kondisi aktual danau toba: pemantauan real...

*Badan Informasi Geospasial (BIG), Jl Raya Jakarta Bogor Km 46, Cibinong. ** Institut Pertanian Bogor (IPB), Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Bogor *** PT LUWES INOVASI MANDIRI, Depok Jawa Barat.

DOKUMEN YAYASAN PENCINTA DANAU TOBA

ACARA Seminar dan Pameran “Save Lake Toba”

TEMPAT Gedung Aula Fakultas Kedokteran UKI

WAKTU 17 Maret 2015

KONDISI AKTUAL DANAU TOBA: PEMANTAUAN REAL

TIME TINGGI PERMUKAAN AIR DAN KAJIAN

SUSTAINABILITI DANAU TOBA

Parluhutan Manurung*, Jonson Lumban Gaol**, Farida Katarina*** dan David Ketaren***

email: [email protected]

ABSTRAK

Pemantauan variasi tinggi permukaan air Danau Toba merupakan data penting untuk kajian berbagai

faktor terkait kualitas lingkungan kawasan danau dan pengelolaan berkelanjutan inflow dan outflow

air Danau Toba ini. Sebagai bentuk formasi geologi kaldera, sumber air Danau Toba berasal dari

sekitar 123 sungai relatif kecil dan pendek yang mengalir dari sumber air di sekitar perbukitan yang

kelerengannya menghadap ke arah danau. Satu-satunya outflow dari danau kaldera ini adalah Sungai

Asahan yang bermuara di Porsea dan menjadi sumber Pembangkit Tenaga Listrik Air (PLTA)

Asahan. Pemantauan tinggi permukaan Danau Toba selama ini dilakukan oleh PLTA Asahan masih

bersifat manual di satu lokasi yaitu Janji Matogu Porsea. Tentu pemantauan real time menjadi

penting untuk kajian fluktuasi dari tinggi permukaan ini dari waktu ke waktu pada periode panjang.

Stasiun Balige yang beroperasi sejak September 2014 merupakan sistem pemantauan tinggi air

pertama di Danau Toba yang dapat diakses oleh publik dengan menggunakan perangkat komputer

maupun telepon genggam asalkan terhubung dengan internet. Stasiun pemantauan diperlengkapi

dengan sistem sensor dari hasil inovasi teknologi kemandirian bangsa. Keberadaan informasi tinggi

permukaan air ini diharapkan merupakan satu langkah penting untuk upaya pelestarian Danau Toba

sebagai bagian dari jaringan geopark dunia dan salah satu tujuan wisata air tawar yang utama di

Indonesia.

Kata kunci: Danau Toba, geopark, GPRS, pemantauan, real time, terpadu, tinggi permukaan air, web

1. GEOPARK DAN PERAIRAN DANAU TOBA

Danau Toba sebagai salah satu geopark dunia adalah bukan hanya sebagai kawasan rekreasi air yang

menarik dan penuh dengan pemandangan indah dari penorama disekitarnya tetapi juga kandungan air

yang ada di dalamnya mengandung bio-diversity, sumber air bagi kehidupan disekitarnya dan sumber

energi pembangkit listrik di kawasan ini. Danau Toba perlu dilestarikan volume airnya dan terutama

menghindari fluktuasi tinggi permukaan danau dari perubahan ekstrim sebab fluktuasi ekstrim seperti

banjir dan kekeringan akan mengancam kehidupan biota didalamnya dan mengganggu kehidupan

aktivitas sosial dan ekonomi penduduk dan industri di sekitarnya. Variasi tinggi permukaan air

Danau Toba ini terkait dengan akumulasi berbagai faktor seperti pengaruh kualitas lingkungan

disekitarnya, perubahan cuaca, dan aktivitas antropogenik penduduk dan industri.

Tinggi permukan air Danau Toba sangat sensitif terhadap cuaca meso-scale yang menjadi sumber air

hujan dan kondisi hutan di sekitar punggungan perbukitan dan pegunungan yang menjadi catchment

area dan regulator aliran air ke Danau Toba. Sebagai kaldera dari letusan Gunung Api Toba secara

morfologi memang tidak terdapat pembentukan sungai besar sebagai sumber inflow ke Danau Toba

mailto:[email protected]

2 | P a g e Seminar Nasional dan Pameran SAVE LAKE TOBA, Jakarta 17 Maret 2015

ini, kecuali pengalihan sebagian debit Sungai Renun ke Danau untuk PLTA Lae Renun di Paropo

Silalahi.

Tinggi permukaan air Danau Toba yang terjaga pada level yang pas supaya tidak meluap membanjiri

lingkungan pemukiman dan pertanian di sekeliling tepian danau tersebut dan sebaliknya tinggi

permukaan danau ini perlu juga terjaga jangan sampai mengalami surut kekeringan. PLTA Asahan

mendapat izin operasional batas level Danau Toba harus terjaga pada level terendah 902,4 m sampai

tertinggi 905,5 m dari permukaan laut (dpl). Meskipun interval izin pemakaian ini hanya 3.1 m

namun disayangkan sistem pengukuran tinggi air yang ada di danau ini masih dilakukan secara

manual, data sampling masih terbatas harian dan tidak memungkinkan untuk diakses pengguna secara

online melalui internet seperti sistem digital.

Gambar 1: Interval tinggi permukaan air Danau Toba yang diijinkan untuk dikelola PLTA Asahan

Melihat perkembangan teknologi pemantauan saat ini sudah serba digital, teliti dan transmisi data

sudah online real time maka modernisasi sistem pemantauan air yang ada di Danau Toba beserta

sungai-sungai utamanya sudah memungkinkan dimulai. Harga sensor tinggi permukaan air saat ini

sudah semakin terjangkau dan biaya komunikasi data dengan menggunakan mobile phone umumnya

sudah cukup baik di kawasan ini maka inilah yang mendasari Yayasan Tano Uli Basa (YTUB)

bersama PT Luwes Inovasi Mandiri, bersepakat untuk memulai membangun satu stasiun pemantauan

tinggi permukaan air di kota Balige, Gambar 2. Sumber dana pembangunan ini sebagian

menggunakan dana hibah penelitian dari Institut Pertanian Bogor (IPB). Pemantauan operasional

dilakukan oleh dukungan PT Luwes sebagai pengembang teknologi sistem pemantauan air berbasis

digital dan online web ini.

Gambar 2: Peta lokasi dan stasiun Pemantaun Tinggi Real Time di Balige.


Tulisan ini ditujukan berfokus pada kajian tentang pentingnya pemantauan real time di Kawasan

Danau Toba dari aspek: i) keberadaan Danau Toba pada zonasi patahan sesar sumatera yang mana

intensitas geodinamik ini mempengaruhi kondisi perairan danau, ii) kelengkapan perundangan yang

mendukung kebijakan, strategi dan program pelestarian lingkungan, iii) sistem pemantauan real time

yang sudah terbangun, iv) akses publik terhadap data pengamatan dan akhirnya diuraikan tentang v)

kajian tetang pelestarian air Danau Toba.

2. GEODINAMIKA SEKITAR PERAIRAN DANAU TOBA

Kawasan Danau Toba yang dikenal dalam istilah geologi sebagai Tumor Batak ditandai dengan

keberadaan 4 dari 19 segmen sesar geser aktif yang berada di Sumatera yaitu i) Sesar Barumun

dengan panjang 115 km, ii) Segmen Angkola yang menghasikan gempa besar berkekuatan Ms = 7.7

tahun 1892, iii) Segmen Toru yang terkenal dengan Gempa Pahae Ms = 6.4 pada tahun 1984, dan iv)

Segmen Renum adalah sesar terpanjang di Sumatera yang mana pada segmen ini telah terjadi gempa

3 kali yaitu 1916, 1921 dan 1936.

Gambar 3: Sejarah Letusan Toba oleh Chesner dan Rose (1991) masing-masing dari Tufa Toba

tertua (0.8 Ma), menengah (0.5 Ma) dan termuda (0.074 Ma).

Keunikan dari kaldera zaman kuarter Danau Toba ini terjadi diperkirakan melalui hasil dari 3 kali

proses letusan yaitu pada 1 juta tahun silam disingkat Ma, 0.8 juta tahun silam dan terbaru 0.074 juta

tahun silam seperti yang digambarkan oleh Chesner dan Rose (1991) pada Gambar 3. Selanjutnya

evolusi terjadinya Danau Toba digambarkan oleh Van Bemmelen yang diterbitkan pada tahun 1949,

seperti terlihat pada Gambar 4. Gunung api berusia muda seperti Gunung Pusuk Buhit dengan

ketinggian 1981 m dan Sipiso-piso dengan ketinggian 1947 m adalah kelanjutan dari aktivitas Toba

pasca ledakan 0.074 juta tahun silam atau 74,000 tahun silam.

Geodinamika tektonik Kawasan Danau Toba, baik dari aktivitas seismik dan deformasi kerak bumi

(crustal deformation) masih tetap berlangsung hingga sekarang. Seperti yang terlihat dari aktivitas

seismik yang ditunjukkan oleh Gambar 5 adalah kartun tektonik Danau Toba dari rekaman data

historis seismik. Demikian juga dari hasil pengukuran GPS/GNSS teliti oleh Badan Informasi

Geospasial (BIG) di sekitar kawasan itu menunjukkan adanya kelangsungan pergeseran kerak bumi.


Gambar 4: Evolusi Danau Toba menurut Van Bemmelen (1949)

Deformasi kerak bumi di sekitar Kawasan Danau Toba cukup signifikan rata-rata 7 mm/tahun.

Gambar 6 menunjukkan lokasi titik-titik GPS teliti yang diukur sebagian secara periodik tahunan dan

sebagian lagi dengan pemantauan permanen mulai tahun 1989 sampai dengan sekarang. Hasil

analisis koordinatnya menunjukkan adanya perubahan kordinat dari waktu ke waktu yang

menandakan adanya pergeseran kerak bumi di kawasan itu dengan kecepatan bervariasi dari sekitar 3

sampai 15 mm/tahun. Besaran ini tampak secara visual cukup kecil di lapangan namun besaran

pergeseran ini merupakan indikasi yang signifikan bahwa sedang terjadi akumulasi stress pada

segmen sesar yang berpotensi sewaktu-waktu menimbulkan gempa bumi di sekitar perairan ini.

Tentu kajian kegempaan di Kawasan Danau Toba penting untuk melihat adaptasi dan mitigasi

terhadap bencana dan termasuk pelestarian air Danau Toba.

Gambar 5: Kartun tektonik sekitar Danau Toba berdasarkan data seismik, Wandono (2007)


Gambar 6: Pengukuran GPS di sekitar Kawasan Danau Toba untuk mengukur gerakan sesar

tektonik. Panah menunjukkan kecepatan pegeseran kerak bumi per tahun dan arah

pergeseran. Sumber: BIG dan Susilo (2015), personal communication.

Analisi penurunan tinggi permukaan air akibat terjadi kebocoran di sekitar segmen Danau Toba dapat

dikatakan sangat spekulatif dan kurang berdasar. Spekulasi ini terkait dengan adanya penurunan

tinggi permukaan air yang signifikan pada tahun 1984, 1987, 1994 dan 1997. Dugaan ini dikaitkan

dengan keberadaan sesar aktif Sumatra yang memanjang dekat dengan tepian Barat Danau Toba

menjadi lokasi kebocoran. Namun dugaan ini dasarnya kurang kuat karena bila terjadi kebocoran

maka aliran air tidak akan pernah berhenti, seharusnya alirannya akan membesar menuju kelerengan

sesar tersebut. Terbukti tinggi permukaan Danau Toba masih tetap dapat dipertahankan dalam range

yang disepakati terjaga. Pemetaan sporadis kedalaman Danau Toba pada segmen yang dicurigai

bocor, meskipun belum secara keseluruhan dipetakan, menunjukkan belum ada terjadi retakan di

dasar danau yang dapat diduga sebagai lokasi titik kebocoran.

3. DINAMIKA TINGGI PERMUKAAN DANAU TOBA

Air Danau Toba bersumber dari aliran 123 sungai yang berasal dari kawasan sekeliling danau yang

bertopografi tebing dan perbukitan dan Pulau Samosir di tengahnya. Fluktuasi ekstrim permukaan

Danau Toba dapat menimbulkan masalah sosial dan ekonomi bagi penduduk sekitar danau seperti

banjir dan kekeringan termasuk habitat yang ada di dalam danau. Untuk itu perlu menyediakan data

tinggi teliti Danau Toba dari waktu ke waktu untuk periode panjang secara online. Faktor utama

yang mempengaruhi dinamika tinggi permukaan Danau Toba yang perlu diukur secara periodik atau

real time adalah sebagai berikut:


Kondisi meteorologi adalah faktor yang mempengaruhi debit run off sungai-sungai yang masuk

ke danau temasuk kondisi penguapan permukaan air danau terutama pada musim kering dan

musim hujan. Bila danau sangat sensitif terhadap perubahan cuaca maka ini menjadi suatu

indikasi penting bahwa kualitas lingkungan disekitar danau seperti hutan sudah tidak memadai

lagi untuk menyimpan laju run off.

Kondisi substrat geologi dan tanah di sekitar cekungan danau toba mempengaruhi potensi runoff

dan erosi. Karakteristik fisik dari substrat geologi mempengaruhi masuk dan keluarnya aliran air

bawah tanah sebagai faktor utama mempengaruhi kimia air danau krena kombinasi sifat kimiawi

air bawah tanah dan sedimentasi tanah dan nutrieent yang mengalir bersama runoff yang

mengalir ke danau.

Fisiografi berupa luasan dan permukaan topografi, keberadaan sungai, wetland, ketinggian, land

slop dari daerah aliran sungai (DAS) sangat berpengaruh pada sifat kimiawi dan sediment yang

mengaliri danau. Interaksi tata guna tanah dengan penduduk akan sangat mempengaruhi run off,

pemasukan nutrien dan sedimentasi danau.

Tata Guna Tanah, kondisi tutupan lahan dan rencana tata ruang wilayah juga merupakan faktor

berpengaruh pada tinggi permukaan danau. Penggunaan tanah yang tak terkendali dari

penebangan hutan, pertanian penduduk dan perkembangan pemukiman akan seluruhnya sangat

mempengaruhi jumlah aliran air permukaan dan aliran ground water serta kualitas airnya.

Tambak terapung yang berkembang pesat di Danau Toba merupakan sumber nutrien yang cukup

signifikan masuk ke dalam danau dan membahayakan keberlangsungan habitat danau bila

mengandung unsur kimia beracun.

4. PERUNDANGAN PENGELOLAAN AIR DANAU TOBA

Pentingnya pelestarian kawasan danau termasuk pengendalian variasi tinggi permukaan air danau

dapat dikatakan sudah cukup komprehensif diatur dalam berbagai perundangan yang terkait sebagai

berikut:

Undang Undang Nomor 32 Tahun 2009 tentang perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup

Undang Undang Nomor 7 Tahun 2004 tentang Sumber Daya Air yang baru-baru ini dibatalkan

oleh Mahkamah Konstitusi dengan membuat Peraturan Pemerintah Pengganti Undang-undang

sebagai pelaksanaan UU Nomor 11 Tahun 1974

PP Nomor 28 Tahun 2011 tentang sungai

PP Nomor 22 Tahun 1982 tentang Tata Pengaturan Air

Permen Perhubungan RI Nomor 52 Tahun 2012 tentang alur pelayaran sungai dan danau.

UU Nomor 40 Tahun 2007 Pasal 74 Ayat 1 yaitu perseroan yang menjalankan kegiatan usahanya

terkait di bidang sumber daya alam wajib melaksanakan tanggung jawab sosial dan lingkungan.

Undang-undang inilah yang mendasari PT INALUM memberikan pajak lingkungan yang cukup

besar jumlahnya untuk pelestarian Danau Toba sebagai sumber energinya.

Peraturan Presiden RI No 81 Tahun 2014 tentang tata ruang Danau Toba termasuk secara khusus

mengatur pengelolaan air seperti tertuang pada kebijakan dan strategi penataan ruang Kawasan

Danau Toba. Pasal 7 secara jelas menggariskan tentang kebijakan Penataan Ruang Kawasan Danau

Toba meliputi pemertahanan kestabilan kuantitas, pengendalian kualitas air Danau Toba dan.

pelestarian ekosistem penting perairan danau dan sekitarnya. Khusus terkait dengan pemantauan

tinggi air Danau Toba sangat jelas tertulis pada strategi penataan ruang Kawasan Danau Toba Pasal 8

ayat 1e yaitu membangun prasarana pengendalian kestabilan ketinggian muka air di sekitar pintu

keluar air danau; dan 1f. membangun prasarana pemantauan kualitas air berkala yang tersebar di

perairan danau. Pasal 62 tentang arahan peraturan zonasi untuk sistem jaringan sumber daya air.

Selanjutnya secara khusus Pasal 68 ayat 2d menekankan perlunya membangun pos pemantau

ketinggian permukaan air.

Meskipun telah ada kelengkapan peraturan yang mendukung tata kelola danau dan sungai, namun

sayangnya hingga saat ini masih belum ada pemantauan tinggi air Danau Toba yang dilakukan secara


terus menerus dan real time, apalagi dapat diakses oleh masyarakat danau sekitar itu. Tidak adanya

rekaman data permukaan danau ini tentu akan menyulitkan dalam studi analisa kondisi dan tata

pengelolaan perairan danau ini di masa lalu, masa kini serta untuk keperluan proyeksi dan

perencanaan masa depan dalam pengelolaan danau ini.

5. KONDISI AKTUAL TINGGI AIR DANAU TOBA

Pemantauan tinggi permukaan Danau Toba selama ini dilakukan oleh PLTA Asahan masih bersifat

manual di Janji Matogu Porsea. Tentu sesuai dengan perkembangan teknolog sensor dan komunikasi

digital online maka kondisi aktual dari waktu ke waktu pemantauan real time menjadi penting untuk

melihat fluktuasi dari tinggi permukaan ini dari waktu ke waktu pada periode panjang untuk

memungkinkan melihat variasi harian, tahunan, dan dekadal serta dapat memprediksi secara akurat ke

depan.

Pemantauan real time yang pertama di Danau Toba dibangun di Balige resmi beroperasi pada

September 2014, Gambar 7. Pemantauan tinggi permukaan air Danau Toba pada Stasiun Balige ini

dilengkapi dengan sensor water level tipe ultra sonik, yaitu sensor yang mengukur tinggi permukaan

air tanpa kontak langsung dengan air dengan ketelitian milimeter. Pemantauan dengan sistem radar

(radar gauge) ini menunjukkan keunggulan komparatif terhadap peralatan ukur kontak langsung

dengan air seperti tipe pelampung dan pressure.

Metoda pengamatan bersifat permanen dan kontinu sehingga dapat menghasilkan data time series

periode panjang dengan kualitas pengamatan homogen. Komunikasi data dengan menggunakan

GPRS sehingga data dapat ditransmisikan dari menit ke menit tanpa henti dari remote site ke server.

Sistem pemantauannya dibuat real time berbasis web yang dapat dipantau baik melalui komputer

maupun dengan telepon genggam sehingga permukaan Danau Toba ini dapat terpantau baik dimana

saja dan kapan saja oleh pengguna sepanjang ada koneksi internet.

Gambar 7: Stasiun Balige resmi beroperasi sejak 1 September 2014, dengan tampilan utuh Sensor

Water Level beserta tiang, box dan solar cell (kiri) dan kalibrasi dan sinkronisasi bacaan

water level dengan palem (peiscal) di lapangan

Peralatan ini dirancang dan dipabrikasi di Indonesia dengan kandungan lokal sekitar 80%. Pabrikasi

printed circuit board (PCB) dilakukan dengan menggunakan teknologi Korea. Spesifikasi teknis

peralatan terdiri atas kesatuan utuh plug and play dan transmisi data real time dari sensor di lapangan

ke server cloud yang terdiri atas komponen i) sensor water level berbasis ultasonic, ii) data logger, iii)

power supply, iv) dudukan instalasi peralatan dan box panel, dan v) web display dan data base.

Sensor adalah jenis ultra sonic yang mampu mengukur tinggi permukaan air dengan resolusi

millimeter dan sampling data 10 Hz. Data logger dilengkapi dengan GPRS/GSM internal untuk


komunikasi data dan minimal 4 GB memori card dan GPS timing untuk penetapan waktu presisi dan

meminimalkan drift waktu. Bila di lokasi pengamatan tidak ada sinyal GPRS/GSM maka

pengamatan dapat dilakukan offline dengan data direkam pada memori-card. Power supply

diperlengkapi dengan solar panel 18 Watt Peak dan controller automatic reset serta baterai

maintenance free 12V 18AH yang tahan untuk 1 bulan mengoperasikan alat tanpa tambahan energi

dari solar cell. Dudukan instalasi peralatan terbuat dari pipa 3 meter dengan sistem knock down

untuk memudahkan mobilisasi peralatan. Web displau berbasis cloud computing graphical display

dan data base dengan data yang dapat didownload multi time interval (6 jam, 12 jam, satu hari, satu

minggu, satu bulan, range) dalam format txt atau spreadsheet.

Peralatan ini sudah teruji handal dan teliti, ketelitian milimeter dan bacaan dapat disinkronisasi

dengan bacaan palem ukur yang ada ditempat dengan menggunakan perintah remote melalui SMS

atau koneksi langsung di lapangan dengan laptop. Pemasangannya pun sangat praktis dan

keunggulan alat ini adalah dapat mengirim data real time via GPRS kepada web cloud server

sehingga user tidak perlu menyiapkan server atau komputer khusus untuk display dan penyimpanan

data.

6. AKSES TERHADAP DATA OBSERVASI AIR DANAU TOBA

Perkembangan teknologi komunikasi telah memungkinkan perwujudan pengamatan fenomena alam

dengan sensor digital dikirim dengan komunikasi data wireless berbasis IP ke web server dan

ditampilkan pada web online seperti terlihat pada Gambar 8, yaitu grafik tinggi permukaan laut di

stasiun uji coba pengamatan yang dilakukan sejak September 2014 di Balige ini. Data stasiun

terpasang di Balige pada lokasi tersebut dapat diakses publik real time dan download pada link:

http://cge.kokizzu.com/station

Grafik data pengamatan menunjukkan bahwa rekaman data perbulan cukup terjaga baik rata-rata

99.5%, kecuali ada ganguan komunikasi data pada 16-22 September 2014 dan 11-15 Desember 2015

sedang alatnya tetap beroperasi. Data yang tertinggal pada periode komunikasi GPRS terputus ini

masih tersimpan pada memori card yang ada pada data logger sensor. Untuk saat ini sistem belum

dapat mengatasi transmisi data yang tertinggal saat komunikasi data dan untuk sementara data hanya

bisa didownload langsung di lapangan dengan menggunakan kabel data. Data akan ditambahkan pada

basis data setelah proses download di lapangan ini dilakukan Ini menujukan sensor menunjukkan

kinerja yang baik dan handal di lingkungan terbuka dan komunikasi data publik dengan

menggunakan sinyal GPRS sudah cukup handal

Tampilan web ini dirancang untuk dapat diakses oleh publik dengan berbagai platform apakah dari

komputer, laptop dan bahkan dari telepon genggam apakah itu berbasis android, blacberry atau

windows. Keunggulan dengan sistem pemantauan berbasis web-online ini adalah sebagai berikut: i)

operasionalisasi peralatan secara otomatis, ii) memungkinkan memantau performance dari sistem dari

waktu ke waktu dari mana saja secara mobile, iii) memudahkan dalam pengelolaan pemantauan untuk

melakukan trouble shooting dan interogasi peralatan secara remote bila terjadi kerusakan pada alat,

iv) otomasi basis data dan pengolahan data, dan v) mendukung integrasi sistem peringatan dini.

Manfaat monitoring variasi perubahan tinggi permukaan air Danau Toba tanpa henti dan permanen

secara real time menjadi sangat penting dari aspek sosial, ekonomi dan lingkungan terutama untuk

keperluan berikut:

Data penting untuk tata dan pengelolaan air Danau Toba oleh berbagai pihak yaitu pemerintah,

industri dan masyarakat. Adanya jaringan pemantauan tinggi permukaan air yang perlu

dilengkapi dengan penambahan sensor pemantau kualitas air minimal satu lokasi pada setiap

kecamatan yang berada di tepi danau seperti yang diamanatkan oleh PP 81/2014 merupakan

program yang strategis untuk meningkatkan kualitas daya dukung air Danau Toba, dan

pelaksanaan rencana tata ruang wilayah dan rencana detail tata ruang Kawasan Danau Toba

sebagai geopark dunia dan sebagai salah tujuan wisata utama di Indonesia.

Data penting untuk kajian kualitas lingkungan danau, mengetahui kondisi biota perairan danau

dan menunjang industri perikanan dan wisata di Danau Toba,

http://cge.kokizzu.com/station


Bahan kajian karakteristik permukaan danau dalam periode harian, musiman dan tahunan dan

terutama untuk mengetahui dampak global warming terhadap pelestarian lingkungan danau.

Gambar 8: Pantauan data tinggi permukaan air Danau Toba berbasis web online dari stasiun Balige.

Tinggi ini belum diacu dari permukaaan laut sehingga perlu pengikatan lebih lanjut titik

pengamatan ke Titik Tinggi Geodesi (TTG) yang dibangun oleh Badan Informasi

Geospasial (BIG)

7. KAJIAN SUSTAINABILITI AIR DANAU TOBA

Pemerintah telah lama mengatur batas tinggi permukaan Danau Toba yang diijinkan untuk

pemanfaatan outflow air danau ini untuk operasi PLTA Asahan adalah terendah 902.4 m hingga

tertinggi 905.5 m dpl. Permukaan air Danau Toba sebaiknya perlu diamati bukan saja oleh pihak PT

Inalum sebagai pengelola PLTA Asahan tetapi secara terbuka dan partisipatif oleh masyarakat dan

pemerintah agar kondisi real perairan Danau Toba tidak sampai berada di luar batas toleransi yang

ditetapkan.

Harapan untuk menaikkan kapasitas pembangkit listrik PLTA Asahan hingga 2,000 MW dapat

dikatakan sudah hampir tidak memungkinkan lagi dengan kondisi tinggi permukaan air yang ada

sekarang dimana kapasitas dukung Danau ini semakin menurun dengan pertumbuhan demografi,

perubahan tutupan lahan dan pengaruh global warming. Permukaan Danau Toba sejak tahun 1970

tidak pernah lagi mencapai diatas ketinggian 905.5 m dpl.


Kejadian esktrim penurunan permukaan air Danau Toba terjadi pada tahun 1984 dan 1987 sebesar 2.5

m dan 1996 dan 1997 sekitar 2.0 m sedang tinggi permukaan diatas 905.5 m hanya terjadi sebelum

tahun 1980, saat sebelum PLTA Asahan beroperasi, Gambar 9. Tanakamaru (2004) melakukan

simulasi berapa besar debit outflow yang ditarik oleh PLTA Asahan dari Danau Toba. Simulasi

dengan debit 100 m3/detik menunjukkan level danau ini tidak akan pernah mencapai batas 905.5 m

dan hanya mungkin bila debitnya 90 m3/detik. Data net-inflow berdasarkan data curah hujan

maximum 102 m3/detik hingga tahun 1973. Net-inflow ini utamanya bersumber dari curah hujan,

evapotranspirasi, run-off dan kondisi tutupan lahan. Kajian net-inflow dan outflow Danau Toba untuk

pembangunan PLTA Asahan ini diduga menggunakan data 1973, sebab sesudah tahun 1973 net-

inflow menurun menjadi 88 m3/detik.

Gambar 9: Rekaman tinggi permukaan air Danau Toba dan rata-rata kecepatan outflow ke Sungai

Asahan

Khusus menyangkut kontribusi penting PT Inalum dalam menjaga keseimbangan inflow dan outflow

air Danau Toba sebagai sumber energi murah dan terbarukan pembangkit listriknya, jaringan

pemantauan tinggi air ini bermanfaat bagi perusahaan pemerintah tersebut untuk pengelolaan air

Danau Toba yang lebih efisien dan presisi termasuk control system untuk menghindari banjir pada

musim hujan dan kekeringan pada kemarau. Manfaat sistem ini lebih lanjut untuk PT Inalum

diantaranya adalah sebagai berikut:

Data time series interval per menit tanpa henti selama periode ber tahun-tahun (minimal 5 tahun)

akan memberikan peluang bagi analis inflow dan hidrologi kawasan untuk mengetahui pengaruh

iklim dan cuaca (curah hujan, suhu, kelembaban), dampak kondisi lingkungan (deforestasi,

pengaruh reboisasi), dan pemanfaatan debit air oleh industri seperti PT Inalum, PDAM dan

masyarakat, dst.

Data time series tinggi permukaan air pada bendungan pengatur (Siruar) dan penadah (Tangga

dan Sigura-gura) dapat dikorelasikan dan dianalisis terhadap variasi tinggi permukaan air yang

diamati pada permukaan Danau Toba.

Korelasi tinggi air di bendungan pengatur dan tinggi permukaan air Danau Toba akan dapat

membantu analisis fungsi bendungan pengatur Siruar terhadap pengendalian tinggi permukaan

Danau Toba dari musim ke musim supaya tidak menimbulkan banjir pada musim hujan atau

terlalu kering pada musim kemarau.

Selain perairan danau, regulasi pengaturan debit Sungai Asahan sebagai outflow satu-satunya air

Danau Toba sepanjang daerah aliran sungai itu perlu diatur dengan sistem pemantauan yang

baik. Pengaturan debit sungai dari kecepatan aliran yang ekstrim deras ataupun kekeringan akan


mempengaruhi keselamatan penduduk sekitar sungai, erosi aliran air terhadap tebing sungai dan

biodiversity yang ada pada aliran sungai.

Sistem pemantauan terpadu Danau Toba perlu dibangun untuk pemantauan aktual kondisi lingkungan

dari waktu ke waktu apakah itu real time atau near real time melalui model komputer telah

dimungkinkan dengan kemajuan teknologi pemetaan, surveilance, jaringan sensor digital dan

komunikasi data real time. Sistem pemantauan terpadu Danau Toba yang berbasis digital real time

ini sudah mulai terjangkau dan perlu dibangun bertahap dan diwujudkan secara partisipatif oleh

pemerintah, dana CSR atau pajak lungkungan dari industri terkait Danau Toba dan masyarakat untuk

pengelolaan Geopark Danau Toba secara berkelanjutan. Untuk itu langkah-langkah yang dilakukan

adalah sebagai berikut:

i) Pemetaan detail topografi sekitar Kawasan Danau Toba minimal skala 1:5,000 untuk membuat

GIS dan model 3D yang menjadi plaftorm untuk penambahan berbagai informasi tematik baik

alam seperti tema kondisi tutupan lahan, kehutanan, kelerengan, tata guna tanah, kondisi

meterologi, maupun tematik sosial, ekonomi dan kependudukan.

ii) Pemetaan detail dasar permukaan Danau Toba untuk dapat membuat GIS dan model 3D yang

penting untuk mengetahui kondisi geologi danau, pemodelan teliti volume air Danau Toba dan

memungkinkan pengukuran inflow dan outflow air Danau Toba secara teliti, dan penambahan

informasi tematik terkait pengelolaan air Danau Toba seperti lokasi jaring kerambah, kualitas

air, model tinggi permukaan air dan arus dst.

iii) Membangun jaringan sensor meteorologi, kualitas air, dan tinggi permukaan air dan pemantauan

perairan danau sebagaimana dimaksud Perpres 81/2014 pada ayat 8 dilakukan pada setiap

kecamatan yang berada di tepi pantai danau untuk kajian inflow dan outflow Danau Toba,

iv) Membangun surveilance sistem pemantauan kondisi lingkungan hutan dan aktivitas pertanian

dan perikanan di Danau Toba dengan menggunakan pesawat-pesawat kecil tak berawak (drone

atau UAV) yang harganya sudah relatif terjangkau saat ini, dan mengkombinasikan pemantauan

terestrial ini dengan teknologi satelit citra dan satelit altimetri untuk memantau tinggi

permukaan danau, Manurung (2014).

v) Membangun Pusat Pemantauan Terpadu dan Pengendalian Lingkungan Geopark Danau Toba

yang memfasilitasi pengawasan bersama antar sektor pemerintah, industri dan partisipasi

masyarakat untuk mengawasi dan melestarikan lingkungan Danau Toba.

8. KESIMPULAN

Kondisi aktual dan real time tinggi permukaan air Danau Toba melalui Stasiun Pemantau

Permukaan Air Balige sejak dioperasikan mulai September 2014 telah dapat diakses kapan saja

dimana saja oleh publik melalui media komunikasi yang terhubung dengan internet. Akes publik

ini dapat merupakan contoh sukses inisiatif masyarakat dalam pemantauan partisipatif dan

berkelanjutan tinggi permukaan air Danau Toba.

Partisipasi publik untuk memantau kondisi lingkungan perlu dilanjutkan bersama stake holder

terkait dengan pengelolaan berkelanjutan Geopark Danau Toba untuk membangun adanya

Sistem Pemantauan Terpadu dan Pengendalian Lingkungan Danau Toba yang dapat diakses

bersama oleh stakeholder dan masyarakat. Sistem terpadu memerlukan adanya kelengkapan

utama berikut: i) peta digital topografi dan dasar permukaan danau dari kawasan Danau Toba, ii)

berbagai informasi tematik sumber daya alam, sosial dan ekonomi, iii) jaringan sensor real time

untuk memantau meterologi dan kualitas air danau, dan iv) kelengkapan pemantauan surveilance

dengan drone.

Sistem pemantauan terpadu ini memungkinkan pemantauan lingkungan yang lebih teliti dan

tanggap cepat dalam penanganan pelanggaran lingkungan yang terjadi, termasuk menunjang

program pembangunan Kawasan Danau Toba yang berkelanjutan.


DAFTAR PUSTAKA

[1] Acreman M. C., Meigh J. R. and Sene K. J., "Modelling the decline in water level of Lake Toba,

Indonesia", Advances in Water Resource, Vol.16, (1993), pp 207-222

[2] Aizawa, Takao et al, (2008). Aplication of MEMS Accelerometer to Geophysics, Suncoh

Consultants Co. Ltd., Dept. of Civil and Earth Resource Engineering, Kyoto University, Japan

[3] Chesner, C.A., Rose, W.I., 1991. Stratigraphy of the Toba Tuffs and evolution of the Toba

Caldera Complex, Sumatra, Indonesia. Bulletin of Volcanology 53, 343e356.

[4] Chesner, C.A., The Toba Caldera Complex, Quaternary International (2011),

doi:10.1016/j.quaint.2011.09.025

[5] Manurung, P., et al (2014). Reconstrution of Sea Level Change in Southeast Asia Waters using

Combined Tide Gauge and Satellite Altimetry Data. APN Science Bulletin (4). Asia-Pacific

Network for Global Change Research. ISSN 2185-761X, pp 23-29

[6] MaxBotix® Inc. Patent 7,679,996, (2012). High Resolution, IP67 Weather Resistant, Ultra Sonic

Range, download tertanggal 25 Juli 2012 pada www.maxbotix.com

[7] Tanakamaru, H., et al (2004). Water Balance Analysisi and Water Level Simulation of Lake

Toba, Indonesia, http://rwes.dpri.kyoto-u.ac.jp/~tanaka/APHW/APHW2004/proceedings/OHS/56-OHS-

A606/56-OHS-A606.pdf akses Maret 2015

[8] Van Bemmelen, R. W. (1949): General Geology of Indonesia and adjacent archipelagoes, dalam

The Geology of Indonesia Vol 1A, Martinus Nijhoff, The Haque, 659-707

[9] Wandono (2007). Studi Tomografi Seismik Non-Linier Lokal Untuk Kompleks Kaldera Toba

dan Sekitarnya, Desertasi ITB, Bandung.

http://www.maxbotix.com/

http://rwes.dpri.kyoto-u.ac.jp/~tanaka/APHW/APHW2004/proceedings/OHS/56-OHS-A606/56-OHS-A606.pdf

http://rwes.dpri.kyoto-u.ac.jp/~tanaka/APHW/APHW2004/proceedings/OHS/56-OHS-A606/56-OHS-A606.pdf

kondisi aktual danau toba: pemantauan real...

Documents