Jerman Selatan saat ini sedang dilanda banjir. Sungai meluap, bendungan dan sistem drainase rusak, dan ruang bawah tanah terendam banjir. Ratusan orang dievakuasi, satu petugas pemadam kebakaran tewas dan sisanya hilang.
Berkali-kali alam menunjukkan kekuatannya yang besar dan kita hidup sesuai dengan hukum alam. Negara-negara Eropa lainnya, Slovenia, Kroasia dan Austria juga dilanda banjir baru-baru ini.
Tapi bagaimana air bisa memiliki kekuatan yang begitu kuat? Michael Dietze, peneliti lingkungan di Pusat Penelitian Geosains Jerman dan anggota Pusat Helmholtz di Potsdam, menulis tentang sifat banjir.
Ditze mengatakan satu meter kubik air beratnya satu ton, jadi penting untuk diingat bahwa air itu sangat berat.
“Air dapat memberi tekanan besar pada benda-benda yang dilaluinya. Dan air bergerak sangat kuat – cukup kuat untuk menyapu mobil atau bahkan kontainer yang tidak berlabuh.”
Namun faktor lain juga berperan, termasuk erosi. Permukaan yang rusak namun tampak stabil dapat dengan mudah dibersihkan dengan air mengalir deras.
Mendaftarlah untuk mendapatkan buletin Bite gratis setiap hari Rabu. Perbarui pengetahuan Anda di tengah minggu, dan topik pembicaraan akan semakin menarik!
Di Pusat Penelitian Geosains Jerman di Potsdam, para peneliti mempelajari dengan tepat bagaimana air mengikis dan mengangkut sedimen, bagaimana gelombang banjir merambat, dan seberapa besar kekuatan yang ditimbulkan air banjir terhadap suatu lanskap.
Menurut badan cuaca Jerman, curah hujan yang tinggi menimbulkan ancaman terhadap lingkungan. Namun curah hujan lebat sulit diprediksi dan relatif jarang terjadi di sebagian besar wilayah. Ahli meteorologi dapat memprediksi hujan, namun mereka tidak mengetahui secara pasti kapan atau berapa banyak hujan yang akan turun di suatu wilayah.
Akibatnya, hujan lebat dapat menyebabkan kerusakan yang lebih besar dari yang diperkirakan. Seperti yang dijelaskan Dietze, “Hujan lebat sering kali membuang sejumlah besar air ke tanah jenuh, yang berarti tanah tidak dapat menyerap air lagi.” Jenis tanah yang berbeda mempunyai cara menyerap air yang berbeda pula
Kadar air bukan satu-satunya faktor. Komposisi tanah atau kemampuannya dalam menyerap, menyimpan dan melepaskan air juga memegang peranan penting.
Di sinilah ukuran pori partikel tanah berperan. Koloid adalah partikel yang diameternya kurang dari 2 mikrometer, terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Namun, ukurannya yang kecil berarti bahwa dalam jumlah besar mereka dapat menciptakan luas permukaan yang sangat besar dimana molekul air dapat mengikat.
Tanah liat dan humus mengandung begitu banyak koloid sehingga air alami tidak dapat mengalir di antara pori-pori. Dengan pori-pori yang lebih sedikit, meskipun sangat jenuh, tanah ini mampu menampung lebih banyak air dibandingkan pasir.
Namun butiran pasir lebih besar, pori-pori berisi udara lebih besar, dan tanah berpasir hanya mengandung sedikit koloid. Tanah berpasir dapat dikatakan hampir tidak mampu menampung air di sela-sela pori-porinya, sehingga air cepat keluar.
Faktor penting lainnya adalah kondisi tanah sebelum hujan. Jika terjadi hujan deras secara tiba-tiba setelah kemarau panjang, tanah tidak dapat menyerap air dalam jumlah besar sekaligus.
Tanah kering memiliki sifat “tahan air”. Artinya air tidak meresap ke dalam tanah, melainkan mengalir dari permukaan. Residu tanaman juga merupakan faktor penyebab, karena minyak dan lilin akan hilang dalam kondisi kering. Air punya caranya sendiri
Ketika tanah menjadi jenuh setelah hujan yang berkepanjangan, air tidak dapat mengalir ke mana pun kecuali mengalir dari permukaan dan mengalir ke sungai.
“Setelah Anda sampai di sana, kecepatannya bisa sangat tinggi,” kata Dietze. Misalnya, di stasiun penelitian ekologi Universitas Cologne yang terletak di tepi sungai Rhine, air seringkali mengalir dengan kecepatan 1-2 meter per detik.
“Semakin tinggi kecepatan, semakin curam kemiringannya, terutama pada tepian dan punggung bukit, dan semakin dalam sungai maka semakin besar gaya yang dapat diangkat oleh air di dasar sungai. Daya hambat arus air ini mencapai beberapa kilogram, cukup untuk menyapu pasir, batu, dan bahkan puing-puing,” jelas Dietze. Air dan partikel: kombinasi yang mematikan
Namun tenaga air saja tidak cukup untuk mencuci rumah dan jalan. Partikel pembawa air mempunyai peranan. Bahan-bahan ini kemudian terdorong ke dalam tanah, jalan, dan dinding bangunan, sehingga menciptakan kekuatan erosi yang sangat besar.
Banjir seperti ini bisa terjadi dimana saja saat hujan deras dan hujan lebat, tambah Dietze. Hal ini sangat berbahaya jika bendungan yang jebol secara tiba-tiba dapat menyebabkan seluruh danau meluap, atau jika es yang mencair dalam jumlah besar dapat menyebabkan tanah longsor dan gelombang lembah. Bisakah banjir diprediksi?
“Peringatan cuaca dapat diperoleh dari data cuaca,” kata Dietze. “Misalnya, prakiraan cuaca dapat dimasukkan ke dalam model hidrologi untuk memprediksi kemungkinan dan terjadinya banjir.”
Di sisi lain, proses erosi lebih sulit diprediksi. Karena peristiwa tersebut terjadi sangat cepat, sulit untuk mengukur intensitasnya secara akurat.
Dengan menggunakan citra satelit dan, yang terpenting, seismometer, para peneliti berupaya memantau gelombang pasang secara real time dan menghitung intensitasnya. (ae/as)