Menjaring Kayu Saat Bencana Banjir Bandang

tirto.id - Solusi penanganan woody debris, yang dibicarakan Ferry Irwandi melalui unggahannya, ternyata telah menjadi standar di negara-negara maju. Dan itu menjadi pekerjaan rumah besar bagi infrastruktur kebencanaan di negara berkembang seperti Indonesia.

“Masalah kayu hanyut ketika banjir bandang itu dialami semua negara yang punya masalah sama,” tutur Ferry. “Yang membedakan mungkin kualitas dan volumenya,” lanjutnya.

Unggahan itu juga membuka mata banyak pihak bahwa ancaman dalam banjir bandang tidak melulu berasal dari volume air melimpah, melainkan dari material padat yang diangkutnya, terutama batang-batang pohon raksasa yang berubah menjadi proyektil mematikan saat terseret arus deras.

Mengapa Kayu Harus Dijaring?

Kayu hanyut, atau dalam literatur ilmiah dikenal Large Woody Debris (LWD), adalah potongan kayu berdiameter lebih dari 10 sentimeter dan panjang lebih dari satu meter. Dalam kondisi normal, LWD menjadi bagian penting bagi ekosistem sungai dan perairan lain, memberi ruang hidup bagi ikan sekaligus menjaga bentuk aliran.

Namun, saat hujan ekstrem mengguyur lereng rapuh, kayu-kayu tersebut bergerak massal, berubah menjadi aliran puing yang daya rusaknya jauh lebih besar dibanding banjir biasa. Ia bisa menyumbat jembatan, merobohkan dinding, hingga meluapkan air ke pemukiman.

Tidak seperti pasir atau kerikil, pergerakan kayu dipengaruhi gaya apung, daya seret aliran, dan interaksi antarbatang. Penelitian European Geosciences Union pada 2020 menunjukkan, ada dua pola utama kayu hanyut yang bisa dijadikan rujukan infrastruktur penahan.

Pertama, moda transportasi kemacetan (congested transport), terjadi ketika volume kayu terlalu besar atau aliran terlalu deras. Gaya seret mengalahkan apung, membuat batang kayu bergulir di dasar atau melayang kacau di kolom air.

Kedua, transportasi karpet mengambang (floating carpet), muncul saat aliran lebih tenang. Kayu berkumpul di permukaan, lalu saling mengunci membentuk lapisan padat. Dampaknya bagi bendungan dan jembatan bisa fatal. Pada bendungan bercelah sempit, aliran melambat dan karpet kayu menutup pelimpah, lalu memicu luapan yang menggerus fondasi.

Sebaliknya, pada celah lebar, aliran tetap deras dan kayu menumpuk secara vertikal, menciptakan sumbatan total yang meningkatkan tekanan air. Karena itu, insinyur perlu menghitung rasio gaya apung dan seret untuk memprediksi kayu-kayu itu akan mengambang atau tenggelam, lalu merancang struktur tahan benturan.

Lebih jauh, kayu yang tersangkut menimbulkan hilangnya energi aliran (energy head loss), menaikkan muka air di hulu sumbatan. Ketika sumbatan jebol, banjir bandang sekunder bisa lebih merusak daripada banjir awal.

Menurut Christoper Gippel dari Universitas Melbourne (1995), di sinilah teknologi penjaring kayu berperan, bukan sekadar menahan sampah, melainkan mengendalikan energi aliran dan mencegah terbentuknya bendungan alam yang rapuh.

Negeri Sabo dan Filosofi Menyaring Aliran

Jepang dikenal sebagai negara dengan sejarah panjang dan teknologi maju terkait pengendalian sedimen serta kayu hanyut. Istilah global untuk bidang tersebut adalah sabo 'tanah pertahanan', lahir dari bahasa Jepang.

Sejarah Sabo modern berawal dari gempa Hietsu tahun 1858. Runtuhnya sebagian Kaldera Tateyama memicu longsoran besar yang membendung sungai, yang akhirnya jebol dan menimbulkan banjir lumpur dahsyat di Dataran Toyama.

Pemerintah kemudian memulai Proyek Sabo di Sungai Joganji, membangun serangkaian bendungan pengecekan, termasuk Shiraiwa, bendungan hibrida pertama di dunia yang menggabungkan tanah dan beton.

Awalnya, pendekatan Sabo didominasi oleh pembangunan bendungan tipe tertutup (closed-type dams). Filosofinya ialah menghentikan semuanya. Namun, dinding beton pejal tersebut cepat penuh oleh sedimen dan kayu, kehilangan fungsi, sekaligus memutus ekosistem sungai. Sedimen, yang seharusnya menutrisi pantai, tak lagi tersalurkan sehingga ikan pun tak bisa bermigrasi.

Merujuk Nobutomo Osanai dan kolega (2010), standar teknis tentang struktur pengendalian aliran puing Jepang direvisi pada 2007 dan beralih ke paradigma bendungan celah atau open-type sabo dams.

Teknologi itu kemudian dikembangkan lagi menjadi slit check dam atau bendungan celah baja, yang kini menjadi standar Jepang. Struktur baja dirancang dengan rangka ruang tiga dimensi yang memiliki redundansi tinggi. Dengan begitu, meski satu tiang rusak, keseluruhan bendungan tetap berdiri kokoh.

Secara visual, bendungan celah menyerupai sisir raksasa. Tiang baja atau beton dipasang berjarak, memungkinkan air dan sedimen halus tetap mengalir. Saat banjir besar membawa kayu, batang panjang tersangkut di celah, membentuk jaring alami yang menahan material lain di belakangnya. Struktur ini memperlambat energi aliran, menahan material berbahaya di hulu. Dengan begitu, setelah banjir surut, kayu bisa diangkat sehingga bendungan kembali siap digunakan.

Riset ilmiah pada 2023 membuktikan keunggulan desain bendungan celah saat bencana hujan lebat mengguyur Kyushu Utara pada 2017. Ribuan batang pohon tumbang menciptakan aliran puing masif. Namun, di sungai yang dilengkapi slit sabo dams, volume kayu yang mencapai hilir berkurang drastis.

Simulasi di Sungai Akatani dan Myoken menunjukkan, bendungan berhasil mencegah penyumbatan jembatan. Sebaliknya, di area tanpa perlindungan, jembatan berubah menjadi sumbatan lumpur yang menghancurkan rumah.

Kini, regulasi Jepang mewajibkan perhitungan volume kayu hanyut dalam desain Sabo. Insinyur harus memperkirakan rasio kayu berdasarkan kerapatan hutan dan sejarah bencana.

Jaring Laba-laba Penahan Gunung

Berpindah ke benua Eropa, Swiss menghadapi tantangan serupa dengan Jepang, tetapi dengan kondisi berbeda. Di Pegunungan Alpen yang curam dan sempit, akses alat berat terbatas, membuat pembangunan bendungan beton besar mahal dan sulit.

Selain itu, sektor pariwisata menuntut solusi yang tidak merusak lanskap. Dari sinilah lahir teknologi Flexible Ring Net Barriers, adaptasi dari jaring kapal selam dan penghalang batu jatuh. Berbeda dari beton yang kaku, jaring fleksibel bekerja menyerap energi benturan.

Terbuat dari cincin baja bertegangan tinggi yang saling terkait, ia menyerupai rantai zirah abad pertengahan dengan skala raksasa. Saat aliran lumpur pembawa batu dan kayu menghantam, jaring meregang beberapa meter, memperpanjang durasi benturan dan menurunkan tekanan puncaknya. Energi aliran diubah menjadi regangan jaring dan gesekan pada rem khusus, hingga material tertahan di dalamnya.

Lubang jaring-jaring cukup besar untuk membiarkan air dan sedimen halus lewat, tetapi cukup kecil untuk menangkap kayu dan batu besar. Hasilnya adalah efek pengeringan. Setelah banjir surut, air keluar melalui celah, meninggalkan tumpukan material yang lebih mudah dibersihkan. Karena ringan dan modular, jaring bisa diangkut oleh helikopter ke lokasi terpencil.

Efektivitasnya diuji di Lembah Illgraben sejak 2000. Institut Federal Swiss untuk Penelitian Hutan, Salju, dan Lansekap (WSL) dan perusahaan Geobrugg memasang sensor canggih untuk merekam aliran puing yang menghantam jaring.

Ketika banjir ekstrem menghantam pada 2005, sistem bertingkat terbukti jauh lebih efektif daripada jaring tunggal. Jaring pertama menahan benturan terbesar, sementara jaring berikutnya menangkap material sisa. Data menunjukkan, sistem tersebut mampu menahan beban jauh lebih besar di atas perkiraan desain.

Sejak itu, pemerintah setempat melangkah lebih jauh. Di desa Lenk, Simmental, Swiss, pemerintah memasang sistem hibrida yang menggabungkan pelat beton dengan jaring fleksibel, untuk menahan beban hingga 70.000 meter kubik puing. Keberhasilan itu juga mendorong adopsi global, termasuk di Amerika Serikat dan Jepang.

Kolam Raksasa dan Siklus Api-Banjir

Beberapa negara bagian Amerika Serikat, terutama California, juga rentan menghadapi ancaman khas yang disebut siklus api dan banjir. Musim panas kering memicu kebakaran hutan besar, sedangkan musim dingin membawa badai hujan dari Pasifik. Musim panas tidak hanya membuat pohon terbakar, tetapi juga menyebabkan tanah menjadi hidrofobik (menolak menyerap air). Saat hujan turun, limpasan meningkat tajam, membawa abu, lumpur, batu, dan batang pohon mati.

Untuk menahan aliran puing, U.S. Army Corps of Engineers (USACE) dan pemerintah lokal membangun Debris Basins atau kolam penampung sedimen di mulut lembah. Kolam raksasa tersebut berfungsi menampung material padat, sementara air yang lebih jernih dialirkan ke saluran beton kota.

Dokumen resmi proyek tersebut menyebut komponen pentingnya adalah trash racks, kisi besi atau beton yang mencegah kayu besar masuk ke gorong-gorong. Selain itu, adalog booms, penghalang terapung yang menangkap kayu dan sampah di permukaan sebelum mencapai rak utama.

Meski sistem itu mampu menyelamatkan banyak nyawa, tragedi Montecito 2018 menunjukkan keterbatasannya. Setelah kebakaran Thomas Fire pada 2017, hujan deras memicu aliran lumpur besar. Investigasi pascabencana mengungkapkan, Debris Basins penuh dalam hitungan menit, trash racks tersumbat total, dan aliran meluap ke pemukiman, menewaskan 23 orang. Laporan juga mencatat hanya 9 persen volume puing yang berhasil ditangkap.

Pemerintah Santa Barbara lalu mengambil langkah drastis dengan membeli properti di daerah rawan, seperti Randall Road, senilai 18 juta dolar untuk dijadikan kolam baru yang lebih besar. Selain memperluas kapasitas, teknologi pembersihan juga ditingkatkan. Mesin pengeruk sampah otomatis mulai digunakan untuk mengangkat kayu saat banjir berlangsung.

Bagi Indonesia dan negara berkembang lain, teknologi-teknologi tersebut seharusnya menjadi kebutuhan mendesak. Perubahan iklim akan memperbanyak cuaca ekstrem, kebakaran hutan, dan hujan intens melahirkan bencana aliran puing kayu.

Menghadapi kekuatan alam bukan soal melawan dengan kekerasan mutlak, melainkan soal kecerdasan untuk menyaring, menahan, dan mengalirkan.