kajian mitigasi dampak perubahan iklim p

(1)

KAJIAN MITIGASI DAMPAK PERUBAHAN IKLIM

PADA SEKTOR SUMBER DAYA AIR

Willem Sidharno 1,3, Ali Masduqi 1, Umboro Lasminto 2

1. Jurusan Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh November 2. Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh November

3. Ditjen Sumber Daya Air, Kementerian Pekerjaan Umum email: willem_poenya@yahoo.com

Abstrak

Penggunaan energi yang bersumber dari fosil di muka bumi lebih dari 85%. Hasil gas buang/emisi dari sumber energi fosil dari tahun ke tahun yang semakin meningkat berkontribusi besar pada terjadinya anomali iklim, yang menyebabkan kenaikan temperatur bumi sebesar 0,6oC - 1oC sejak 1900-2000, diprediksikan temperatur bumi akan terus meningkat dari 1oC - 3oC pada tahun 2000-2100 jika penggunaan energi fosil tidak terkontrol. Salah satu dampak perubahan iklim yang terjadi yaitu pada sektor sumber daya air, seperti dengan naiknya temperatur maka curah hujan juga berubah, sehingga debit pada sungai atau suatu DAS meningkat dan dapat menyebabkan banjir. Dalam penelitian ini dilakukan simulasi penggunaan sumur resapan, parit resapan, injection well,dan menambahn tutupan lahan sebesar 10%, 50%, 80% pada DAS Kolhua, dimana metode ini bisa menjadi rekomendasi bentuk mitigasi dampak perubahan iklim (presipitasi dan temperatur) pada sektor sumber daya air dengan kondisi volume air limpasan permukaan berlebihan. Dari hasil simulasi, perubahan volume limpasan air yang terjadi setelah menggunakan injection well pada skenario perubahan iklim A1F1 turun sebesar 84,8% dan skenario B1 turun sebesar 76,67% dibanding debit sungai kondisi awal, sedangkan jika menggunakan tambahan 80% tutupan lahan pada DAS, volume limpasan air skenario A1F1 dan skenario B1 turun sebesar 34,29% dibanding debit sungai kondisi eksisting. Kata kunci : Perubahan Iklim, sumur resapan, parit resapan, Injection Well, tutupan lahan

_________________________________________________________________________ 1. PENDAHULUAN

Perubahan iklim yang terjadi di muka bumi, menyebabkan terjadi perubahan pada temperatur bumi dan presipitasi yang berdampak pada sektor sumber daya air seperti berubahnya curah hujan dan temperatur sehingga mempengaruhi sistem hidrologi pada daerah aliran sungai (IPCC, 2007). Perubahan debit yang terjadi pada masa mendatang di suatu DAS dapat berupa debit lebih sedikit dari debit eksisting atau debit lebih besar dari debit eksisting. Dengan adanya perubahan curah hujan dan temperatur skenario A1F1 dan B1 pada DAS Kolhua menunjukan bahwa terjadi kenaikan debit sebesar 51,1% atau 0,84m3/dtk pada periode 2070-2099 (sidharno et al, 2013). dengan adanya kenaikan debit maka dapat menyebabkan kerugian atau dampak negatif pada lingkungan sekitar DAS, oleh sebab itu dalam penelitian ini akan di analisa perubahan yang terjadi pada DAS Kolhua dengan skenario menggunakan sumur resapan dan tambahan tutupan lahan sebagai salah satu bentuk mitigasi perubahan iklim pada sektor sumber daya air.

(2)

2 2. TINJAUAN PUSTAKA

Dari penelitian terdahulu, dengan menggunakan skenario perubahan iklim A1F1 dan B1 menunjukan bahwa dibanding debit andalan eksisiting terjadi kenaikan debit andalan sampai tahun 2099 di DAS Kolhua sebesar 20,27% pada skenario A1F1 dan 25,81% pada skenario B1 (sidharno et al, 2013).

3. DATA DAN METODE

Dalam penelitian ini, data yang dibutuhkan sebagai data dasar adalah debit andalan. Debit andalan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu pada Sungai Laliba yang masuk dalam DAS Kolhua dengan luas DAS 22,98 km2, tutupan lahan 70% yaitu 16,086 km2 yang adalah hutan konservasi, koefisien infiltrasi C = 0,3 dengan kondisi debit eksisting (tabel 1) dan debit hasil simulasi perubahan iklim skenario A1F1 (tabel 2) dan B1 (tabel 3).

Tabel 1 Debit eksisiting Debit

Andalan (m3/dtk)

Jan Feb Mar Apr May June Jule Aug Sept Oct Nov Dec 80 % 1,27 1,64 1,13 0,80 0,69 0,64 0,60 0,58 0,57 0,57 0,55 0,73

Sumber : Sidharno et al, 2013 Tabel 2 Debit A1F1

2013-2039 Debit

Andalan (m3/dtk)

Jan Feb Mar Apr May June Jule Aug Sept Oct Nov Dec 80 % 1,52 1,99 1,24 0,78 0,67 0,62 0,59 0,57 0,56 0,56 0,61 1,19

2040-2069

80 % 1,75 2,30 1,41 0,85 0,71 0,65 0,61 0,59 0,57 0,57 0,63 1,35

2070-2099

80 % 1,80 2,38 1,49 0,87 0,72 0,65 0,61 0,59 0,57 0,58 0,64 1,39

Sumber : Sidharno et al, 2013 Tabel 3 Debit B1

2013-2039 Debit

Andalan (m3/dtk)

Jan Feb Mar Apr May June Jule Aug Sept Oct Nov Dec 80 % 1,78 2,34 1,42 0,85 0,71 0,65 0,61 0,59 0,57 0,57 0,64 1,36

2040-2069

80 % 1,81 2,38 1,44 0,86 0,72 0,65 0,61 0,59 0,57 0,58 0,64 1,81

2070-2099

80 % 1,88 2,48 1,49 0,88 0,73 0,66 0,61 0,59 0,58 0,58 0,64 1,44

Sumber : Sidharno et al, 2013 Tabel 4. Nilai pereabilitas tanah (K)

Jenis Tanah K (cm/det) Nama

Kerikil >10-3 High Permeability

Kerikil halus/ Pasir 10-1– 10-3 Medium Permeability Pasir Sangat Halus, Pasir Lanau, Lanau tidak padat 10-3– 10-5 Low Permeability Lanau Padat, Lanau Lempung, Lanau tidak murni 10-5– 10-7 Very Low Permeability

Lempung <10-7 Impervous (Rapat Air)

(3)

Setelah data debit tersedia dan data permeabilitas tanah diketahui, maka dilanjutkan ke tahap analisa. Dalam penelitian ini penulis menggunakan model sumur resapan, parit resapan dan injection well / sumur resapan dalam yang air nya langsung di masukkan pada aquifer dalam. Alasan penggunaan model ini di karenakan pada umumnya kondisi daerah di indonesia muka air tanah nya rendah sehingga tidak di mungkinkan untuk menggunakan sumur resapan dangkal selain itu kapasitas sumur resapan dalam di mungkinkan dapat mengurangi debit yang jauh lebih besar di banding sumur resapan dangkal. Untuk mengetahui kapasitas injection well maka akan di analisa debit yang dapat di tampung serta diameter sumur yang merupakan salah satu sarana untuk mengurangi debit yang berlebihan atau sebagai satu bentuk mitigasi dampak perubahan iklim pada sektor sumber daya air. Untuk menghitung kapasitas resapan sumur, parit dan injection well, digunakan persamaan (Sunjoto, 2011) sebagai berikut :

Sumur resapan (recharge well) :

(

)

Parit resapan (trench well)

Sumur resapan dalan (injection well)

Untuk mencari nilai F di gunakan persamaan berikut :

√

√ √ √

Dimana: H = Tinggi air dalam sumur (m) ; Q = debit (m3/dtk) ; F = faktor geometrik sumur ; K = koefisien permeabilitas tanah (cm/jam) ; T = waktu dominan hujan (jam) ; b = lebar sumur (m) ; B = panjang sumur/parit (m) ; L = Tinggi dinding resapan air dalam sumur/parit; h = Tinggi Potentiometric surface (m) ; Bq = Tinggi aquifer dalam (m) ; r = Jari-jari sumur (m) ;

* untuk nilai awal “b dan B” pada parit digunakan cara coba-coba ; syarat ; “ L > H”

Sedangkan pada skenario tambahan tutupan lahan, digunakan sekenario tambahan tutupan lahan sebesar 10%, 50% dan 80% dari sisa luas DAS yang belum tertutup. Dari tambahan luas tutupan dengan koefisien C = 0,3 maka analisa dilanjutkan dengan menghitung debit

(4)

limpasan permukaan, sehingga di peroleh debit setelah bertambahanya tutupan lahan. Dari hasil perhitungan maka dapat di lihat besar penurunan limpasan setelah ada tambahan tutupan lahan (gambar 4.) sehingga di peroleh efisiensi penurunan.

Mitigasi Dampak Perubahan Iklim -Sumur resapan -Parit resapan - Injection Well

- Tambahan Tutupan DAS Perhitungan

Diameter Sumur & jumlah sumur

Perbandingan Debit dan Volume air hasil simulasi dengan kondisi eksisitng

Kesimpulan Data Debit Andalan eksisiting & dengan skenario perubahan iklim

Perubahan Debit dan Volume Air Pemanasan global Perubahan Iklim Perubahan Temperatur dan Presipitasi Perubahan Debit, Limpasan air pada

DAS

Penelitian Terdahulu

Gambar 1. Bagan alir penelitian

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil analisa diketahui bahwa dengan menggunakan 1 buah sumur resapan dalam (injection well) dengan diameter r = 2 meter, dan asumsi tinggi aquifer B = 5 meter, tinggi

potentiometric surface H = 150 meter, dan K = 0,0000015 m/dtk (lanau tidak padat), debit (Q) yang dapat diresapkan adalah sebesar 0,0088 m3/detik. Dengan menggunakan debit yang sama pada sumur resapan dan parit resapan dengan nilai T = 2 jam, di ketahui dimensi parit : panjang parit B = 19,5 meter, lebar parit b = 6,5 meter, tinggi dinding resapan L = 2 meter (19,5 x 6,5 x 2) dan dimensi sumur resapan : panjang sumur B = 6,5 meter, lebar sumur b = 6 meter, tinggi dinding resapan L = 2 meter (6,5 x 6 x 2) dengan perbandingan dimensi dan kapasitas yang dilihat pada tabel 5.

Selain itu dimensi hasil perhitungan, dapat diketahui bahwa dengan menggunakan kapasitas yang dapat di tampung untuk mereduksi kelebihan air dengan debit 0,0088m3/dtk dan nilai K = 15.10-6 adalah sebesar 0,85% dan 0,76% gambar 2, sedangkan pada debit 0,077 m3/dtk dan nilai K = 15.10-6 adalah sebesar 8,48% dan 7,65% gambar 3. serta debit 0,771m3/dtk, nilai K = 15.10-4 efisiensi sebesar 84,8% dan 76,67% gambar 4. Sedangkan dengan skenario tambahan tutupan lahan pada DAS, di ketahui bahwa tambahan tutupan lahan 10% atau menjadi 16,775 km2 dapat menurunkan limpasan air pemukaan menjadi 4,29% dari limpasan air skenario A1F1, B1 dan kondisi eksisting.

(5)

Tutupan lahan 50%, 19,533 km2 limpasan air dapat di reduksi hingga 21,43% atau kondisi limpasan kembali normal seperti keadaan tidak adanya perubahan iklim dan dengan skenario tutupan lahan 80% 21,602 km2 limpasan air yang dapat di reduksi adalah 34,29% atau dengan kata lain sebagian besar air diresapkan.

Tabel 5. Nilai efisiensi yang diperoleh setelah ada tambahn tutupan lahan. Efisiensi terhadap dengan kodisi Tambahan tutupan lahan 10% Tambahan tutupan lahan 50% Tambahan tutupan lahan 80%

Eksisting 4,06% 21,24% 34,13%

A1F1 4,29% 21,429% 34,29%

B1 4,29% 21,429% 34,29%

Tabel 6. Nilai kapasitas tampungan resapan dan dimensi

Debit yang dapat ditampung

(m3/dtk)

Sumur Resapan dalam

(Injection well) Parit Resapan Sumur Resapan

Keterangan Dimensi

(2π.r.t) meter

Jumlah Sumur

Dimensi (P x L x T) meter

Jumlah Parit

Dimensi (P x L x T)

meter

Jumlah Sumur

0,0088 2π x 2 x 150 1 19,5 x 6,5 x 2 1 6,5 x 6 x 2 1

K = 0,0000015

m3/dtk

0,077 2π x 2 x 150 10 112,5 x 15 x 3 1 15 x 15 x 3 3

K = 0,0000015

m3/dtk

0,771 2π x 2 x 150 1 112,5 x 15 x 4,5 1 15 x 15 x 4,5 4 K = 0,00015

m3/dtk

7,710 2π x 2 x 150 10 720 x 45 x 6,5 1 45 x 32 x 6,5 6 K = 0,00015

m3/dtk

Sumber : Hasil hitungan

(6)

Gambar 3 Grafik Kumulatif Debit 0,077 m3/dtkdengan nilai K 0,0000015 m3/dtk

(7)

Gambar 4. Grafik Kumulatif Debit eksisting dan skenario B1, dengan tambahan tutupan lahan.

(8)

8 KESIMPULAN

Penggunaan sumur resapan dalam maupun sumur resapan atau parit, sangat bergantung pada nilai permeabilitas tanah, dimana semakin tinggi nilai permeabilitas maka kemampuan sumur untuk meresapkan air semakin besar, namun jika nilai permeabilitasnya sangat rendah maka dimensi dan jumlah sumur / parit yang dibutuhkan akan sangat besar agar kapasitasnya sama dengan kondisi permeabilitas tinggi. Dari hasil simulasi di tunjukan bahwa efisiensi tertinggi dari sumur resapan adalah 84% menggunakan sumur tipe injection well dari kondisi sebelum ada sumur resapan. Sedangkan dengan menggunakan skenario tambahan tutupan lahan, resapan tertinggi adalah 34,29% dengan tutupan lahan 80% atau tutpan lahan menjadi 21,602 km2.

Dari hasil simulasi diketahui bahwa kapasitas sumur resapan jauh lebih besar di banding tambahan tutupan lahan pada DAS, namun hal yang perlu diperhatikan jika ingin menggunakan sumur resapan adalah faktor permeabilitas tanah, tinggi muka air tanah, dan kualitas air yang akan masuk ke dalam sumur, karena hal tersebut akan sangat mempengaruhi kapasitas, dimensi, kualitas air tanah, pelaksanaan di lapangan dan tentunya biaya yang dibutuhkan. Sebaliknya dengan tutupan lahan, walaupun tidak banyak membutuhkan kriteria namun sebelum menambahkan tutupan lahan, perlu diperhatikan kelembaban tanah yang akan menjadi media untuk tanaman agar tanaman bisa tumbuh.

DAFTAR RUJUKAN

Bouwer, H., Groundwater Hydrology, McGraw-Hill Series in water resources and enviromental engineering, McGraw-Hill Book Company, New York, 1978

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)., Climate Change 2001: Impacts, Adaptation And Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge. U.K. 2001

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)., Climate Change 2001:The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge. U.K. 2001

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)., Climate Change 2001: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge. U.K. 2001

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)., Climate change 2007: Impacts, Adaptation And Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel of Climate Change, Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge. U.K. 2007

Sidharno, W., Masduqi, A., Lasminto, U., Impact of Future Climate Change on Water Availability in Kupang City, Proceeding ISEE 2013,ISBN 978-602-95595-6-9 Suripin., Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2004

(9)

Sunjoto., Teknik Drainase Pro-Air, Bahan Kuliah Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 2011

(1)

Mitigasi Dampak Perubahan Iklim -Sumur resapan -Parit resapan - Injection Well

- Tambahan Tutupan DAS Perhitungan

Diameter Sumur & jumlah sumur

Perbandingan Debit dan Volume air hasil simulasi dengan kondisi eksisitng

Kesimpulan Data Debit Andalan eksisiting & dengan skenario perubahan iklim

Perubahan Debit dan Volume Air

Pemanasan global Perubahan Iklim Perubahan Temperatur dan Presipitasi Perubahan Debit, Limpasan air pada

DAS

Penelitian Terdahulu

Gambar 1. Bagan alir penelitian

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil analisa diketahui bahwa dengan menggunakan 1 buah sumur resapan dalam (injection well) dengan diameter r = 2 meter, dan asumsi tinggi aquifer B = 5 meter, tinggi potentiometric surface H = 150 meter, dan K = 0,0000015 m/dtk (lanau tidak padat), debit (Q) yang dapat diresapkan adalah sebesar 0,0088 m3/detik. Dengan menggunakan debit yang sama pada sumur resapan dan parit resapan dengan nilai T = 2 jam, di ketahui dimensi parit : panjang parit B = 19,5 meter, lebar parit b = 6,5 meter, tinggi dinding resapan L = 2 meter (19,5 x 6,5 x 2) dan dimensi sumur resapan : panjang sumur B = 6,5 meter, lebar sumur b = 6 meter, tinggi dinding resapan L = 2 meter (6,5 x 6 x 2) dengan perbandingan dimensi dan kapasitas yang dilihat pada tabel 5.

(2)

Tabel 5. Nilai efisiensi yang diperoleh setelah ada tambahn tutupan lahan. Efisiensi terhadap dengan kodisi Tambahan tutupan lahan 10% Tambahan tutupan lahan 50% Tambahan tutupan lahan 80%

Eksisting 4,06% 21,24% 34,13%

A1F1 4,29% 21,429% 34,29%

B1 4,29% 21,429% 34,29%

Tabel 6. Nilai kapasitas tampungan resapan dan dimensi

Debit yang dapat ditampung

(m3/dtk)

Sumur Resapan dalam

(Injection well) Parit Resapan Sumur Resapan

Keterangan Dimensi

(2π.r.t) meter

Jumlah Sumur

Dimensi (P x L x T) meter

Jumlah Parit

Dimensi (P x L x T)

meter

Jumlah Sumur 0,0088 2π x 2 x 150 1 19,5 x 6,5 x 2 1 6,5 x 6 x 2 1

K = 0,0000015

m3/dtk 0,077 2π x 2 x 150 10 112,5 x 15 x 3 1 15 x 15 x 3 3

K = 0,0000015

m3/dtk 0,771 2π x 2 x 150 1 112,5 x 15 x 4,5 1 15 x 15 x 4,5 4 K = 0,00015

m3/dtk 7,710 2π x 2 x 150 10 720 x 45 x 6,5 1 45 x 32 x 6,5 6 K = 0,00015

m3/dtk

Sumber : Hasil hitungan

(3)

Gambar 3 Grafik Kumulatif Debit 0,077 m3/dtkdengan nilai K 0,0000015 m3/dtk

(4)

Gambar 4. Grafik Kumulatif Debit eksisting dan skenario B1, dengan tambahan tutupan lahan.

(5)

8 KESIMPULAN

DAFTAR RUJUKAN

Bouwer, H., Groundwater Hydrology, McGraw-Hill Series in water resources and enviromental engineering, McGraw-Hill Book Company, New York, 1978

(6)

Sunjoto., Teknik Drainase Pro-Air, Bahan Kuliah Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 2011

kajian mitigasi dampak perubahan iklim p