dilaksanakan saat ini adalah model fisik Bendung Kamijoro di Sungai Progo, Yogyakarta. Model ini mensimulasikan kejadian banjir rencana yang diperkirakan akan melintasi bendung dengan kala ulang 50 tahun dengan debit total 1868,13 m3/detik. Tujuan dibuatnya model adalah untuk mengetahui resiko gerusan dan kecepatan aliran banjir pada lokasi tertentu yang dapat membahayakan kestabilan bendung itu sendiri. Selain itu, terdapat pula model perencanaan sabo (bangunan pengendali sedimen) di Lau Perbaji (Sungai Perbaji) di lereng Gunung Sinabung. Tujuannya adalah mengurangi daya rusak aliran lahar di sungai tersebut yang terbentuk akibat hujan yang mengalirkan material letusan Gunung Sinabung. Laboratorium lahar dalam hal ini menyediakan tempat dan peralatan yang handal untuk pelaksanaan pemodedan banjir.

Laboratorium lahar ini diresmikan oleh Menteri Pekerjaan Umum, Bapak Suyono Sosrodarsono, pada tanggal 27 Februari 1988. Dibangun atas kerjasama persahabatan Pemerintah Jepang dan Indonesia, Laboratorium Lahar ini didedikasikan untuk riset terkait pengurangan resiko bencana aliran lahar dan sedimen. Pada awal masa didirikannya, banyak terdapat tenaga ahli dari Jepang yang berkantor di tempat ini. Bersama Pemerintah Indonesia, mereka mendirikan pula Pusat Informasi Sabo dan Dormitory sebagai upaya diseminasi hasil penelitian dan pengembangan teknologi pengendalian sedimen. Pemerintah Indonesia dan jepang mengundang praktisi dari berbagai belahan dunia yang memiliki permasalahan terkait sedimen untuk hadir dan belajar bersama mengenai ilmu Sabo (pengendalian sedimen) di tempat ini. Saat ini penelitian terus dilaksanakan oleh Balai Sabo bekerjasama dengan Balai Wilayah Sungai maupun Universitas, baikdalam lingkup nasional maupun Internasional.

Laboratorium lahar Indonesia
Laboratorium Lahar yang difungsikan untuk pengembangan teknologi penanganan bencana sedimen di Indonesia. (Sumber: Balai Sabo)

Selain kegiatan penelitian di laboratorium lahar, terdapat pula beberapa institusi yang melakukan kunjungan teknis ke Balai Sabo. Pada kesempatan ini, Delegasi Universitas Nagoya berkunjung ke Balai Sabo untuk melihat penelitian di laboratorium lahar dan penelitian lain yang sedang dilaksanakan. Balai Sabo juga terbuka bagi seluruh komunitas masyarakat dan terutama pelajar yang ingin tahu lebih dalam mengenai penanggulangan bencana sedimen di Indonesia. Terdapat banyak hasil penelitian terkait bencana banjir di daerah vulkanik dan non vulkanik yang dihasilkan di Balai Sabo. Selain itu, masyarakat juga dapat belajar mengenai mitigasi bencana longsor dan konservasi sumber daya air.

Kunjungan Delegasi Nagoya University
Kunjungan Delegasi Nagoya University dalam rangka Field Research ke Laboratorium Lahar Balai Sabo, Yogyakarta, 4 Agustus 2016

Semoga keberadaan Laboratorium Lahar dapat terus memberi manfaat bagi kemajuan teknologi penanggulangan bencana sedimen di Indonesia. ⭐ 🙂

Adaptasi terhadap perubahan iklim adalah tentang sumber daya air yang baik. #UN-WATER #FACTS #2013

Adaptasi terhadap perubahan iklim adalah tentang sumber daya air yang lebih baik. #UN-WATER #FACTS #2013

unwater.org
unwater.org