Pidato Pengukuhan Prof. Dr. Ir. Bambang Agus Kironoto

PENGELOLAAN SEDIMENTASI WADUK DALAM KONTEKS PEMBANGUNAN

SUMBER DAYA AIR BERKELANJUTAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar pada Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada

Oleh: Prof. Dr. Ir. Bambang Agus Kironoto

2



UNIVERSITAS GADJAH MADA

Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar pada Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada

Disampaikan di depan Rapat Terbuka Majelis Guru Besar Universitas Gadjah Mada

pada Tanggal 7 April 2010 di Yogyakarta

Oleh: Prof. Dr. Ir. Bambang Agus Kironoto

3



Pendahuluan

Air sebagai sumber daya alam yang diperlukan untuk memenuhi hajat hidup orang banyak merupakan komponen yang sangat penting bagi kehidupan manusia, karena setiap kegiatan manusia tidak dapat lepas dari kebutuhan akan air. Air digunakan untuk memenuhi kebutuhan pokok sehari-hari, untuk pertanian, untuk pembangkit listrik tenaga air, dan untuk memenuhi berbagai kebutuhan air lainnya.

Pertumbuhan penduduk yang terus meningkat, perkembangan industri yang pesat, dan kebutuhan listrik yang terus bertambah menuntut kebutuhan air yang semakin meningkat pula. Untuk mengantisipasi peningkatan kebutuhan air tersebut, diperlukan pembangunan sumber daya air yang meliputi konservasi sumber daya air, pendayagunaan sumber daya air, dan pengendalian daya rusak air (UU SDA No. 7 Tahun 2004), yang diantaranya dapat dilakukan melalui pembangunan waduk dan bendungan.

Pembangunan waduk dan bendungan merupakan salah satu kegiatan yang paling penting bagi pembangunan sumber daya air. Waduk dan bendungan, disamping dapat mengatasi sebagian kebutuhan air bagi masyarakat, menyimpan air pada saat air berlebih, memasok air waktu kekurangan, mengendalikan daya rusak air waktu banjir, juga dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air lainnya seperti misalnya untuk pengisian kembali air tanah.

Pembangunan waduk dan bendungan selain dapat memberikan banyak manfaat bagi manusia, juga menyimpan potensi bahaya yang sangat besar, yang bila tidak diantisipasi dengan baik dapat mengancam keselamatan masyarakat luas, khususnya mereka yang tinggal di hilir waduk. Pembangunan waduk dan bendungan membutuhkan investasi yang sangat besar, dan tidak menutup kemungkinan dalam pembangunannya harus menenggelamkan daerah pemukiman, daerah pertanian, dan peninggalan-peninggalan

4

bersejarah, sehingga harus dikelola secara efisien dan berkelanjutan. Dari sisi pandang sedimentasi, keberadaan waduk dan

bendungan akan mengakibatkan terjadinya pengendapan sedimen di dalam waduk, yang dapat menyebabkan terjadinya ketidakseimbangan sementara antara sedimen yang masuk dan yang keluar dari waduk. Jika tidak diantisipasi upaya pengelolaannya, keseimbangan sedimen pada waduk tidak akan terbentuk kembali, sampai kapasitas waduk terisi seluruhnya oleh endapan sedimen. Seiring dengan waktu, waduk akan terisi dengan sedimen. Semakin bertambah endapan sedimen, waduk menjadi semakin kurang efektif sehingga tidak dapat lagi beroperasi sebagaimana direncanakan. Sudah banyak waduk yang saat ini telah mencapai, atau akan segera mencapai usia manfaat waduk.

Usia manfaat (useful life) dari sebuah waduk tergantung pada banyak faktor, yang diantaranya pada jumlah endapan sedimen yang masuk ke dalam waduk. Banyak waduk besar yang dibangun tanpa dukungan evaluasi jangka panjang secara menyeluruh terkait dengan aspek keberlanjutannya. Selama ini, konsep “tampungan mati” (dead storage) sering digunakan sebagai dasar untuk perencanaan waduk, dimana usia manfaat waduk ditetapkan berdasarkan periode waktu, berapa lama volume “tampungan mati” akan terisi oleh sedimen.

Di masa yang akan datang, untuk mengantisipasi meningkatnya jumlah kebutuhan air, diperkirakan masih banyak waduk yang akan dibangun, terutama di negara-negara berkembang. Bagaimana merencanakan, merancang, membangun, dan mengoperasikan waduk secara berkelanjutan untuk generasi yang akan datang merupakan tantangan kita bersama, khususnya para ahli sumber daya air dan para pembuat kebijakan.

Marilah kita renungkan sejenak, apakah yang akan terjadi nanti, pada waktu waduk-waduk yang ada saat ini sudah penuh terisi sedimen, dan sudah tidak dapat lagi dioperasikan? Mungkinkan dicari sumber air pengganti untuk melayani berbagai manfaat yang selama ini mendapatkan air dari waduk. Barangkali beras yang kita makan selama ini tumbuh di lahan-lahan irigasi yang mendapatkan airnya dari waduk. Listrik yang selama ini kita nikmati, mungkin berasal dari pembangkit listrik tenaga air. Apakah yang akan terjadi beberapa puluh tahun ke depan, pada saat lahan-lahan irigasi sudah tidak lagi

5

mendapatkan air dari waduk, turbin-turbin sudah tidak bisa digerakkan karena energi air sebagai tenaga penggerak turbin sudah tidak mencukupi? Ancaman-ancaman ini akan bisa kita hindari atau kita tunda kejadiannya, bilamana kita bisa mempertahankan keberlanjutan fungsi dari waduk-waduk yang sudah ada.

Pada kesempatan pidato pengukuhan ini, perkenankanlah saya menyampaikan berbagai permasalahan dan strategi untuk dapat memfungsikan waduk secara berkelanjutan, serta contoh-contoh kegagalan dan keberhasilan pengelolaan sedimentasi waduk di dunia.

Ketersediaan Air dan Ancaman Kelangkaan Air di Bumi

Meskipun sekitar 70% permukaan bumi ini ditempati oleh air, namun ternyata 97,5%-nya merupakan air asin yang tidak dapat langsung dikonsumsi oleh manusia, dan sisanya, hanya 2,5% berupa air tawar (fresh water). Bumi kita ini diperkirakan menyimpan air sekitar 1.400 juta km3, dengan demikian, hanya sekitar 35 juta km3 air di bumi ini yang merupakan air tawar (FAO, 2002). Dari total air tawar di bumi ini, sekitar 68.9% berada dalam bentuk glasier atau salju abadi di kutub utara dan selatan, dan sisanya berupa air tanah di dalam tanah yang dalam, dan air permukaan yang ada di danau-danau dan di sungai-sungai di bumi. Dengan demikian, air tawar yang benar-benar bisa langsung dikonsumsi oleh manusia sangatlah sedikit. Diperkirakan dalam setahun hanya sekitar 9.000 sampai 14.000 km3 air tawar yang tersedia dan dapat dikonsumsi oleh manusia. Suatu jumlah yang sangat sedikit, yaitu hanya sekitar 0,026 - 0,040%, apabila dibandingkan dengan potensi air tawar yang ada di bumi ini. Saat ini, pengambilan air tawar dari alam diperkirakan mencapai 5.950 km3 per tahun, yang terdiri dari penggunaan air tawar oleh manusia sebanyak 3.600 km3, dan air tawar yang masih harus dipertahankan untuk kesinambungan ekologi sungai dan konservasi ekosistem air mencapai sekitar 2.350 km3 per tahun (FAO, 2002).

Tantangan yang dihadapi sumber daya air di bumi ini sangatlah menakutkan. Dari sekitar 9.000 sampai 14.000 km3 air yang dapat dimanfaatkan, pemanfaatan air masih menghadapi permasalahan yang amat mendasar, yaitu adanya variasi musim dan ketimpangan spasial

6

ketersediaan air antara musim hujan dan musim kemarau. Juga terbatasnya dan relatif tetapnya jumlah air tawar yang dapat dieksplorasi dan dikonsumsi di bumi ini, sementara jumlah penduduk dunia terus bertambah, dan kerusakan lingkungan termasuk kerusakan sumber daya air, ada kecenderungan terjadi secara konsisten.

Selama satu abad terakhir, populasi dunia telah meningkat lebih dari tiga kali lipat, yaitu dari 1,6 miliar menjadi lebih dari 6 miliar, sementara pemakaian air global meningkat lebih dari lima kali lipat, sedangkan ketersediaan air yang ada relatif tetap (Morris and Fan, 1997). Peningkatan jumlah penduduk dunia ini tidak hanya akan meningkatkan konsumsi air tawar dunia, akan tetapi juga kebutuhan akan bahan pangan, yang pada gilirannya akan membutuhkan lebih banyak air untuk pertanian, air untuk industri, dan air bersih, yang kesemuanya berujung pada kebutuhan air yang lebih banyak lagi di masa-masa yang akan datang.

Salah satu implikasi terbesar dari kelangkaan air adalah jaminan kesinambungan ketahanan pangan. Dari sekitar 3.600 km3 air yang dikonsumsi manusia per tahun, sekitar 69% diantaranya dipergunakan untuk sektor pertanian bahkan di Asia mencapai rata-rata sekitar 83% , sedangkan sisanya sebesar 21% untuk industri, dan 10% untuk sektor perkotaan (FAO, 2002). Di Indonesia sendiri, kebutuhan air untuk irigasi saat ini mencapai 80%, dan pada tahun 2020 kebutuhan air untuk keperluan irigasi diperkirakan masih mencapai 74,1% dari total kebutuhan air (Bappenas, 2009). Sedangkan di Yogyakarta, tepatnya di Wilayah Sungai Progo-Opak-Oyo, pemakaian air untuk irigasi saat ini mencapai 82% (Yulistiyanto dan Kironoto, 2008).

Pembangunan Sumberdaya Air Berkelanjutan

Istilah pembangunan berkelanjutan pertama kali muncul pada tahun 1980 dalam World Conservation Strategy dari the International Union for the Conservation of Nature (IUCN). Istilah tersebut kemudian menjadi sangat populer ketika pada tahun 1987 the World Commision on Environment and Development atau dikenal sebagai Brundtland Commision menerbitkan laporan berjudul Our Common Future (Morris dan Fan, 1997), yang menyatakan bahwa

7

“pembangunan berkelanjutan” adalah pembangunan yang bisa memenuhi kebutuhan generasi pada saat ini tanpa mengurangi kemampuan generasi mendatang untuk memenuhi kebutuhan mereka. Pelaksanaan pembangunan berkelanjutan saat ini telah menjadi agenda internasional, dan dapat dikatakan hampir semua negara di dunia, baik negara-negara maju maupun negara-negara berkembang telah menyadari betapa pentingnya melaksanakan konsep pembangunan berkelanjutan. Munculnya isu-isu seperti perubahan iklim global, penipisan lapisan ozon, menurunnya keanekaragaman hayati, menurunnya kualitas lingkungan, dll, menjadi bukti tentang betapa pentingnya melaksanakan konsep pembangunan berkelanjutan.

Banyak interpretasi konsep keberlanjutan yang telah dikembangkan oleh para pakar, yang diantaranya oleh Weiss (1993). Weiss (1993) menafsirkan keberlanjutan dari sudut pandang hak-hak dan kewajiban antar generasi. Tiga prinsip keadilan antar generasi yang diusulkan oleh Weiss (1993), yaitu akses, kualitas, dan pelestarian keanekaragaman, dapat ditulis kembali dalam konteks keberlanjutan sumber daya air sebagai kuantitas, kualitas, dan keanekaragaman. Dari sudut pandang perencanaan dan pengoperasian waduk, pembangunan sumber daya air dikatakan berkelanjutan apabila – akibat pembangunan waduk –, kuantitas dan kualitas sumber daya air dalam jangka panjang tidak berubah secara signifikan, dan keanekaragaman habitat alami dan ekosistemnya masih tetap terjaga.

Dalam konteks “kuantitas”, penyediaan tampungan waduk memungkinkan untuk dilakukan pengaturan inflow aliran yang tidak teratur, untuk dapat dimanfaatkan dan diatur sesuai kebutuhan. Sebagian besar waduk yang ada saat ini dirancang dan dioperasikan atas dasar pengoperasian dalam jangka waktu tertentu. Konsep keberlanjutan mensyaratkan bahwa pengoperasian waduk dalam jangka waktu tertentu harus diubah dengan pandangan bahwasanya pemanfaatan waduk harus dilakukan secara berkelanjutan untuk jangka waktu yang panjang. Dalam konteks “kualitas”, konsep keberlanjutan mengatur kegiatan pengelolaan waduk dan daerah tangkapan air waduk sedemikian sehingga kualitas air waduk dan air sungai di bagian hilir bendungan dapat terkendali. Dalam konteks “keanekaragaman”, adanya tampungan yang terbentuk oleh bangunan

8

bendungan dipahami dapat mengakibatkan perubahan habitat dan rantai makanan dari ekosistem, dan menghalangi migrasi spesies-spesies tertentu dalam suatu sistem sungai. Meskipun keberadaan waduk dan bendungan bukan merupakan satu-satunya ancaman terhadap ekosistem sungai, namun pengaruh waduk dan bendungan bisa dikatakan sangat besar dan permanen terhadap ekosistemnya. Mempertahankan keanekaragaman tidak berarti menghentikan atau menghindari pembangunan waduk dan bendungan sama sekali, namun yang lebih penting adalah bagaimana menjaga keseimbangan suatu sistem sungai yang dikembangkan, dengan upaya pelestarian secara permanen dari sungai-sungai yang tidak dikembangkan. Konsep keanekaragaman juga mencakup keanekaragaman budaya, dimana pembangunan waduk dan bendungan dapat berdampak pada relokasi penduduk dan disintegrasi budaya yang sudah berkembang, yang harus dipikirkan upaya antisipasinya (Morris dan Fan, 1997).

Pembangunan Waduk dan Bendungan Masih Dibutuhkan

Dari hasil inventarisasi oleh ICOLD (The International Commission on Large Dams), pada tahun 2003 tercatat jumlah bendungan besar sebanyak 49.697 (ICOLD, 2003). Dari 49.697 bendungan yang sudah terbangun, 155 diantaranya merupakan bendungan dengan tinggi lebih dari 150 m. Bendungan tertinggi di dunia saat ini berada di Tadjikistan, yaitu Bendungan Nurek dengan tinggi 300 m. Bendungan dengan pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia adalah Bendungan Three Gorges di Cina, dengan kapasitas terpasang sebesar 18.200 MW, disusul Bendungan Itaipu di Brazil dan Paraguay, dengan kapasitas 12.600 MW. Total pembangkitan listrik tenaga air dari waduk-waduk di dunia adalah sebesar 728,5 GW (Guo, 2007), dan baru sekitar 20% dari total kebutuhan listrik dunia saat ini diperoleh dari pembangkit listrik tenaga air. Norwegia merupakan negara dengan persentase pemakai listrik tenaga air terbesar di dunia, dimana hampir 99% dari kebutuhan listrik di negaranya dipenuhi oleh pembangkit listrik tenaga air. Indonesia yang mempunyai potensi pembangkit listrik tenaga air sebesar 70.000 MW, saat ini potensinya baru dapat dimanfaatkan

9

sekitar 6% atau 3.529 MW, atau sekitar 14,2% dari jumlah energi pembangkitan PT PLN (Kirmanto, 2008).

Dibandingkan dengan pembangkit listrik yang lain, pembangkit listrik tenaga air (PLTA) mempunyai beberapa kelebihan, yaitu lebih bersih, dimana setiap tahunnya dapat mengurangi pembakaran sekitar 22 milyar gallon minyak, atau 120 juta ton batu bara (Guo, 2007). PLTA juga merupakan salah satu sumber energi listrik yang paling sedikit menimbulkan pengaruh terhadap gas efek rumah kaca, yaitu 60 kali lebih kecil dari pembangkit listrik tenaga batu bara, dan 18 kali lebih sedikit dari pembangkit listrik tenaga gas alam. PLTA juga menjadi jawaban untuk pembangkit tenaga yang tidak menghasilkan CO2 seperti dihasilkan bahan bakar fosil. Meskipun dibutuhkan biaya investasi yang besar, biaya operasional dan biaya pemeliharaan PLTA relatif paling murah, dimana biaya per kwh listrik dari PLTA adalah sekitar 50% dari biaya PLTN (nuklir), 40% minyak bumi, 25% gas alam, dan tidak terpengaruh naik turunnya harga minyak (Guo, 2007).

Memperhatikan banyaknya manfaat yang bisa didapat dari pembangkitan listrik tenaga air, dan jumlah kebutuhan air yang terus meningkat dari waktu ke waktu, seperti halnya negara-negara lain di dunia, ke depan, Indonesia masih banyak membutuhkan waduk dan bendungan, khususnya untuk memenuhi kebutuhan air irigasi dan air untuk pembangkitan listrik. Dibandingkan dengan negara-negara asia lainnya, seperti Cina, India, dan Jepang, jumlah bendungan yang dimiliki Indonesia saat ini masih jauh dari mencukupi. Saat ini, Indonesia baru mempunyai 128 waduk dan bendungan besar. Dari 128 waduk dan bendungan yang terbangun, baru dapat memenuhi sekitar 10% dari total kebutuhan air irigasi teknis, dan 14,2% dari jumlah energi pembangkitan PT PLN (Kirmanto, 2009). Saat ini, Cina merupakan negara dengan jumlah waduk dan bendungan paling banyak di dunia, yaitu sebanyak 25.800, disusul Amerika Serikat, 8.724, Jepang 2.641, dan India 2.451 (ICOLD, 2003).

Dalam beberapa tahun ke depan, Indonesia akan memiliki beberapa bendungan baru, diantaranya Bendungan Jatigede di Jawa Barat, Bendungan Karian di Banten, dan Bendungan Benel di Bali. Selain itu juga direncanakan pembangunan Bendungan Beriwit dan Marangkayu di Kalimatan Timur, Bendungan Ponre-Ponre di

10

Sulawesi, Bendungan Haekrit di Nusa Tenggara Timur, dan Bendungan Keuliling di Nanggroe Aceh Darussalam. Pemerintah juga berencana membangun Bendungan Upper Cisokan pumped storage di Jawa Barat, dan Bendungan PLTA Asahan 3 di Sumatera Utara (Kirmanto, 2008).

Laju Sedimentasi Waduk Global

Studi tentang sedimentasi waduk sudah dilakukan sejak tahun 1930-an (Eakin dan Brown, 1939, dalam Moris dan Fan, 2001). Namun, teknik pembangunan waduk dan bendungan pada waktu itu, masih difokuskan pada isu struktural dari pada isu sedimentasi. Dalam buku-buku literatur terkait, seperti buku Engineering of Dam, karangan Creager (1945), sama sekali belum dimasukkan isu permasalahan sedimentasi waduk. Juga dalam buku Design of Small Dam versi pertama yang dipublikasikan oleh US Bureau of Reclamation pada tahun 1960, isu permasalahan sedimentasi waduk hanya diberikan dalam 1 halaman. Baru pada versi terbitan tahun 1987, isu tentang sedimentasi waduk sudah mulai dibahas cukup banyak, meskipun hanya diberikan dalam lampiran.

Seiring dengan banyaknya permasalahan endapan sedimen di dalam waduk, studi tentang sedimentasi waduk mulai banyak mendapat perhatian. Pada konggres ke-19 the International Commission on Large Dams (ICOLD) tahun 1997, setidaknya sudah ada 41 publikasi yang ditujukan pada pertanyaan “kinerja waduk” terhadap permasalahan sedimentasi. Saat ini, meskipun sudah lebih dari tujuh dasawarsa dilakukan penelitian tentang sedimentasi waduk, permasalahan sedimentasi masih mengancam keberlanjutan fungsi waduk (McCully, 1996). Laju sedimentasi waduk sering dinyatakan dalam persen terhadap volume tampungan awal per tahunnya. Mahmood (1987), mengacu pada hasil studi Bank Dunia, secara kasar memperkirakan jumlah sedimen yang tertangkap di dalam waduk-waduk yang ada di dunia setiap tahunnya adalah sekitar 60 km3, atau 1% dari kapasitas penyimpanan waduk global. Secara keseluruhan, sampai dengan tahun 1986, diperkirakan sekitar 1.100 km3 endapan sedimen telah terendapkan di dalam waduk-waduk di dunia, dan

11

diperkirakan sudah mengisi hampir seperlima dari kapasitas penyimpanan waduk global (Mahmood, 1987). Laju kehilangan tampungan waduk di beberapa negara Asia pada umumnya lebih tinggi dari pada rata-rata dunia yang sebesar 1%, dan sangat bervariasi dari negara yang satu ke negara yang lain, terutama karena adanya perbedaan tutupan hutan dan kondisi geologinya. Cina dan India, kehilangan sekitar 2,3% dan 0,5% dari kapasitas tampungan waduk per tahunnya, sementara laju kehilangan tampungan waduk tahunan di Jepang sekitar 0,15%, dan di Asia Tenggara sekitar 0,3%. Waduk-waduk besar di Amerika Serikat kehilangan kapasitas tampungannya pada tingkatan rata-rata sekitar 0,2% per tahunnya (White, 2001).

Seberapa besar kehilangan tampungan pada waduk-waduk di Indonesia, belum sepenuhnya terinformasikan dengan baik. Beberapa data tentang sedimentasi waduk di Indonesia telah dilaporkan dalam beberapa tulisan, yang diantaranya ditulis oleh Kironoto (2000), Suripin (2001), dan Legono dan Fathani (2006). Namun, data sedimentasi waduk yang dilaporkan masih sangat terbatas, dan itupun hanya pada waduk-waduk yang ada di Pulau Jawa. Dari data sedimentasi 14 waduk yang diteliti, besarnya kehilangan tampungan akibat sedimentasi adalah sekitar 1,28% setiap tahunnya (Kironoto dan Yulistiyanto, 2010a). Dari data tersebut, waduk-waduk dengan kapasitas kurang dari 200 juta m3 (Waduk Wlingi, Sermo, Lahor, Sempor, Selorejo, dan Mrica), mengalami kehilangan tampungan sekitar 2,05%, sedangkan untuk waduk-waduk dengan kapasitas di atas 300 juta m3 (Waduk Sutami, Wadaslintang, Wonogiri, Kedung Ombo, Saguling, Cirata, dan Jatiluhur), kehilangan tampungan per tahunnya lebih rendah, yaitu sekitar 0,62%.

Hasil penelitian terhadap beberapa waduk di dunia menunjukkan laju sedimentasi waduk seringkali lebih cepat dari yang direncanakan. Data statistik terhadap sebelas waduk di India dengan kapasitas lebih besar dari 1 km3, menunjukkan bahwa hampir semua waduk terisi sedimen lebih cepat dari yang direncanakan, dengan rentang 130 – 1.650% (McCully, 1996). Juga beberapa waduk di Indonesia, sebut saja Waduk Pangsar Sudirman (Mrica), Waduk Saguling, dan Waduk Wonogiri, juga menghadapi permasalahan yang sama. Permasalahan sedimentasi Waduk Wonogiri akhir-akhir ini banyak mendapat

12

sorotan dari media masa, sehubungan dengan terjadinya sedimentasi waduk yang terlalu cepat, dimana waduk yang direncanakan dapat beroperasi selama 100 tahun, ternyata sudah mengalami permasalahan, meskipun waduk baru beroperasi selama 20an tahun. Selama 22 tahun, dari tahun 1982 s/d 2004, laju sedimentasi waduk Wonogiri rata-rata mencapai 7,5 juta m3 per tahun (Nippon Koei and Yachiyo, 2005), jauh lebih besar dari yang diperkirakan di awal perencanaan, yaitu sekitar 1,2 juta m3/tahun.

Disamping faktor kegagalan kegiatan konservasi di daerah tangkapan air waduk, salah satu penyebab ketidakakuratan prediksi sedimen dengan kenyataan yang terjadi pada saat waduk beroperasi, adalah ketidakcukupan data yang digunakan, baik karena data sedimen yang terlalu pendek atau karena kualitas data yang memang kurang akurat. Dalam SNI 03-6737-2002 tentang metode perhitungan awal laju sedimentasi waduk di Indonesia, disebutkan setidaknya dibutuhkan data aliran dan data sedimen minimal 10 tahun untuk bisa mengestimasi dengan baik sedimen yang masuk ke dalam waduk. Bahkan, Mahmood (1987) mengusulkan perlunya data statistik sedimen masa lalu dengan durasi setidaknya setengah dari proyeksi usia rencana bendungan. Ketidakakuratan estimasi endapan sedimen juga bisa disebabkan karena kualitas data yang kurang baik. Karena banyaknya kendala lapangan, tidak jarang pengambilan sampel sedimen pada suatu tampang sungai tidak dilakukan sesuai dengan standar yang benar. Pengambilan sampel sedimen di sungai seringkali hanya dilakukan pada posisi-posisi tertentu saja yang mudah di jangkau, misalnya hanya di tepi-tepi sungai saja. Kondisi ini dapat menimbulkan kesalahan yang relatif besar dengan kisaran antara 10 - 15% (Kironoto dan Yulistiyanto, 2010b). Meskipun banyak ketidakpastian terhadap prediksi sedimentasi waduk terkait dengan ketersediaan data, adalah sangat jarang adanya kasus penghentian perencanaan bendungan hanya karena tidak cukupnya data sedimen.

Berapa Lama Waduk Dapat Dimanfaatkan ?

Pada waduk-waduk “konvensional”, yang belum menerapkan konsep keberlanjutan, “usia” waduk terkait dengan pemanfaatannya

13

sering dilihat dari berbagai sudut pandang; saat ini kita mengenal beberapa istilah “usia” waduk, yaitu usefull life, economic life, dan usable life (Batuca dan Jordaan, 2001). Useful life didefenisikan sebagai suatu periode waktu dimana kapasitas waduk masih mencukupi untuk memberikan pelayanan sesuai dengan perencanaan awal. Economic life menggambarkan suatu periode waktu dimana biaya pemeliharaan waduk yang dikeluarkan tidak melebihi keuntungan yang akan diperoleh dari waduk. Sedangkan usable life didefinisikan sebagai suatu periode waktu dimana waduk masih dapat melayani beberapa manfaat setelah terlewatinya economic life. Disamping itu juga dikenal istilah “reservoir half-life”, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh sedimen untuk mengisi setengah dari kapasitas tampungan waduk awal. Konsep “reservoir half life” dipandang lebih realistik untuk mendefenisikan "usia pelayanan" waduk dari pada “usefull life”, yang didasarkan pada kapasitas dead storage, karena sesungguhnya meskipun kapasitas dead storage sudah penuh terisi sedimen, waduk masih dapat memberikan pelayanan, walaupun dengan tingkat pelayanan yang lebih rendah dari perencanaan awal. Banyaknya konsep “usia” waduk menunjukkan adanya “ketidakpastian” dalam mendefinisikan berapa lama sebenarnya waduk dapat dimanfaatkan?.

Temuan arkeologi menginformasikan bahwa bendungan sederhana dan sistem jaringan salurannya telah dibangun sejak tahun 2000an SM. Bahkan di Cina, bendungan dan sistem salurannya sudah dibangun sejak tahun 2280 SM (ICOLD, 2007). Dari data temuan arkeologi terakhir, diketahui bahwa ada beberapa bendungan tua yang sampai sekarang masih dapat difungsikan. Salah satu bendungan tertua yang sampai sekarang masih berfungsi adalah bendungan urugan batu dan tanah yang dibangun sekitar tahun 1300 SM, di wilayah yang sekarang bernama Suriah. Juga Bendungan Afengtang di Cina, yang dibangun antara tahun 589 sampai dengan 581 SM, sampai sekarang masih berfungsi. Bendungan The Sayamaike di Jepang, yang dibangun pada awal abad ke-7, setelah mengalami beberapa modifikasi, sampai sekarang juga masih dapat difungsikan. Juga beberapa bendungan di Iran, yang dibangun antara abad ke-13 sampai dengan abad ke-16 juga saat ini masih berfungsi. Bahkan,

14

Schnitter (1994) membuat daftar adanya 12 bendungan kuno yang dapat beroperasi setidaknya hingga 2000 tahun. Dengan melihat data historis beberapa bendungan kuno yang sampai sekarang masih berfungsi, barangkali kita akan bertanya, berapa lama sebenarnya waduk bisa difungsikan ?. Kenapa waduk-waduk yang ada sekarang ini hanya didesain untuk kurun waktu 50, 100, atau 200 tahun ?. Kenapa tidak sampai 500 tahun, 1000 tahun, atau bahkan lebih ?. Dengan tingkat pemeliharaan yang wajar, sesungguhnya usia konstruksi dari suatu bangunan bendungan bisa dikatakan tidak terbatas, sehingga tidak seharusnya waduk hanya didesain untuk kurun waktu hanya 50, 100, atau 200 tahun saja.

Konsep Pemanfaatan Waduk Berkelanjutan

Konsep pemanfaatan waduk berkelanjutan, yang dikaitkan dengan konsep pengelolaan sedimen yang seimbang, masih jarang dimasukkan dalam proyek-proyek pembangunan bendungan. Sebagian besar bendungan-bendungan yang ada di dunia saat ini masih didesain dan dioperasikan dengan konsep “tradisional”, yaitu kondisi dimana sedimen secara kontinyu masuk dan tertangkap di dalam waduk, tanpa didukung upaya yang memadai untuk mencapai kondisi keseimbangan sedimen. Dengan konsep “tradisional” ini, usia waduk menjadi sangat terbatas, katakanlah 50 atau 100 tahun saja.

Kriteria keberlanjutan menyarankan untuk dapat mendesain bendungan baru dengan estimasi usia operasional tidak hanya 50 atau 100 tahun sebagaimana konsep bendungan-bendungan yang ada saat ini, namun dengan target usia operasional yang jauh lebih panjang, katakanlah 1.000 tahun (Morris dan Fan, 1997; Zhou, 2007). Target usia operasional hingga 1.000 tahun, akan dapat tercapai bilamana keseimbangan sedimen yang masuk dan yang keluar waduk dapat tercapai, dan dikombinasikan dengan penyediaan kapasitas tampungan sedimen selama 1.000 tahun. Rekomendasi desain hingga 1.000 tahun adalah merupakan kompromi antara usia operasional yang selama ini biasa digunakan (sekitar 100 tahun) dan “ketidakyakinan” untuk membuat proyeksi jangka panjang. Estimasi usia operasi waduk hingga 1.000 tahun dianggap masih realistik untuk suatu bendungan,

15

dengan pertimbangan bahwa beberapa waduk bisa beroperasi hingga lebih dari 1.000 tahun. Penetapan usia operasi waduk hingga 1.000 tahun sebenarnya hanya merupakan pendekatan, untuk dapat mengantisipasi permasalahan sedimen dan memilih strategi pengelolaan sedimen selama 1.000 tahun. Angka 1.000 tahun mungkin masih bisa diperdebatkan, namun yang lebih penting sebenarnya adalah bagaimana dapat memfungsikan waduk selama mungkin untuk mendukung konsep pembangunan sumber daya air secara keberlanjutan, dengan didukung berbagai strategi terkait dengan pencapaian keseimbangan sedimen.

Proyek pembangunan Bendungan Three Gorges adalah contoh pembangunan bendungan baru dimana konsep keberlanjutan sudah diterapkan. Konsep pengelolaan sedimen secara seimbang sudah diantisipasi, mulai dari tahap perencanaan awal, desain struktur bangunan, metode pengelolaan sedimen, sampai dengan metode operasional waduk. Melalui metode penelitian yang komprehensif, seperti pengamatan lapangan, simulasi model matematika, uji model fisik, dan analisis model analog, bendungan yang mempunyai panjang tampungan 580 km ini diperkirakan setelah satu abad operasional, pada saat sedimentasi waduk mencapai keseimbangan, kapasitas tampungan waduk efektif masih akan terjaga pada posisi 86 – 92%.

Waduk Sebagai Sumber Daya yang Tidak Tergantikan

Lokasi waduk dan bendungan adalah unik. Sebagai bangunan pengendali banjir, lokasi bendungan harus berada di sebelah hulu daerah yang dilindungi. Sebagai penyedia air irigasi, lokasi bendungan harus cukup dekat dengan lahan irigasi yang akan dilayani. Sebagai pembangkit listrik tenaga air, bendungan harus mempunyai head yang mencukupi sebagai sarana penggerak turbin. Kondisi ini dapat dimaknai bahwasanya pada saat awal kita menentukan lokasi waduk, waduk harus dipertimbangkan sebagai sumber daya yang tidak tergantikan (non-renewable resources), oleh karenanya harus didesain dan dioperasikan sesuai dengan manfaat jangka panjang secara berkelanjutan. Waduk berbeda dengan bangunan infrastruktur lainnya, seperti misalnya jembatan, saluran, dll, yang memungkinkan untuk

16

diubah, dibongkar, dan dibangun kembali sesuai dengan kebutuhan. Waduk-waduk yang sudah tidak dapat lagi dioperasikan dan “diselamatkan” karena sedimen, sebagai pilihan terakhir memang dapat dihentikan penggunaannya, dibiarkan begitu saja, atau dibongkar, namun untuk membangunnya kembali akan sangat sulit.

Strategi Pengelolaan Sedimentasi Waduk

Secara umum, strategi pengelolaan sedimentasi waduk dapat dilakukan melalui dua pendekatan, yaitu pendekatan pada daerah tangkapan waduk, dan pendekatan pada waduknya sendiri. Beberapa strategi dimaksudkan untuk menekan laju erosi di daerah tangkapan waduk, mengurangi sedimen yang masuk ke dalam waduk, memperkecil jumlah sedimen yang mengendap di dalam waduk, dan mengeluarkan sebanyak mungkin endapan sedimen dari waduk.

Pengelolaan daerah tangkapan air, seringkali dianjurkan sebagai cara terbaik untuk mengatasi permasalahan sedimentasi waduk. Penekanan laju erosi di daerah tangkapan waduk dapat dilakukan dengan teknik konservasi, baik secara mekanis maupun vegetatif, atau kombinasi dari kedua cara tersebut (Kironoto dan Yulistiyanto, 2010a). Penekanan laju erosi di daerah tangkapan akan berhasil dengan baik apabila gangguan aktifitas manusia terhadap lahan di kawasan hulu dapat dikurangi, atau ditekan serendah mungkin. Namun yang terjadi, pemanfaatan lahan justru bertambah seiring dengan pembangunan bendungan baru, yang biasanya diikuti dengan pembukaan lahan untuk akses jalan konstruksi, pembukaan lahan untuk pengembangan kawasan wisata, dll. Menurut Mahmood (1987), pengendalian erosi saja masih belum mencukupi untuk mendapatkan kondisi keseimbangan sedimen, khususnya untuk daerah tangkapan yang luas. Untuk daerah tangkapan dengan luas lebih dari 1.000 km2, tidak selalu dapat ditemukan adanya korelasi langsung antara konservasi daerah tangkapan dengan pengurangan sedimentasi waduk. Disebutkan pula, bahwa untuk dapat mengurangi sekitar 10 – 20% dari beban sedimen pada daerah tangkapan dengan luas lebih dari 1.000 km2, diperlukan upaya konservasi secara intensif dalam rentang waktu beberapa puluh tahun. Untuk daerah tangkapan air waduk yang

17

tidak terlalu luas, upaya konservasi dengan konsep pemberdayaan masyarakat relatif masih dapat diharapkan. Contoh keberhasilan pengendalian erosi di daerah tangkapan diperlihatkan pada Waduk Sermo - satu-satunya waduk di Yogyakarta -, dimana melalui upaya pemberdayaan masyarakat pada lahan sabuk hijau dan pada lahan di daerah hulu waduk, dalam beberapa tahun terakhir ini berhasil menekan laju sedimentasi di Waduk Sermo (Bayudono, dkk, 2009).

Pengurangan sedimen yang masuk ke dalam waduk dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu penangkapan sedimen melalui sistem alur cekungan, dan pengalihan sedimen yang akan masuk ke dalam waduk, dialihkan ke lokasi lain di luar waduk. Penangkapan sedimen dapat dilakukan dengan membangun cekdam dan/atau kantong-kantong pasir, sedangkan pengalihan sedimen dapat dilakukan dengan cara membangun sediment bypass. Fungsi bangunan cekdam atau kantong pasir dalam menahan material sedimen untuk tidak masuk ke dalam waduk adalah terbatas, dimana hanya efektif untuk menahan material berukuran kasar. Untuk sediment bypass, biaya pembangunannya cukup mahal, oleh karenanya, hanya akan layak dibangun jika kondisi morfologi sungai cukup menguntungkan, seperti misalnya adanya kelokan sungai, saddles, dan celah-celah sungai yang sempit. Sistem bypass telah dipergunakan di beberapa waduk di dunia, seperti misalnya pada Waduk Asahi di Jepang, Waduk Tadjensk di Turkmenistan, dan Waduk Nagle di Afrika Selatan (Liu, et.al, 2002; Batuca dan Jordaan, 2000).

Untuk memperkecil pengendapan sedimen di dalam waduk dapat dilakukan dengan cara pelewatan (sluicing) sedimen yang masuk ke dalam waduk, dan cara pelepasan (venting) turbidity density current. Cara pelewatan dan pelepasan sedimen dapat berhasil dengan baik bilamana bentuk kolam waduk memanjang, tersedia cukup air selama waktu pelewatan atau pelepasan sedimen, dan jenis sedimen yang akan dikeluarkan mempunyai ukuran relatif kecil. Contoh sukses cara pelewatan sedimen bisa dijumpai pada Waduk Gezhouba di Sungai Yangtze dan Waduk Sanmenxia di Sungai Kuning. Sedangkan contoh sukses cara pelepasan dapat dijumpai pada Waduk Guanting, Waduk Sanmenxia, dan Waduk Xiaolang, yang kesemuanya berada di Cina (Zhou, 2007).

18

Bilamana usaha-usaha sebagaimana disampaikan di depan masih belum mencukupi, maka upaya terakhir yang dapat dilakukan adalah mengeluarkan sedimen dari waduk. Banyak cara dan teknologi ditawarkan untuk mengeluarkan endapan sedimen di dalam waduk, yaitu : pengerukan (dredging), penggalian (excavation), sistem sipon (siphoning), dan penggelontoran (flushing). Cara pengerukan terutama dilakukan untuk waduk-waduk kecil dan sedang, yang tidak tersedia cukup air untuk penggelontoran. Sistem ini telah digunakan pada lebih dari 10 waduk di Cina, yang diantaranya pada Waduk Tianjiawan, Waduk Xi-dia dan Waduk Taoshupo (Zhou, 2007).

Konsep pelewatan, pelepasan, dan penggelontoran, belum sepenuhnya dipraktekkan di Indonseia, walaupun sebenarnya sudah banyak contoh keberhasilan di negara lain, seperti Cina dan India. Waduk-waduk di Indonesia pada umumnya mendekati kosong menjelang datangnya musim hujan, sehingga dimungkinkan untuk melepaskan aliran banjir pada saat-saat awal musim hujan. Jumlah sedimen yang masuk ke dalam waduk biasanya mencapai tingkatan paling tinggi selama kejadian banjir. Menurut Mahmood (1987), setengah dari volume sedimen rata-rata tahunan yang masuk ke dalam waduk, dapat berasal dari sedimen yang terangkut selama 5 sampai 10 hari kejadian banjir. Sayangnya, sebagian besar waduk yang dibangun di Indonesia, tidak dilengkapi dengan bottom outlet dengan kapasitas yang memadai untuk mengalirkan debit banjir.

Dalam hirarki penanganan sedimentasi waduk, mengeluarkan endapan sedimen dengan pengerukan, apapun teknologinya, sebaiknya dilakukan sebagai pilihan terakhir, karena biayanya yang sangat mahal. Sebagai gambaran, biaya pengerukan waduk di Indonesia berkisar antara Rp. 20.000 – Rp. 50.000,- per m3; dengan demikian untuk bisa mengeluarkan sedimen 1 juta m3/tahun saja, dibutuhkan biaya sebesar 20 – 50 Milyar rupiah per tahunnya, belum termasuk biaya dan kesulitan mencari lokasi untuk pembuangan sedimen.

Pelajaran Berharga Penanganan Sedimentasi Waduk

Mengingat banyak pembangunan waduk di dunia, termasuk di Indonesia, masih belum mempertimbangkan aspek keberlanjutannya,

19

permasalahan sedimentasi waduk akan terus menghantui. Dengan konsep desain ”tradisional”, cepat atau lambat, waduk akan penuh terisi sedimen. Apa yang harus kita lakukan dan antisipasi? Pengalaman dan pelajaran cukup berharga barangkali bisa kita petik dari penanganan permasalahan sedimentasi Waduk Sanmenxia di Cina (Zhou, 2007), yang barangkali bisa menjadi sumber inspirasi bagaimana menangani permasalahan sedimentasi waduk di Indonesia.

Waduk Sanmenxia, dengan kapasitas 9.6 GM3, adalah waduk besar pertama yang dibangun di Sungai Kuning, sungai dengan kandungan sedimen terbesar di dunia. Pada waktu perencanaan awal proyek Bendungan Sanmenxia, disebabkan karena kekurangpahaman terkait dengan permasalahan sedimen dan metode pengoperasian waduk, permasalahan sedimentasi yang sangat besar sudah mulai terjadi sejak awal waduk dioperasikan. Selama 18 bulan periode awal penggenangan sejak tahun 1960, endapan sedimen di dalam waduk terjadi sangat serius, dimana 93% dari sedimen yang masuk, tertangkap di dalam waduk. Melihat kenyataan tersebut, metode pengoperasian waduk yang sebelumnya didasarkan pada konsep “menyimpan dan menahan sedimen” (1960 – 1962), diubah menjadi konsep “menahan banjir dan mengalirkan sedimen” (1962 – 1973), dan diubah lagi menjadi konsep “menyimpan air jernih dan mengalirkan air berlumpur” (setelah tahun 1973). Untuk menangani permasalahan sedimentasi Waduk Sanmenxia ini, telah dilakukan dua kali rekonstruksi. Pada rekonstruksi pertama, debit pelepasan aliran sedimen diperbesar hampir dua kalinya (200%), dengan cara membangun dua terowongan baru, dan memfungsikan empat dari delapan pipa pesat (penstock) yang ada, setelah melalui perancangan ulang, sebagai saluran pelepasan sedimen. Dari kegiatan rekonstruksi ini, rasio outflow dan inflow sedimen bisa mencapai 80%. Pada rekonstruksi ke dua, debit pelepasan sedimen ditingkatkan lagi sebesar 50%, dengan cara memfungsikan kembali 8 terowongan pengelak yang sebelumnya digunakan untuk pengelakan sungai pada periode pelaksanaan konstruksi. Disamping itu, posisi intake dari lima pipa pesat yang ada juga diturunkan elevasinya. Semua outlet ini dibuka pada waktu banjir besar, untuk dapat mengeluarkan sedimen sebanyak mungkin dari waduk. Setelah rekonstruksi kedua, rasio outflow dan

20

inflow sedimen mencapai 105% (Zhou, 2007). Biaya untuk dua kali rekonstruksi infrastruktur ini memang tidak sedikit, namun masih jauh lebih murah dibandingkan dengan metode lain, misalnya pengerukan (dredging) atau dengan membangun waduk baru.

21

DAFTAR PUSTAKA

Bappenas, 2009. Sumber Daya Air. (http://air.bappenas.go.id/main/ modules/doc/pdf_download.php?prm_download_id=26&sbf=&prm_download_table=1, diakses 13 Februari 2010.

Batuca, D.G., and Jordaan, J.M., 2000. Silting and Desilting Reservoirs. A.A. Balkema, Rotterdam, Netherland.

Bayudono, Sjamsinarsi, R., Purwoko, 2009. Membaca “Sejarah” Waduk dari Catatan Sedimentasi Kasus Waduk Sermo, Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Seminar Nasional Bendungan Besar. Yogyakarta

Creagar, W.P., 1945. Engineering of Dams: Vol 1. John Wiley & Sons. Inc. New York.

FAO, 2002. Crops and Drops: making the best use of water for agricultur.http://www.fao.org/docrep/005/y3918e/y3918e00.htmDiakses 13 Februari 2010.

ICOLD, 2003. World Register of Dams. http://www.icold-cigb.net/listepublications.aspx. Diakses 13 Februari 2010.

ICOLD, 2007. Dams and The World’s Water. Vlady France Conseil. France. ISSN No. 0534-8293.

Guo, Q., 2007. Sedimentation in reservoirs and its impact on reservoir function. Advance Training Workshop on Reservoir Sedimentation Management. 10-16 October 2007. China.

Kirmanto, D., 2008. Sambutan Menteri PU dalam Seminar Nasional Bendungan Besar 2008 di Surabaya. http://www.kimpraswil.go.id/index.asp?site_id=001&news=ppw170609sda.htm&ndate=6/17/2009+11:49:50+AM

Kirmanto, D., 2009. Bendungan Miliki Peran untuk Atasi Tiga Krisis Utama. Sambutan Menteri PU dalam Seminar Nasional Bendungan Besar 2009 (dibacakan Dirjen SDA),Yogyakarta, http://www.kimpraswil.go.id/index.asp?site_id=001&news=ppw170609sda.htm&ndate=6/17/2009+11:49:50+AM

Kironoto, B. A., 2000. Kajian Metode the Empirical Area Reduction untuk Prediksi Distribusi Endapan Sedimen pada Beberapa Waduk dengan Karakteristik Berbeda. Forum Teknik, Jilid 24 (3). Yogyakarta.

Kironoto, B.A. dan Yulistiyanto, B., 2010a. Sedimentasi Waduk dan Teknik Pengendaliannya. Bahan Kuliah Program S2 Teknik Sipil, Minat Teknik Keairan. Program Studi Teknik Sipil, Program Pascasarjana Fakultas Teknik UGM. Yogyakarta.

Kironoto, B.A., and Yulistiyanto, B., 2010b. Study on Suspended Sediment Sampling Location in Transversal Direction of Uniform Open Channel Flow. International Workshop on Multimodal Sediment Disasters Triggered by Heavy Rainfall

22

and Earthquake and the Countermeasures. Yogyakarta, Indonesia

Legono, D., and Fathani, F., 2006. Sedimentation Problems of Some Reservoirs in Indonesia: Current Issues After Two Decades of the Development. Workshop on Sediment Management in South and South East Asia. Thailand, 24-25 April.

Liu, J., Liu, B.Y, Ashida, K., 2002. Reservoir Sedimentation Management in Asia, Advances in Hydro-Science and Engineering, 5th Int. Conf. On Hydro-Science and Engineering. Warsaw, Poland.

Mahmood, K., 1987. Reservoir sedimentation: impact, extent, and mitigation. World Bank Technical Paper Number 71. ISBN-0-8213-0952-8. Washington, D.C.

McCully, P., 1996. Silenced Rivers : The Ecology and Politics of Large Dams. Zed Books, London.

Morris, L. G., and Fan, J., 1997. Reservoir Sedimentation Handbook. Mc. Graw-Hill Companies, Inc., USA.

Nippon Koei Co. Ltd, Yachio Engineering Co, Ltd, 2005. Studi Penanganan sedimentasi di Waduk / Bendungan Serbaguna Wonogiri di Republik Indonesia. JICA. Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia.

Schnitter, N.J., 1994. A history of Dams. the Useful Pyramids, A.A. Balkema, Rotterdam.

Suripin, 2001. Pengaruh Sedimentasi Waduk Terhadap Keberlanjutan Pembangunan. Jurnal Keairan, No.1 Tahun 8. Semarang.

Republik Indonesia, 2004. UU SDA No. 7 Th. 2004 tentang Sumber Daya Air, Lembaran Negara Rep. Indonesia Tahun 2004 No. 32.

Weiss, E.B., 1993. Intergenerational Fairness and Water Resources”, Sustaining Our Water Resources. Water Science and Technology Board 10th Anniversary Symp. National Academy Press,. Washington D.C.

White, R., 2001. Evaciation of Sediments from Reservoirs. Thomas Telford Ltd. I Heron Quay. London E14 4JD.

Yulistiyanto, B, dan Kironoto, B.A., 2008. Kajian Pengembangan Pengelolaan Sumberdaya Air pada Wilayah Sungai Progo-Opak Serang Dengan Ribasim. Dinamika Teknik Sipil, Vol. 8, No. 1, Januari 2008. Surakarta.

Zhou, Z. 2007. Reservoir Sedimentation Management in China. Advance Training Workshop on Reservoir Sedimentation Management. 10-16 October 2007. China.

Pidato Pengukuhan Prof. Dr. Ir. Bambang Agus Kironoto

Documents