Bendung pengendali

Bendung pengendali adalah bendungan kecil (bendung), yang terkadang bersifat sementara, yang dibangun melintang pada lembang, parit drainase, atau alur air untuk mengendalikan erosi dengan mengurangi kecepatan aliran air.^[1] Bendung pengendali bukanlah teknologi baru; sebaliknya, bangunan ini merupakan teknik kuno yang telah digunakan sejak abad ke-2 Masehi.^[2] Bendung pengendali umumnya, meskipun tidak selalu, diterapkan sebagai suatu sistem yang terdiri atas beberapa bendung yang ditempatkan pada jarak teratur di sepanjang wilayah yang menjadi perhatian.^[3]

Istilah sabo berasal dari konsep sabo (砂防), dalam bahasa Jepang sa (pasir) dan bo (pengendalian), adalah jenis bendung pengendali spesifik yang terutama digunakan untuk mengendalikan sedimen dan material vulkanik/debris flow di daerah gunung berapi.^[4][5]

Terdapat dua kategori utama bendung pengendali, yaitu:

1) Bendung pengendali tipe tertutup. Bendung pengendali tipe tertutup telah digunakan secara luas selama ratusan tahun dan dibangun tanpa bukaan untuk menghambat aliran air dan sedimen. Namun, bendung pengendali tipe tertutup dapat mengganggu ekosistem alami karena menghambat aliran alami air dan sedimen.^[6][7]

2) Bendung pengendali tipe terbuka. Bendung pengendali tipe terbuka juga dibangun melintang pada alur air, tetapi memiliki bukaan yang memungkinkan air dan sedimen mengalir dengan lebih leluasa. Bukaan tersebut dapat dibuat dengan memasang rangka atau balok yang diberi jarak tertentu sebagai bagian dari konstruksi bendung. Jarak antar-bukaan, yang ditentukan berdasarkan penggunaan rangka atau balok dalam konstruksinya, dapat dirancang untuk mencapai laju aliran sedimen yang diinginkan melalui bendung pengendali.^[6] Selain itu, bendung pengendali tipe terbuka dapat dibuat agar dapat dimodifikasi, sehingga masyarakat atau pemerintah dapat mengelola aliran sedimen dan air dengan lebih baik melalui penambahan atau pengurangan bagian-bagian modular pada bendung.^[8]

Bendung pengendali yang ditempatkan pada parit, swale, atau saluran menghambat aliran air dan mengurangi kemiringan dasar saluran, sehingga mengurangi kecepatannya. Pada gilirannya, hambatan ini mendorong terjadinya infiltrasi dan mengurangi erosi.^[1] Bendung pengendali tidak hanya dapat digunakan untuk memperlambat kecepatan aliran, tetapi juga untuk mendistribusikan aliran di sepanjang swale guna menghindari terbentuknya jalur aliran yang lebih dominan serta mengarahkan aliran menuju vegetasi.^[9] Meskipun dapat terjadi sedimentasi di belakang bendung, fungsi utama bendung pengendali bukanlah sebagai bangunan penangkap sedimen.^[10]

Sebagai contoh, di Sungai Graliwdo di Etiopia, peningkatan kekasaran hidraulik akibat bendung pengendali dan kehilangan air selama pergerakan air melalui sedimen yang terendapkan menyebabkan tertundanya limpasan untuk mencapai bagian hilir saluran sungai. Penurunan debit puncak limpasan lebih besar pada segmen sungai yang dilengkapi bendung pengendali dan vegetasi (sebesar 12%) dibandingkan dengan segmen tanpa perlakuan (sebesar 5,5%). Penurunan volume total limpasan juga lebih besar pada sungai yang dilengkapi bendung pengendali dibandingkan dengan sungai tanpa perlakuan. Penerapan bendung pengendali yang dikombinasikan dengan vegetasi mengurangi debit puncak dan volume total limpasan karena sebagian besar limpasan meresap ke dalam sedimen yang terendapkan di belakang bendung pengendali. Karena bendung pengendali pada alur erosi diterapkan di wilayah yang luas di Etiopia bagian utara, penerapannya berkontribusi terhadap pengisian kembali air tanah dan peningkatan aliran dasar sungai.^[11]

Bendung pengendali secara tradisional diterapkan pada dua lingkungan: melintang di dasar saluran dan pada lereng perbukitan.^[12] Bendung pengendali terutama digunakan untuk mengendalikan kecepatan aliran air, melestarikan tanah, dan memperbaiki kondisi lahan.^[13] Struktur ini digunakan ketika praktik pengendalian aliran lainnya, seperti pelapisan saluran atau pembuatan bioswale, tidak praktis untuk diterapkan.^[14] Oleh karena itu, bendung pengendali lazim digunakan pada saluran sementara yang mengalami degradasi, ketika stabilisasi permanen tidak praktis dan tidak layak dari segi alokasi sumber daya maupun pendanaan karena masa penggunaannya yang singkat. Bendung ini juga digunakan ketika keterlambatan konstruksi dan kondisi cuaca menghambat pemasangan praktik pengendalian erosi lainnya secara tepat waktu.^[15] Hal ini umumnya dijumpai selama proses pembangunan bendungan permanen berskala besar atau fasilitas pengendalian erosi. Dengan demikian, bendung pengendali berfungsi sebagai mekanisme sementara untuk mengendalikan kemiringan dasar di sepanjang aliran air hingga stabilisasi permanen yang memadai dapat dilakukan, atau di sepanjang swale permanen yang memerlukan perlindungan sebelum dipasangi lapisan yang tidak mudah tererosi.^[16]

Banyak bendung pengendali cenderung membentuk kolam aliran. Dalam kondisi aliran rendah, air meresap ke dalam tanah, menguap, atau merembes melalui atau di bawah bendung. Dalam kondisi aliran tinggi—banjir—air mengalir melewati atau melalui struktur tersebut. Sedimen berbutir kasar dan sedang dari limpasan cenderung mengendap di belakang bendung pengendali, sedangkan butiran yang lebih halus terbawa melewatinya. Sampah yang mengapung juga tertahan oleh bendung pengendali sehingga meningkatkan efektivitasnya sebagai sarana pengendalian kualitas air. Selain meningkatkan kualitas air secara keseluruhan, bendung pengendali memberikan dampak positif terhadap keanekaragaman hayati, baik di dalam perairan maupun di wilayah sekitarnya. Dalam suatu penelitian terhadap bendung pengendali di Pegunungan Andes, bendung tersebut terbukti efektif dalam hal ini dengan meningkatkan massa bahan organik dalam sedimen yang terperangkap serta jumlah individu makroinvertebrata yang ditemukan di dekat bendung. Sedimen yang terperangkap ini juga berfungsi sebagai penyerap karbon. Namun, dampak tersebut mungkin hanya berlaku pada kondisi atau lingkungan yang serupa dengan aliran sungai pegunungan.^[17] Selain itu, vegetasi riparian diketahui meningkat dengan adanya bendung pengendali, yang pada gilirannya meningkatkan keanekaragaman hayati dan menstabilkan lahan melalui sistem perakarannya. Hal ini selanjutnya mengurangi erosi, yang dapat meningkatkan efektivitas keseluruhan bendung pengendali dalam melindungi wilayah dari bencana.^[18] Bendung pengendali dapat diterapkan bersama bioswale untuk mengelola limpasan air hujan, dan kombinasi struktur tersebut terbukti efektif dalam membantu mengalirkan limpasan ke dalam tanah di sekitarnya.^[19]

Di wilayah kering, bendung pengendali sering dibangun untuk meningkatkan pengisian kembali air tanah dalam proses yang disebut pengisian kembali akuifer terkelola. Dengan demikian, limpasan air musim dingin dapat disimpan di dalam akuifer, kemudian airnya dapat diambil selama musim kemarau untuk irigasi, penyediaan air bagi ternak, dan air minum. Hal ini sangat bermanfaat bagi permukiman kecil yang terletak jauh dari pusat perkotaan besar karena bendung pengendali tidak terlalu bergantung pada mesin, pendanaan, atau pengetahuan tingkat lanjut dibandingkan dengan pembangunan bendungan berskala besar.^[20][2] Selain itu, masyarakat setempat dapat dengan mudah memantau dan memelihara bendung pengendali tersebut untuk memastikan pengisian kembali air tanah berlangsung secara optimal. Dalam salah satu penelitian di India, ditemukan bahwa bendung pengendali sangat efektif ketika digunakan dan dipelihara untuk pengisian kembali akuifer terkelola, dan air yang ditampung oleh bendung tersebut digunakan untuk mendukung sekitar 16 persen kegiatan pertanian di komunitas sekitar yang dilayani oleh akuifer tersebut.^[21]

Bendung pengendali dapat digunakan bersama liman untuk menahan dan menampung air limpasan permukaan.

Sebagai strategi untuk menstabilkan aliran sungai pegunungan, pembangunan bendung pengendali telah lama diterapkan di banyak wilayah pegunungan, dengan tradisi yang telah berlangsung sejak abad ke-19 di Eropa. Lereng yang curam menyulitkan akses mesin konstruksi berat ke aliran sungai pegunungan, sehingga bendung pengendali dibangun sebagai pengganti bendungan yang lebih besar. Karena kemiringan yang umumnya tinggi menyebabkan kecepatan aliran yang tinggi, sistem bertingkat yang terdiri atas banyak bendung pengendali dengan jarak berdekatan biasanya diperlukan untuk mengurangi kecepatan aliran dan dengan demikian mengatasi erosi. Bendung pengendali konsolidasi semacam ini, yang dibangun secara bertingkat, bertujuan mencegah pengikisan ke arah hulu maupun ke arah bawah pada dasar saluran sekaligus menstabilkan lereng bukit di sekitarnya. Bendung tersebut juga digunakan untuk mengurangi bahaya banjir dan aliran debris.^[22]

Studi kasus membuktikan efektivitas sistem bendung pengendali tersebut. Di Sungai Guerbe, Swiss, tempat serangkaian lebih dari 100 bendung pengendali dibangun untuk mengendalikan tanah longsor dan bencana aliran debris alami lainnya, ditemukan bahwa bendung pengendali mengurangi jumlah sedimen yang terbawa oleh sungai. Bendung tersebut bekerja dengan meratakan dasar sungai dan menahan sejumlah sedimen pada tahap awal, meskipun dampak utamanya berasal dari perubahan kemiringan. Namun, manfaat bendung ini sering kali hilang ketika terjadi keruntuhan, yang melepaskan sedimen yang terperangkap dan membuat dasar sungai serta lahan di sekitarnya tidak stabil, sehingga meningkatkan risiko bencana.^[23]

Dalam peraturan perencanaan di Britania Raya, proses pengajuan dan berbagai pembatasan dapat menunda pekerjaan mitigasi banjir. Hal ini dapat diatasi dengan memasang Bendungan Uji Sementara di badan air yang kemudian dapat dipantau dan dievaluasi. Namun, penerapannya memerlukan dukungan dari pemilik lahan. TTD telah terbukti menjadi cara yang efektif untuk melakukan tindakan dengan cepat setelah terjadi banjir sekaligus melibatkan masyarakat dalam upaya perlindungan terhadap kejadian banjir di masa mendatang.

Sebelum memasang bendung pengendali, para insinyur melakukan pemeriksaan terhadap lokasi. Praktik standar menetapkan bahwa daerah tangkapan air harus seluas sepuluh acre atau kurang.^[3][14] Saluran air harus berada pada lereng tidak lebih dari 50% dan memiliki kedalaman minimum hingga batuan dasar sebesar 2 ft (0,61 m).^[24] Bendung pengendali sering digunakan pada saluran atau swale alami maupun buatan. Bendung tersebut tidak boleh dipasang di sungai yang masih aktif mengalir kecuali telah mendapat persetujuan dari otoritas setempat, negara bagian, dan/atau federal yang berwenang.^[24]

Bendung pengendali dibuat dari berbagai jenis material. Karena umumnya digunakan sebagai struktur sementara, bendung ini sering dibuat dari material yang murah dan mudah diperoleh, seperti batu, kerikil, kayu gelondongan, bal jerami, dan karung pasir.^[14][25] Di antara material tersebut, bendung pengendali dari kayu gelondongan dan batu biasanya bersifat permanen atau semipermanen, sedangkan bendung dari karung pasir terutama dibangun untuk keperluan sementara. Selain itu, terdapat bendung pengendali yang dibangun menggunakan timbunan batu atau papan kayu. Bendung semacam ini biasanya hanya diterapkan pada saluran terbuka berukuran kecil yang mengalirkan 10 acre 10 ekar (0,04 km²) atau kurang, dan umumnya tidak lebih tinggi dari 2 ft (0,61 m).^[26] Kawat anyaman dapat digunakan untuk membuat bendung pengendali guna menahan material halus di dalam parit erosi. Material ini biasanya digunakan pada lingkungan dengan kemiringan parit sedang (kurang dari 10%), daerah tangkapan air yang kecil, dan wilayah tempat aliran banjir umumnya tidak membawa batu besar atau bongkah batu.^[27][25] Pada hampir semua kasus, lembar pengendali erosi, yaitu lembaran beranyaman terbuka yang dapat terurai secara hayati, digunakan bersama bendung pengendali. Lembaran ini membantu mendorong pertumbuhan vegetasi pada lereng, garis pantai, dan dasar parit.

Bendung pengendali biasanya memiliki tinggi kurang dari 2 hingga 3 kaki (0,61 hingga 0,91 m).^[28] Bagian tengah bendung harus setidaknya 6 in (0,15 m) lebih rendah daripada tepinya.^[14] Kriteria ini menghasilkan efek bendung pelimpah, yang menyebabkan peningkatan muka air di bagian hulu pada sebagian, jika tidak semua, kondisi aliran.^[29]

Agar dapat secara efektif mengurangi kecepatan aliran air untuk menekan erosi dan melindungi saluran di antara bendung-bendung dalam suatu sistem yang lebih besar, jarak antarbendungan harus dirancang dengan tepat. Bendung pengendali harus ditempatkan sedemikian rupa sehingga elevasi kaki bendung pengendali di bagian hulu sama dengan elevasi puncak bendung pengendali di bagian hilir.^[30] Hal ini memungkinkan air menggenang di antara bendung dan secara signifikan mengurangi kecepatan aliran.^[10]

Meskipun pengendalian sedimen sering kali bukan tujuan utama bendung pengendali, bendung ini memiliki pengaruh besar terhadap pergerakan sedimen di sepanjang badan air. Bendung pengendali terbukti dapat mengurangi kemiringan saluran di bagian hulu, tetapi mungkin tidak memberikan efek yang sama di bagian hilir. Bahkan, meskipun kemiringan saluran di bagian hulu dapat berubah secara keseluruhan, bendung pengendali yang berfungsi sebagai penghalang sedimen mula-mula akan membentuk lubang gerusan di kakinya, kemudian menyebabkan sedimen terakumulasi sedemikian rupa sehingga kemiringan saluran meningkat di bagian hilir. Oleh karena itu, ketika bendung pengendali diterapkan secara berderet, tinggi dan jarak antarbendungan harus dioptimalkan dengan mempertimbangkan pengaruh bendung tersebut terhadap bagian hulu dan hilir.^[31] Bendung pengendali juga dapat menstabilkan sisi-sisi saluran serta menjebak sejumlah sedimen awal yang akan tertahan selama bendung tersebut tetap berfungsi. Retensi sedimen oleh bendung pengendali telah terdokumentasi dengan baik dan bervariasi dari satu lokasi ke lokasi lainnya seiring perubahan kondisi dan karakteristik lingkungan.^[7]

Bendung pengendali merupakan metode yang sangat efektif untuk mengurangi kecepatan aliran di saluran dan badan air. Berbeda dengan bendungan besar, bendung pengendali dapat dibangun lebih cepat, lebih hemat biaya, dan memiliki cakupan yang lebih kecil. Oleh karena itu, penerapannya umumnya tidak menyebabkan pemindahan penduduk dan komunitas maupun kerusakan sumber daya alam jika dirancang dengan benar.^[32] Selain itu, bendung ini mudah dibangun dan tidak bergantung pada teknologi canggih, sehingga dapat digunakan di masyarakat pedesaan yang memiliki sumber daya atau akses terhadap keahlian teknis yang terbatas, sebagaimana telah dilakukan di daerah-daerah kering India selama beberapa waktu.^[32]

Bendung pengendali tetap memerlukan pemeliharaan dan kegiatan pengangkatan sedimen. Penerapannya menjadi lebih sulit pada lereng yang curam karena kecepatan air lebih tinggi dan jarak antarbendungan harus dipersingkat.^[10] Bergantung pada material yang digunakan, bendung pengendali dapat memiliki masa pakai yang terbatas, tetapi jika diterapkan dengan benar dapat dianggap sebagai struktur permanen.^[10]

Bendung pengendali dapat mengalami kegagalan, baik akibat jebol atau keruntuhan struktur maupun karena tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Namun, penelitian menunjukkan bahwa peristiwa kegagalan dapat menyebabkan peningkatan debit banjir, tetapi mungkin tidak memberikan dampak yang signifikan terhadap keseluruhan banjir di bagian hilir. Meskipun kegagalan bendung pengendali pada umumnya tidak terbukti menimbulkan konsekuensi katastrofik, beberapa kasus kegagalan beruntun, terutama di wilayah pegunungan, dapat menyebabkan korban jiwa dan kerusakan lainnya. Salah satu contohnya adalah peristiwa banjir di Sungai Aras, Spanyol, pada tahun 1996 yang menewaskan 87 orang, yang sebagian disebabkan oleh kegagalan beruntun sistem bendung pengendali. Pemeliharaan bendung pengendali secara berkala dapat membantu mencegah kegagalan.^[33][34]

Bendung pengendali memerlukan pemeliharaan secara berkala karena umumnya merupakan struktur sementara yang tidak dirancang untuk menahan penggunaan dalam jangka panjang. Bendung harus diperiksa setiap minggu dan setelah terjadi hujan lebat.^[10] Material sisa, sampah, dan dedaunan yang menumpuk di sisi hulu bendung harus dibersihkan.^[14] Hal ini biasanya dilakukan ketika sedimen telah mencapai ketinggian setengah dari tinggi awal bendung.^[14]

Setelah lokasi distabilkan secara permanen dan bendung pengendali tidak lagi diperlukan, bendung tersebut dibongkar seluruhnya, termasuk komponen yang terbawa aliran ke hilir, dan bagian lahan yang terbuka kemudian distabilkan.^[10]

• Struktur konservasi air
• Struktur terjunan
• Gabion
• Groyne
• Penghalang fleksibel penahan debris

• Trap Function of Bed Road by Steel-Slit Dam Sabo Gakkaishi Vol.45 (1992-1993) No.4 P22-29