Erin · Kuliah

Sistem peringatan dini banjir di Belgia

Tulisan ini lanjutan dari tulisan sebelumnya mengenai sistem peringatan banjir dini di Indonesia.

Dalam hal ini saya hanya baru bisa membandingkan dengan Belgia ya, khususnya di wilayah Flanders. Dan saya pikir di negara maju lainnya pun prinsipnya tidak akan terlalu berbeda jauh. Harap dicatat, apa yang saya tulis ini menurut pengetahuan saya ya. Jadi mohon maaf dan harap maklum jika ada kekeliruan.

Siapa saja pihak-pihak yang terkait?

Perlu diketahui bahwa wewenang sistem peringatan banjir dini di sana dibedakan menurut kategori sungainya, yaitu sungai yang dapat dilayari (navigable rivers) atau sungai yang tidak dapat dilayari (unnavigable rivers). Kurang jelas juga apa kriterianya sungai itu dapat dilayari atau tidak.  Kemungkinannya ya jika sungai itu dapat/biasa digunakan sebagai jalur oleh publik, walaupun oleh perahu kecil, maka itu termasuk navigable rivers, (I guess J). Secara fisik, barangkali navigable rivers cenderung lebar, dalam dan debitnya relatif lebih besar dibandingkan unnavigable rivers. Nah, yang berwenang atas navigable rivers di sana yaitu di bawah Kementerian Pekerjaan Umum (PU)-nya wilayah Flanders. Sedangkan yang berwenang atas unnavigable rivers yaitu semacam lembaga lingkungannya, Vlaamse Milieumaatschappij (kalau di Indo Kementerian Lingkungan Hidup (KLH) kali ya).

Oh ya, dalam tulisan ini saya akan lebih fokus ke sistem peringatan banjir dini untuk navigable rivers.

Pemodelan sungai di sana (untuk navigable rivers) yang digunakan dalam sistem peringatan banjir dini-nya, dikembangkan oleh Waterbouwkundig Laboratorium (alias Flanders Hydraulic Research) di bawah Department Mobiliteit en Openbare Werken (semacam Pusair-nya Kementerian PU), miliknya pemerintah Flemish. Di Waterbouwkundig Laboratorium terdapat sebuah divisi yang bernama Hydrologisch Informatie Centrum (HIC) yang mendukung peramalan tinggi muka air di sungai untuk sungai yang dapat dilayari di area Flanders. HIC bertanggung jawab dalam pengukuran di lapangan, juga mengumpulkan dan mengolah data serta menyediakan data base yang diperlukan untuk pengelolaan jalur sungai yang dapat dilayari seperti curah hujan, tinggi muka air, debit dan aliran sedimen dalam air, dan sebagainya.

Bagaimana sistem peringatan banjirnya (secara garis besar)?

Peramalan tinggi muka air dan debit di sungai dilakukan dengan sistem real-time. Jadi, data yang digunakan sebagai input untuk pemodelan sungainya merupakan data terbaru (saat ini), dan terus menerus di-update, sehingga selalu aktual. Simulasi prediksi tinggi muka air dan debitnya dilakukan beberapa kali dalam sehari dan akan lebih intens jika dalam keadaan kritis, misalnya di saat curah hujan tinggi sehingga banjir berpotensi untuk terjadi. Sistem ini dapat memprediksi tinggi muka air dan debit hingga 48 jam ke depan. Hasil prediksinya dapat divisualisasikan ke dalam bentuk 2 dimensi berupa peta prediksi genangan, dan terhubung langsung ke sistem peringatan banjirnya. Sistem peramalan banjir ini merupakan satu kesatuan yang berada dalam paket DHI Flood Watch (www.dhigroup.com).

Jika banjir berpotensi terjadi, maka flood manager,, sebagai pengambil keputusan dapat segera mengambil tindakan i.e. mengeluarkan peringatan dan perencanaan untuk tindak darurat lokal jika banjir terjadi, misalnya memerintahkan untuk mengisi reservoir penampung air di bagian hulu, dan sebagainya.

Bagaimana proses dan pemodelan prediksi banjirnya?

Ada 3 unsur utama dalam pemodelan peramalan banjirnya, yaitu berdasarkan simulasi hidrologi dan simulasi hidrodinamik serta teknik asimilasi data. Teknik asimilasi data memungkinkan hasil dari model peramalan diperbarui oleh data observasi yang didapat dari waktu aktual. Dengan demikian, memungkinkan untuk mengkoreksi residual (error) tinggi muka air (perbedaan tinggi muka air ramalan dan observasi), untuk menyesuaikan antara tinggi muka air atau debit prediksi dengan observasi.

Sebelumnya, perlu diketahui, untuk setiap simulasi peramalan, waktu saat ini disebut sebagai waktu peramalan atau time of forecast (TOF). Periode total yang digunakan sebagai input untuk setiap simulasi model peramalan banjir adalah 4 hari. Periode tersebut terdiri dari 2 hari periode sebelum TOF (hindcast period) dan 2 hari periode setelah TOF (forecast period).

Maka, untuk mensimulasi model hidrologi dan model hidrodinamiknya, diperlukan time series tinggi muka air dan debit observasi serta curah hujan observasi dan prediksi sebagai input. Data observasi real-time, seperti  tinggi muka air dan debit observasi, diproses dalam teknik asimilasi data dan digunakan sebagai input dalam hindcast period. Sementara dalam forecast period, digunakan data input ramalan seperti prediksi curah hujan. Dengan demikian, hindcast period menyediakan kondisi awal yang optimal untuk forecast period selanjutnya.

Real-time flood forecasting process
Real-time flood forecasting process

Pemodelan komputer untuk simulasi hidrologi dan hidrodinamik menggunakan software yang dikembangkan oleh Danish Hydraulic Institute (DHI) Water and Environment. Model hidrologinya disimulasikan dengan Nedbør Afstrømnings Model (NAM) yang merupakan satu kesatuan pada simulasi hidrodinamiknya, yaitu menggunakan software MIKE 11. NAM merupakan lumped conceptual model (istilah bahasa Indo-nya apa ya?) untuk pemodelan rainfall-runoff –nya. Pemodelan ini mengasumsikan daerah aliran sungai (DAS) sebagai satu kesatuan. NAM dapat secara otomatis menghitung area DAS dan curah hujan rata-rata yang jatuh ke DAS berdasarkan metode Thiessen (DHI, 2002). Hasil yang didapat dari NAM digunakan sebagai input untuk mensimulasikan model hidrodinamik sungai.

Model hidrodinamik mensimulasi perilaku air yang mengalir di sungai atau kanal terbuka. Model hidrodinamik ini merupakan physically based model (apa pula istilah Indo-nya?). Fyi, intinya model ini perhitungannya lebih detail, rumit dan akurat dibandingkan lumped conceptual model. Seperti sudah disebutkan, simulasi hidrodinamik ini dengan menggunakan software MIKE 11. MIKE 11 adalah model hidrodinamik sungai 1 dimensi untuk kanal terbuka, yang perhitungannya menggunakan rumus Saint Venant (DHI, 2002).

Apa output dari pemodelan ini?

Output dari model sungai ini berupa tinggi muka air dan debit sepanjang alur sungai. Output ini adalah deterministik. Fyi, deterministik berarti hasilnya hanya 1 output yang pasti untuk setiap momen waktu (alias bukan berupa kemungkinan atau probabilistik). Jika hasilnya melebihi critical level (yang merupakan batas kritis di mana jika tinggi air atau debitnya melampaui angka tertentu di suatu titik di sungai), maka banjir berpotensi akan terjadi.

Bagaimana pemodelan area yang berpotensi tergenang banjir?

Karena model 1 dimensi saja tidak cukup untuk menggambarkan prediksi variasi spasial genangan yang potensial akan terjadi di area dataran bajir, maka teknik pemodelan quasi 2 dimensi dapat diterapkan. Teknik pemodelan ini memanfaatkan peta DEM (digital elevation model) untuk membuat alur banjir fiksi di dataran banjir, yang terpisah dengan alur sungai utamanya. Untuk menghubungkan proses limpasan dari alur sungai utama ke dataran banjir, digunakan kanal penghubung. Prediksi area yang berpotensi tergenang banjir kemudian dapat divisualisasika di peta. Untuk memungkinkan hasil prediksi real-time selalu diperbarui, hasilnya digabungkan dengan teknik asimilasi data.

Bagaimana level siaganya peringatan banjirnya?

Ada 3 level peringatan / kritis / siaga di sini, yaitu pre-alert level, alert level dan alarm level. Pre-alert level sebagai peringatan untuk flood managers untuk meningkatkan kewaspadaan bahwa banjir berpotensi terjadi dalam kurun waktu 48 jam ke depan. Alert level memberikan keyakinan lebih kepada flood managers bahwa banjir ringan berpotensi terjadi, sehingga mereka dapat mengeluarkan peringatan untuk persiapan. Sedangkan pada alarm level, banjir yang lebih besar mengancam, yang dapat mengakibatkan kerusakan infrastruktur dan kerugian yang parah, sehingga evakuasi area barangkali diperlukan.

Bagaimana masyarakat dapat mengetahui informasi mengenai potensi banjir dan yang berkaitan dengan data hidrologi?

Mengingat banjir bisa saja terjadi dengan cepat, dalam hitungan 1-2 jam, maka mereka melihat pentingnya memperbarui informasi di internet yang bisa diakses seluruh masyarakat setiap saat. Hasil ramalan tinggi muka air dan debit ini berikut level siaganya dapat diakses secara online oleh siapa saja setiap saat di www.waterstanden.be, yang merupakan website milik HIC. Bisa dilihat betapa rapihnya sistem informasi mengenai peringatan dini bahaya banjir di sana. Website tersebut juga menyediakan informasi mengenai hasil prediksi dan kondisi terbaru / saat ini mengenai kondisi hidrologi dan cuaca untuk 10 hari terakhir di wilayah Flanders.

Sedangkan informasi hidrologi untuk sungai / kanal yang tidak dapat dilayari dapat diakses di www.overstromingsvoorspeller.be yang dimiliki oleh Vlaamse Milieumaatschappij atau Flemish Environment Agency. Prediksi peringatan siaganya untuk sungai yang tidak dapat dilayari hanya untuk 24 jam ke depan. Peta banjir dan grafiknya diperbarui setiap 30 menit sekali. Di website itu terdapat pula petunjuk dan tips apa yang harus dilakukan jika terjadi banjir dan upaya untuk meminimalkan kerusakan yang disebabkan olehnya. Harap dicatat bahwa prediksi banjir yang dihasilkan mengabaikan pengaruh banjir yang berasal dari sewer system dan banjir yang berasal dari navigable waterways.

Sebagai tambahan, jika kita ingin mengetahui informasi mengenai berbagai data-data hidrologi dari tahun sejak data2 mulai dicatat, di area Flanders, buka saja www.hydronet.be. Semua informasi yang berkaitan dengan hidrologi sejak jaman dahulu kala hingga saat ini dapat diperoleh di sana. Semua informasi tersebut untuk umum, sehingga dapat diakses dengan bebas oleh siapa saja, setiap saat, serta di-download dalam berbagai format serta jenis interval time series-nya (apakah daily, houly atau quarter hourly).

Gratis.

Fyi, website Waterstanden dan Hydronet hanya tersedia dalam bahasa Belanda. Sedangkan website Overstromingsvoorspeller, tersedia dalam bahasa Belanda, Perancis dan Inggris. Jadi jika ingin melihat2 untuk mempelajari sistem data informasi mereka, bisa Google translate atau translator sejenis, atau bahkan sekarang ada juga software yang bisa langsung menerjemahkan seluruh isi website ke dalam bahasa lain.

(Berapa tahun lagi ya Indonesia siap menerapkan sistem secanggih itu?)

Selanjutnya, bagaimana perkembangan penelitian soal sistem ini, di sana, saat ini?

Sebagaimana sistem peramalan lainnya, maka tidak mungkin ada yang 100% prediksinya tepat dan akurat, bahkan bukan suatu hal yang mustahil jika output nyata-nya sangat jauh menyimpang dari prediksinya. Tentu saja mengingat tinggi muka air ini banyak dipengaruhi oleh curah hujan ramalan pula. Dan ramalan curah hujan merupakan sesuatu yang sulit diprediksi dengan akurat, juga faktor2 ketidakpastian lainnya.

Maka, saat ini sedang dilakukan penelitian kerja sama antara Flanders Hydraulic Research dengan Hydraulic DivisionFaculty of Civil Engineering – Katholieke Universiteit Leuven, untuk mengaplikasikan prediksi probabilistik, untuk melengkapi hasil prediksi deteministik dengan unsur ketidakpastiannya, dalam rangka menyediakan hasil ramalan potensi banjir yang lebih dan lebih lagi mendekati akurat. Salah satunya yaitu dengan menggunakan metode non-parametrik.

Referensi

Erin Priandini (2012). Uncertainty estimation and communication for river flood forecasting, study case  of Demer river in Belgium (master thesis), Vrije Universiteit Brussels & Katholieke Universiteit Leuven.

Van Steenbergen, N., Ronsyn, J., and Willems, P. (2012). A non-parametric data-based approach for probabilistic flood forecasting in support of uncertainty communication, Journal of Environmental Modelling & Software 33, 92-105. (https://lirias.kuleuven.be/handle/123456789/338416)

www.dhigroup.com

www.hydronet.be

www.overstromingsvoorspeller.be

www.waterstanden.be

Advertisements

4 thoughts on “Sistem peringatan dini banjir di Belgia

  1. Bacaan yang bagus dan memberi wawasan secara umum
    klo boleh diambil benang merahnya, apakah syarat2 yang dibutuhkan untuk iFAS yang ada di Indonesia sudah lengkap misalnya data, teknologi, dan softwarenya?
    Keep wane on it 🙂

  2. I went through it, I think that its pretty awesome, and I am thinking that you have a not only good understanding on the matters but also you should have a vision to have a very good basis of taking higher level of degree aka PhD, Do you ? 🙂

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s