IDENTIFIKASI FENOMENA BANJIR ROB JAKARTA UTARA DENGAN MENGGUNAKAN MODEL HIDRODINAMIKA

IDENTIFIKASI FENOMENA BANJIR ROB JAKARTA UTARA DENGAN MENGGUNAKAN MODEL HIDRODINAMIKA Farid Putra Bakti1 dan Muslim Muin2 Program Studi Teknik Kelautan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung, Jl Ganesha 10 Bandung 40132 1 [email protected] dan [email protected]

Abstrak Banjir rob merupakan banjir yang disebabkan oleh meluapnya sejumlah volume air laut ke daerah pesisir di sekitarnya. Angka kepadatan penduduk yang tinggi serta terdapatnya berbagai sektor strategis seperti pelabuhan dan kawasan Industri di pesisir Jakarta menyebabkan kerugian materil dan non materil yang disebabkan oleh banjir rob di kawasan tersebut terbilang tinggi. Kerugian ini dapat diminimalisir dengan berbagai rancangan atau skema penanganan serta pencegahan. Namun agar rencana pencegahan banjir rob tepat sasaran dan efisien, maka fenomena banjir rob harus dapat diidentifikasi secara mendalam melalui studi penyebab, faktor-faktor yang mempengaruhi, serta skenario-skenario yang mungkin terjadi pada saat banjir rob. Studi ini dilakukan dengan menggunakan pendekatan pemodelan hidrodinamika 3D serta analisa runut waktu dengan bantuan beberapa metode analisa lainnya. Faktor yang diperhitungkan mempengaruhi banjir rob di Jakarta Utara antara lain pasang surut, storm surge akibat angin lokal yang terjadi di Laut Jawa, resonansi kolam, beban debit seungai yang mengalir ke Teluk Jakarta, serta curah hujan. Dari hasil studi yang dilakukan, maka didapatkan kesimpulan bahwa banjir rob di Teluk Jakarta utamanya disebabkan oleh pasang surut dan tidak selalu diikuti oleh storm surge yang tinggi. Namun, pada beberapa kesempatan, storm surge berpotensi menambah atau mengurangi jumlah kejadian banjir rob di Jakarta Utara. Hasil studi juga menunjukkan bahwa banjir rob tidak selalu dikuti oleh pasang surut, storm surge, maupun curah hujan yang ekstrim. Karena pasang surut merupakan penyebab utama terjadinya banjir rob dan pengaruh storm surge sering kali tidak begitu signifikan, maka seharusnya banjir rob dapat diprediksi dengan baik. Selain itu, pasang surut yang menjadi penyebab utama banjir rob Jakarta Utara pun tidak mengalami amplifikasi akibat resnonansi kolam. Dengan kata lain, banjir rob sudah menjadi sebuah fenomena awam di Jakarta Utara dan bukan lagi tergolong sebagai fenomena ekstrim. Kata kunci: banjir, rob, jakarta, hidrodinamika, identifikasi

PENDAHULUAN Banjir merupakan peristiwa tergenangnya sejumlah luasan daratan oleh sejumlah volume air yang meluap atau melimpas dari tempat dimana volume air tersebut seharusnya berada atau mengalir. Banjir rob sendiri merupakan istilah khusus yang hanya dipakai di Indonesia, untuk menggambarkan banjir yang disebabkan oleh meluapnya sejumlah volume air laut ke daerah pesisir sekitarnya. Kerugian materiil serta non materiil yang dapat disebabkan oleh banjir rob di kota kota besar dapat diminimalisir dengan berbagai rancangan penanganan serta pencegahan. Namun, untuk dapat membuat rancangan penanganan serta pencegahan yang tepat sasaran, maka kita harus terlebih dahulu memahami fenomena banjir rob ini lebih mendalam dari segi penyebab, faktor faktor yang mempengaruhi, serta berbagai skenario yang mungkin terjadi. Masih minimnya studi ilmiah yang membahas tentang fenomena banjir rob di kota kota strategis hingga ke akar permasalahan serta faktor-faktor yang paling mempengaruhinya, telah menimbulkan banyaknya spekulasi serta studi studi ilmiah yang hanya berfokus pada akibat dari banjir rob itu 1

sendiri, sehingga ditakutkan menimbulkan persepsi umum yang salah mengenai bagaimana fenomena banjir rob ini seharusnya ditangani. Studi akan fenomena banjir rob ini pun menjadi semakin penting mengingat meningkatnya rasa haus masyarakat akan penjelasan ilmiah mengenai peristiwa banjir rob di kota kota besar yang belakangan terjadi Pendekatan pemecahan masalah secara umum akan dilakukan dengan pemodelan hidrodinamika 3D yang dilakukan dengan menggunakan prangkat lunak MuHydro 3D serta analisa runut waktu dengan bantuan beberapa metode analisa lainnya. Mengingat urgensinya, tulisan ini akan difokuskan pada fenomena banjir rob di kota besar dengan studi kasus pada kawasan Pantai Utara Jakarta, dan diharapkan dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan mendasar seperti penyebab utama banjir rob, faktor faktor yang memepengaruhi banjir rob, serta skenario skenario yang mungkin terjadi. Sehingga diharapkan karya tulis ini dapat berguna bagi siapa saja yang membutuhkannya, terutama dalam rangka perencanaan penanganan serta pencegahan bencana yang akan datang.

TEORI DAN METODOLOGI Secara umum, metodologi studi identifikasi banjir rob ini dapat dilihat pada gambar 1

Gambar 1 Metodologi Identifikasi Banjir Rob Jakarta Utara

2

Data waktu terjadinya banjir tob merupakan data yang diambil dari media massa sejak tahun 2007 hingga 2011 (5 tahun). Data waktu yang dibutuhkan adalah data pertama kali terjadinya sebuah kejadian dan bukan data genangan lama, oleh karena itu jika terdapat sebuah kejadian banjir rob yang tercatat selama beberapa hari, maka data yang diambil adalah data hari pertama terjadinya banjir rob tersebut. Kejadian banjir rob yang tercatat ini dapat dilihat pada tabel 1 Tabel 1 Data Kejadian Banjir Rob yang Tercatat Oleh Media LOKASI KEJADIAN (TERCATAT MEDIA)

TANGGAL KEJADIAN

SUMBER

2007 23 Agustus 2007 Muara Baru 25 November 2007 Muara Baru 20 Desember 2007 Muara Baru Total Kejadian Tercatat: 3 kali

http://www.liputan6.com http://www.okezone.com http://www.okezone.com

2008 8 2

Mei Juni

2008 2008

Kawasan Soekarno Hata http://economy.okezone.com Kel. Penjaringan & Kel. Kamal Muara http://rapi-nusantara.net

14 November 2008 Muara Baru 1 Desember 2008 Tanjung Priok & Muara Baru 14 Desember 2008 Tanjung Priok & Muara Baru Total Kejadian Tercatat: 5 kali

http://www.okezone.com http://www.okezone.com http://www.okezone.com

2009 11 Januari

2009

Muara Baru, Penjaringan, Muara Kapuk, Pluit 9 Februari 2009 Ancol & Marunda 12 Mei 2009 Kamal Muara, Muara Kapuk, Kapuk raya 14 Oktober 2009 Marunda 19 Oktober 2009 Muara Baru 5 November 2009 Marunda & Jl Kamal Raya 2 Desember 2009 Tanjung Priok Total Kejadian Tercatat: 7 kali

http://news.viva.co.id http://video.tvonenews.tv http://news.okezone.com/ http://metro.news.viva.co.id http://metro.news.viva.co.id http://desasejahtera.org meandmycoastallife.blogspot.com

2010 1 Januari 2010 Tanjung Priok 29 Januari 2010 Pademangan 13 Februari 2010 Muara Baru 15 Juni 2010 Tanjung Priok 24 Juni 2010 Muara Baru & Penjaringan Total Kejadian Tercatat: 5 kali

http://metro.news.viva.co.id http://berita.liputan6.com http://www.beritajakarta.com meandmycoastallife.blogspot.com http://m.poskota.co.id

2011 3 Januari 17 Januari 31 Oktober

2011 2011 2011

Tanjunga Priok Muara Baru Tanjung Priok, Muara Baru, Muara Angke 25 November 2011 Pantai Mutiara, Pluit, Penjaringan 23 Desember 2011 Tanjung Priok & Muara Baru Total Kejadian Tercatat: 5 kali

http://megapolitan.kompas.com http://megapolitan.kompas.com http://www.mediaindonesia.com http://megapolitan.kompas.com http://www.detik77.com

Dalam upaya mementukan elevasi muka air akibat efek tegangan geser angin atau biasa disebut storm surge ini, dilakukan pemodelan menggunakan perangkat lunak MuHydro 3D yang dikembangkan oleh Muslim Muin Ph.d. Program ini merupakan program pemodelan hidrodinamika 3 dimensi dengan sistem grid boundary fitted. Persamaan yang digunakan adalah persamaan umum hidrodinamika seperti yang tercantum pada persamaan (1) s/d persamaan (3) di bawah ini. Persamaan kontinuitas (Dirata ratakan dalam arah vertikal) (

)

(

3

)

(1)

Persamaan momentum sumbu x (Dirata ratakan dalam arah vertikal) ( )

(

)

(

)

(2)

Persamaan momentum sumbu-y (Dirata ratakan dalam arah vertikal): ( )

Dimana: T U, V ( ), (

h g ρ

),

( ) (

)

(

)

(

)

(3)

= waktu (s) = kecepatan partikel fluida dalam arah x dan y (dirata ratakan dalam dimensi vertikal) (m/s) = komponen tegangan geser permukaan(m2/s2) = komponen tegangan geser dasar (m2/s2) = elevasi permukaan laut (m) = kedalaman perairan (m) = parameter Coriolis (2Ωsinφ) (s-1) = percepatan gravitasi bumi (m/s2) = massa jenis air laut(kg/m3) = viskositas horizontal (m2/s)

Daerah pemodelan membentang dari 106.50 BT – 120.250 BT dan 0.50 LU – 8.50 LS dengan resolusi mencapai 1500 grid. Ruang model diambil dengan batas terbuka untuk grid pada bidang batas yang berbatasan dengan laut, dan batas daratan untuk bidang batas yang berbatasan dengan daratan. Angin yang diperhitungkan pada studi kali ini adala angin lokal yang terdapat di Laut Jawa dan mengabaikan angin badai yang terjadi di Laut Cina Selatan. Data angin ini didapatkan dari NOAA dan merupakan data angin rata-rata harian. Pemodelan dilakukan dalam kurun waktu 1 Januari 2007 s/d 1 Januari 2012 dengan koefisien gesek dasar perairan 0.002, yang diambil nilai tengah antara 0.015 – 0.035 (rule of thumb) dan koefisien gesek angin sebesar 2 x 10-6. Untuk stasiun pengamatan (TS-1,TS-2, TS-3, dan TS-4), desain ruang dan data angin yang diambil untuk keperluan pemodelan storm surge dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2 Desain Ruang Model (kiri) dan Stasiun Pengamatan (kanan)

4

Data Pasang surut didapatkan dengan menggunakan metode least square. Metode ini mencocokkan data hasil pengamatan dengan persamaan harmonik pasut untuk mendapatkan amplitudo serta fasa konstituen pasut dengan menggunakan persamaan seperti yang tertera pada persamaan (4), (5), dan (6) di bawah ini untuk tahun 2007 s/d tahun 2011. ̂( )

∑

(

) ∑

∑

(

( ( )

)

(1)

̂ ( ))

(2)

J hanya akan minimum jika memenuhi persamaan berikut, (3) Dimana: ̂( ) ( ) An, Bn ωn T

= elevasi muka air laut hasil perhitungan = elevasi muka air laut hasil pengamatan = Amplitudo komponen pasang surut (dicari) = (2π/T) = Frekuensi komponen pasang surut = Periode komponen pasang surut

HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil simulasi dan pemodelan, didapatkan hasil seperti yang tertera pada tabel 2 Tabel 2 Hasil Simulasi Storm Surge dan Pasang Surut Stasiun Pengamatan Storm Surge Tanggal Kejadian

Pasut (cm)

23-Aug-07 25-Nov-07 20-Dec-07 8-May-08 2-Jun-08 14-Nov-08 1-Dec-08 14-Dec-08 11-Jan-09 9-Feb-09 12-May-09 14-Oct-09 19-Oct-09 5-Nov-09 2-Dec-09 1-Jan-10 29-Jan-10 13-Feb-10 15-Jun-10 24-Jun-10 3-Jan-11 17-Jan-11 31-Oct-11 25-Nov-11 23-Dec-11 Max Average Min

43.39 51.91 40.75 50.71 50.16 51.03 55.05 58.84 55.97 43.70 53.25 23.81 31.85 52.39 54.39 58.13 50.54 39.96 52.91 50.67 53.43 51.23 52.28 50.67 51.39 58.84 49.14 23.81

TS-1 surge (cm)

pasut + surge (cm)

0.13 9.41 -10.41 -2.53 3.77 1.12 -12.84 5.36 2.92 -5.54 0.78 16.59 3.25 3.23 1.54 7.59 3.10 6.36 5.91 4.19 6.05 1.91 -7.81 1.92 -2.32 16.59 1.75 -12.84

43.52 61.32 30.34 48.18 53.93 52.15 42.21 64.20 58.89 38.16 54.03 40.40 35.10 55.62 55.93 65.72 53.64 46.32 58.82 54.86 59.48 53.14 44.47 52.59 49.07 65.72 50.88 30.34

TS-2 surge/pasut (%)

surge (cm)

pasut + surge (cm)

0.30 18.13 -25.55 -4.99 7.52 2.19 -23.32 9.11 5.22 -12.68 1.46 69.68 10.20 6.17 2.83 13.06 6.13 15.92 11.17 8.27 11.32 3.73 -14.94 3.79 -4.51 69.68 4.81 -25.55

-0.66 9.43 -8.56 -2.54 3.50 1.21 -11.06 5.52 4.40 -5.03 0.94 16.31 2.97 3.26 1.59 8.15 3.38 7.87 4.63 3.34 7.86 2.28 -7.15 2.07 -1.65 16.31 2.08 -11.06

42.73 61.34 32.19 48.17 53.66 52.24 43.99 64.36 60.37 38.67 54.19 40.12 34.82 55.65 55.98 66.28 53.92 47.83 57.54 54.01 61.29 53.51 45.13 52.74 49.74 66.28 51.22 32.19

TS-3 surge/pasut (%)

surge (cm)

pasut + surge (cm)

-1.52 18.17 -21.01 -5.01 6.98 2.37 -20.09 9.38 7.86 -11.51 1.77 68.50 9.32 6.22 2.92 14.02 6.69 19.69 8.75 6.59 14.71 4.45 -13.68 4.09 -3.21 68.50 5.46 -21.01

-1.34 9.55 -6.83 -2.59 3.41 1.26 -9.55 5.75 5.84 -4.62 1.08 16.23 2.70 3.28 1.64 8.72 3.67 9.40 3.44 2.56 9.62 2.67 -6.65 2.22 -1.05 16.23 2.42 -9.55

42.05 61.46 33.92 48.12 53.57 52.29 45.50 64.59 61.81 39.08 54.33 40.04 34.55 55.67 56.03 66.85 54.21 49.36 56.35 53.23 63.05 53.90 45.63 52.89 50.34 66.85 51.55 33.92

5

TS-4 surge/pasut (%)

surge (cm)

pasut + surge (cm)

surge/pasut (%)

-3.09 18.40 -16.76 -5.11 6.80 2.47 -17.35 9.77 10.43 -10.57 2.03 68.16 8.48 6.26 3.02 15.00 7.26 23.52 6.50 5.05 18.00 5.21 -12.72 4.38 -2.04 68.16 6.12 -17.35

-2.09 9.71 -4.79 -2.62 3.29 1.32 -8.02 6.08 7.35 -4.08 1.18 16.11 2.40 3.16 1.67 9.34 3.99 10.98 2.05 1.73 11.35 3.10 -6.17 2.33 -0.16 16.11 2.77 -8.02

41.30 61.62 35.96 48.09 53.45 52.35 47.03 64.92 63.32 39.62 54.43 39.92 34.25 55.55 56.06 67.47 54.53 50.94 54.96 52.40 64.78 54.33 46.11 53.00 51.23 67.47 51.90 34.25

-4.82 18.71 -11.75 -5.17 6.56 2.59 -14.57 10.33 13.13 -9.34 2.22 67.66 7.54 6.03 3.07 16.07 7.89 27.48 3.87 3.41 21.24 6.05 -11.80 4.60 -0.31 67.66 6.83 -14.57

Dari superposisi antara elevasi pasang surut dan elevasi storm surge di waktu saat kejadian banjir rob tercatat, maka kita dapat mengetahui bahwa elevasi minimum muka air yang menyebabkan terjadinya banjir rob (threshold), yaitu 30.34 cm. Pendekatan sedemikian rupa benar adanya jika memenuhi asumsi-asumsi berikut:  Banjir rob hanya dipengaruhi oleh faktor kelautan seperti pasang surut dan storm surge  Kejadian banjir rob yang tercatat cukup merepresentasikan mayoritas kejadian banjir rob yang terjadi di Jakarta Utara  Ketinggian storm surge hasil pemodelan akurat Dengan asumsi seperti yang disebutkan di atas, serta dengan catatan bahwa variasi muka air laut akibat storm surge tidak signifikan, maka banjir rob berikutnya akan terjadi pada tanggal 19 Agustus 2012 Dengan menetapkan batas-batas ekstrim tertentu, yaitu MHWS untuk pasut dan data positif dengan probabilitas terlampaui 10% untuk storm surge, maka didapatkan korelasi antara kejadian banjir rob dengan kejadian ekstrim dari faktor kelautan seperti pada gambar 3. Pada gambar 3 juga dapat dilihat korelasi antara kejadian banjir rob dengan kejadian curah hujan bulanan yang tinggi (di atas 115% rata-rata curah hujannya). Meskipun sebenarnya, pengaruh curah hujan yang mempengaruhi melimpasnya air sungai ke daratan sehingga terjadi ambiguitas antara banjir sungai dan banjir rob masih harus diteliti lebih lanjut.

Gambar 3 Korelasi Kejadian Ekstrim dengan Kejadian Banjir Rob yang Tercatat Dari hasil penyederhanaan kasus dengan pendekatan bentuk teluk jakarta berbentuk persegi panjang dengan lebar 35 km dan panjang 15 km, serta kedalaman rata-rata perairan 12.5 m, maka didapatkan bahwa Teluk Jakarta memiliki periode resonansi utama untuk arah UtaraSelatan sebesar 1.5 jam dan arah Barat-Timur 1.76 jam, periode ini jauh lebih kecil dari periode komponen pasang surut utama terkecil yaitu sebesar 6.1 jam. Dari hasil perhitungan sederhana untuk memperhitungkan apa yang akan terjadi jika seluruh sungai yang mengalirkan air ke Teluk Jakarta banjir secara bersama-sama tanpa ada limpahan air ke daratan terlebih dahulu dan seluruh volume air akibat debit banjir (3383m3/s) tersebut terperangkap di Teluk Jakarta, didapatkan bahwa kejadian tersebut hanya akan menambah elevasi muka air di Teluk Jakarta sebesar 7cm.

6

SIMPULAN DAN SARAN Dari hasil studi kasus sederhana dan pemodelan, didapatkan simpulan berupa: 1. Teluk jakarta memiliki periode resonansi utama sebesar 1.5 jam untuk arah UtaraSelatan, dan 1.76 jam untuk arah Timur-Barat. 2. Jika seluruh debit banjir sungai di Jakarta melimpah secara bersama-sama ke dalam teluk jakarta (tanpa melimpah ke darat sebelumnya) dan terbendung di dalamnya, maka volume air yang masuk ke dalam Teluk Jakarta tidak cukup signifikan untuk menyebabkan banjir Rob. 3. Tinggi elevasi muka air minimum yang menyebabkan terjadinya banjir rob (threshold) adalah 30.34 cm. Nilai ini didapatkan dengan asumsi bahwa:  Banjir rob hanya dipengaruhi oleh faktor kelautan seperti pasang surut dan storm surge  Kejadian banjir rob yang tercatat cukup merepresentasikan mayoritas kejadian banjir rob yang terjadi di Jakarta Utara  Ketinggian storm surge hasil pemodelan akurat 4. Pasang surut merupakan faktor utama penyebab terjadinya banjir rob, oleh karena itu seharusnya banjir rob dapat diprediksi dengan baik. 5. Storm surge bukanlah faktor penyebab utama terjadinya banjir rob. Namun dengan persentase e.m.a surge/pasut bervariasi antara -25.55% hingga 69.68%, maka storm surge tetap berpotensi untuk menambah atau bahkan mengurangi jumlah kejadian banjir rob 6. Kejadian banjir rob tidak selalu diikuti oleh kejadian ekstrim 7. Ada kemungkinan ambiguitas media dalam membedakan antara banjir rob dan banjir sungai. 8. Dugaan banjir rob berikutnya akan terjadi pada tanggal 19 Agustus 2012. Hasil elevasi muka air yang didapatkan dari studi kali ini dapat digunakan untuk memodelkan tinggi dan jarak genangan yang terjadi untuk masing masing kejadian. Namun, untuk memverifikasi, ada baiknya pemodelan genangan dilakukan pada tanggal 20 Desember 2007, dimana pada saat itu, ketinggian elevasi muka air kita jadikan sebagai threshold. Selain itu, sebaiknya dilakukan pula pemodelan genangan dengan memasukkan faktor sungai, penurunan muka tanah, dan kenaikan muka air secara global pada tanggal 23 Agustus 2007, 20 Desember 2007, 9 Februari 2009, dan 19 Oktober 2009, dimana pada keempat tanggal tersebut pasang surut berada di bawah MHWS dan tidak terdapat storm surge ekstrim positif. Dalam pemodelan-pemodelan hidrodinamika Teluk Jakarta berikutnya, dapat dicoba untuk memasukkan faktor storm surge akibat kombinasi dari angin badai yang berasal pada Laut Cina Selatan dengan angin lokal pada Laut Jawa, sehingga tinjauan dapat menjadi lebih komprehensif. Agar peramalan banjir berikutnya dapat lebih akurat, maka sebaiknya dilakukan pengukuran elevasi muka air minimum yang dapat menyebabkan banjir rob secara aktual di lapangan di sepanjang pesisir Jakarta Utara. Sehingga, kita dapat mengetahui kapan terjadinya banjir rob selanjutnya tanpa perlu melakukan pemodelan genangan.

7

DAFTAR PUSTAKA Dean, R. dan Dalrymple, R., Water Wave Mechanics For Engineers and Scientists, 2nd Edition, Routledge, Singapore, 1984 Plugh, David, Changing Sea Levels, Cambridge University Press, UK, 2004 White, Frank M., Fluid Mechanics, 5th Edition, McGraw-Hill, 2003 Open University, Waves, Tides and Shallow-water Processes, Open University Oceanography Series Vol.4. Oxford: Pergamon Press in association with the Open University, 1989 Molloy, Emma (2001). Seiching in Cockburn Sound, Departement of Enviromental Engineering, University of Western Australia. Muin, Muslim dan Spaulding, Malcolm (1997), Three Dimensional Boundary-Fitted Circulation Model, Journal of Hydraulic Engineering. Mihardja, D. K., dan Hadi, S. (1988). Pasang Surut Laut. Diktat Kuliah Pendidikan Survei Hidrografi ITB –Pertamina, Penerbit ITB, 1988 Zakaria, Ahmad (2009). Teodri dan Komputasi Untuk Gelombang Angin dan Pasang Surut Menggunakan PHP Script, Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung, 2009

8