Vol. 4 No. 2 Tahun. 2024
Analisis Genangan Banjir Akibat Pola Operasional Waduk PLTA Koto Panjang Berbasis Sistem Informasi Geografis
Rizki Ramadhan Husaini* 1 , Rahmat Tisnawan 2 , Debi Setiawan 3 1,2 Jurusan Teknik Sipil Universitas Abdurrab
3 Jurusan Teknik Informatika Universitas Abdurrab
e-mail: * 1 rizki.ramadhan@univrab.ac.id , 2 rahmat.tisnawan@univrab.ac.id , 3 debisetiawan@univrab.ac.id
Abstract − Kampar Regency is an area that has the largest hydroelectric reser-voir in Riau Province, namely the Koto Panjang Hydroelectric Res-ervoir, which functions to regulate inflow and outflow discharge. The problem that sometimes occurs is high rainfall so that the inflow discharge can no longer be accommodated by the reservoir. The aim of this research is to analyze flood inundation areas in the opera-tional patterns of the Koto Panjang hydroelectric reservoir in the Kampar watershed. This research uses secondary data in the form of; historical rainfall data in the Kampar watershed, inflow and outflow data from the Koto Panjang hydroelectric  reservoir  and  topographic  data  from  DEMNAS.  Anyway,  the  primary  data  consists  of  topo- graphic conditions and the cross-section of the Kampar river. Flood discharge analysis in this study used the Gamma I method Meanwhile, for area coverage, flood collection is based on geographic information systems (GIS). Based on the analysis results, the maximum flood discharge was obtained at 1.911 m3/s. Apart from that, this research provides the results of identifying the potential area of flood inundation at the location that is the object of research, namely inundation covering an area of 997,66 ha with a wide distribution based on an inundation depth of 1 m covering an area of 168,06 ha, a depth of 2 m covering an area of 1 m. 230,85 ha, depth 3 m 256,03 ha, depth >3 m area 342,72 ha.

## Keywords: flood, inundation, watershed, kampar, hydropower reservoir
Abstrak  Kabupaten  Kampar  merupakan  daerah  yang  mempunyai  waduk  pembangkit  listrik  tenaga  air terbesar di Provinsi Riau yaitu Waduk PLTA Koto Panjang yang berfungsi mengatur debit aliran masuk dan keluar. Permasalahan yang terkadang terjadi adalah curah hujan yang  tinggi sehingga debit aliran masuk tidak  dapat  lagi  ditampung  oleh  waduk.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  menganalisis  daerah  genangan banjir pada pola operasional Waduk PLTA Koto Panjang di DAS Kampar. Penelitian ini menggunakan data sekunder berupa; data historis curah hujan di DAS Kampar, data inflow dan outflow dari waduk PLTA Koto Panjang dan data topografi dari DEMNAS. Adapun data primer berupa kondisi topografi dan penampang Sungai Kampar. Analisis debit banjir pada penelitian ini menggunakan metode Gamma I sedangkan untuk memetakan  daerah  genangan  banjir  berbasi  sistem  informasi  geografis  (SIG).  Berdasarkan  hasil  analisis diperoleh debit banjir maksimum sebesar 1.911 m3/s. Selain itu penelitian ini memberikan hasil identifikasi potensi wilayah genangan banjir pada lokasi yang menjadi objek penelitian, yaitu genangan seluas 997,66 ha dengan sebaran luas berdasarkan kedalaman genangan 1 m meliputi luas 168,06 ha, kedalaman 2 m seluas 1 m. 230,85 ha, kedalaman 3 m 256,03 ha, kedalaman >3 m luas 342,72 ha.
Kata Kunci  banjir, genangan, daerah aliran sungai, kampar, waduk PLTA.

## I. PENDAHULUAN
Sungai Kampar merupakan salah satu sungai besar di Provinsi Riau selain Sungai Siak, Sungai Rokan dan Sungai Indragiri. Sungai Kampar merupakan salah satu sungai yang penting karena berfungsi sebagai penyedia air domestik, irigasi dan industri. Panjang sungai kurang lebih 413,5 km, berhulu di suatu daerah di Provinsi Sumatera Barat dan
374 | JEKIN (Jurnal Teknik Informatika)
bermuara  di  pesisir Timur  Pulau  Sumatera,  Provinsi Riau. Kedalaman  rata-rata 7,7  meter  dan  lebar  rata-rata  143 meter. Sungai Kampar mempunyai daerah aliran sungai (DAS) dengan luas kurang lebih 2.186.000 hektar, dengan luas daerah tangkapan air hujan sebesar 24.548 km2. [1] .
Sungai  Kampar  merupakan  pertemuan  dua  buah  sungai  yang  hampir  sama  besar,  yang  disebut  dengan  sungai Kampar  Kanan  dan  sungai  Kampar  Kiri.  Pertemuan  ini  berada  di  Kecamatan  Langgam,  Kabupaten  Pelalawan. Setelah  pertemuan  tersebut  sungai  ini  disebut  dengan  Sungai  Kampar  sampai  ke  muaranya  di  Selat  Malaka. Sementara sekitar kawasan hulu air sungai ini dimanfaatkan untuk PLTA Koto Panjang yang mempunyai kapasitas 114 MW. Sementara di hilir menjelang muara, sungai ini terkenal dengan ombak besarnya yang bernama Ombak Bono. Keberadaan waduk PLTA Koto Panjang ini berfungsi sebagai pengatur tata kelola sumber daya air pada DAS Kampar. Pola operasional waduk PLTA Koto Panjang yaitu melakukan manajemen debit inflow dan outflow untuk mengatur ketersediaan air pada wilayah yang terintegrasi oleh waduk [2], [3]. Pola operasional Waduk PLTA Koto Panjang adalah bagaimana mengatur debit inflow dan outflow untuk mengatur ketersediaan air pada wilayah yang terintegrasi dengan waduk. [4], [5]
Permasalahan yang terkadang terjadi adalah curah hujan yang tinggi sehingga debit aliran masuk tidak dapat lagi ditampung oleh waduk, sehingga diperlukan pola operasional waduk melalui pengaturan bukaan pintu air (spill way). Berdasarkan  data  yang  diperoleh  dari  operator  pengelola  waduk,  riwayat  penggunaan  air  di  waduk  PLTA  Koto Panjang mempunyai kondisi ekstrim dimana pada musim hujan pintu pelimpah harus dibuka dengan ketentuan debit masuk waduk >1.000 m3/s dan waduk ketinggiannya di atas 83 mdpl. Pada kondisi ekstrim ini debit keluar reservoir dalam satu waktu bisa mencapai 1.348m3/s dimana 1.000 m3/s berasal dari pintu air dan 348 m3/s dari keluar turbin. Akibat pola operasional pintu air tersebut, terdapat potensi banjir di bagian hilir waduk. [6],[7],[8]
Dari permasalahan diatas maka perlu dilakukan penanganan mitigasi genangan banjir yang termasuk dalam aspek pengendalian daya rusak air. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi daerah yang berpotensi banjir terhadap pola operasional Waduk PLTA Koto Panjang di DAS Kampar. Urgensi dari penelitian ini adalah dapat dikembangkan melalui sistem peringatan dini ( early warning system ) genangan banjir akibat adanya pola operasional waduk PLTA Koto Panjang di DAS Kampar dengan penggunaan internet of things berbasis sensor sistem informasi.

## II. PENELITIAN YANG TERKAIT
State  of  art  penelitian  ini  unggul  dalam  pendekatan  holistik  dalam  analisis  banjir  dan  integrasi  data  yang komprehensif yang meliputi data historis curah hujan, elevasi muka air, data inflow dan outflow waduk, serta data topografi. Dengan demikian model peramalan banjir mempertimbangkan faktor-faktor di atas, mampu meramalkan banjir  lebih  akurat.  Kebaruan  penelitian  ini  terletak  pada  pendekatan  terintegrasi,  pengembangan  model  yang komprehensif, pemetaan yang mendetail, model numerik aliran yang terkalibrasi dengan fenomena di lapangan dan rekomendasi kebijakan untuk penanganan yang berbasis fakta di lapangan, yang secara kolektif dapat memberikan kontribusi signifikan dalam upaya mitigasi dan penanganan bencana banjir [9], [10].

## III. METODE PENELITIAN
Fokus lokasi penelitian berada di Desa Kualu, Kecamatan Tambang, Kabupaten Kampar yang merupakan bagian sisi  hilir  waduk  PLTA  Koto  Panjang  pada  DAS  Kampar  [11],[12].  Tahap  awal  penelitian  ini  dimulai  dengan penentuan catchment  area .  Secara  umum  tahapan  pembentukan  batas-batas  catchment  area  ini  adalah  sebagai berikut:
1. Menghilangkan  bias  ragam  topografi  dengan  memotong  atau  mengisi  data  yang  dianggap  tidak  wajar berdasarkan kondisi rata-rata lingkungan terdekat. Tahap ini dilakukan menggunakan fungsi Fill.
2. Menentukan  arah  aliran  berdasarkan  delapan  arah  mata  angin  berdasarkan  kondisi  topografi.  Tahap  ini dilakukan menggunakan fungsi Flow Direction .
3. Menentukan jumlah wilayah akumulasi dalam suatu arah aliran. Tahap ini dilakukan menggunakan fungsi Flow Accumulation .
4. Penentuan  titik  outlet  dan  delinasi/pembentukan  batas-batas  catchment  area. Tahap  ini  dilakukan  dengan menggunakan fungsi Watershed .
Adapun Panjang sungai  yang ditinjau berkisar 14,705 km [13][14]. Penggal sungai yang dikaji disajikan pada gambar berikut ini.
Gambar 1. Lokasi Penelitian.
Data yang digunakan terdiri dari data hidrologi berupa data curah hujan dan data peta topografi diantaranya data bethimetri sungai, data penampang sungai, model elevasi digital DEMNAS resolusi 8m dan parameter DAS.  Data hujan diolah menjadi data debit hidrograf banjir menggunakan metode GAMMA I dengan kala ulang yang digunakan adalah 50 tahun [15],[16]. Dari data debit hidrograf banjir dilakukan analisis elevasi tinggi muka banjir.  Analisis daerah  genangan  atau  inundasi  dilakukan  dengan  melakukan  simulasi  pemodelan  aliran  1D  pada  daerah  yang terkontrol.  Hasil simulasi  ini  memberikan  nilai  muka  air  yang  selanjutnya  akan  digunakan  sebagai  nilai  kalibrasi elevasi muka air inundasi. Inundasi diperoleh dengan melakukan simulasi pemodelan aliran 2D pada penggal sungai yang dikaji. Elveasi muka air hasil simulasi pemodelan aliran 2D selanjutnya dikalibrasi dengan nilai elevasi daerah terkontrol. Bila telah memenuhi, selanjutnya daerah inundasi dikoreksi dengan membuang daerah inundasi bercelah atau  daerah  inundasi  yang  tidak  terkoneksi  langsung  pada  daerah  inundasi  utama  dari  sungai  [17],[18].  Seluruh simulasi aliran dilakukan menggunakan HEC-RAS versi 6.0. Diagram alir untuk kajian ini disajikan pada gambar berikut ini.
Gambar 2. Bagan Alir Penelitian Mulai Selesai Data Analisis Debit Banjir Simulasi 1D daerah terkontrol Simulasi 2D Inundasi MA < 5% Tidak Ya Koreksi Derah Inundasi Inundasi Derah Kontrol

## 376 | JEKIN (Jurnal Teknik Informatika)

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan daerah aliran sungai atau Catchment Area menjadi analisis pertama yang dilakukan dalam penelitian ini.  Catchment  Area  di  analisis  dengan  pendekatan  teknik  SIG  (Sistem  Informasi  Geografis).  Teknik  ini menggunakan  pendakatan  topografi  dan  kemiringan  sebagai  fungsi  dasar  dalam  menentukan  arah  aliran  disuatu Kawasan [19].  Arah aliran ini secara kumulatif akan membentuk kawasan aliran yang menuju pada aliran yang sama. Wilayah daerah aliran sungai dari sungai yang disaji memiliki luas  4422,973 km2. Peta daerah aliran sungai disajikan pada gambar berikut ini.

## Gambar 3. Peta Derah Aliran Sungai
Setelah pembuatan peta daerah aliran Sungai yang menjadi Lokasi daerah penelitian maka selanjutnya dilakukan analisis  perhitungan  curah  hujan  yang  keluarannya  adalah  hidrograf  debit  banjir  dengan  menggunakan  metode Gamma I. Komponen penyusun hidrograf yaitu aliran permukaan dan aliran dasar [20]. Aliran permukaan disebabkan oleh hujan efektif sedangkan aliran dasar adalah aliran konstan baik dari sumbangan air tanah atau pun bangunan air. Karena  lokasi  kajian  dipengaruhi  operasional  Waduk  PLTA  Koto  Panjang,  maka  aliran  dasar  yang  ada  akan dipengaruhi  oleh  operasional  bendungan  tersebut.  Oleh  sebab  itu  perlu  dilakukan  pertimbangan  aliran  dasar berdasarkan operasional bendungan.
Berdasarkan hasil wawancara dengan pihak PT. PLN (Persero) di PLTA Koto Panjang, operasional debit outflow maksimum  bendung  adalah  348m3/s,  berdasarkan  spesifikasi  teknis  bendung.  Sedangkan  berdasarkan  data operasional waduk yang diperoleh dari Unit Layanan PLTA Koto Panjang PT. PLN (Persero), dapat dilihat pada gambar  4.15,  debit  outflow  maksimum  berdasarkan  pencatatan  bulan  Oktober 2020  hingga  Februari  2020 adalah sebesar 352,64m3/s. Maka dalam analisis hidrograf debit banjir, debit aliran dasar ini nantinya akan digunakan yaitu 352,64m3/s  berdasarkan  data  pengukuran.  Hasil  analisis  debit  hidrograf  Gamma  I  untuk  kala  ulang  50  tahun  di sajikan pada gambar berikut ini.
Gambar 4. Hidrograf Debit Banjir
Berdasarkan hidrograf banjir hasil analisis di atas diperoleh debit maksimum kala ulang 50 tahun yaitu 1911m3/s pada jam ke-10. Kemudian debit disimulasi pada daerah terkontrol dan diperoleh elevasi muka air yaitu 13.56m.

## Husaini, Analisis Genangan Banjir Akibat …| 377
Simulasi 2D selanjutnya dilakukan pada lokasi penelitian dengan menggunakan fungsi full 2D aliran tak permanen dengan menggunakan input debit pada simulasi sebelumnya. Sedang mesh grid untuk analisis inundasi dibatasi hanya pada buffer area 2km dari garis sungai dengan dimensi grid 50m dan buffer area 200m dari garis sungai dengan dimensi grid 8m, yang disajikan pada gambar berikut ini.
Gambar 5. Model Mesh Grid
Dari pembuatan model mesh grid diatas selanjutnya dilakukan simulasi aliran untuk daerah Lokasi penelitian yang terjadi genangan atau inundasi. Hasil simulasi aliran untuk daerah inundasi disajikan pada gambar berikut ini.
Gambar 6. Hasil Simulasi Inundasi
Berdasarkan hasil simulasi maka dilakukan kalibrasi muka air sebagai berikut ini. ( 〖 MA 〗 _1D- 〖 MA 〗 _2D)/ 〖 MA 〗 _1D ×100%≤5%
(13,56-13,48)/13,56×100%≤5% 0.59%≤5%…..Ok
Dari  perhitungan  diatas  diketahui  elevasi  muka  air  hasil  2D  telah  memenuhi  kesalahan  minimum  5%.  Area inundasi selanjutnya dikoreksi dengan membuang daerah genangan yang tidak terkoneksi langsung dengan sungai. Peta inundasi hasil koreksi disajikan pada gambar berikut ini

## Gambar 7. Inundasi Area
Selanjutnya  akan  dibuat  peta  untuk  klasifikasi  genangan  banjir  dengan  parameter  tinggi  genangan.  Tinggi genangan  diperoleh  dari  simulasi  aliran  dengan  bantuan  software  HEC-RAS  versi  6.0.  Adapun  peta  wilayah genangan beserta tinggi genangan banjir di lokasi penelitian dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 8. Kedalaman Genangan dalam Meter
Luas genangan diperoleh sebesar 997,66ha. Distribusi luas berdasarkan kedalaman genangan disajikan pada tabel berikut ini.
T ABEL I

## LUAS GENANGAN DAN TINGGI GENANGAN BANJIR DI LOKASI PENELITIAN
Kedalaman Luas (ha) 1 m 168.06 2 m 230.85 3 m 256.03 >3 m 342.72 Total 997.66 Sumber: Analisis, 2024
Analisis debit banjir pada penelitian ini dengan menggunakan metode Gamma  I diperoleh debit banjir sebesar 1911 m3/s. Untuk debit rencana diambil nilai debitnya setelah dikalikan dengan SF (Faktor Keamanan) sebesar 1,1 sehingga debit banjir maksimum yang menjadi debit rencana tinggi muka air adalah 2102,72 m3/s. Jika dilihat dari debit aliran keluar kritis, debit desain rencana masih cukup aman dengan faktor keamanan sebesar 1,56. Analisis tinggi muka air banjir maksimum diperoleh 13,58 m. Jika dianalisis dengan faktor keamanan, ketinggian muka air banjir adalah 14,28m (HWL).

## V. KESIMPULAN
Penelitian ini memberikan informasi prediksi  luas genangan banjir di lokasi penelitian seluas 997,66 ha dengan sebaran luas berdasarkan kedalaman genangan 1 m seluas 168,06 ha, kedalaman 2 m seluas 230,85 ha. ha, kedalaman 3 m 256,03 ha, kedalaman >3 m seluas 342,72 ha. Penelitian ini dapat dikembangkan untuk mitigasi bencana banjir berupa sistem peringatan dini ( early warning system ) genangan banjir akibat adanya pola operasional waduk PLTA Koto  Panjang  di  DAS  Kampar  dengan  penggunaan internet  of  things .  Sehingga  jika  terjadi  kelebihan  debit  pada waduk  PLTA  Koto  Panjang  daerah  yang  berada  di  hilirnya  dapat  melakukan  mitigasi  bencana  genangan  banjir menjadi lebih baik dan terukur.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Kami mengucapkan terima kasih kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Abdurrab Unit Pelayanan Pembangkit Listrik Tenaga Air Koto Panjang (di bawah PLN wilayah Riau) yang telah memberikan informasi data untuk penelitian ini.

## 380 | JEKIN (Jurnal Teknik Informatika)

## DAFTAR PUSTAKA

## Journal Article
[1] Akbari. D, Peranan   Curah Hujan  Terhadap  Penurunan  Debit Waduk PLTA  Koto  Panjang [online].  Program Studi  Meteorologi  Fakultas  Ilmu dan Teknologi  Kebumian,   Institut Teknologi  Bandung. 2012
[2] D. Akbari, “Peranan curah hujan terhadap penurunan debit Waduk PLTA Koto Panjang,” pp. 1–5, 2012.
[3] I.  Suprayogi  et  al.,  “Pengembangan  Model  Peramalan  Inflow  Waduk  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air Kotopanjang  Menggunakan  Pendekatan  Anfis,”  Pros.  Semin.  Nas.  Pengelolaan  Drh.  Aliran  Sungai  Secara Terpadu, pp. 253–261, 2017.Hernandez-Ramirez,  G, Emerging  Markets  for  Ecosystem  Services:  A  Case Study    of    the    Panama    Canal    Watershed.    Journal    of    Environment    Quality.    37  (5):    1995.    doi: 10.2134/jeq2008.0010br. 2008
[4] Magar, R.B, dkk., Intermittent Reservoir Daily Inflow Prediction Using Lumped and Distributed Data Multi- Linear Regression Model. Journal of earth system science. 120(6): 1067-1084. 2011
[5] M.  Irianti,  B.  Nasrul,  and Idwar,  “Analisis Tingkat  Bahaya  Erosi  Di  Daerah Aliran  Sungai Kampar  Bagian Hulu,” Pros. Semin. Nas. Pelestarian Lingkung., pp. 1–7, 2017
[6] Arvandi, “Kajian aliran dan fenomena alam Bono di muara sungai Kampar,” Universitas Gadjah Mada, 2008. [Online]. Available: https://etd.repository.ugm.ac.id/penelitian/detail/37390
[7] lLaila D. Khulyati, M. T. Furqon, and B. Rahayudi, “Peramalan Status Siaga Banjir Berdasarkan Data Curah Hujan (Arr) Dan Tinggi Muka Air (Awlr) Menggunakan Metode Fuzzy Time Series (Studi Kasus: Perum Jasa Tirta I),” J. Pengemb. Teknol. Inf. dan Ilmu Komput., vol. 2, no. 8, pp. 2509–2517, 2018, [Online]. Available: http://j-ptiik.ub.ac.id/index.php/j-ptiik/article/download/3977/1583
[8] S.  Fadilah,  Istiarto,  and  D.  Legono,  “Investigasi  Penyebab  Genangan  Banjir  Di  Kawasan  Aerotropolis Yogyakarta  International  Airport,”  Teknisia,  vol.  28,  no.  1,  pp.  13–24,  2023,  doi: 10.20885/teknisia.vol28.iss1.art2
[9] Y. T. Ahmadi, W. Soetopo, and P. Trijuwono, “Kajian Pola Operasi Waduk Tugu Dengan Inflow Debit Andalan Dan  Inflow  Debit  Bangkitan  Awlr,”  J.  Tek.  Pengair.,  vol.  8,  no.  2,  pp.  205–213,  2017,  doi: 10.21776/ub.pengairan.2017.008.02.6
[10] A. Sulaeman and E. Suhartanto, “Bengawan Solo Untuk Mendukung Peta Risiko,” J. Tek. Pengair., vol. 8, no. November, pp. 146–157, 2017

## Electronic Publication, Information from the internet
[11] Raden Heru, “Banjir di Jalan Lintas Timur, Arus Lalu Lintas Buka Tutup,” Media Center Riau. Accessed: Mar. 12,  2024.  [Online].  Available: https://mediacenter.riau.go.id/read/83246/banjir-di-jalan-lintas-timur-arus-lalu- lintas.html [Accessed: 05-Juni-2024].
[12] HUMAS KODIM 0313, “Jalan Lintas Timur Sumatera di Pelalawan Terkepung Banjir,” 2024. Accessed: Mar. 05,  2024.  [Online].  Available: https://kodim0313kampar.com/jalan-lintas-timur-sumatera-di-pelalawan- terkepung-banjir/ [Accessed: 07-Juni-2024].

## Monograph, edited book, book
[13] Unit Pengelola PLTA Koto Panjang, Laporan Bulanan operasional waduk PLTA Koto Panjang, 2021
[14] Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 04/PRT/M/2015 Tentang Kriteria Penetapan Wilayah Sungai
[15] Asdak, C, Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 2010
[16] Sri Harto Br., Hidrologi Teori masalah penyelesaian, Nafiri Offset, Yogyakarta. 2000
[17] Sudarmadji. Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (Watershed Management). 2007
[18] Chay  Asdak,  Hidrologi  dan  Pengelolaan  Daerah  Aliran  Sungai.  Yogyakarta:  Gadjah Mada  University  Press, 2022
[19] M. A. Gentry, Bradford S; Newcomer, Quint; Anisfeld, Shimon C; Fotos Iii, Emerging Markets for Ecosystem Services A Case Study of the Panama Canal Watershed, 1st ed. Boca Raton, Florida, United States: CRC Press, 2007
[20] Suwarno, Statistika Untuk Hidrologi. Bandung: PT. Nova, 1999.