Banjir bandang diakui sebagai ancaman utama bagi sistem distribusi listrik. Oleh karena itu, peningkatan ketahanan sistem distribusi terhadap bencana alam dahsyat ini sangat penting dan imperatif. Umumnya, para peneliti menggunakan model aliran permukaan dua dimensi (2D) untuk mengevaluasi risiko banjir pada sistem tenaga listrik. Meskipun model 2D ini dapat memberikan deskripsi perambatan aliran permukaan, model tersebut gagal memberikan lokasi luapan yang krusial dalam pemodelan banjir bandang. Lebih lanjut, model-model ini membutuhkan komputasi yang mahal, sehingga tidak cocok untuk analisis waktu nyata. Oleh karena itu, studi ini menyajikan model banjir probabilistik yang mudah dikembangkan dan dapat menangani ketidakpastian yang tinggi terkait banjir bandang perkotaan. Dalam hal ini, teknik Monte Carlo digunakan untuk memprediksi lokasi luapan dalam lingkungan berbasis grid. Dengan mempertimbangkan intensitas curah hujan, kelembapan tanah, dan kelengkungan permukaan, pembelajaran penguatan kemudian dimanfaatkan untuk melacak jalur aliran air banjir dari lokasi luapan ini, untuk mengidentifikasi gardu induk distribusi yang berisiko tergenang. Model banjir yang diusulkan diterapkan pada sistem distribusi IEEE 33-bus dan 23-bus nyata dengan mempertimbangkan medan hipotetis dan divalidasi di wilayah perkotaan nyata. Penelitian ini akan membantu para pengambil keputusan dan operator utilitas dalam meningkatkan ketahanan sistem tenaga listrik terhadap banjir bandang perkotaan, sekaligus mengatasi kendala keterbatasan data dan waktu.
Banjir menyebabkan pemadaman listrik yang meluas dan berkepanjangan, serta menimbulkan tantangan tersendiri bagi sistem distribusi listrik, seperti keselamatan publik, risiko tanah longsor, terendamnya gardu induk, dan akses ke area yang terendam banjir. Di Malaysia, gardu induk listrik, komponen sistem kelistrikan yang paling kritis dan mahal, diidentifikasi sebagai aset yang paling rawan banjir, sehingga perlu dipahami, diidentifikasi, dan dikuantifikasi secara jelas risiko banjir perkotaan terhadap gardu induk. Untuk memitigasi risiko ini, pembangunan dinding penahan banjir dengan ketinggian yang wajar di pintu masuk gardu induk distribusi dalam ruangan dan pemasangan pompa bah di lubang bah merupakan tindakan struktural yang umum dan efektif. Namun, banyak ketidakpastian yang menyelimuti tindakan-tindakan ini, karena hubungan yang tidak jelas antara karakteristik dan efektivitasnya, sehingga membatasi pemilihan tindakan struktural yang optimal. Selain itu, kurangnya data historis untuk kejadian banjir bandang, karena kesulitan praktis dalam mengumpulkan data selama keadaan darurat, menyulitkan para peneliti untuk memodelkan dan memprediksi kejadian tersebut [23]. Selain itu, menilai dampak banjir bandang pada gardu induk juga menjadi tantangan karena ketidakmampuan model aliran permukaan 2D untuk menandai lokasi luapan dan menghasilkan profil banjir secara waktu nyata (real-time). Selain itu, kurva kerapuhan angin yang dimodifikasi yang digunakan oleh para peneliti dan kurva kerapuhan banjir yang disajikan oleh Badan Manajemen Darurat Federal Amerika Serikat tidak cocok untuk konteks Malaysia.
Sistem IEEE 33-bus dipertimbangkan untuk menganalisis
kerangka kerja yang diusulkan untuk pemodelan dampak banjir bandang pada gardu induk distribusi. Pendekatan pragmatis yang disajikan pada bagian 2.2.1 digunakan untuk menyiapkan sistem uji ini. Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1, kisi-kisi dengan jarak yang sama, terdiri dari 6 脳 24 = 144 sel, ditempatkan di atas sistem uji ini untuk menangkap dampak spasial banjir bandang.
Berdasarkan skor dampak, gardu induk listrik dikategorikan menjadi dua kelas: rentan dan tidak rentan. Gardu induk yang berada di zona berdampak tinggi diantisipasi sebagai rentan terhadap banjir bandang, sehingga ditandai sebagai gardu induk yang terendam banjir.
Sebaliknya, gardu induk yang berada di zona bebas banjir, di mana tidak ada kejadian banjir, dianggap tidak rentan terhadap banjir bandang perkotaan. Dapat divisualisasikan dari Gambar diatas bahwa gardu induk 32 dan 33 berada di zona z87 yang diidentifikasi sebagai zona potensial banjir bandang dengan kedalaman banjir rata-rata 0,72 m. Dengan menerapkan model kerapuhan yang diusulkan, probabilitas kegagalan untuk gardu induk 32 dan 32 diperkirakan sebesar 1 yang berarti terdapat kepastian seratus persen bahwa gardu induk ini akan terputus.
Peristiwa banjir bandang perkotaan yang disebabkan oleh curah hujan berdurasi pendek lebih sering terjadi dan semakin intensif secara global akibat perubahan iklim. Peristiwa ini berdampak serius pada sistem distribusi listrik. Untuk meminimalkan dampaknya terhadap pasokan listrik, evaluasi risiko banjir pada gardu induk listrik sangatlah penting, karena gardu induk diidentifikasi sebagai komponen paling kritis dan mahal yang rentan terhadap bahaya hidrologi ini. Dalam hal ini, model kerapuhan banjir dikembangkan untuk memperkirakan probabilitas kegagalan gardu induk distribusi di daerah rawan banjir. Dari kecocokan PDF dengan data yang diperoleh, disimpulkan bahwa distribusi Weibull sesuai untuk membangun kurva kerapuhan gardu induk dalam jaringan distribusi Malaysia. Dari kurva ini, terungkap bahwa PE dapat menahan kedalaman banjir hingga 0,35 m, sedangkan PPU dapat menahan banjir setinggi 0,4 m hingga 1 m. Lebih lanjut, untuk menentukan gardu induk yang rentan terhadap banjir bandang, model banjir diusulkan untuk mengatasi ketidakpastian yang terkait dengan kejadian banjir bandang dan mengatasi kendala keterbatasan data dan waktu. Model ini diuji pada medan hipotetis dan divalidasi di wilayah perkotaan nyata. Teknik yang diusulkan dapat menghasilkan skenario kegagalan yang realistis dan dipadukan dengan lingkungan Sistem Informasi Geografis (SIG) utilitas untuk melakukan penilaian risiko terhadap banjir perkotaan. Dalam penelitian selanjutnya, keruntuhan tepi sungai di wilayah perkotaan dan orientasi bangunan di dataran banjir akan dimasukkan ke dalam model banjir yang diusulkan untuk meningkatkan efektivitasnya.
Penulis: Lilik Jamilatul Awalin, ST, SPd, MT, PhD.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
