Indonesia merupakan negara beriklim tropis yang memiliki curah hujan tahunan sangat tinggi. Gambar 1 menunjukan data Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG), rata-rata curah hujan tahunan di Indonesia berkisar antara 2.000 hingga 3.000 mm per tahun, bahkan di beberapa wilayah seperti Papua dan Sumatera, curah hujan bisa melebihi 4.000 mm per tahun. Sebagai perbandingan, curah hujan tahunan di negara seperti Mesir hanya sekitar 20 mm, dan di Australia rata-rata hanya sekitar 534 mm per tahun. Tingginya curah hujan ini menunjukkan betapa besarnya potensi air di Indonesia, namun juga menjadi tantangan besar dalam pengelolaan sumber daya air.

Gambar 1. Peta Trend Cuaca Hujan di Indonesia

Selain curah hujan yang tinggi, kondisi iklim yang semakin tidak menentu akibat perubahan iklim global mengakibatkan pola cuaca dan curah hujan menjadi sulit diprediksi. Ketidakteraturan ini memicu terjadinya kondisi ekstrem seperti banjir saat musim hujan dan kekeringan saat musim kemarau, yang berdampak langsung pada kehidupan masyarakat, khususnya yang tinggal di daerah rawan bencana hidrometeorologi seperti yang dipetakan pada gambar 2 dan 3.

Gambar 2 dan 3. Analisis Curah Hujan Bulanan

Dalam konteks pengelolaan air, bendungan memiliki peran yang sangat vital. Bendungan berfungsi sebagai pengendali aliran air, pencegah banjir, penyimpan cadangan air saat kemarau, serta pendukung irigasi dan pembangkit listrik tenaga air. Namun, tingginya curah hujan dan ketidakteraturan cuaca berdampak langsung terhadap kestabilan kondisi bendungan. Salah satu permasalahan utama yang sering muncul adalah pengelolaan pintu air bendungan yang masih dilakukan secara manual dan tidak didukung dengan pemantauan 24 jam. Hal ini mengakibatkan minimnya keandalan dan responsivitas dalam pengelolaan bendungan, terutama saat terjadi perubahan debit air secara drastis.

Lebih lanjut, saat ini masih banyak bendungan yang belum dilengkapi dengan sistem monitoring yang lengkap, mudah diakses, dan mampu menyajikan data secara real-time. Tidak tersedianya sistem peringatan dini yang akurat dan sistem prediksi spesifik turut memperparah kondisi ini, karena masyarakat, terutama yang tinggal di sekitar wilayah bendungan, tidak memiliki akses terhadap informasi terkini mengenai potensi bahaya yang mungkin terjadi. Kondisi ini sangat membahayakan, terutama ketika fluktuasi ketinggian air bendungan melebihi kapasitas tampungnya atau saat terjadi kekeringan ekstrem.

Ketidaksiapan dalam melakukan mitigasi bencana dapat menimbulkan kerugian yang besar, baik secara materiil maupun korban jiwa. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang andal dan terintegrasi yang mampu menyediakan informasi terkini, sistem monitoring, kontrol otomatis, prediksi berbasis data, dan peringatan dini yang dapat diakses secara mudah oleh masyarakat dan petugas pengelola bendungan. Sistem ini diharapkan mampu meningkatkan keandalan tata kelola bendungan serta mendukung upaya mitigasi bencana secara cepat dan tepat.

Terdapat banyak keunggulan produk SIM-KP2OB ini dibandingkan dengan produk lain atau pendahulunya. Keunggulan tersebut diantaranya:

1. SIM-KP2OB mengkombinasikan 5 sistem teknis sekaligus didalamnya. Diantaranya:

• Sistem Informasi

Memberikan penyajian data informatif baik berupa tampilan grafis ketinggian permukaan air, informasi status kewaspadaan, penyajian data suhu lingkungan, aktualisasi data, dan langkah mitigasi yang didasarkan pada pada panduan karakteristik bencana dan upaya mitigasi dari BNPB.

• Sistem Monitoring

Sistem ini digunakan untuk memantau kondisi lingkungan bendungan yang ditangkap oleh sensor suhu dan sensor ultrasonik. Data yang ditangkap tersebut akan diolah menjadi data digital oleh mikrokontroller untuk kemudian dikirim ke database sebagai sumber penyajian data sistem informasi.

• Sistem Kontrol Otomatis dengan Algoritma Fuzzy Logic

Sistem kontrol sebagai bentuk otomatisasi kontrol bendungan dari kontrol manual ke kontrol otomatis diterapkan pada produk SIM-KP2OB ini. Pintu bendungan yang berfungsi sebagai pengendali air juga diterapkan, dimana dalam produk SIM-KP2OB ini pintu air digunakan sebagai aktuator/komponen pengendali kapasitas air pada bendungan tersebut. Pintu bendungan ini akan dikombinasikan dengan motor listrik sehingga seluruh sistem pada SIM-KP2OB ini tidak lagi memerlukan tenaga fisik dalam pengoperasiannya.

• Sistem Prediksi Ketinggian Air Bendungan

SIM-KP2OB ini dilengkapi dengan sistem yang dapat memprediksi ketinggian permukaan air bendungan menggunakan algoritma Forecasting menggunakan 3 model sekaligus yakni model ARIMA, Prophet, dan ThetaForecaster untuk mendapatkan tingkat akurasi tinggi berkisar 93,1% - 97,41% dalam memprediksi ketinggian air bendungan dalam 1 hari kedepan.

• Sistem Peringatan Dini melalui Telegram

Sistem peringatan ini diintegrasikan guna memberikan peringatan kepada Masyarakat apabila terjadi fluktuasi ketinggian permukaan air bendungan baik dari kondisi realtime ataupun dari hasil prediksi. Notifikasi peringatan ini akan dikirimkan secara otomatis kepada pengguna dengan memanfaatkan robot chat telegram.

2. SIM-KP2OB dapat diakses oleh siapapun, kapanpun, dan dimanapun baik melalui website ataupun robot telegram berkat integrasi Internet of Think (IoT). Dimana data yang ditangkap oleh sensor kemudian diolah oleh mikrokontroller yang dikirim, diolah, dan disimpan di internet. Sehingga memberikan kemudahan dalam mengakses data menggunakan perangkat elektronik seperti laptop, handphone, komputer, tablet, ataupun perangkat sejenisnya.

3. SIM-KP2OB memberikan keunggulan keaktualisasian data. Artinya data yang ditampilkan di website diambil secara realtime pada bendungan berdasarkan periode waktu 30 menit. Dengan keunggulan ini, SIM-KP2OB dapat menjadi media sistem informasi andal yang mudah diakses oleh masyarakat untuk memonitoring kondisi bendungan.

4. Website SIM-KP2OB ini juga memberikan fitur penyajian data dalam bentuk grafik. Fitur ini memungkinkan masyarakat untuk dapat mengetahui data ketinggian muka air bendungan pada saat ini dan beberapa waktu sebelumnya. Dengan adanya fitur ini, masyarakat dapat menganalisis fluktuasi kondisi bendungan berdasarkan grafik tersebut.

5. Digunakan robot chat sebagai media interaktif dan sistem notifikasi peringatan bagi masyarakat dalam mengakses ringkasan informasi kondisi bendungan. Robot ini dapat diakses melalui aplikasi telegram dengan mengirimkan perintah yang disediakan dan robot akan membalas perintah tersebut yang memberikan pengalaman interaktif dalam menyampaikan informasi mitigasi bagi masyarakat.

6. SIM-KP2OB ditenagai oleh mikrokontroller ESP 32 sebagai komponen pemprosesan data sensor. Ukuran kontroller yang kecil membuat kontroller ini mudah diaplikasikan dan diprogram berdasarkan algoritma serta peruntukan yang diperlukan menggunakan pengkodean bahasa pemrograman C++.

7. Selain menyajikan data, SIM-KP2OB juga memberikan fitur panduan mitigasi kepada masyarakat berdasarkan status kewaspadaan bendungan. Keunggulan fitur ini membuat SIM-KP2OB ikut serta dalam (Sustainable Development Goals) SDGs poin 3 tentang kesehatan dan kesejahteraan, poin 6 tentang air bersih dan sanitasi, poin 9 tentang inovasi dan infrastruktur, poin 11 tentang pembangunan berkelanjutan, poin 13 tentang mencegah perubahan iklim.

8. SIM-KP2OB mengaplikasikan sistem kontrol yang didasarkan pada penggunaan algoritma fuzzy logic. Pintu bendungan yang dikombinasikan dengan motor listrik menjadi komponen aktuator mendukung untuk melakukan otomatisasi pengkontrolan ketinggian/kapasitas air bendungan. Sistem kontrol ini akan berjalan menurut acuan range point status kewaspadaan yang kemudian dianalisis untuk mendapatkan rules base.