570
KOLAM RETENSI SEBAGAI UPAYA MITIGASI BANJIR
BERBASIS KONSERVASI DAERAH ALIRAN SUNGAI
BATANG AIR DINGIN
Diky Perdana1, Nurhamidah2, Ahmad Junaidi2
1Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Andalas
ABSTRAK
Banjir dan sistem drainase merupakan masalah utama perkotaan pada saat ini, drainase kota yang tidak mampu mengalirkan air dan luapan sungai menyebabkan genangan banjir di daerah perkotaan. Banjir akibat luapan sungai terjadi hampir setiap tahun di Kota Padang. Daerah aliran sungai Batang Air Dingin merupakan salah satu wilayah yang terdampak banjir setiap tahun. Hasil analisa arah aliran dan matriks D8 di wilayah tersebut menunjukkan genangan banjir di daerah pemukiman. Kolam retensi merupakan upaya konservasi dalam mengatasi masalah banjir di daerah perkotaan. Kolam retensi berfungsi untuk menampung sementara volume banjir yang berpotensi menggenangi pemukiman. Dengan adanya perencanaan kolam retensi diharapkan resiko yang diakibatkan oleh banjir dapat berkurang. Dengan melakukan pengolahan data curah hujan selama 10 tahun terakhir menggunakan metode rasional. Untuk debit maksimum adalah 13,55 m3/s dengan memakai periode ulang 5 tahun berdasarkan tipologi kota dan luas sub DAS Batang Air Dingin. Waktu konsentrasi yang dibutuhkan untuk mencapai debit puncak yaitu selama 63,325 menit. Perencanaan kolam retensi menggunakan model ArcSWAT yang merupakan interface dari aplikasi ArcGIS. Untuk efektivitas penggunaan kolam retensi diatas 75%, dibutuhkan volume kolam retensi minimal sebesar 38.612,607 m3. Kolam retensi dapat mencapai volume maksimum dalam waktu 2849,65 detik atau 47,494 menit.
Kata Kunci : Banjir, Batang Air Dingin, Hidrologi, Padang, Kolam Retensi
1. PENDAHULUAN
Banjir merupakan bencana alam yang sering terjadi di berbagai wilayah indonesia. Banjir bisa disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi ataupun tata guna lahan yang tidak baik yang menyebabkan berkurangnya kemampuan resapan tanah. DAS Batang Air Dingin yang berada di Kota Padang merupakan salah satu wilayah yang sering terdampak banjir setiap tahun. Hal ini diakibatkan oleh tingginya curah hujan yang turun dan sungai yang tidak pernah dinormalisasi yang mengakibatkan air dari sungai meluap. Kerusakan fisik yang diakibatkan oleh banjir berupa kerusakan tempat tinggal warga, ladang dan sawah yang terendam banjir, kerusakan ruas jalan, dan lainnya. Sedangkan kerugian sosial dan ekonomi yang diakibatkan banjir berupa terhambatnya pergerakan karena banjir, kegiatan ekonomi terhenti, dan penyakit yang diakibatkan banjir. Sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan, menjadi salah satu upaya mitigasi banjir terutama pada daerah perkotaan yang bersumber dari air hujan. Kolam retensi dapat menampung air limpasan permukaan (run off) atau menampung air dari drainase yang selanjutnya akan diresapkan ke dalam tanah. Penempatan kolam retensi dengan benar akan memberikan dampak yang lebih efektif dalam penanggulangan banjir pada daerah yang rawan terkena banjir.
571
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi dan daerah banjir DAS Batang Air Dingin. Potensi daerah banjir ini digunakan sebagai dasar perencanaan kolam retensi dalam upaya mengurangi dampak bencana banjir pada DAS Batang Air Dingin. Kemudian menghitung volume tampungan kolam retensi untuk pengaplikasian kolam retensi yang lebih efektif. Manfaat dari penelitian ini dapat sebagai acuan untuk masyarakat atau pemerintah Kota Padang untuk perencanaan sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan, sebagai upaya konservasi serta sebagai bahan rujukan penilitian untuk masa yang akan datang.
Penelitian ini dilakukan pada DAS Batang Air Dingin, dengan menggunakan data curah hujan yang berasal dari stasiun Pengukuran Curah Hujan Koto Tuo. Model hidrologi yang dilakukan dengan menggunakan aplikasi ArcGIS dan ArcSWAT. Sedangkan Analisa hidrolik hanya dibatasi pada perencanaan volume kolam retensi bedasarkan analisa hidrologi dengan periode ulang 10 tahun yang telah dilakukan.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Banjir dan Penanganannya
Banjir adalah kejadian dimana meluapnya permukaaan air dari badan sungai dan menggenang pada daerah yang dekat dengan dataran rendah. Kecepatan air mengalir pada dataran rendah bergantung pada bentuk daerah dan tinggi akumulasi air pada sungai (Junaidi & Nurhamidah, 2017). Pengendalian banjir merupakan kegiatan perencanaan, pelaksanaan pekerjaan pengendalian banjir, eksploitasi dan pemeliharaan, yang pada dasarnya untuk mengendalikan banjir, pengaturan penggunaan daerah dataran banjir dan emngurangi atau mencegah adanya bahaya/kerugian akibat banjir. Ada 4 strategi dasar untuk pengelolaan banjir (Kodoatie & Sugiyanto, 2002):
1. Modifikasi kerentanan dan kerugian banjir ( penentuan zona atau pengaturan tata guna lahan).
2. Modifikasi banjir yang terjadi (pengurangan) dengan bantuan pengontrol (waduk) atau normalisasi sungai.
3. Modifikasi dampak banjir dengan penggunaan teknis mitigasi seperti asuransi, dan penghindaran banjir
4. Pengatuan peningkatan kapasitas alam untuk dijaga kelestariannya, seperti penghijauan.
Kolam retensi merupakan salah satu upaya pengendalian banjir dengan metode struktural atau dengan membangun kolam retensi sebagai upaya pencegahan terjadinya banjir. Kolam retensi direncanakan agar dapat menampung sementara volume banjir akibat hujan agar mengurangi dampak banjir, dan dapat dialirkan kembali setelah air surut.
2.2 Sistem Drainase dan Kolam Retensi
Drainase mempunyai arti menguras, membuang, atau mengalirkan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan,
572
sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal (Gunadarma, n.d.). Menurut Suripin (2002) tujuan adanya sistem drainase adalah :
1. Mengalirkan air lebih dari suatu kawasan yang berasal dari air hujan maupun air buangan, agar tidak terjadi genangan yang berlebihan (banjir) pada suatu kawasan tertentu.
2. Mengeringkan daerah becek dan genangan air sehingga tidak ada akumulasi air tanah.
3. Menurunkan permukaan air tanah pada tingkat yang ideal.
4. Mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan, dan bangunan yang ada.
Kolam retensi adalah kolam yang berfungsi untuk menampung air hujan sementara waktu dengan memberikan kesempatan untuk dapat meresap ke dalam tanah yang operasionalnya dapat dikombinasikan dengan pompa atau pintu air (Dirjen Cipta Karya, 2012). Kolam retensi dibagi menjadi dua macam bedasarkan bahan pelapis dinding dan dasar kolam, yaitu kolam retensi alami dan buatan.
Kolam retensi alami adalah kolam retensi berbentuk cekungan atau bak resapan yang sudah terbentuk secara alami dan dapat dimanfaatkan baik pada kondisi aslinya atau dilakukan penyesuaian. Sedangkan kolam retensi buatan adalah kolam retensi yang dibuat sengaja didesain dengan bentuk dan kapasitas tertentu pada lokasi yang telah direncanakan sebelumnya dengan lapisan material yang kaku, seperti beton. (Astuti, Siswanto, & Suprayogi, 2016)
Terdapat tiga tipe berbeda untuk pembuatan kolam retensi yakni kolam retensi disamping badan sungai, kolam retensi didalam badan sungai, dan kolam retensi tipe storage memanjang.
2.3 Sistem Informasi Geografis (SIG)
Sistem Informasi Geografis (SIG) yang digunakan untuk memasukkan, menyimpan, memanggil kembali, mengolah, menganalisis dan menghasilkan data bereferensi geografis atau data geospasial, untuk mendukung pengambilan keputusan dalam perencanaan dan pengelolaan penggunaan lahan, sumber daya alam, lingkungan, transportasi, fasilitas kota, dan pelayanan umum lainnya (Beni Raharjo, 2013). Dalam penggunaan Sistem Informasi Geografis, akan dibutuhkan data-data tertentu untuk diolah dan dijadikan informasi. Ada dua tipe data yang digunakan pada SIG, yaitu (Muhammad, Daoed, & Syukur, 2017) :
1. Data spasial, merupakan sumber data keruangan dari bentuk bumi (geografis) biasanya berbentuk peta.
2. Data atribut, adalah sumber data yang terjadi dari keterangan-keterangan yang berkaitan dengan aspek sumber data keruangan, dan bersifat untuk pelengkap data spasial.
573
2.4 Model Hidrologi Bedasarkan SIG
Penggunaan Sistem Informasi Geografis dalam analisis hidrologi bukanlah tidak mungkin, model aliran D8 merupakan sebuah model yang menentukan arah aliran suatu wilayah (landscape) bedasarkan Model Elevasi Digital (DEM) (Nurhamidah, Junaidi, & Anggraini, 2016).
Gambar 20. Model Aliran D8
Gambar diatas merupakan ilustrasi model aliran D8 yang digunakan pada software ArcGIS untuk menetukan arah aliran dari peta Digital Elevation Model (DEM) yang berisi data mentah elevasi. Hasil arah aliran D8 dapat digunakan untuk menetukan arah aliran serta genangan yang akan terjadi pada suatu daerah.
3. METODOLOGI PENELITIAN
Studi menggunakan metode deskriptif. Dengan mengumpulkan dan menganalisis data yang akan di interpretasikan sebagai hasil analisis untuk mendapatkan informasi. Kesimpulan akan bedasarkan hasil akhir dari informasi. Objek studi adalah Daerah Aliran Sungai Batang Air Dingin yang berada di Kota Padang yang sering terjadi masalah banjir setiap tahun.
Tahapan penelitian dimulai dengan pengumpulan data, berupa data DEM resolusi 8m yang didapatkan dari situs Demnas Badan Informasi Geospasial Indonesia, data curah hujan Daerah Aliran Sungai Batang Air Dingin yang berasal dari Balai Wilayah Sungai
574
(BBWS) Sumatera V. Lalu melakukan analisis data DEM menjadi peta potensi genangan menggunakan ArcGIS dan data curah hujan diolah dengan Microsoft Excel menjadi debit banjir dengan kala ulang rencana 5 tahun. Hasil perhitungan dijadikan landasan perencanaan kolam retensi yang akan ditempatkan di daerah terdampak banjir.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Daerah Aliran Sungai Batang Air Dingin berada di Kota Padang. DAS ini memiliki luas 143 km2. Luas wilayah didominasi oleh Hutan Bukit Barisan di bagian hulu aliran sungai, dan daerah padat penduduk dan persawahan di bagian hilir.
Gambar 21. Lokasi DAS Batang Air Dingin
Penentuan daerah yang terdampak banjir dilakukan dengan analisa arah aliran D8 di ArcGIS 10.3 dengan data berupa peta Digital Elevation Model (DEM) yang didapatkan dari Demnas Badan Informasi Geospasial Indonesia. Arah aliran berupa flow accumulation dan peta kemiringan berupa slope akan membentuk peta topographic wetness index yang menunjukkan genangan air.
575
Gambar 22. Peta Topographic Wetness Index
Dari peta TWI tersebut akan didapatkan wilayah banjir dalam DAS Batang Air Dingin yang akan dijadikan landasan perenecanaan kolam retensi. Area berwarna biru
menunjukkan genangan banjir yang terjadi di DAS Batang Air Dingin, banjir menggenangi area pemukiman warga.
Gambar 23. Peta Genangan Banjir
Setelah mengetahui daerah terdampak banjir, maka lokasi dari kolam retensi dapat direncanakan dengan pengaplikasian sub DAS diwilayah DAS Batang Air Dingin. Penentuan Sub DAS pada DAS Batang Air Dingin dilakukan dengan menggunakan extention ArcSWAT dari ArcGIS.
576
Gambar 24. Sub DAS pada DAS Batang Air Dingin mengggunakan ArcSWAT.
Perhitungan debit banjir dimulai dengan pengolahan data curah hujan Stasiun Hujan Koto Tuo dengan data curah hujan 10 tahun terakhir. Penggunaan curah hujan selama 10 tahun berturut-turut karena keterbatasan data yang dimiliki oleh penulis.
Tabel 16. Data Curah Hujan Harian Maksimum
- No - Tahun - Curah Hujan
Maks. - 1 - 2009 - 82 - 2 - 2010 - 215 - 3 - 2011 - 155 - 4 - 2012 - 152 - 5 - 2013 - 174 - 6 - 2014 - 153 - 7 - 2015 - 145 - 8 - 2016 - 218 - 9 - 2017 - 140 - 10 - 2018 - 151
Perhitungan parameter statistik didapatkan nilai sebagai berikut :
Rata-rata ( ) = 158.5
Standar Deviasi (S) = 38.716 Koefisien Skewness (Cs) = -0.150 Koefisien Curtois (Ck) = 35.350 Koefisien Variasi (Cv) = 0,244
577
Nilai tersebut menentukan pilihan distribusi frekuensi yang akan digunakan. Syarat pemilihan distribusi yang akan digunakan dapat dilihat pada Gambar 5. Parameter statistik diatas memenuhi syarat pemilihan untuk menggunakan analisa frekuensi Log Pearson type III.
No Distribusi Persyaratan 1 Normal (xrat±s) = 68,27% (xrat±2s) = 95,44% Cs ≈ 0 Ck ≈ 3 2 Log Normal Cs = Cv3 + 3Cv Ck = Cv5 + 6Cv6 + 15Cv4 + 16Cv2 + 3 3 Gumbel Cs = 1,14 Ck = 5,4
4 Log Persson III Selain dari nilai di atas
Gambar 25. Parameter Statistik
Analisa frekuensi yang digunakan selanjutnya adalah perhitungan Log Pearson type III. Hasil dari perhitungan analisa frekuensi menghasilkan curah hujan rencana. Curah hujan rencana terdapat dalam tabel berikut :
Tabel 17. Curah Hujan Rencana
- No - Periode Ulang (Tahun) - Curah Hujan Rencana (mm/hari) - 1 - 2 - 161.957 - 2 - 5 - 193.221 - 3 - 10 - 206.489 - 4 - 25 - 217.977 - 5 - 50 - 223.949 - 6 - 100 - 228.412
Curah hujan yang dihitung dalam periode ulang 2, 5, 10, 25, 50, dan 100 tahun. Untuk perencanaan kota, curah hujan yang digunakan adalah 5 tahun, pemilihan kala ulang bedasarkan tipologi kota dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 18. Kala Ulang Berdasarkan Tipologi Kota dan Luas DAS
Tipologi Kota Catchment Area (Ha)
<10 10-100 100-500 >500 Kota Metropolitan 2 th 2-5 th 5-10 th 10-25 th
Kota Besar 2 th 2-5 th 2-5 th 5-20 th
Kota Sedang/Kecil 2 th 2-5 th 2-5 th 5-10 th
Kota Padang merupakan kota besar menurut PP No.26 Tahun 2008 Pasal 16 ayat 3, karena memiliki jumlah penduduk diatas 500.000 jiwa dan tidak memiliki kota besar yang saling berhubungan dengan Kota Padang. Dengan luas sub DAS Batang Air
578
Dingin 190 Ha, didapatkan rentang penggunaan kala ulang curah hujan rencana antara 2 hingga 5 tahun.
Dari peta tata guna lahan yang telah dibuat di ArcGIS, didapatkan lima jenis tata guna lahan dalam sub DAS Batang Air Dingin, dan luasan tata guna lahan dapat dihitung langsung. Luasan tata guna lahan ini akan digunakan untuk menentukan nilai koefisien limpasan (C).
Gambar 26. Peta Tata Guna Lahan
Dari peta tata guna lahan tersebut, didapatkan luasan tata guna lahan. Nilai koefisien limpasan setiap jenis tata guna lahan dapat ditentukan, dengan begitu nilai koefisien limpasan komposit bisa dihitung dengan data dari tabel di bawah.
Tabel 19. Nilai Koefisien Limpasan
- Tata Guna Lahan - Luas (Ha) - C
- Pemukiman - 46.615 - 0,7 - Semak Belukar - 30.085 - 0,07 - Pertanian - 32.125 - 0,15 - Sungai - 24.434 - 1 - Lahan Kosong - 57.191 - 0,2 - Luas DAS - 190.451 -
Untuk mendapatkan nilai koefisien limpasan komposit, digunakan rumus :
579
Perhitungan intensitas curah hujan menggunakan persamaan mononobe, yaitu :
Sedangkan untuk waktu konsentrasi Tc, dapat dihitung menggunakan metode Kirpich (1940), dengan persamaan :
R24 = Curah hujan rencana
L = Panjang lintasan aliran di atas lahan S = Kemiringan lahan
Hasil perhitungan intensitas curah hujan dengan kala ulang yang sudah ditentukan di masukkan ke dalam grafik intensitas hujan terhadap waktu atau disebut juga lengkung IDF (Intensity Duration Frequency).
Gambar 27. Lengkung IDF DAS Batang Air Dingin
Dengan waktu konsentrasi (Tc) selama 63,325 menit, menghasilkan intensitas hujan selama waktu konsentrasi sebesar 64,62 mm/jam dengan menggunakan perencanaan kala ulang 5 tahun. dengan menggunakan metode rasional, debit banjir rencana 5 tahun dapat dihitung dengan rumus :
580 Q10 = 0,278CIA
= 0,278 x 0,396 x 64,62 mm/jam x 1,904 km2 = 13,55 mm/detik
Hubungan debit dan waktu konsentrasi dapa dilihat pada grafik hidrograf dibawah.
Gambar 28. Grafik Hidrograf Sub DAS Batang Air Dingin
Dari hidrograf diatas, dapat dihitung volume kumulatif aliran masuk (Qin) terhadap waktu konsentrasi (tc). Selama waktu pengaliran, kumulatif aliran yang masuk berupa tabel dibawah ini.
Tabel 20. Aliran Masuk Kumulatif sub DAS Batang Air Dingin
- D u r a s i - Qi n - Rat a-ra ta - Vol u m e - Vol. Ku mul atif - m e n i t - m ³ / d t k - m³ /d tk - m³ - m³ - 0 - 0. 0 0 - 0 - 0 - 0 - 1 0 - 2. 1 4 - 1.0 7 - 64 2 - 642 - 2 0 - 4. 2 8 - 3.2 1 - 38 5 2 - 4494 - 3 - 6. - 5.3 - 96 - 1412
581 0 4 2 5 3 0 4 - 4 0 - 8. 5 6 - 7.4 9 - 17 9 7 6 - 3210 0 - 5 0 - 1 0 . 7 0 - 9.6 3 - 28 8 9 0 - 6099 0 - 6 0 - 1 2 . 8 4 - 11. 7 7 - 42 3 7 2 - 1033 62 - 6 3 . 3 2 - 1 3 . 5 5 - 13. 1 9 5 2 4 - 50 1 3 1. 3 6 - 1534 93.3 558 - 7 0 - 1 2 . 1 2 - 12. 4 8 - 52 4 1 6 - 1557 78 - 8 0 - 9. 9 8 - 11. 0 5 - 53 0 4 0 - 2088 18 - 9 0 - 7. 8 4 - 8.9 1 - 48 1 1 4 - 2569 32 - 1 0 0 - 5. 7 0 - 6.7 7 - 40 6 2 0 - 2975 52 - 1 1 0 - 3. 5 6 - 4.6 3 - 30 5 5 8 - 3281 10 - 1 2 0 - 1. 4 2 - 2.4 9 - 17 9 2 8 - 3460 38 - 1 2 6 . 6 5 - 0. 0 0 - 0.7 0 8 4 5 - 53 8 3. 5 1 2 - 3514 21.5 116
582
5. SIMPULAN DAN SARAN
Dari studi dan perencanaan kolam retensi DAS Batang Air Dingin ini menghasilkan kesimpulan sebagai berikut :
b. Dari hasil analisa aliran D8 di ArcGIS, DAS Batang Air Dingin yang berada di utara Kota Padang mengalami banjir akibat limpasan sungai dan berdampak pada pemukiman di daerah tersebut.
c. Intensitas hujan harian yang terjadi pada sub DAS Batang Air Dingin dengan kala ulang 5 tahunan adalah 63,325 mm/jam. Debit banjir dengan kala ulang 5 tahun yang terjadi pada sub DAS Batang Air Dingin dengan koefisien pengaliran 0,396 adalah sebesar 13,55 mm/detik.
d. Luas daerah pengaruh yang akan digunakan sebagai perencanaan kolam retensi melalui analisa ArcSWAT adalah 190 hektare.
e. Dibutuhkan volume kolam retensi sebesar 38.612,607 m3 di daerah sub DAS Batang Air Dingin untuk efektivitas sebesar 75% dengan waktu yang dibutuhkan selama 47,494 menit untuk mencapai volume maksimum.
Untuk penelitian lebih lanjut sebaiknya dilakukan perhitungan perencanaan kolam retensi sesuai ketersediaan lahan dan dengan memperhatikan jenis tanah dilokasi perencanaan.
6. DAFTAR PUSTAKA
Astuti, D., Siswanto, & Suprayogi, I. (2016). Analisis kolam retensi sebagai pengendalian banjir genangan di kecamatan payung sekaki. 3(1).
Beni Raharjo. (2013). ArcGIS bagi Pemula. 198. Diambil dari http;//www.raharjo.org Dirjen Cipta Karya. (2012). Tata Cara Perencanaan Kolam Detensi, Kolam Retensi dan
Sistem Polder. Diambil dari
http://ciptakarya.pu.go.id/plp/upload/peraturan/buku_jilid_1_tata_cara_perencana an_drainase.pdf
Gunadarma. (n.d.). Drainase Perkotaan. Gunadarma.
Junaidi, A., & Nurhamidah. (2017). Flood problem in Padang city: The effectiveness solution. International Journal of Civil Engineering and Technology, 8(10), 1210–1219. Diambil dari https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85032507021&partnerID=40&md5=7775078d0b941ecf8cb4e431c2fc1a3d Kodoatie, R. J., & Sugiyanto. (2002). Banjir, Beberapa Penyebab dan Pengendaliannya
dalam Perspektif Lingkungan. Pustaka Pelajar. Yogyakarta. https://doi.org/10.1016/j.npg.2013.07.003
Muhammad, Y., Daoed, D., & Syukur, M. (2017). Menggunakan Sistem Informasi Geografis. Prosiding 4th Andalas Civil Engineering (ACE) Conference 2017, (November 2017), 325–334.
Nurhamidah, Junaidi, A., & Anggraini, L. (2016). An immediate review of flood characteristics on delta lowland Sumatra using D8 model spatial analysis.
