## Analisis Penerapan Kolam Retensi Sebagai Upaya Penanganan Banjir dengan Model 2-Dimensi
The Analysis of Retention Pond as Flood Management Practices with 2-Dimensional Model
Daniel Martua 1,a ) , Dwita Sutjiningsih 1,3 ) , Evi Anggraheni 1,3 ) & Nurul Hamid 2,3 )
1) Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Indonesia
2) Balai Besar Wilayah Sungai Ciliwung-Cisadane, Kementrian PUPR
3) Himpunan Ahli Teknik Hidraulik Indonesia Cabang Jakarta
Koresponden : a) danielmartua10@gmail.com

## ABSTRAK
Sungai Cipinang merupakan salah satu sungai  yang mengalir pada wilayah Provinsi DKI  Jakarta.  Hampir  setiap  tahunnya  Sungai  Cipinang  mengalami  banjir  dan  luapan dari  banjir  tersebut  menggenangi  beberapa  wilayah  di  DAS  Cipinang.  Penelitian  ini bertujuan  untuk  memberikan  analisis  terhadap  genangan  banjir  yang  terjadi  pada wilayah studi baik dari segi luas dan dampak yang diberikan terhadap masyarakat dalam DAS  Cipinang.  Banjir  yang  terjadi  pada  DAS  Cipinang  disebabkan  oleh  kondisi  DAS Cipinang yang telah mengalami perubahan dari tahun ke tahun serta kondisi dari Sungai Cipinang yang sudah tidak dapat melalukan debit hasil dari hujan dengan periode ulang yang  sesuai  dengan  desain  rencana  dari  Sungai  Cipinang  yaitu  50  tahunan.  Luas genangan  yang  muncul  akibat  hujan  tersebut  kurang  lebih  9%  dari  luas  keseluruhan DAS.  Untuk  melakukan  pemetaan  genangan  digunakan  bantuan  aplikasi  Arc-GIS sebagai  aplikasi  analisis  spasial,  HEC-HMS  sebagai  aplikasi  analisis  hidrologi  yang akan  menghasilkan  hidrograf  banjir,  dan  HEC-RAS  sebagai  aplikasi  analisis  hidrolika yang akan menyimulasikan aliran serta menghasilkan peta genangan banjir 2-Dimensi. Dalam penelitian ini dilakukan analisis terkait salah satu upaya penanganan banjir pada DAS  Cipinang  berupa  pembangunan  kolam  retensi  berjumlah  16  buah  kolam  yang dapat menurunkan luas genangan yang terjadi sebesar 6% serta mengurangi kedalaman sebesar 20 cm dan durasi debit puncak yang terjadi.
Kata Kunci : Banjir, Permodelan Banjir, Kolam Retensi, DAS Cipinang

## PENDAHULUAN
Banjir merupakan salah satu kejadian yang rutin terjadi di Jakarta. Perubahan tata guna lahan, kondisi topografi dan lokasi Jakarta yang merupakan muara dari 13 sungai merupakan faktor-faktor penyebab banjir. Sungai Cipinang merupakan salah satu dari 13 sungai tersebut yang  melintasi  beberapa  wilayah  Kotamadya  Jakarta  Timur.  Dengan  hulu  sungai  berada  di Situ Jatijajar dan bermuara di Teluk Jakarta.
Pada  studi  terdahulu  yang  digunakan  oleh  BBWS  Ciliwung-Cisadane  tercatat  bahwa pada  tahun  1989  tata  guna  lahan  DAS  Cipinang  didominasi  oleh  perumahan,  tanah  kosong, sawah, kebun, dan ladang dengan terdapat  sedikit  pusat bisnis dan perbelanjaan serta semak belukar. Pada tahun 2002 terjadi peningkatan luas perumahan, pusat bisnis dan perbelanjaan, sementara  daerah  resapan  air  semakin  berkurang.  Akibatnya,  jumlah  aliran  permukaan  yang berasal  dari  hujan  yang  tidak  mampu  lagi  diresapkan  ataupun  diteruskan  ke  laut  dan mengakibatkan munculnya genangan banjir pada DAS Cipinang.
Jurnal Manajemen Aset Infrastruktur & Fasilitas  – Vol. 5, No. 4, Oktober 2021
Pemprov DKI Jakarta dan BBWS Ciliwung Cisadane sudah melakukan beberapa upaya yaitu melakukan normalisasi pada Sungai Cipinang, membangun tanggul di sepanjang sungai, dan membangun kolam retensi. Terdapat 16 kolam retensi yang direncanakan dan/atau sudah dibangun  dalam  wilayah  DAS  Cipinang.  Berdasarkan  kondisi  tersebut,  penelitian  ini bertujuan  untuk  menganalisis  dampak  pembangunan  16  buah  kolam  retensi  terhadap  luas genangan banjir yang terjadi pada DAS Cipinang.

## METODA PENELITIAN

## Lokasi Studi
Lokasi  penelitian  yang  ditinjau  dalam  penelitian  ini  berada  di  dalam  Daerah  Airan Sungai  Cipinang.  Berikut  merupakan  peta  dari  Daerah  Aliran  Sungai  Cipinang  berdasarkan BBWS Ciliwung-Cisadane:
Gambar 1. Peta DAS Cipinang (BBWS Ciliwung-Cisadane)

## Analisis Hidrologi
Analisis  hidrologi  dilakukan  untuk  menghitung  besaran  dari  hujan  wilayah  dengan menggunakan metode poligon thiessen serta menghitung besar hujan rencana dari lokasi studi dengan  menggunakan  metode  gumbell.  Untuk  melakukan  perhitungan  tersebut,  digunakan data dari beberapa stasiun hujan di sekitar DAS Cipinang.
Data  hujan  rencana  yang  didapatkan,  akan  digunakan  dalam  simulasi  menggunakan program  HEC-HMS.  HEC-HMS  merupakan  program  yang  dibuat  oleh  USACE  untuk diterapkan  dalam  suatu  batasan  area  geografis  yang  sangat  luas  sebagai  alat  bantu menyelesaikan  permasalahahan  hidrologi.  HEC-HMS  akan  melakukan  simulasi  terhadap kejadian hujan menjadi aliran  dan akan menghasilkan hidrograf.
Program HEC-HMS ini menggunakan metode SCS-CN dalam melakukan analisis debit yang  diasumsikan  dapat  menggambaran  kondisi  hidrologi  pada  DAS.  Dengan  persamaan sebagai berikut (Chow, 1988):
…..(1)
Dimana :
S =  Volume total simpanan permukaan (mm)

## CN      =  Nilai Curve Number
Berkaitan dengan penerapan kolam retensi yang membutuhkan penelusuran banjir pada suatu  sistem  waduk  juga  dilakukan  oleh  HEC-HMS.  Berdarkan  USBR  (2017)  metode penelurusan  banjir  menggunakan  pendekatan  selisih  antara inflow dan  juga outflow pada tampungan untuk rentang waktu tertentu dengan persamaan berikut:
…..(2)
Dimana :
ΔS     =  Akumulasi tampungan selama Δt (m 3 ) Q i =  Debit inflow rata-rata selama Δt (m 3 /s)
Q 0 =  Debit outflow rata-rata selama  Δt (m 3 /s) Δt      =  Selang waktu (s)
Besar inflow sebagai  fungsi  waktu  digambarkan  dengan  kurva  IDF.  Besar outflow adalah  besaran  debit  yang  dapat  dikeluarkan  oleh  pelimpah  tampungan  berdasarkan  kurva tampungan-elevasi  dari  tampungan  yang  ada.  Sedangkan,  besar  tampungan  dari  kolam ditentukan berdasarkan fungsi volume tampungan berbanding dengan kurva elevasi.  (USBR, 1987)
Output yang  dihasilkan  oleh  HEC-HMS  merupakan  hidrograf  dengan  durasi  simulasi selama 24 jam dengan interval pembacaan setiap 1 jam. Hidrograf ini akan digunakan sebagai dasar analisis dan dasar untuk melakukan pemodelan lanjutan.

## Analisis Hidrolika dan Analisis Genangan Banjir
Data yang didapatkan dari analisis hidrologi pada bagian sebelumnya digunakan untuk melakukan  analisis  hidrolika  dengan  menggunakan  program  HEC-RAS.  HEC-RAS merupakan program  buatan USACE  yang berguna dalam melakukan pemodelan aliran  yang terjadi  di  sungai.  Dalam  penelitian  ini  pemodelan  genangan  banjir  dilakukan  dengan menggunakan fitur HEC-RAS 2D.
Prinsip  yang  digunakan  dalam  aplikasi  tersebut  adalah  skema  solusi finite volume . Dalam  skema finite  volume digunakan  3  buah  persamaan  dasar  yaitu  persamaan  kekekalan massa, kekekalan momentum, dan penetapan kondisi batas.
Peta  genangan  banjir  yang  dihasilkan  melalui  simulasi  program  HEC-  RAS  akan digunakan  oleh  penulis  sebagai  acuan  dalam  menganalisis  genangan  yang  terjadi  serta digunakan  sebagai  dasar  memberikan  rekomendasi  oleh  penulis  terkait  permasalahan  banjir yang terjadi.

## ANALISIS PENELITIAN

## Analisis Properti DAS Cipinang Eksisting
Analisis  dalam  penelitian  ini  diawali  dengan  melakukan  delineasi  DAS  Cipinang berdasarkan peta DEM dengan sumber dari USGS dan diolah menggunakan bantuan ArcGIS. Dikarenakan  DAS  Cipinang  secara  umum  terletak  pada  daerah  perkotaan  maka  dalam melakukan  delineasi  terhadap  batas  das  perlu  memerhatikan  kondisi  jalan  serta  obyek  lain sebagai  acuan  garis  batas  DAS.  Setelah  mendapatkan  batas  dari  DAS  Cipinang,  dilakukan juga  delineasi  Sub-DAS  dengan  prosedur  yang  sama.  Delineasi  tersebut  menghasilkan  peta sebagai berikut:
Gambar 2. Pembagian Sub-DAS Cipinang
Dari pembagian Sub-DAS tersebut dapat dilakukan analisis lanjutan guna mendapatkan properti dari masing-masing Sub-DAS, properti dari setiap Sub-DAS tersebut disajikan dalam tabel berikut :
Tabel 1. Properti DAS Cipinang Nama DAS Luas DAS (ha) Panjang Sungai (m) Kemiringan Waktu Konsentrasi (menit) Lag Time (menit) Sub DAS1 398 3874 0.41% 93.36 56.01 Sub DAS2 121 2033 0.54% 51.21 30.73 Sub DAS3 56 96 1.04% 3.79 2.28 Sub DAS4 889 7495 0.37% 161.29 96.77 Sub DAS5 585 6832 0.20% 189.25 113.55 Sub DAS6 320 537 0.56% 18.15 10.89 Sub DAS7 427 2843 0.21% 95.26 57.16 Sub DAS8 503 5172 0.15% 170.21 102.13 Sub DAS9 178 5277 0.15% 174.21 104.53 Sub DAS10 175 1776 0.11% 84.45 50.67 Sub DAS11 21 201 0.50% 8.9 5.34 Sub DAS12 229 2453 0.20% 86.18 51.71 Sub DAS13 193 1624 0.37% 49.89 29.94 Sub DAS14 316 4046 0.25% 117.63 70.58 Sub DAS15 346 3804 0.21% 119.37 71.62 Sub DAS16 36 897 0.22% 38.37 23.02 Sub DAS17 226 2446 0.08% 122.23 73.34
Dari  properti  tersebut  dapat  dilihat  bahwa  secara  umum  DAS  Cipinang  merupakan daerah datar yang memiliki kemiringan untuk setiap Sub-DAS berkisar antara 0,08% - 1,04%. Kelandaian ini membuat limpasan air yang mengalir pada Sungai Cipinang untuk setiap Sub DAS membutuhkan waktu yang lama untuk mengalir dari bagian hulu ke hilir.
Jurnal Manajemen Aset Infrastruktur & Fasilitas  – Vol. 5, No. 4, Oktober 2021

## Analisis Hujan Rencana
Analisis  curah  hujan  rencana  menggunakan  data  curah  hujan  maksimum  harian  dalam satu  tahun.  Berdasarkan  poligon  thiessen  yang  dibuat  terdapat  tiga  stasiun  hujan  yang memengaruhi  DAS  Cipinang  yaitu  Stasiun  Hujan  Cawang  (luas  pengaruh  51.3%),  Stasiun Hujan  Cibinong  (luas  pengaruh  6.4%),  dan  Stasiun  Hujan  FTUI  (luas  pengaruh  42.4%). Seluruh  stasiun  tersebut  memiliki  rentang  data  dari  tahun  2008  –  2019.  Analisis  distribusi Gumbell dilakukan untuk mengetahui besar hujan rencana untuk periode ulang 5, 25, 50, dan 100 tahun seperti pada tabel berikut:
Tabel 2. Hujan Rencana Metode Gumbell DAS Cipinang T Y tr S x Y n S n K X (mm) 5 1.5 19.47 0.504 0.983 1.01 135.27 25 3.2 19.47 0.504 0.983 2.74 168.89 50 3.9 19.47 0.504 0.983 3.46 182.82 100 4.6 19.47 0.504 0.983 4.17 196.64

## Analisis Debit Banjir DAS Cipinang Kondisi Eksisting
Analisis  hidrologi  untuk  menghitung  debit  dari  DAS  Cipinang  menggunakan  aplikasi HEC-HMS.  Pada  simulasi  ini,  sesuai  dengan  pembagian  sub-DAS  dan  properti  dari  DAS pada  kondisi  eksisting  menghasilkan  skematik  DAS  Cipinang  sebelum  penerapan  kolam retensi sebagai berikut :
Gambar 3. Skematik DAS Cipinang Eksisting
Dari  skematik  tersebut,  dilakukan  simulasi  pada  HEC-HMS  dengan  periode  ulang  50 tahunan  yang  merupakan  desain  rencana  dari  Sungai  Cipinang.  Simulasi  dilakukan  dalam kurun  waktu  24  jam  dengan  interval  pembacaan  debit  tiap  1  jam.  Hasil  simulasi  sebelum adanya kolam retensi dapat dilihat pada gambar berikut:

## Gambar 4. Hidrograf Banjir 50 Tahunan Eksisting

## Analisis Debit Banjir DAS Cipinang dengan Kolam Retensi
Kolam  retensi  berperan  sebagai  penampung  air  ketika  debit  maksimum  dari  sungai datang, kemudian secara perlahan-lahan akan mengalirkannya Kembali ketika debit di sungai sudah kembali normal.  Berikut merupakan peta lokasi kolam retensi :
Gambar 5. Lokasi Kolam Retensi DAS Cipinang
Kolam retensi yang dipetakan dalam peta tersebut merupakan kolam retensi yang sudah ada  dan  juga  akan  direncanakan  dibangun  oleh  Pemerintah  Provinsi  DKI  Jakarta.  Kurang lebih terdapat 16 buah kolam retensi yang tersebar dari daerah hulu sampai dengan hilir DAS Cipinang.
Untuk  memasukkan  data  ke  dalam  HEC-HMS  dengan  kolam  retensi,  perlu  membagi Sub-DAS  yang  ada  menjadi  beberapa  Daerah  Tangkapan  Air  (DTA)  berdasarkan  lokasi penempatan  kolam  retensi  yang  ada.  Sub-DAS  yang  dibagi  menjadi  beberapa  DTA merupakan  Sub-DAS  4,  Sub-DAS  5,  Sub-DAS  8,  dan  Sub-DAS  9.  Pembagian  tersebut menghasilkan skematik berikut :
Gambar 6. Skematik DAS Cipinang dengan Kolam Retensi
Dari  skematik  tersebut,  dilakukan  simulasi  pada  HEC-HMS  dengan  menggunakan periode  ulang  50  tahunan.  Simulasi  tersebut  dilakukan  dalam  kurun  waktu  24  jam  dengan interval pembacaan debit tiap 1 jam. Hasil tersebut kemudian dibandingkan dengan hidrograf pada kondisi eksisting sebagai berikut :
Gambar 7. Perbandingan Hdrogaf Banjir dengan Kolam Retensi
Garis  berwarna  merah  menunjukkan  kondisi  eksisting  dan  garis  berwarna  biru menunjukkan  kondisi  setelah  diterapkan  kolam  retensi.  Dapat  dilihat  bahwa  akibat  dari pengaplikasian  kolam  retensi  mengalami  penurunan  debit  puncak,  dalam  hidrograf  tersebut terdapat dua puncak banjir yang diakibatkan adanya air yang keluar dari kolam retensi setelah kondisi debit dalam aliran sungai sudah mulai menurun.

## Analisis Genangan DAS Cipinang
Pemetaan  genangan  dilakukan  dengan  menggunakan  ArcMap  dan  HEC-RAS.  HEC- RAS  berfungsi  untuk  menampilkan  peta  eksisting  selagi  menggambarkan  sungai,  sehingga
kondisi  eksisting  sungai  dapat  dibuat  semirip  mungkin  dengan  keadaan  aslinya  dan menjalankan simulasi banjir berdasarkan kondisi eksisting sungai yang sudah terlebih dahulu dimodelkan.
Dalam  menjalankan  simulasi  banjir,  terlebih  dahulu  harus  mengisi  nilai  Koefisien Manning  saluran  sebesar  0.012  yang  merupakan  saluran  beton.  Lalu  dilakukan  penentuan jenis  aliran  yang  akan  digunakan  untuk  mengestimasi  tinggi  muka  air  banjir  yaitu  aliran steady dan dilakukan pengisian nilai  debit dengan periode ulang 50 tahunan dan 50 tahunan dengan  penerapan  waduk.  Lalu  dilakukan  penentuan reach  boundary  condition ,  yaitu  untuk bagian  hulu  dan  hilir  diisi critical  depth maka  secara  otomatis  HEC-RAS  akan  menghitung kedalaman  kritis  untuk  setiap  profil  dan  menggunakannya  sebagai  kondisi  batas. Critical depth merupakan  kondisi  batas  pada  saluran  yang  berujung  di  suatu  reservoir  atau  sungai yang muka airnya berada di bawah kedalaman kritis saluran.
Setelah menjalankan simulasi banjir, hasilnya dipindahkan untuk dibuka pada ArcMap dan  dipetakan  pada  aplikasi  tersebut.  Kondisi  genangan  yang  berhasil  dipetakan  adalah sebagai berikut :
Gambar 8. Peta Genangan Banjir Eksisting
Gambar 9. Peta Genangan Banjir dengan Kolam Retensi
Jurnal Manajemen Aset Infrastruktur & Fasilitas  – Vol. 5, No. 4, Oktober 2021
Gambar  tersebut  menunjukkan  peta  genangan  yang  diakibatkan  oleh  hujan  dengan periode  ulang  50  tahunan  tanpa  dan  dengan  pengaplikasian  kolam  retensi  pada  DAS Cipinang.  Dari  genangan  tersebut  dilakukan  pembandingan  terhadap  luas  genangan  pada kedua kondisi tersebut untuk setiap kecamatannya :

## Tabel 2. Analisis Luas Genangan
Kecamatan Luas Genangan Eksisting (m 2 ) Luas Genangan Setelah Rekomendasi (m 2 ) Perubahan Luas Genangan Tapos 502398 493125 2% Pasar Rebo 29769 29283 2% Makasar 1802030 1698015 6% Kramat Jati 558047 527907 5% Jatinegara 179314 160116 11% Ciracas 1300536 1180210 9% Cimanggis 320548 313228 2%
Dari  data  tersebut  dapat  dilihat  bahwa  penerapan  kolam  retensi  berdampak  positif terhadap  berkurangnya  luas  genangan  yang  terjadi.  Jika  dilihat  luas  genangan  secara  umum tanpa memperhatikan kecamatan  yang  ada, untuk periode ulang  50 tahunan sebelum adanya kolam  retensi  terjadi  genangan  dengan  luas  4692642  m 2 turun  menjadi  4401884  m 2 setelah diaplikasikan kolam retensi atau terjadi penurunan 6% terhadap luas genangan.
Penurunan  luas  genangan  tersebut  disebabkan  karena  terjadinya  perubahan  debit  yang terjadi akibat adanya pengaplikasian waduk. Durasi banjir puncak pun mengalami perubahan akibat adanya pengaplikasian kolam retensi.

## KESIMPULAN
1. Banjir yang terjadi dalam DAS Cipinang terjadi akibat terus berubahnya tutupan lahan menjadi tutupan lahan kedap air mengakibatkan meningkatnya debit yang lalu pada Sungai Cipinang.
2. Luas genangan banjir yang terjadi dalam DAS Cipinang adalah 469 ha (9% dari luas DAS) untuk periode ulang 50 tahunan.
3. Pembangunan kolam retensi mampu mengurangi genangan banjir yang terjadi secara umum sampai dengan 6% dan masih terdapat genangan yang terjadi.
4. Perlunya dilakukan studi lebih lanjut terkait potensi normalisasi berupa pelebaran sungai dan pengurugan sungai yang dapat dilakukan dalam Sungai Cipinang guna menangani genangan banjir yang masih terjadi.
5. Perlunya disegerakan penyelesaian pembangunan kolam retensi berupa embung, situ, dan waduk yang belum selesai dibangun di dalam DAS Cipinang.
6. Perlunya dilakukan pengelolaan hujan secara terpadu dengan menerapkan teknologi low impact development yang dapat secara efektif menurunkan debit banjir pada spektrum hujan rendah. (Azkarini, 2019)

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Azkarini,  L.,  Anggraheni,  E.,  dan  Sutjiningsih  D.,  (2019). The  influence  of  low  impact development-best  management  practices  implementation  on  surface  runoff
Jurnal Manajemen Aset Infrastruktur & Fasilitas  – Vol. 5, No. 4, Oktober 2021
reduction:  A  case  study  in  Universitas  Indonesia  catchment  area. MATEC  Web  of Conference 276, 04007.
[2]  BBWS  Ciliwung-Cisadene  (2014). Laporan  Akhir  Review  Desain  Pengendalian  Banjir Sungai Cipinang. Jakarta.
[3]  Chow,  V.  T.  (1956).  “Hydrologic  Studies  of  Floods  in  the  United  State”.  Int.  Ass. Scientific Hydrol., 42, 134-170.
[4]  Chow,  V.  T.  (1959). Open-Channel  Hydraulics. McGrawl-Hill  Book  Company.  New York.
[5]  Hydrologic  Engineering  Center.  (2010). HEC-RAS  River  Analysis  System,  Hydraulic Reference Manual, Version 4.1, January 2010. Army Corps of Engineers. Davis: U. S.
[6]  Hydrologic  Engineering  Center.  (2010). HEC-RAS  River  Analysis  System,  Applications Guide, Version 4.1, January 2010. Army Corps of Engineers. Davis: U. S.
[7]  Hydrologic  Engineering  Center.  (2000). Hydrologic  Modeling  System  HEC-HMS  User's Manual 2000. Army Corps of Engineers. Davis: U. S.
[8]  Sosrodarsono,  S.,  &  Takeda,  K.  (2003). Hidrologi  Untuk  Pengairan. Pradnya  Paramita. Jakarta.
[9]  United  States.  (1987). Design  of  small  dams. U.S.  Dept.  of  the  Interior,  Bureau  of Reclamation. Washington, D.C.