Pendahuluan: Mencari Solusi Air Bersih dan Banjir Jakarta Lewat Inovasi Bendungan
Jakarta, sebagai salah satu kota megapolitan, menghadapi krisis air bersih dan banjir yang kian kompleks. Penyebabnya beragam: mulai dari penurunan muka tanah, peningkatan permukaan air laut, hingga eksploitasi air tanah berlebihan. Dalam menghadapi kondisi ini, konsep waduk pantai (coastal reservoir) menjadi solusi potensial. Penelitian oleh Dinar C. Istiyanto dkk. (2023) mengusulkan pendekatan struktur bendungan vertikal di muara Cisadane, dengan fokus pada analisis rembesan (seepage) dan risiko pencemaran air baku akibat intrusi air laut.
Rembesan: Ancaman Tersembunyi dalam Konstruksi Bendungan
Rembesan air merupakan aliran air melalui pori-pori tanah di bawah bendungan yang jika tidak dikendalikan dapat menyebabkan keruntuhan struktur melalui fenomena piping. Menurut Fry (2016), sekitar 50% kegagalan konstruksi bendungan disebabkan oleh rembesan. Penelitian ini menggunakan perangkat lunak SEEP/W untuk memodelkan perilaku aliran rembesan pada bendungan dengan lebar berbeda (10m, 20m, dan 30m) dan perbedaan tinggi muka air (ΔH) dari 1m hingga 6m.
Temuan Utama:
- Dengan lebar 10m dan ΔH 1m, debit rembesan tercatat 3,14 x 10^-4 m3/s.
- Semakin besar lebar bendungan, debit rembesan menurun: 20m menghasilkan 2,67 x 10^-4 m3/s dan 30m menjadi 2,50 x 10^-4 m3/s.
Namun, peningkatan ΔH justru menaikkan debit rembesan secara linier hingga 91% untuk setiap kenaikan 1m.
Faktor Keamanan: Seberapa Aman Desain Bendungan Vertikal?
Studi ini mengkaji faktor keamanan (safety factor) terhadap potensi piping. Berdasarkan perhitungan, nilai ambang aman adalah minimal 4. Namun:
- Tanpa dinding cut-off, nilai safety factor hanya 1.10 (W=10m), 1.34 (W=20m), dan 1.39 (W=30m).
- Dengan penambahan cut-off wall sedalam 15m, nilai ini meningkat drastis menjadi 4.03 pada W=30m.
Interpretasi: Tanpa elemen pengaman tambahan, struktur bendungan berisiko tinggi gagal secara teknis. Kombinasi lebar optimal dan kedalaman cut-off menjadi kunci menghindari keruntuhan.
Intrusi Air Laut: Musuh Tersembunyi dalam Waduk Air Baku
Masalah besar lain adalah intrusi air laut yang dapat mencemari sumber air tawar. Simulasi menggunakan CTRAN/W menunjukkan:
- Pada lebar bendungan 10m dan ΔH=1m, konsentrasi garam di dasar waduk mencapai 65,12 g/m3 dalam 10 tahun.
- Sementara itu, pada lebar 20m dan 30m, konsentrasi tersebut tidak terdeteksi, menandakan sistem cukup aman.
Efektivitas Cut-Off Wall:
- Cut-off wall 5m mampu menurunkan konsentrasi hingga 94% pada ΔH=1m.
- Cut-off wall 15m bahkan mampu menurunkan konsentrasi hingga nol pada ΔH rendah.
Perbandingan dengan Studi Lain dan Dampak Industri
Temuan ini menguatkan hasil dari Abdoulhalik & Ahmed (2017) yang menunjukkan efektivitas dinding cut-off dalam mencegah intrusi. Juga mendukung argumen Armanuos dkk. (2022) bahwa cut-off ganda memberikan performa optimal untuk menekan gaya angkat dan rembesan.
Dari perspektif industri, pendekatan ini membuka peluang besar dalam pembangunan infrastruktur pesisir yang adaptif terhadap perubahan iklim. Jakarta, yang mengalami penurunan muka tanah 8-13 cm/tahun (Minardi et al., 2014), sangat membutuhkan desain yang adaptif dan tangguh.
Kelebihan dan Catatan Kritis
Kelebihan Studi:
- Pemanfaatan simulasi numerik mutakhir (SEEP/W dan CTRAN/W).
- Penyesuaian terhadap data lokal dari Jakarta Utara.
- Evaluasi lengkap dari segi rembesan, intrusi, dan faktor keamanan.
Catatan Kritis:
- Studi ini menggunakan data sekunder dan simulasi; pengujian lapangan nyata tetap diperlukan.
- Tidak membahas biaya implementasi cut-off wall secara rinci.
- Efektivitas dalam skenario ΔH ekstrem (misal tsunami) belum dikaji.
Rekomendasi Implementatif
1. Wajibkan cut-off wall pada desain bendungan vertikal.
2. Pilih lebar bendungan minimum 20m untuk menghindari pencemaran garam.
3. Integrasikan sistem monitoring kualitas air berbasis sensor salinitas di reservoir.
Kesimpulan
Penelitian ini memberikan kontribusi nyata bagi dunia rekayasa sipil dan manajemen sumber daya air di wilayah pesisir. Pendekatan vertikal dengan sistem cut-off wall terbukti mampu mengurangi risiko rembesan dan pencemaran garam secara signifikan. Dengan tetap memperhatikan kondisi lokal dan dinamika iklim, desain ini dapat menjadi prototipe penting untuk daerah pesisir lain di Indonesia.
Sumber:
Istiyanto, D. C., Wulandari, I., Aziiz, S. A., Yuniardi, R. C., Suranto, Harita, Y. T. D., Hamid, A., & Widagdo, A. B. (2023). Seepage Analysis and the Reservoir Water Pollution Potential under Vertical Dam Structure Planning. Journal of the Civil Engineering Forum, 9(3), 263-276. https://doi.org/10.22146/jcef.6266