STUDIPENELITIAN
PENERAPAN PRINSIP DELTA-Q ZERO DALAM
PENANGANAN DAMPAK PENGEMBANGAN KAWASAN
INDUSTRI CANDI TERHADAP SUNGAI KREO
Luluk Afidah1, Nuring Nafisah1, Hary Budieny1, dan Suharyanto1* 1
Departemen Teknik Sipil, FT Universitas Diponegoro *suharyanto20@yahoo.ac.id
Intisari
PT IPU (Indo Permata Usahatama) selaku developer KIC (Kawasan Industri Candi) akan melakukan pengembangan perluasan wilayah pada KIC. Lokasi KIC terletak di antara dua sungai besar di Kota Semarang yaitu Sungai Bringin di sebelah barat dan Sungai Kreo di sebelah selatan. Pengembangan KIC menyebabkan beberapa dampak negatif, salah satunya dengan bertambahnya debit banjir.
Dalam paper ini disajikan hasil kajian pengaruh dari pengembangan KIC terhadap debit banjir di Sungai Kreo. Perhitungan debit banjir dilakukan dengan dua metode, yaitu metode rasional dan HSS Gama 1. Debit banjir yang digunakan, adalah debit banjir kala ulang 50 tahun.
Penanganan dari dampak pengembangan kawasan industri tersebut direncanakan membangun embung overtopping dengan volume tampungan untuk menampung debit banjir kala ulang 50 tahun yaitu sebesar 1.783.000,00 m3, untuk menangani banjir di Sungai Kreo akibat pengembangan kawasan industri, menggunakan penerapan Delta-Q zero principle.
Kata Kunci: Embung, Delta-Q zero principle, Pengembangan Kawasan Industri LATAR BELAKANG
Kegiatan perdagangan dan industri di Kota Semarang, sebagai kota metropolitan dan ibukota Provinsi Jawa Tengah selalu meningkat setiap tahunnya. Hal ini ditunjang dengan adanya pelabuhan laut dan pelabuhan udara sebagai sarana transportasi barang dan jasa. Selain harus tersedianya sarana transportasi untuk barang dan jasa, juga harus tersedia suatu wilayah khusus yang digunakan untuk memproduksi barang dan jasa tersebut agar dapat memenuhi permintaan pasar, yaitu berupa kawasan industri.
Kota Semarang memiliki 3 kawasan industri yang besar, yaitu Kawasan Industri Wijayakusuma, Candi dan Genuk. Untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat tersebut, para pengelola kawasan industri dituntut untuk mengembangkan kawasan industri agar mampu memenuhi permintaan pasar. Lokasi dari Kawasan Industri Wijayakusuma dan Genuk yang berbatasan langsung dengan Laut Jawa menjadikan kawasan industri tersebut mengalami
permasalahan, yaitu terjadi penurunan tanah (land subsidence) dan mengalami banjir rob pada saat air laut pasang.
Sedangkan Kawasan Industri Candi (KIC) tidak mengalami permasalahan penurunan tanah dan banjir rob, karena lokasinya lebih ke hinterland. Selain itu, KIC juga dekat dengan pintu Tol Krapyak. Sehingga, KIC menjadi salah satu kawasan industri yang banyak diminati dan akan dikembangkan/diperluas.
PT IPU (Indo Permata Usahatama) selaku developer KIC akan melakukan pengembangan perluasan wilayah pada KIC. Lokasi KIC terletak di antara dua sungai besar di Kota Semarang yaitu Sungai Bringin di sebelah barat dan Sungai Kreo di sebelah selatan. Pengembangan KIC menyebabkan beberapa dampak negatif, salah satunya dengan bertambahnya debit banjir.
Dalam paper ini disajikan hasil kajian pengaruh dari pengembangan KIC terhadap debit banjir di Sungai Kreo. Sungai Kreo merupakan salah satu anak Sungai Garang, dimana Kali Garang pernah menyebabkan banjir besar di wilayah Kota Semarang (Sampangan dan sekitarnya) pada tahun 1990 an. Sehingga, penanganan dampak pengembangan KIC ini sangat penting.
Zero delta Q policy adalah keharusan agar tiap bangunan tidak boleh mengakibatkan bertambahnya debit air ke sistem saluran drainase atau system aliran sungai. (PP 26 Pasal 99 Ayat 3, 2008)
Daerah Aliran Sungai (catchment area, basin, watershed) adalah semua daerah dimana semua airnya yang jatuh di daerah tersebut akan mengalir menuju ke dalam suatu sungai yang dimaksudkan. Aliran air tersebut tidak hanya berupa air permukaan yang mengalir di dalam alur sungai, tetapi termasuk juga aliran di lereng-lereng bukit yang mengalir menuju alur sungai sehingga daerah tersebut dinamakan daerah aliran sungai. Daerah ini umumnya dibatasi oleh batas topografi, yang berarti ditetapkan berdasarkan air permukaan. Batas ini tidak ditetapkan berdasarkan air bawah tanah karena permukaan air tanah selalu berubah sesuai dengan musim dan tingkat kegiatan pemakaian (Sri Harto, 1993). METODOLOGI STUDI
Metodologi penyusunan Analisis Pengaruh Pengembangan Kawasan Industri Candi terhadap Sungai Kreo secara umum dilakukan sebagai berikut:
Gambar 1. Bagan Alir Metodologi Studi.
Setelah dilakukan analisis hidrologi, hasil antara debit banjir kala ulang 50 tahun pada kondisi eksisting (Q0) dibandingkan dengan kondisi setelah adanya pengembangan kawasan industri (Qn). Apabila hasil Qn > Qo itu artinya ada peningkatan volume banjir sungai. Peningkatan volume banjir akibat peningkatan debit banjir sebesar ΔQ = Qn – Qo akan ditampung di kolam detensi.
Penentuan debit banjir kala ulang 50 tahun didasarkan pada faktor teknis, ekonomi, sosial, dan lingkungan yang terkena dampak banjir. Padatnya penduduk Kota Semarang dan segala fasilitas serta utilitasnya, risiko kerugian jiwa, harta benda, dan materi akan lebih besar bila dibandingkan dengan suatu daerah rural yang sedikit tau bahkan tak ada penduduknya. (Kodoatie, 2013)
ANALISA HIDROLOGI
Analisa data hidrologi dibutuhkan untuk menentukan besarnya debit rencana yang akan digunakan dalam perencanaan teknis bangunan air.
Adapun langkah-langkah dalam analisis hidrologi, sebagai berikut :. 1. Menganalisis curah hujan areal.
2. Menganalisis curah hujan rencana.
3. Menghitung debit banjir rencana sebelum dan setelah pengembangan. 1. Hujan Rencana
Stasiun hujan yang digunakan adalah stasiun Simongan, Gunung Pati, dan Mangkang Waduk sebagaimana dicantumkan dalam Gambar berikut ini.
Gambar 2. Lokasi Pengembangan KIC, Sub-DAS Sungai Kreo, dan Stasiun Curah Hujan.
Gambar 3. Luas Pengaruh tiap Stasiun Curah Hujan pada tiap Sub-DAS Sungai Kreo yang Terpengaruh oleh Pengembangan KIC.
Curah hujan areal dihitung dengan metode Polygon Thiessen. (Soemarto, 1999).Dari Gambar 1 dan 2, dapat dilihat bahwa terdapat 6 (enam) anak Sungai Kreo yang terpengaruh oleh pengembangan KIC. Dalam analisa hidrologi, masing masing sub-DAS Sungai Kreo tersebut di analisa sendiri sendiri.
Tabel 1. Curah Hujan areal di tiap Sub-DAS Sungai Kreo di lokasi KIC.
C ur ah H uj an Tahun
Curah Hujan Areal Sub DAS 1 Sub DAS 2 Sub DAS 3 Sub DAS 4 Sub DAS 5 Sub DAS 6 2001 93.49 87.00 147.00 131.98 76.85 87.00 2002 103.09 136.00 82.00 87.92 109.65 136.00 2003 74.35 144.00 122.00 108.62 73.74 144.00 2004 103.63 147.00 163.00 146.33 97.72 147.00 2005 73.74 88.50 121.00 107.73 59.04 88.50
2006 154.06 174.00 198.00 185.66 140.39 174.00 2007 169.71 305.00 162.00 144.23 196.68 305.00 2008 144.47 114.00 169.00 158.52 138.40 114.00 2009 145.70 108.00 216.00 196.26 123.83 108.00 2010 67.04 108.00 110.00 97.94 56.77 108.00 P ar am et er D at a A sl i St. dev 37.53 63.80 41.07 36.67 43.92 63.80 Cs 0.25 2.16 0.06 0.36 0.78 2.16 Ck -1.64 5.42 -0.52 -0.97 0.36 5.42 Cv 0.33 0.45 0.28 0.27 0.41 0.45 Rerata 112.93 141.15 149.00 136.52 107.31 141.15 P ar am et er D at a di L oga ri tm a ka n Sdev Yi 0.15 0.16 0.13 0.12 0.18 0.16 Cs -0.03 1.27 -0.53 -0.01 0.07 1.27 Ck -1.65 2.20 0.00 -1.17 -0.93 2.20 Cv 0.07 0.08 0.06 0.06 0.09 0.08 Ӯ 2.03 2.12 2.16 2.12 2.00 2.12
Analisa frekuensi ini digunakan sebagai dasar pemilihan jenis sebaran yang sesuai. Jenis sebaran yang dicoba adalah sebaran Normal, Log Normal, Gumbel, dan Log Pearson Tipe III.Selanjutnya, jenis sebaran yang terpilih dilakukan uji kecocokan jenis sebaran dengan menggunakan Uji Chi-Kuadrat dan Uji Smirnov-Kolmogorov. Dari analisa di atas, maka curah hujan rencana untuk tiap tiap sub-DAS adalah sebagai berikut.
Tabel 2. Hujan rencana di tiap Sub-DAS Sungai Kreo di KIC. T (tahun) Sub-DAS 1 Sub-DAS 2 Sub-DAS 3 Sub-DAS 4 Sub-DAS 5 Sub-DAS 6 2 107.50 122.00 147.37 132.18 99.12 122.00 5 142.76 172.01 184.46 165.91 140.13 172.01 10 165.70 216.12 204.61 186.87 168.44 216.12 20 188.83 273.46 222.48 207.61 198.70 273.46 50 214.39 351.75 240.17 230.04 233.68 351.75 100 234.61 429.28 252.58 247.49 262.72 429.28 2. Banjir Rencana dengan Metode Rasional
Pemakaian metode rasional karena sederhana dan sering digunakan dalam analisa hidrologi di luas tangkapan yang relatip kecil (< 10 km2). Metode rasional didasarkan pada persamaan berikut (Bambang, 2008):
dengan :
Q = debit puncak yang ditimbulkan oleh hujan dengan intesitas, durasi, dan frekuensi tertentu (m3/detik)
A = luas daerah tangkapan (km2)
C = koefisien aliran yang tergantung pada jenis permukaan lahan.
Perhitungan debit banjir rencana dengan metode rasional pada kondisi sebelum dan sesudah pengembangan KIC dicantumkan di Tabel 3 sampai Tabel 7.
Tabel 3. Perhitungan Komponen tc sebelum pengembangan.
Tc S eb el u m P en g em b an g an Sub DAS L1 L2 D A v to td tc
km m m m² m/s menit menit menit
DAS 1 1.550 1887.23 127 2006722.0 1,0 14.576 31.454 46.030 DAS 2 1.736 2798.65 60 1284668.0 1,0 22.178 46.644 68.822 DAS 3 1.551 3047.98 10 2797897.0 1,0 38.809 50.800 89.608 DAS 4 0.677 1013.019 20 466259.3 1,0 11.398 16.884 28.282 DAS 5 1.553 2026.83 154 1235160.7 1,0 13.564 33.781 47.344 DAS 6 4.641 6383.48 203 4526421.8 1,0 43.231 106.391 149.623
Tabel 4. Perhitungan Komponen tc setelah pengembangan.
Tc S es u d ah P en g em b an g an Sub DAS L1 L2 D A V to td tc
km m m m² m/s menit menit menit
DAS 1 1.550 1887.23 15 2006722.0 2,0 33.175 15.727 48.902 DAS 2 1.736 2798.65 8 1284668.0 2,0 48.174 23.322 71.496 DAS 3 1.551 3047.98 10 2587994.9 1,0 38.809 50.800 89.608 0.479 220 2 209902.1 2,0 18.542 1.833 20.375 DAS 4 0.677 1013.019 - 466259.3 1,0 11.398 16.884 28.282 DAS 5 1.553 2026.83 - 1235160.7 1,0 13.564 33.781 47.344 DAS 6 4.641 6383.48 200 4302117.9 1,0 43.480 106.391 149.871 0.869 445 4 224303.9 2,0 28.268 3.708 31.976
Tabel 5. Perhitungan Komponen Cn Sub DAS Nilai Cn Sebelum Sesudah 1 0.382 0.662 2 0.323 0.607 3 0.447 0.477 4 0.494 0.494 5 0.381 0.381 6 0.376 0.408
Tabel 6. Contoh Perhitungan Debit Banjir Rencana di Sub-DAS 1 : a) sebelum dan b) setelah pengembangan.
Q (Metode Rasional) Sub DAS
1
Sebelum Pengembangan Kawasan Industri T
C tc I A Q
(tahun) (menit) (mm/jam) (km²) (m³/detik)
2 0.382 46.030 46.86 2.007 9.994 5 0.382 46.030 59.94 2.007 12.784 10 0.382 46.030 66.79 2.007 14.246 25 0.382 46.030 73.46 2.007 15.667 50 0.382 46.030 78.78 2.007 16.803 100 0.382 46.030 83.14 2.007 17.733 Q (Metode Rasional) Sub DAS 1
Sesudah Pengembangan Kawasan Industri T
C tc I A Q
(tahun) (menit) (mm/jam) (km²) (m³/detik)
2 0.662 48.902 45.27 2.007 16.720 5 0.662 48.902 57.91 2.007 21.387 10 0.662 48.902 64.53 2.007 23.832 25 0.662 48.902 70.97 2.007 26.210 50 0.662 48.902 76.12 2.007 28.111 100 0.662 48.902 80.33 2.007 29.666
Tabel 7. Total Debit Banjir Rencana Cara Rasional (dari semua sub-DAS).
Total Qp dari tiap sub DAS
T Qp Qp
(tahun) sebelum sesudah
2 53.69 67.00 5 69.91 87.45 10 78.40 98.16 25 86.50 108.58 50 93.27 116.91 100 98.67 123.72
3. Banjir Rencana Metode HSS Gama 1
HSS Gama 1 dikembangkan oleh Sri Harto (1993 dan 2000) berdasarkan perilaku hidrologi 30 DAS di Pulau Jawa. HSS Gama 1 terdiri dari empat variable pokok, yaitu waktu naik (time of rise, TR), debit puncak (Qp), waktu dasar (TB), dan koefisien tampungan (K). Debit pada sisi naik dianggap linier dari awal sampai TR. Debit pada sisi resesi menurun secara eksponensial dari waktu TR sampai TB mengikuti persamaan berikut ini.
dengan :
= debit aliran yang terjadi pada jam ke – t (m3/detik) pada sisi resesi. = debit puncak (m3/detik)
= waktu dari saat terjadinya debit puncak (jam) = koefisien tampungan.
Tabel 8. Parameter untuk Analisa HSS Gama 1 dari tiap Sub-DAS S Kreo.
No Parameter Sat DAS 1 DAS 2 DAS 6
Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah 1 Luas Sub DAS (A) km2 2.01 2.30 1.28 1.28 4.53 4.53 2 Luas DAS di hulu (Au) km2 1.12 1.15 0.65 0.65 2.59 2.59
3 Panjang sungai utama (L) km 0.55 0.55 2.90 2.90 5.99 5.99 4
Panjang sungai tingkat 1
(L1) km 3.662 22 3.867 12 10.410 13,3
5
Panjang sungai semua
tingkat (Lst) km 6.754 31 7.214 16 23.510 30
6
Jumlah pertemuan sungai
(JN) 14 243 14 80 40 58
7 Lebar DPS pada 3/4 L (Wu) km 0.812 0.812 0.527 0.527 1.326 1.326 8 Lebar DPS pada 1/4 L (WL) km 0.45 0.450 0.994 0.994 1.256 1.256 9
Jumlah sungai tingkat 1
(N1) 17 104 14 50 35 44
10
Jumlah sungai semua tingkat
(N) 29 280 30 100 100 80
11
Kemiringan sungai utama
(S) 0.055 0.055 0.02619 0.02619 0.0304 0.0304
Tabel 9. Hasil Perhitungan untuk HSS Gama 1 di Sub-DAS 1, 2, dan 6 yang berpengaruh dari Pengembangan KIC.
No Parameter Sat. DAS 1 DAS 2 DAS 6
Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah
1 TR jam 2.352 2.240 1.565 1.565 1.922 1.922
2 QP m3/det 0.368 0.802 0.333 0.505 0.827 0.872
3 TB Jam 24.029 16.589 20.123 21.169 19.897 22.148
4 K mm/jam 1.993 1.622 2.123 1.526 3.197 3.309 5 Indeks Phi m3/det 10.490 10.490 10.490 10.490 10.490 10.490
6 QB m3/det 2.338 9.443 2.842 6.023 5.944 7.480
Tabel 10. Hasil Perhitungan Metode HSS Gama 1 (DAS 1,2,6) T Qp Sebelum Qp Sesudah
(tahun) (m3/detik) (m3/detik)
2 28,2 42,26 5 35,77 50,85 10 39,92 55,56 25 44,11 60,32 50 47,53 64,18 100 50,33 67,34
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Terjadi peningkatan debit banjir di Sungai Kreo sebagai akibat pengeprasan bukit pengembangan KIC (Lihat Tabel 11)
Tabel 11. Perubahan Debit Banjir di Sungai Kreo (dari Sub-DAS 1, 2, dan 6) akibat pengembangan KIC
2 5 10 25 50 100 Sebelum Pengembangan Rasional 28,21 37,92 43,00 47,78 51,90 55,14 HSS Gama 1 28,20 35,77 39,92 44,11 47,53 50,33 Setelah Pengembangan Rasional 40,54 54,25 61,43 68,41 74,00 78,56 HSS Gama 1 42,26 50,85 55,56 60,32 64,18 67,34 Dari analisa dapat dilihat bahwa pengeprasan bukit akan membuat lahan menjadi lebih landai, memperlambat waktu konsentrasi Tc, dan akan menyebabkan turunnya debit puncak. Akan tetapi, dengan pengeprasan dan peruntukan untuk kawasan industri, maka peruntukan lahannya akan makin mengecilkan terjadinya resapan (sehingga terjadi peningkatan koefisien limpasan). Dari analisa, pengaruh dari peningkatan koefisien limpasan lebih besar dibanding dengan perlambatan waktu konsentrasi.
2. Terjadi peningkatan volume karena adanya peningkatan debit sebelum pengembangan dan sesudah pengembangan baik dengan metode Rasional maupun dengan metode HSS Gama I.
Gambar 4. Peningkatan Debit Banjir Sebelum dan Sesudah Pengembangan a) Metode Rasional dan b) Metode HSS Gama I. 3. Untuk menanggulangi peningkatan banjir ini diperlukan Embung di hilir
lokasi pengembangan KIC, yaitu dengan memanfaatkan topografi Sungai Kreo yang mempunyai potensi tampungan in stream. Volume tampungan direncanakan mampu menampung debit banjir akibat pengembangan KIC yaitu sebesar 1.783.000,00 m3(pada elevasi +65.00).
Gambar 4. Grafik Hubungan Elevasi, Volume, dan Luas Genangan di lokasi potensial sebagai Embung.
Gambar 5. Peta Lokasi Embung.
Gambar diatas merupakan wilayah pengembangan KIC. Warna merah menunjukan garis batas tiap sub-DAS di Sungai Kreo. Daerah yang diarsir biru lokasi embung.
4. Perhitungan flood routing
Lokasi pengembangan KIC tepat berada di hilir dari Waduk Jatibarang. Oleh karenanya, debit banjir hasil perhitungan perlu ditambah (di superposisi) dengan debit outflow Waduk Jatibarang pada kala ulang yang sama. -20.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 De bit B an jir (m 3/d et ) t (jam)
Penelusuran Banjir (Mulai Kosong)
Q inflow Q outflow 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 De bit B an jir (m 3/d et ) t (jam)
Penelusuran Banjir (Awal Penuh)
Q inflow Q outflow
a. Kondisi awal kosong b. Kondisi awal penuh Gambar 6. Hasil Flood Routing Melalui Embung.
Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa pada kondisi awal embung kosong (a) volume embung mampu menampung volume banjir akibat pengembangan KIC (puncak I), sementara itu pada puncak II (akibat outflow dari Waduk Jatibarang) hanya mampu meredam sedikit. Pada gambar (b), kondisi awal embung penuh, maka kemampuan peredaman debit banjir juga minimal.
KESIMPULAN DAN REKOMENDASI Kesimpulan
1. Dampak pengembangan kawasan industri dari aspek hidrologi adalah peningkatan debit banjir yang meningkatkan kemungkinan melimpas sungai dan membanjiri permukiman sekitar.
2. Akibat peningkatan debit banjir di Sungai Kreo, perlu direncanakan pembuatan Embung dengan menerapkan Delta-Q zero Principle.
3. Penerapan prinsip Delta-Q zero merupakan kewajiban dari pengembang. Rekomendasi
1. Pengembangan kawasan industri harus sesuai dengan rencana tata ruang dan selalu akan menimbulkan dampak peningkatan debit banjir.
2. Perlu penerapan Delta-Q zero Principle untuk menangani dampak peningkatan banjir yaitu dengan pembuatan embung.
4. Selain secara struktur, maka perlu dilakukan upaya upaya konservasi di DAS Kreo, law enforcement pada kesesuaian tata ruang, dan sistem informasi SDA.
5. Studi ini perlu ditingkatkan dengan melakukan monitoring, pengukuran, pencatatan/pengamatan, dan kalibrasi hasil analisa nya, sehingga bisa memberikan hasil yang lebih teliti.
UCAPAN TERIMA KASIH
Pada kesempatan ini, penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada Dinas PSDA Prov. Jawa Tengah, Bappeda Kota Semarang, dan BBWS Pemali Juana atas data data dan informasinya yang sangat berguna.
REFERENSI
Kodoatie, J.R., 2013. Rekayasa Manajemen dan Banjir Kota. Andi Publisher, Yogyakarta.
Peraturan Pemerintah 26 Tahun 2008. Rencana Tata Ruang Wilayah Nasional. Soemarto. 1999. Hidrologi Teknik. Erlangga, Jakarta.
Sri Harto, 1993. Analisa Hidrologi. Gramedia Pustaka, Jakarta.
