bab ii disa & tri

7/23/2019 Bab II Disa & Tri

http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 1/34

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Karakteristik Waduk

2.1.1. Umum

Pada umumnya tujuan dari dibangunnya suatu waduk atau bendungan

adalah untuk melestarikan sumberdaya air dengan cara menyimpan air disaat

kelebihan yang biasanya terjadi disaat musim penghujan. Air yang datang

melimpah pada musim penghujan tersebut, ditampung dan disimpan serta

dipergunakann secara tepat guna sepanjang tahun. Diharapkan pula banjir dapat

dicegah serta kekurangan air pada saat musim kemarau tiba dapat diatasi.

Karakteristik suatu waduk merupakan bagian pokok dari waduk yaitu

volume hidup (live storage), volume mati (dead storage), tinggi muka air

(TA!maksimum, TA minimum, tinggi mercu bangunan pelimpah berdasarkan

debitrencana. Dari karakteristik "isik waduk tersebut didapatkan hubungan antara

elevasi dan volume tampungan yang disebut juga liku kapasitas waduk. #iku

kapasitas tampungan waduk merupakan data yang menggambarkan volume

tampungan air di dalam waduk pada setiap ketinggian muka air.

Gambar 2.1. Karakteristik Waduk

Sumber : eprints.undip.ac.id/34513/5/1501_capter_!!.pd"



2.1.2. Tampu!a"tampu!a Da#am Waduk

$agian%bagian pokok sebagai ciri "isik suatu waduk adalah sebagai berikut&

'. Tampungan berguna (use"ull storage!, menurut eyhan (eyhan, ')*)&+!,

adalah volume tampungan diantara permukaan genangan minimum ( #o$

%ater #evel - ##! dan permukaan genangan normal ( &ormal %ater #evel -

/#!.

+. Tampungan tambahan ( surcarge storage! adalah volume air diatas genangan

normal selama banjir. 0ntuk beberapa saat debit meluap melalui pelimpah.

Kapasitas tambahan ini biasanya tidak terkendali, dengan pengertian adanya

hanya pada waktu banjir dan tidak dapat dipertahankan untuk penggunaan

selanjutnya (#insey, ')12&32!.

4. Tampungan mati (daed storage! adalah volume air yang terletak dibawah

permukaan genangan minimum, dan air ini tidak diman"aatkan dalam

pengoperasian waduk.

. Tampungan tebing (valle' storage! adalah banyaknya air yang terkandung di

dalam susunan tanah pervious dari tebing dan lembah sungai. Kandungan air

tersebut tergantung dari keadaan geologi tanah.

2. Permukaan genangan normal (normal $ater level 5/#!, adalah elevasi

maksimum yang dicapai oleh permukaan air waduk.

3. Permukaan genangan minimum (lo$ $ater level 5##!, adalah elevasi

terendah bila tampungan dilepaskan pada kondisi normal, permukaan ini

dapat ditentukan oleh elevasi dari bangunan pelepasan yang terendah.

*. Permukaan genangan pada banjir rencana adalah elevasi air selama banjir

maksimum direncanakan terjadi ( "lood $ater level 56#!.

1. Pelepasan (realese!, adalah volume air yang dilepaskan secara terkendali darisuatu waduk selama kurun waktu tertentu.

). Periode kritis (critical periode), adalah periode dimana sebuah waduk

berubah dari kondisi penuh ke kondisi kosong tanpa melimpah selama periode

itu. Awal periode kritis adalah keadaan waduk penuh dan akhir periode kritis

adalah ketika waduk pertama kali kosong.



uka air $anjir

uka air /ormal ercu Pelimpah

Tampungan ati

Dasar ungai

Gambar 2.2. $%a"&%a Tampu!a Waduk

Sumber : ttp://$$$."reev'nou.com

2.1.'. Kapasitas Tampu!a Beberapa Waduk Besar

Tabe# 2.1. Kapasitas tampu!a (aduk di Id%esia

/o /ama $endungan

7ol. aduk pada kondisi tertentu (juta m4!

m.a

banjir

m.a

normal7ol. mati 7ol. e"ekti"

'. aguling )*8 1*2 +3 33'

+. 9irata +'32 +'32 '** *)3

4. :uanda +1)4 +223 )38 '*)8. utami (karang kates! 4)8 44 )8 +24

2. rican 28 ')4.28 '3.28 *

3. onogiri *42 238 '+8 8

*. onorejo +2) '++ '3 '83

1. Kedungombo )13 *+4 11. 34.3

Sumber : ttp://pustaa.pu.go.id

2.1.) Usur"usur Kapasitas Waduk

Tampungan yang dibutuhkan di suatu sungai untuk memenuhi permintaan

tertentu bergantung pada tiga "aktor (c.ahon, ')*3! , yaitu &

'! 0nsur%unsur aliran sungai

+! 0kuran permintaan

4! Tingkat keandalan dari pemenuhan permintaan

Dalam bentuknya yang paling sederhana, masalah yang ditangani dapat

digambarkan sebagai berikut &

Tampungan ;"ekti"

<# aluran Pengambilan

=angkaian pelepasan

terkendali D (t!

aduk dengan kapasitas

Tamp.akti" 9

=angkaian aliran

ungai > (t!

Gambar 2.'. Idea#isasi masa#a* kapasitas kemampua (aduk

limpahan



Sumber : Soedib'o, eni *endungan

=angkaian aliran sungai >(t! akan diman"aatkan untuk memenuhi

permintaan air dengan kebutuhan yang tertentu D(t!, dalam hal ini mungkin

periode aliran rendah (lo$ "lo$) dari sungai itu perlu diperbesar. Dengan demikian

pertanyaan yang diajukan dapat berupa berapa besarnya kapasitas waduk (9! yang

harus disediakan bagi suatu pelepasan atau dra"t yang terkendali D(t! dengan

tingkat keandalan yang bisa diterima, mungkin ada variasi lain dari pertanyaan ini

misalnya menentukan pelepasan bagi suatu kapasitas tertentu, tetapi masalah

dasarnya tetap sama, yaitu hubungan antara karakteristik aliran masuk (in"lo$),

pelepasan yang terkendali dan keandalan harus ditemukan.

2.1.).1. Usur"usur A#ira Su!ai

0nsur%unsur aliran sungai ini diperlukan untuk menentukan besarnya

tampungan yang perlu dibangun agar dapat memenuhi permintaan.

Di bawah ini diberikan penjelasan tentang unsur%unsur aliran sungai yang

berperan dalam penentuan kapasiras tampungan waduk, antara lain &

% Debit& 7olume air yang mengalir per satuan waktu melewati suatu penampang melintang palung sungai, pipa, pelimpah, a?ui"er dan sebagainya.

% #impasan (run o"")& emua air yang bergerak ke luar dari pelepasan

(outlet) daerah pengaliran ke dalam sungai melewati rute, baik di atas

permukaan maupun lewat bawah tanah sebelum municipal sungai tersebut.

% #impasan permukaan (sur"ace run o"")& #impasan air yang selalu mengalir

di atas permukaan tanah.



% #impasan bawah tanah (subsur"ace run o"")& #impasan air yang selalu

melewati rute bawah tanah, dan waktu meninggalkan daerah pengaliran pada

pelepasannya berupa aliran permukaan (sur"ace stream).

% #impasan bulanan& 7olume air selama bulan tertentu atau ekuivalen

dengan debit rata%rata dalam bulan tersebut.

% #impasan rata%rata bulanan atau tahunan& @arga rata%rata aliran dalam tiap

bulan suatu tahun atau aliran tahunan.

2.1.).2. Ukura +ermitaa

Kapasitas waduk yang dibangun harus disesuaikan dengan ukuran

permintaan yang harus dapat dipenuhi oleh waduk tersebut. Adapun hal tersebut

tergantung oleh jumlah penduduk, jumlah lahan yang perlu diairi, jenis tanaman,

jenis tanah, cara pemberian air, cara pengelolaan dan pemeliharaan saluran, iklim,

cuaca, dan lain%lain.

2.2.,. -#%%d R%uti!

6lood =outing atau penelusuran banjir adalah merupakan peramalan

hidrogra" di suatu titik pada suatu aliran atau bagian sungai yang didasarkan atas

pengamatan hidrogra" di titik lain. @idrogra" banjir dapat ditelusuri lewat along

sungai atau lewat waduk.

Tujuan penelusuran banjir&

a. Peramalan banjir jangka pendek

b. Perhitungan hidrogra" satuan pada berbagai titik sepanjang sungai dari

hidrogra" satuan di suatu titik si sungai tersebut.

c. Peramalan terhadap kelakuan sungai setelah terjadi perubahan keadaan

palung sungai (misalnya karena adanya pembangunan bendungan atau

pembuatan tanggul!d. Derivasi hidrogra" sintetik

Pada dasarnya penelusuran banjir lewat palung sungai adalah merupakan

persoalan aliran tidak tunak (non steady "low!, sehingga oleh karenanya dapat

dicari penyelesaiannya. Karena pengaruh gesekan tidak dapat diabaikan, maka

penyelesaian persamaan dasar alirannya akan sangat sulit. Dengan menggunakan

cara karakteristik atau "inite element akan dapat diperoleh penyelesaian yang

memadai, tetapi masih memerlukan usaha yang sangat besar.



9ara penelusuran banjir yang akan diuraikan dalam $ab ini tidak

didasarkan atas hokum%hukum dasar hidrolika. ang ditinjau disini hanyalah

hukum kontinuitas, sedangkan persamaan keduanya didapatkan secara empiris

dari pengamatan banjir. <leh karenanya berlakunya cara ini harus diperiksa untuk

setiap kasus khusus.

Penelusuran lewat waduk, di mana penampungannya adalah merupakan

"ungsi dari aliran keluar (out"low!, maka cara penyelesaiannya dapat ditempuh

dengan cara yang lebih eksak.

2.2.,.1. +ee#usuram Bair Le(at +a#u! Su!ai

Penelusuran banjir dengan cara 0KB/C0, berlaku dalam kondisi sebagai

berikut &

'! Tidak ada anak sungai yang masuk ke dalam bagian memanjang

palung sungai yang ditinjau.

+! Penambahan atau kehilangan air oleh curah hujan, aliran masuk

atau keluar air tanah dan evaporasi, kesemuanya ini diabaikan.

Persamaan kontinuitas yang umum dipakai dalam penelusuran banjir

adalah

(+.'!

Dimana

B - debit yang masuk ke dalam permulaan bagian memanjang palung sungai

> - debit yang keluar dari akhir bagian memanjang palung sungai yang ditinjau

(m45dt !

s - besarnya tampungan ( storage ! dalam bagian memanjang palung sungai

yang ditinjau ( m4 !

dt - periode penelusuran ( detik, jam atau hari !

Kalau penelusurannya duibah dari dt menjadi t maka &

B -+

+' ! ! +

B -+

+' ++ +

d - + E '

sehingga rumus (*%'! dapat diubah menjadi &

dt

ds+ ! =−



B -+

+' ! ! +

F+

+' ++ +

- + E '

Dalam mana indeks%indeks ' merupakan pada saat permulaan periode

penelusuran, dan indeks%indeks + merupakan keadaan pada akhir peroide

penelusuran.

Dalam persamaan (*%+! tersebut,

B' dan B+ dapat diketahui dari hidrogra" debit masuk yang diukur besarnya > ' dan

' diketahui dari periode sebelumnya.

>+ dan + tidak diketahui.

Bni berarti diperlukan persamaan kedua. Kesulitan terbesar dalam

penelusuran banjir lewat palung sungai ini terletak Gada mendapatkan persamaan

kedua ini. Pada penelusuran banjir lewat waduk, persamaan tersebut lebih

sederhana, yaitu

>+ - " (+!. Tetapi pada penelusuran lewat palung sungai besarnya tampungan

tergantung pada debit masuk dan debit keluar. Persamaan yang menyangkut

kepada debit masuk dan debit keluar. Persamaan yang menyangkut hubungan

dan > pada palung sungai hanya berlaku untuk hal%hal yang khusus, yang

bentuknya adalah sebagai berikut& - k HI B F ('%I! >J

k dan I ditentukan oleh hidrogra" debit masuk dan debit keluar yang masing%

masing diamati pada saat bersamaan, sehingga hanya berlaku untuk bagian

memanjang palung sungai yang ditinjau.

6aktor I merupakan "aktor penimbang (weight! yang besarnya berkisar

antara 8 dan ', biasanya lebih kecil dari 8,2 dan dalam banyak hal besarnya kira%

kira sama dengan 8,4 serta tidak berdimensi.

Karena mempunyai dimensi volume, sedangkan B dan > berdimensi

debit, maka k harus dinyatakan dengan dimensi waktu (jam atau hari!.

Dari persamaan (*%+! dapat dibuat persamaan berikut ini

' - k HI B' F ('%I! >'J

+ - k HI B+ F ('%I! >+J

Dari persamaan didapat

>+ - c8 B+ F c' B' F c+ >'



Dimana

c8 - %t (,(

t (,

∆+−

∆−

2,8

2,8

c' -t (,(

t (,∆+−

∆−2,8

2,8

c+ -t (,(

t (,(

∆+−

∆−−

2,8

2,8

dan

c8 F c' F c+ - '

2.2.,.2. +ee#usura Bair Le(at Waduk

Penelusuran lewat waduk, di mana penampungannya adalah merupakan

"ungsi

langsung dari aliran keluar (out"low!, maka cara penyelesaiannya lebih eksak.

Kalau periode penelusurannya diubah dari dt menjadi dt maka dari rumus

diatas dapat diubah menjadi

'+

+'+'

++S S

++ ! ! +=

++

+ (+.+!

6aktor E "aktor yang diketahui ditempatkan di ruas kiri seperti berikut ini

∆+=

∆−+

∆+ t ,+S t ,+S t , ! !

+++

+

+

'

'

+'

(+.4!

jika'

''

+ϕ =−

∆

+

t

S dan

+

++

+ϕ =+

∆+

t

S maka rumus dapat ditulis menjadi

+'

+'

+ϕ ϕ =+

+ ! ! (+.!

B' dan B+ diketahui dari hidrogra" debit masuk kewaduk, jika periode penelusuran

(Flood Routing ! ∆t telah ditentukan.

' merupakan tampungan waduk pada permulaan periode penelusuran

yang diukur dari datum "asilitas pengeluaran (puncak bangunan pelimpah atau

spill$a' atau sumbu terowongan outlet!.

>' adalah debit keluarpada permulaan periode penelusuran kalau "asilitas

pengeluarannya berupa bangunan pelimpah ( spillway !, maka

+

4

.. - *. + =



dimana & 9 - koe"isien debit bangunan pelimpah ( ',* E +,+ m'5+5dt !

$ - panjang ambang bangunan pelimpah ( m !

@ - tinggi energi di atas ambang bangunan pelimpah

Pada umumnya kecepatan air di waduk di depan ambang bangunan

pelimpah sangat kecil, sehingga dapat diabaikan. Kalau "asilitas pengeluarannya

berupa terowongan, maka harus diperhitungkan terhadap dua macam keadaan &

'! Pada saat seluruh panjang terowongan belum terisi penuh oleh air,

sehingga masih belum berupa aliran alur terbuka. Dalam hal ini digunakan

rumus > - 7.A, dimana 7 menggunakan rumus anning

+! Pada saat seluruh panjang terowongan penampang atau pro"il

alirannya terisi penuh oleh air,sehingga terjadi aliran tekan atau aliran pipa.

Dalam hal demikian kecepatan airnya ditentukan oleh perbedaan tinggi

tekanan di permulaan dan ujung terowongan. Perbedaan tekanan tersebut

merupakan penjumlahan dari kehilangan energi yang dipengaruhi oleh bentuk

inlet terowongan, kekasaran dinding terowongan, adanya penyempitan atau

pelebaran dalam terowongan, adanya belokan dan bentuk outlet terowongan.

Pada suatu elevasi muka air setinggi kurang lebih ',2 kali diameter

terowongan di atas sumbu terowongan di hulu inlet terjadi peralihan dari aliran

alur bebas menjadi aliran tekan. Karena peralihan tersebut tidak dapat ditentukan

pada ketinggian yang tepat.

Dengan dapat dihitungnya ruas kiri ( rumus !, maka p+ dapat dihitung.

Dengan demikian + dan >+ dapat dihitung juga. Karena pada dasarnya + dan >+

merupakan "ungsi @, seperti halnya ' dan >'.

2.2. Le!ku! Kapasitas Waduk

2.2.1. Umum

#engkung kapasitas waduk ( storage capacit' curve o" reservoir !

merupakan suatu kurva yang menggambarkan hubungan antara luas muka air

(reservoir area!, volume ( storage capasit'! dengan elevasi (reservoir $ater level !.

Dari lengkung kapasitas waduk ini akan diketahui berapa besarnya tampungan

pada elevasi tertentu, sehingga dapat ditentukan ketinggian muka air yang



diperlukan untuk mendapatkan besarnya volume tampungan pada suatu elevasi

tertentu, kurva ini juga dipergunakan untuk menentukan besarnya kehilangan air

akibat perkolasi yang dipengaruhi oleh luas muka air pada elevasi tertentu.

Dari persamaan lengkung kapasitas tinggi dapat ditentukan tinggi muka air

waduk dengan persamaan&

@ - 9h. 8,2 (+.2!

dengan&

A - luas muka air waduk (km+!

- volume tampungan total (m4!

9h - koe"esien

:ika kehilangan turut diperhitungkan, kehilangan ini dikalikan luasan

untuk mendapatkan volume kehilangan. Persamaan lengkung kapasitas luasan

waduk dapat dinyatakan&

A - 9a . 8,2 (+.3!

dengan&

A - luas muka air waduk (km+!

- volume tampungan total (m4!

9a - koe"isien

Tabe# 2.2. Kapasitas Tampu!a Waduk W%%re%

;levasi (m! #uas uka Air aduk (km+! Tampungan ('83 m4!

'' 8 8

'+8 8.')* 8.2)'

'48 8.32 .1+3

'8 '.+42 '.+2'

'28 '.1') +).2+'

'38 +.41 28.2'3

'*8 +.)*3 **.+)3

'18 4.342 ''8.42'

')8 .4'1 '28.''3


Tabe# 2.'. Kapasitas Tampu!a Waduk Ir. /. 0uada



Itera# K%tur

m3

Luas +ermukaa

km234%#ume K%mu#ati5 167 m'3

''8 1+.+ +3)2

'8* 18.+ +2'

'82 *1.) ++)+

'88 *4 ')'+

)2 3*.' '23+

)8 2*. '+2'

12 3. ))+

18 '.4 **4

*2 42.) 21'

*8 48.' '3

32 +.* +*)

38 '1.2 '*'

22 '4.* )8.)

28 1.)1 4.3

2 +.13 3.4*

8 8.' 8.44

4* 8.82 8.83


2.2.2. Le!ku! Kapasitas Waduk di Id%esia



Gambar 2.). Le!ku! Kapasitas Waduk W%%re%


Gambar 2.,. Le!ku! Kapasitas Waduk Ir. /. 0uada


2.'. I5#%( Tampu!a (aduk

2.'.1. Umum

=angkaian air yang memberikan kontribusi sebagai debit in"lo$ sungai

antara lain adalah berasal dari presipitasi (atau saluran! langsung, debit air tanah,

dan termasuk juga limpasan permukaan dan limpasan bawah permukaan.

6aktor%"aktor yang mempengaruhi volume total limpasan&

'. 6aktor%"aktor iklim&

a. $anyaknya presepitasi.

b. $anyaknya evapotranspirasi.

+. 6aktor%"aktor DA&

a. 0kuran daerah aliran sungai.

b. Tinggi tempat rata%rata daerah aliran sungai (pengaruh orogra"is!.



6aktor%"aktor yang mempengaruhi aliran waktu limpasan&

'. 6aktor%"aktor meteorologis&

a. Presipitasi.

b. Bntensitas curah hujan.

c. #amanya curah hujan.

d. Distribusi curah hujan dalam daerah pengaliran.

e. Arah pergerakan curah hujan.

". 9urah hujan terdahulu dan kelembaban tanah.

g. Kondisi%kondisi meteorologi yang lain.

+. 6aktor%"aktor daerah aliran sungai&

a. Topogra"i.

b. Ceologi.

c. Tipe tanah.

d. 7egetasi.

e. :aringan drainasi.

4. 6aktor%"aktor manusiawi&

a. truktur hidrolik.

b. Teknik%teknik pertanian.

c. 0rbanisasi.

2.'.2. 8a9am Limpasa

2.'.2.1. Limpasa +ermukaa

#impasan permukaan merupakan limpasan air yang mengalir di atas

permukaan tanah. #impasan permukaan berasal dari air hujan yang terus mengalir

karena tidak ada tanaman yang menghambatnya. #impasan permukaan disebut juga run o"".

2.'.2.2. Limpasa Ba(a* +ermukaa

#impasan air yang selalu mengalir di bawah permukaan tanah, dan pada

waktu meninggalkan daerah pengaliran pada pelepasaannya berupa aliran

permukaan.

2.'.2.'. Limpasa Bu#aa



7olume air selama bulan tertentu atau e?uivalen dengan debit rata%rata

dalam bulan tersebut. Dapat pula dinyatakan sebagai tinggi d, agar dapat

dibandingkan dengan hujan dan penguapan.

d - =

/

0 ∫ > dt (+.*!

dengan &

A - luas daerah pengaliran dan integralnya dimaksudkan untuk

menjumlahkan debit sepanjang bulan yang bersangkutan.

2.'.' Debit Ada#a

Debit andalan adalah besarnya debit yang tersedia untuk memenuhi

kebutuhan air dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Dalam

perencanaan proyekEproyek penyediaan air terlebih dahulu harus dicari debit

andalan (dependable discarge!, yang tujuannya adalah untuk menentukan debit

perencanaan yang diharapkan selalu tersedia di sungai (oemarto, ')1*!.

Tabe# 2.) Besar:a ada#a utuk berba!ai ke!uaa

Kegunaan Keandalan

'. Penyediaan air minum+. Penyediaan air indutri

4. Penyediaan air irigasi untuk

% Daerah iklim setengah lembab

% Daerah iklim kering

. Pembangkit listrik tenaga air (P#TA!

)) )2 E )1

*2 E 12

18 E )2

12 E )8

Sumber : .. Soemanto, -idrologi eni

Ada berbagai cara untuk menentukan debit andalan, masing%masing cara

mempunyai ciri khas sendiri%sendiri. Pemilihan metode yang sesuai umumnya

didasarkan atas pertimbangan data yang tersedia, jenis kepentingan dan

pengalaman. etode%metode untuk analisis debit andalan tersebut antara lain

berikut &

a! etode Karakteristik aliran ( "lo$ caracteristic!

Perhitungan debit andalan dengan metode ini antara lain memakai data yang

didapatkan berdasar karakteristik alirannya.

etode ini umumnya dipakai untuk &



'. Daerah pengaliran sungai (DP! dengan "luktuasi maksimum dan

minimumnya relati" besar dari tahun ke tahun.

+. Kebutuhan yang relati" tidak konstan sepanjang tahun.

4. Data yang tersedia cukup panjang.

Karakteristik aliran dalam hal ini dihubungkan dengan kriteria sebagai berikut &

'. Tahun normal, jika debit rata%rata tahunannya sama dengan atau mendekati

debit rata%rata dari tahun ke tahun.

+. Tahun kering, jika debit rata%rata tahunannya di bawah debit rata%rata dari

tahun ketahun.

4. Tahun basah, jika debit rata%rata tahunannya diatas debit rata%rata dari tahun

ketahun.

b! etode tahun penentu (basic 'ear !.

c! Penentuan debit andalan dengan menggunakan metode ini antara

lain dengan menentukan suatu tahun tertentu sebagai dasar perencanaan.

d! etode bulan penentu.

e! etode ini seperti pada karakteristik aliran tetapi hanya dipilih

bulan tertentu sebagai dasar perencanaan.

"! etode > rata%rata minimum.

Penentuan debit andalan dengan metode ini berdasar data debit rata%rata

bulanan yang minimum ini biasanya dipakai untuk &

DP dengan "luktuasi debit maksimum dan minimum tidak terlalu besar dari

tahun ke tahun.

Kebutuhan relati" konstan sepanjang tahun.

etode yang digunakan dalam studi ini adalah metode karakteristik aliran.

enurut uyono osrodarsono (')18&+8!, terminologi debit dinyatakan

sebagai berikut &

'! Debit air cukup (a""luent !, yaitu debit yang dilampaui oleh debit%

debit sebanyak )2 hari dalam setahun (peluang keandalan +3,8+!.

+! Debit air normal, yaitu debit yang dilampaui oleh debit%debit

sebanyak '12 hari dalam setahun (peluang keandalan 28,31!.

4! Debit air rendah, yaitu debit yang dilampaui oleh debit%debit

sebanyak +*2 hari dalam setahun (peluang keandalan *2,4!.



! Debit air kering, yaitu debit yang dilampaui oleh debit%debit

sebanyak 422 hari dalam setahun (peluang keandalan )*,48!.

2.). +emba!kita Data I5#%(

Terdapat tiga model yang digunakan dalam perhitungan%perhitungan

hidrologi yaitu model deterministik, model probabilistik, model stokastik. odel

stokastik mampu mengisi kekosongan di antara kedua model tersebut, yaitu

mempertahankan si"at%si"at peluang yang berhubungan dengan runtun waktu

kejadiannya. Termasuk dalam model stokastik adalah proses perpanjangan runtun

data.

edangkan dasar%dasar teknik pembangkitan data dapat dijelaskan seperti

berikut, dasar proses perpanjangan runtun data ( generated ! adalah bahwa

prosesnya tidak berubah, dalam arti si"at%si"at statistik proses terhadap runtun data

historis tidak berubah terhadap waktu sehingga si"at%si"at kejadian sesungguhnya

dapat dipakai untuk membuat runtun data sintetis yang panjang. Kegunaan

pembangkitan data debit sungai adalah &

a! 0ntuk memenuhi kebutuhan tampungan waduk dengan data sintetis.

b! 0ntuk membantu perancangan waduk akibat data kurang panjang.

c! 0ntuk simulasi pengoperasian waduk.

Pembangkitan data dalam hal ini memerlukan proses dimana kekuatan%

kekuatan yang saling bersangkut paut dan menimbulkan pengaruh bertindak

menghasilkan suatu rangkaian waktu (time series!. Proses terbaik adalah yang

sesuai dengan karakteristik "isik dari rangkaian waktu tersebut. edangkan dari

segi pandang stokastik, aliran sungai bisa dipandang dari empat komponen yaitu&

'! Komponen kecenderungan (Tt!.+! Komponen periodik atau musiman (t!.

4! Komponen korelasi (Kt!.

! Komponen acak (t!.

ang dapat dikombinasikan secara sederhana sebagai berikut &

;t < Tt = St = Kt = t (+.1!



Konsep dari metode stokastik adalah pembangkitan data dengan cara

mempertahankan karakteristik data debit historis, melalui parameter rerata data,

standar deviasi dan koe"isien korelasi antar waktu.

2.).1. Bi#a!a Rad%m

Data debit historis dan sintetik memiliki urutan terjadi berdasarkan proses

acak, serta terletak dalam interval waktu tertentu. 0rutan nilai ini sering disebut

rangkaian waktu (time series!. ecara umum nilai ke%i dari variabel L yang

merupakan anggota dari suatu rangkaian waktu adalah jumlah dari + komponen.

;i < di = ei (+.)!

Dimana komponen deterministik diperoleh dari nilai parameter%parameternya dan

nilai sebelumnya dari proses, seperti LiF', LiF+ dan seterusnya. Komponen

bilangan acak uni"orm dengan cara sebagai berikut &

t1 < u1 = u2 = u' = >>>> = u123 ? 7 & dst (+.'8!

dengan &

t' dan t+ - bilangan acak normal.

u',u+,u4 - bilangan acak uni"orm.

etode lain untuk memperoleh bilangan acak normal dengan persamaan

$oI uller, yaitu &

!..+(9os!ln(.+ '+•−= iii 2 2 & π (+.''!

!..+(in!ln(.+ '' ++ •−=

iii 2 2 & π (+.'+!

dengan &

/' dan /+ - bilangan acak normal.

u',u+,u4 - bilangan acak uni"orm.

2.).2. 8et%de T*%mas ? -ieri!

0ntuk membangkitkan data debit dapat digunakan model Thomas%6iering.

odel ini menganggap bahwa setahun terbagi menjadi musim atau terdiri dari '+

bulan. Dianggap bahwa data aliran adalah I'.', I'.+,MMI'.'+, I+.', I+.+,MM..,In.'+N

contoh, indeks pertama menyatakan tahun dimana aliran terjadi dan kedua

berjalan secara siklus dari ' ke '+.

Prosedur perhitungan &

a! Perhitungan aliran rata%rata untuk tiap bulannya.



3 < ∑=

n

'i

bLi,n

' (+.'4!

dengan&

3 - debit rata%rata.

n - jumlah tahun.

Li,b - data debit pada tahun ke%i dan bulan ke%b.

b! Perhitungan standar deviasi

Sd < ( )'5+

b

'i

+

LLi'n

'

−

− ∑

=

(+.'!

c! Perhitungan koe"isien korelasi antar aliran dalam waktu i. dan waktu i.%'

r <

( )'n..dd

L.Ln.L,L

' b b

n

'i

' b b' bi, bi,

−

−

−

=

−−∑

(+.'2!

Persamaan aliran sintetis&

@1b < bL = ( )' b' bi,

' b

b b L?

d

d.r −−

−

− = ( )+ b b bi, r '.d.t −

(+.'3!

dengan&

?i,b - debit hasil pembangkitan untuk bulan b dan tahun ke%B.

L b , L b%' - rerata debit pada bulan b.

r b , r b%' - korelasi untuk bulan b dan bulan b%'.

d b , d b%' - standar deviasi bulan b dan bulan b%'.ti,b - bilangan random bulan b.

?i,b%' - debit pada tahun ke%i dan bulan b.

2.).'. Ui /ip%tesis

Perlu dipastikan tentang keandalan data sebelum dilakukan perhitungan

dan analisis. 0ntuk itu dilakukan pengujian%pengujian secara statistik. Pengujian

dilakukan untuk memastikan ketepatannya agar hasil perhitungan itu dapat

digunakan untuk proses lebih lanjut.



Pengujian statistik lebih ditujukan untuk menguji parameter%parameternya,

antara lain dapat dilakukan dengan membandingkan rerata, variansi, kovariansi,

korelasi dan sebagainya. edangkan pada pengujian suatu "ungsi, diuji keandalan

parameter%parameter yang membentuk "ungsi tersebut.

@ipotesa yang dirumuskan dengan harapan untuk ditolak disebut hipotesa

nol atau dinyatakan dengan @o. Penolakan @o mengakibatkan penerimaan

hipotesa alternati" yaitu @'.

2.).'.1. Ui -

0ji analisis pada dasarnya adalah menghitung 6 score, lalu

membandingkan dengan 6 tabel. ang diuji adalah ketidaktergantungan

(independence! atau keseragaman (omogenitas!. 0ji analisis variansi dapat

bersi"at satu arah atau dua arah.

Prinsip uji hipotesis ini adalah membandingkan variansi gabungan antara

kelompok sampel (variance bet$een group! dengan varian kombinasi seluruh

kelompok.

6 hitung -+

+

+

' , ('+ > ++!

6 hitung -+

+

'+ , ('+ < ++!

dengan&

'+ - variansi sampel ' (debit historis! -'n

dn

'

+

''

−

++ - variansi sampel + (debit sintetis! -'n

dn

+

+

+'

−

@arga 6 kritis - (α

, n'%', n+%'!dengan&

n' - jumlah sampel ' (debit historis!.

n+ - jumlah sampel + (debit sintetis!.

@o diterima jika harga 6 hitung < 6kritis.

@o ditolak jika harga 6 hitung > 6kritis.

0ntuk pengaman selanjutnya akan digunakan uji " dengan analisa variansi

yang bersi"at dua arah, dengan hipotesa sebagai berikut&



@ipotesa ' & @o - hujan homogen dari bulan ke bulan.

@' - hujan tidak homogen dari bulan ke bulan.

@ipotesa + & @o - hujan homogen dari tahun ke tahun.

@' - hujan tidak homogen dari tahun ke tahun.

Ada dua 6 score dihitung dengan rumus%rumus berikut&

6' -

( ) ( )

( )∑∑

∑

= =

=

+−−

−−

k

'i

n

' j

+

jiij

+k

'i

i

IIII

IIn'n

(+.'*!

6+ -

( ) ( )

( )∑∑

∑

= =

=

+−−

−−

k

'i

n

' j

+

jiij

+k

'i

j

IIII

IIk 'k

(+.'1!

dengan&

LB - harga rata%rata untuk bulan i.

L j - harga rata%rata untuk bulan j.

L - harga rata%rata untuk keseluruhan.

Lij - pengamatan untuk bulan i pada tahun j.

n - banyak pengamatan perbulan (tahun!.

k - banyak bulan.

2.).'.2. Ui T

0ji T termasuk jenis uji untuk sampel kecil. ampel kecil adalah dimana

ukuran sampel n O 48. 0ntuk mengetahui apakah + sampel I ' dan I+ berasal dari

populasi yang sama, maka dihitung t score dengan rumus &

t -

+'

+'

''

& &

, ,

+⋅

−

σ (+.')!

σ - ( ) ( )

+

''

+'

+

++

+

''

−+⋅−+⋅−

& &

s & s & (+.+8!

dengan &

' - rerata dari sampel I'

+ - rerata dari sampel I+



s' - simpangan baku dari sampel I'

s+ - simpangan baku dari sampel I+

/' - ukuran dari sampel I'

/+ - ukuran dari sampel I+

@ipotesa &

@8 & sampel I' dan I+ berasal dari populasi yang sama

@' & sampel I' dan I+ tidak berasal dari populasi yang sama

@arga t tabel dicari pada tabel distribusi students t untuk derajat bebas ν - /' F

/+ E + dan α - ( #evel o" Signi"icance! misal 2.

Apabila t score O t tabel, maka @8 diterima, dan jika sebaliknya maka @8 ditolak.

2.,. Simu#asi +%#a Operasi di Waduk

2.,.1. Umum

Pola <perasi waduk adalah patokan operasional bulanan suatu waduk

dimana debit air yang dikeluarkan oleh waduk harus sesuai dengan ketentuan agar

elevasinya terjaga sesuai dengan rencana. Pola operasi waduk disepakati bersama

oleh para peman"aat air dan pengelola melalui Panitia Tata Pengaturan Air

(PTPA!. Tujuan dari disusunnya pola operasi waduk adalah untuk meman"aatkan

air secara optimal demi tercapainya kemampuan maksimal waduk dengan cara

mengalokasikan secara proporsional sehingga tidak terjadi kon"lik antar

kepentinggan. Pengoperasian waduk secara e"isien dan optimal merupakan

permasalahan yang kompleks karena melibatkan beberapa "aktor seperti &

'! <perasional polic', pola kebijakan pengoperasian waduk.

+! Debit in"lo$ yang akan masuk ke waduk yang tergantung dari ketepatan

perencanaan debit yang akan masuk ke waduk tersebut.

4! emand , kebutuhan air untuk irigasi dan P#TA.! Ketepatan peralatan akan besarnya debit banjir yang akan terjadi.

2! Keandalan peralatan monitoring tinggi muka waduk, debit aliran dan curah

hujan.

3! Koordinasi antara instansi yang terkait.

*! Kemampuan <perasional.

1! Koordinasi pengoperasian jangka pendek, jangka menengah, dan jangka

panjang serta pengoperasian real time.



2.,.2. +%#a Operasi Waduk /aria da Waduk Ta*ua

Pola operasi waduk adalah suatu acuan pengaturan air untuk

pengoperasian waduk%waduk yang disepakati bersama oleh para peman"aat air

dan pengelola melalui Panitia Tata Pengaturan Air (PTPA!. aksudnya adalah

sebagai pedoman pengaturan air untuk memenuhi berbagai kebutuhan air dan

pengendali banjir, dengan tujuan untuk memen"aatkan air secara optimal dengan

cara mengalokasikan secara proporsional sedemikian sehingga tidak terjadi

kon"lik antar kepentingan dan pengendalian banjir pada musim hujan.

aduk tahunan ber"ungsi sebagai penampung5penyadiaan air dan

pengendali "luktuasi debit yang terjadi selama kurun waktu satu tahun, sedangkan

waduk harian ber"ungsi sebagai pengatur5pengendali "luktuasi debit yang terjadi

dalam rentang waktu yang relati" pendek, yaitu satu hari saja.

Ketersediaan air di waduk tergantung dari kapasitas waduk dan debit

in"lo$ yang masuk ke waduk. 6luktuasi debit air yang masuk ke waduk sangat

dipengaruhi oleh penutup lahan di hulu waduk.

2.,.'. Simu#asi Kapasitas Tampu!a Waduk

Dalam situasi atau analisa perilaku operasi waduk bertujuan untuk

mengetahui perubahan kapasitas tampungan waduk. Persamaan yang digunakan

adalah kontinuitas tampungan (mass storage euation! yang memberi hubungan

antara masukan, keluaran dan perubahan tampungan.

Persamaan secara matematika dinyatakan, sebagai berikut (c ahon, ')*1&+!

t F ' - t F >t E Dt E ;t E #t (+.+'!

Dengan kendala 8<=tF'<-9

dengan&

t - interval waktu yang digunakan.

t - tampungan waduk pada awal interval waktu.

tF' - tampungan waktu pada akhir interval waktu

>t - aliran masuk selama interval waktu t.

Dt - lepasan air selama interval waktu t.

;t - evaporasi selama interval waktu t.

#t - kehilangan%kehilangan air lain dari waduk selama interval waktu t,

mempunyai harga yang kecil dan dapat diabaikan.



9 - tampungan akti" (tampungan e"ekti"!.

Kapasitas tampungan harus dapat menjamin pasokan air dengan keandalan

pemenuhan '88.

2.,.). Simu#asi Luas La*a :a! Dapat Diairi

imulasi luas lahan yang dapat diairi diiinkan dengan peluang kegagalan

maksimum sebesar +8, untuk pemenuhan seluruh kebutuhan air dari kapasitas

tampungan yang ada.

Dengan mempertimbangkan luas genangan waduk yang bervariasi

terhadap waktu, maka lebih lanjut persamaan ditulis sebagai berikut (udjarwadi,

'))8!&

t F ' - t F >t F =t(A! E <t E ;t E Pt E Pt(A! (+.++!

dengan&

=t(A! - hujan yang jatuh ke waduk pada interval waktu t, sebagai "ungsi luas

permukaan air waduk.

<t - pengambilan air waduk selama interval dari t.

;t(A! - evaporasi selama interval waktu t, sebagai "ungsi luas permukaan di

waduk.

Pt - limpahan yang melewati bangunan pelimpah selama interval waktu t.

Pt(A! - rembesan keluar dari waduk selama interval waktu, sebagai "ungsi luas

permukaan air waduk mempunyai harga yang kecil dan dapat

diabaikan.

2.7. Out5#%( Tampu!a Waduk

Debit keluar (out"lo$! dialirkan melalui saluran pengelak berupa

terowongan. Pada saat seluruh panjang terowongan belum terisi penuh oleh air,

sehingga masih berupa aliran terbuka hal ini digunakan rumus.

2.7.1. Out5#%( 8e#a#ui +e#impa*

$angunan pelimpah diletakkan di bukit kanan dengan pertimbangan

bahwa bukit kanan cenderung mempunyai daya dukung lebih kuat, mempunyai

tebing yang lebih curam dan jarak dengan alur sungai lebih pendek serta arah

aliran searah dengan aliran do$nstream sungai #ogung sehingga saluran peluncur

dan pelepasannya ke sungai tidak terlalu panjang serta mempunyai hidrolis yang



baik. Atas dasar hal tersebut dan mengacu pada studi terdahulu maka digunakan

tipe pelimpah samping ( side over "lo$ t'pe! agar ekonomis. Pro"il mercu

pelimpah digunakan pelimpah bebas tipe <gee dengan lengkung @arrold.

2.7.2 Ke*i#a!a Air di Waduk Akibat Eap%rasi

2.7.2.1. Umum

;vaporasi adalah proses perubahan "isik yang mengubah suatu cairan

atau bahan padat menjadi gas melalui proses perpindahan panas. $esarnya harga

evaporasi sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang terkadang tidak

merata di seluruh daerah (uyono, ')18&2*!.

7olume kehilangan air di waduk karena evaporasi dihitung dengan rumus&

7ew - ;v(t! I A(t! I t I '8 (+.+4!

dengan&

7ew - volume evaporasi di waduk (m4!.

;v(t! - evaporasi rata%rata yang tercatat di alat ukur (mm5hari!.

A(t! - luas genangan waduk (km+!.

t - jumlah hari (hari!.

edangkan kehilangan air di sungai karena evaporasi diperhitungkan

dengan asumsi bahwa keliling basah pada penampang sungai dalam kondisi jenuh

dan bersi"at impermeabel. =umus yang digunakan adalah sebagai berikut&

7es - ;v(t! I #(t! I P I t (+.+!

dengan&

7es - volume evaporasi di sungai (m4!.

;v(t! - evaporasi rata%rata yang tercatat di alat ukur (mm5hari!.

#(t! - lebar muka air sungai (m!.

P - panajang alur sungai (km!.T - jumlah hari (hari!.

2.7.2.2. +e!ambi#a Data Eap%rasi di Waduk

=elati" hanya sedikit waduk%waduk yang mempunyai perhitungan%

perhitungan penguapan yang dapat diandalkan untuk bisa dijabarkan dari budjet

air secara kontinyu, tetapi nilai%nilai dari periode tertentu sering dapat mengecek

atau mengkalibrasikan teknik%teknik lainnya. $ila kondisinya sedemikian rupa

sehingga hasil%hasil yang memuaskan tidak diperoleh dengan menggunakan



budjet air, penguapan dari waduk yang ada dapat ditentukan baik dengan

pendekatan aerodinamis empiris maupun budjet energi. Kedua metode ini

sebaiknya dipakai dalam jangka pendek, mengingat mahalnya biaya yang

diperlukan.

Pengoperasian stasiun panci (di dekat waduk, tapi tak cukup dekat untuk

terpengaruh secara materiil olehnya! untuk pengambilan data, relati" tidak mahal

dan akan memberikan hasil%hasil evaporasi waduk yang sebenarnya. $eberapa

reabilitas akan diperoleh jika adveksi waduk bersihnya dihitung, tetapi item ini

jarang sangat penting kecuali evaporasi musiman atau bulanan dari penguapan

tahunannya diperlukan.

0ntuk studi%studi desain waduk, semua data yang berhubungan bagi

daerah tersebut harus dianalisa dengan menggunakan semua teknik untuk mana

datanya cocok bila aspek%aspek ekonomi perencanaan sangat memungkinkan,

jarang terdapat alasan%alasan yang dapat dibenarkan untuk membangun waduk

yang besar sebelum diperoleh pengumpulan data yang sekurang%kurangnya ' atau

+ tahun dari panci dan data meteorologi yang berhubungan dengan lokasi proyek.

2.7.' Kebutu*a Air Iri!asi

2.7.'.1. Umum

Kebutuhan air irigasi adalah adalah jumlah volume air yang diperlukan

untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk

tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang disediakan oleh alam melalui

hujan dan kontribusi air tanah.

Penggunaan air irigasi ditetapakan dalam peraturan pemerintah no. +4

pasal dan pasal * tahun '))+ tentang irigasi yaitu air irigasi digunakan untuk

mengairi tanaman, selain itu digunakan untuk pemukiman, ternak dan sebagainya.0ntuk memperoleh hasil produksi yang optimal pemberian air harus sesuai

dengan jadwal dengan jumlah dan waktu yang diperlukan tanaman.

Dalam pembangunan proyek irigasi banyaknya air diperlukan untuk

pertanian harus diketahui dengan tepat, sehingga pemberian air irigasi dapat

die"isienkan dengan maksimal.

6aktor%"aktor yang mempengaruhi banyaknya pemakaian air irigasi

adalah&



a! :enis tanaman.

b! 9ara pemberian air.

c! :enis tanah.

d! 9ara pengolahan dan pemeliharaan saluran serta bangunan

(dengan memperhitungkan kehilangan air berkisar 48 % 8!.

e! aktu tanam yang berturutan yang berselang lebih dari dua

minggu sehingga memudahkan pergiliran air.

"! Pengolahan tanah.

g! Bklim dan cuaca, meliputiN curah hujan, angin, letak lintang,

kelembaban, dan suhu udara.

2.7.'.2. +er*itu!a Kebutu*a Air Iri!asi

Kebutuhan total air irigasi yang diukur pada pintu pengambilan dalam satu

periode adalah hasil kali kebutuhan air disawah dengan "aktor e"isien dan jumlah

hari dalam satu periode penanaman.

=umus yang digunakan&

D= -Ki.'888

=.A.T (+.+2!

dengan&

D= - kebutuhan air irigasi pada pitu pengambilan (m4!.

= - kebutuhan air disawah (mm5hari!.

A - luas sawah yang diairi (ha!.

Ki - e"isiensi irigasi (!.

T - periode waktu pemberian air (hari!.

- jumlah hari dalam ' periode I + jam I 4388 detik.

Perkiraan kebutuhan air disawah&

a. 0ntuk tanaman padi

/6= - 9u F Pd F /= F P E =e (+.+3!

b. 0ntuk tanaman palawija

/6= - 9u F P E =e (+.+*!

dengan&

/6= - kebutuhan air bersih disawah (l5dt5ha!.

9u - kebutuhan air tanaman (mm5hari!.



Pd - Kebutuhan air untuk kebutuhan tanah (mm5hari!.

/= - Kebutuhan air untuk pembibitan (mmm5hari!.

P - Kebutuhan air karena perkolasi (mm5hari!.

=e - hujan e"ekti" (mm!.

Perkiraan kebutuhan air irigasi&

a. 0ntuk tanaman padi

B= - /6=5e (+.+1!

b. 0ntuk tanaman palawija

B= - (;tc E =e!5e (+.+)!

dengan&

;tc - penggunaan konsumti" (mm!.

P - kehilangan air akibat perkolasi (mm5hari!.

e - e"isiensi irigasi secara keseluruhan (!.

#angkah%langkah dalam menentukan besarnya kebutuhan air bagi tanaman

dapat ditentukan sebagai berikut&

'! enghitung evaporasi potensial.

+! enghitung kebutuhan air tanaman.

4! enentukan laju perkolasi lahan.

! enentukan kebutuhan air untuk pengolahan lahan dan pertanian.

2! enghitung curah hujan e"ekti".

3! enentukan koe"isien tanaman.

*! enghitung kebutuhan air disawah.

1! enentukan e"isien irigasi.

)! Perhitungan kebutuhan air irigasi.

2.7.'.'. Nera9a Air /eraca air merupakan alat untuk mendekati nilai%nilai hidrologis proses

yang terjadi di lapangan. ecara garis besar neraca air merupakan penjelasan

tentang hubungan antara aliran ke dalam (Bn "low! dan aliran ke luar (out "low! di

suatu daerah untuk suatu periode tertentu dari proses sirkulasi air. /eraca air juga

dapat dide"inisikan sebagai selisih antara jumlah air yang diterima oleh tanaman

dan kehilangan air dari tanaman beserta tanah melalui proses evapotranspirasi.

Persamaan neraca air dalam daerah aliran sungai dapat disederhanakan menjadi &

P - >o F ;a Q R



Keterangan &

P- Presipitasi yang jatuh kedalam DA

>o- Aliran sungai yang keluar dari DA di outletnya

;a- ;vapotranspirasi

R- Perubahan timbunan air dalam DA

Gambar 2.7. Nera9a Air +ada Daera* A#ira Su!ai

Sumber : ttp://ma'ong.sta"".ugm.ac.id/site/6page_id7115

/eraca air tersebut di atas menganggap tidak adanya masukan atau

keluaran air dari DA yang disebelahnya. Kalau ada masukan ataupun keluaran

yang terjadi karena keadaan struktur geologi dan litologinya (batuan! maka persamaan neraca air ditulis dengan persamaan &

P F >si - >o F >so F ;a F R

Keterangan &

>si- Aliran masuk bawah permukaan (Transbasin Cround aterin"low!

>so - Aliran keluar bawah permukaan (Transbasin Cround water <ut"low!

2.7.) Kebutu*a Air Baku

/ilai%nilai parameter mutu yang dipergunakan untuk meninjau kecocokan

suatu air tertentu bagi pemakaian tertentu sering disebut kriteria. Kriteria mutu air

adalah nilai%nilai yang didasarkan pada pengalaman dan kenyataan ilmiah yang

dapat dipergunakan oleh pemakainya untuk menetapkan man"aat%man"aat relati"

dari air tertentu, sedangkan baku mutu air biasanya untuk menetapkan tara"%tara"

batas bagi berbagai bahan kandungan yang dapat disetujui sesuai dengan tujuan

peman"aatan atau peman"aatan%peman"aatannya.

$aku mutu air biasanya didasarkan pada salah satu atau beberapa hal dibawah ini&



'! Praktek yang diterapkan atau yang sudah berjalan.

+! Perolehan (baku tersebut harus dapat diperoleh dengan mudah atau

dengan wajar!.

4! Pemukiran ilmiah dengan mempergunakan in"ormasi terbaik yang

ada.

! Percobaan%percobaan.

2! Pengalaman berdasarkan akibat terhadap manusia.

Dibawah ini disajikan nilai%nilai baku air minimum berdasarkan ciri%cirinya

menurut S ringing %ater Standard nd 8uidelines.

Tabe# 2., iri"9iri 5isik

iri"9iri 5isik Batas :a! diiikaKekeruhan ' satuan

arna '2 satuan

$au 4 angka ambang bau

Sumber : ringing %ater Standard nd 8uidelines

Tabe# 2.7 iri"9iri kimia(i da#am mi#i!ram per#iter

0nsur$atas yang diijinkan

;stetika Kesehatan

Atsenikum (As!$arium ($a!

Kadmium (9d!

Klorida (9l! +,28

8,'',8

8,8'

0nsur

$atas yang diijinkan

;stetika Kesehatan9hromium

Tembaga (9u!

;kstrak 9hloro"orm 9arbon (999!

ianida (9/!

6luorida (6!

$esi (6e!

',8

8,4

8,82

8,*

8,+

8,3%',1

0nsur$atas yang diijinkan

;stetika Kesehatan



Timah (Pb!

angan (n!

ercury (@g!

$ahan methylene biru akti"

/itrogen nitrat (/<4 sebagai /!

elenium (e!

Perak (Ag!

ul"at (<!

$ahan padat terlarut semua

eng (Un!

Aldrin

DDT

Dieldrin

9hlordane;ndrin

@epta chlor

@epta chlor epoIide

#indane

ethoIy chlor

8,82

8,2

+,28

(tak terbatas!

2,8

8,82

8,8+

'8,8

8,8'

8,82

(ditangguhkan!

(ditangguhkan!

(ditangguhkan!

8,8848,888+

8,888'

8,888'

8,88

8,'

ToIaphene

Bnsektisida organophosphorus

Aodrin

DichlorvosDimethoate

;thion

8,882

8,884

8,8'8,88+

8,8+

@erbisida chlorophenoIy

+,%D

+,,2%T (+,,2%TP dan silveI!

8,'

8,8'

Sumber : ringing %ater Standard nd 8uidelines

2.7., +emba!kit Tea!a Listrik

2.7.,.1. Umum

Tujuan utama dari konsep dasar ini adalah dalam aspek pengembangan

sumber daya air seperti pemakaian air, pengaturan waduk dan sistem perencanaan

menghasilkan hal yang positi". ebelum beberapa aspek tersebut memenuhi

sasaran maka konsep dasar dari teknik tenaga air perlu diketahui lebih dalam.

Perencanaan P#TA umumnya terdiri dari perencanaan dengan tinggi jatuh

rendah, perencanaan dengan tinggi jatuh menengah dan perencanaan dengan

tinggi jatuh tinggi.



Perencanaan dengan tinggi jatuh rendah berkisar antara beberapa "eet

sampai kurang lebih 28 "eet dengan tujuan mendapatkan debit yang besar.

edangkan perencanaan dengan tinggi jatuh menengah berkisar antara 28%+88

"eet , tentunya dalam merencanakan dam yang tinggi khusus P#TA adalah cukup

mahal sehingga biasanya perencanaan ini dipilih jika kebetulan pada daerah

sungainya ada terjunan. edangkan perencanaan dengan tinggi jatuh tinggi bekisar

antara +88%2888 "eet . Perencanaan ini hampir sama dengan perencanaan tipe

menengah yaitu menentukan lokasi yang sesuai, mengalirkan air pada saluran

terbuka dengan kemiringan yang kecil sampai mencapai beda tinggi antara kanal

dan sungai bagian bawah tempat rumah turbin sebesar mungkin sedangkan jarak

horisontal antara kanal dan sungai sekecil mungkin.

2.7.,.2. Turbi

Terdapat dua jenis turbin, yaitu turbin impuls dan turbin reaksi. Pada

turbin impuls, pancaran (jet! air bebas mendorong bagian turbin yang terbuka

yang ditempatkan pada tekanan atmos"ir. Pada turbin reaksi, aliran air terjadi

dengan tekanan pada ruang tertutup. eskipun energi yang diberikan pada turbin

impuls adalah semata%mata energi kinetik sedangkan turbin reaksi juga

meman"aatkan tekanan disamping energi kinetik, tetapi kedua jenis turbin tersebut

tergantung kepada perubahan momentum dari air, sehingga gaya dinamiklah yang

berputar atau runner dari turbin tersebut.

0ntuk P#TA pada umumnya turbin yang dipakai biasanya turbin reaksi.

Pada dasarnya turbin reaksi dibedakan menjadi dua yaitu&

Turbin 6rancis.

Turbin baling%baling.

Pada turbin 6rancis yang biasa air masuk kedalam rumah siput dan

bergerak kedalam runner melalui sederet sudut pengatur dengan celah%celah

penyempitan yang mengubah tinggi tekanan menjadi tinggi kecepatan.

Turbin baling%baling adalah suatu mesin yang digerakkan oleh gerakan

aksial dengan runner nya diletakkan di dalam saluran tertutup. Ada satu jenis lagi

turbin reaksi yang sering dipakai yaitu turbin kaplan. Turbin kaplan adalah suatu



turbin baling%baling dengan daun baling%baling yang dapat bergerak dan gerak

majunya dapat diatur agar sesuai dengan kondisi operasi yang baik.

2.7.,.'. +LTA di Waduk

P#TA di waduk adalah P#TA yang mempunyai tampungan air yang

ukurannya cukup untuk memungkinkan penampungan air kelebihan musim hujan

guna musim kemarau yang dimaksud untuk mengatur pastinya aliran air yang

lebih dari pada aliran alamiah minimum. uatu P#TA aliran sungai biasanya

hanya mempunyai kapasitas waduk yang terbatas dan hanya dapat

mempergunakan air bila memang datang.

uatu pengembangan tenaga air umumnya meliputi sebuah bangunan

sadap, suatu pipa saluran (pipa pesat! untuk mengaliri air ke turbin, turbin%turbin

dengan mekanisme pengaturnya, generator pelengkapan kontrol dan tombol

penghubung, rumah peralatan, trans"romator dan jarak transmisi ke pusat%pusat

distribusi.

Dalam waduk, biasanya P#TA dibangun dengan dilengkapi pompa untuk

membangkitkan energi untuk beban puncak, tetapi pada waktu%waktu tertentu

diluar itu airnya dipompa dari kolam air buangan ke kolam hulu untuk

peman"ataan yang akan datang. Pompa ini memiliki nilai ekonomis tambahan

bagi jaringan daya yang bersangkutan. Penentuan P#TA di waduk dapat

diperhitungkan tanpa memperhatikan tampungan (=<= - 9un " 9iver ! atau

dengan memperhatikan tampungan harian&

'! P#TA di waduk tanpa tampungan (=<=! dengan menggambarkan

lengkung durasi atau hubungan antar debit dengan presentasi waktu

+! P#TA dengan tampungan harian (=<=!

>+ -α

.>' (+.48!

dimana&

>+ - debit dengan adanya tampungan.

>' - debit tanpa adanya tampungan.

α - perbandingan jumlah jam operasi tanpa adanya tampungan dengan adanya

tampungan.

Pendekatan kapasitas terpasang dengan adanya tampungan Sα kali tanpa adanya

tampungan.



Pada waduk yang mempunyai akti" tertentu, waduk membangkitkan daya

P#TA sesuai dengan debit out"lo$ yang tersedia. =umus pembangkitan tenaga

P#TA adalah sebagai berikut &

Pw - ),1 ;"" P#TA . > . @e (+.4'!

dengan &

Pw - daya pembangkit P#TA (kw!.

;"" P#TA - e"isiensi P#TA (!.

> - debit out"lo$ yang lewat P#TA (m45det!.

@e - head e"ekti" dari P#TA (m!.

@ead e"ekti" suatu P#TA dapat dicari dari hubungan berikut &

@e - ;l.A E ;l.T# E @ead loss (+.4+!

dengan &

;l.A - elevasi uka Air aduk (m!.

;l. T#- elevasi ail %ater #evel di saluran tailrace (m!.

-ead loss - kehilangan tinggi di penstoc dan $ater$a'.

2.C. +e#ua! Ke!a!a#a Operasi Waduk

2.C.1. Umum

Penilaian kuantitati" kegagalan waduk dapat didasarkan pada kegagalan

menurut jumlah kejadian (occurance based probabilit'! maupun jumlah

kekurangan air (volume based probabilit'!. Peluang keandalan dalam operasi

waduk dide"inisikan sebagai hubungan antara volume waduk dengan volume

kebutuhan air, atau bila dinyatakan dalam persamaan adalah sebagai berikut&

=v -air kebutuhan permintaan

waduk darisuplaidiyangnyatavolume (+.44!

2.C.2. +eri%de Kritis

Periode kritis (critical period), yaitu periode dimana sebuah waduk

berubah dari kondisi penuh ke kondisi kosong tanpa melimpah selama periode

tersebut. Awal periode kritis adalah waduk dalam keadaan penuh, akhir periode

kritis adalah ketika waduk pertama kali kosong. :adi hanya satu kali kegagalan

yang bisa terjadi selama periode kritis. De"inisi tersebut tidak diterima

sepenuhnya, misalnya 2.S. rm' orps o" ;ngineer (1<=5) menetapkan periode

kritis mulai dari kondisi penuh melewati kekosongan dan kembali ke kondisi

penuh serta memakai istilah periode muka air surut kritis (ritical dra$do$n



period) terhadap perubahan tingkat penuh ke tingkat kosong. elanjutnya yang

dipakai dalam analisa adalah de"inisi dari 2.S. rm' orps o" ;ngineer .

2.C.'. +r%babi#itas Keada#a Debit

Probabilitas kejadian suatu peristiwa ditentukan oleh perbandingan antara

banyaknya kejadian terhadap jumlah kejadian yang mungkin dan kejadian yang

tidak mungkin (berpeluang atau yang tidak berpeluang!. Kejadian suatu peristiwa

biasanya dinamakan keberhasilan, sedangkan kejadian yang tidak mungkin

dinamakan kegagalan.

Probabilitas keandalan debit adalah suatu kemampuan debit yang tersedia

guna memenuhi suatu perencanaan tertentu sepanjang satu periode, dengan resiko

kegagalan yang telah diperhitungkan.

2.C.). +r%babi#itas Keada#a Tampu!a

uatu waduk laim dikatakan andal apabila waduk tersebut mampu

menjamin kebutuhan minimum yang diperlukan. Penentuan yang didasarkan pada

analisa catatan historis tak dapat memberikan bukti%bukti keandalan suatu waduk.

Adapun probabilitas keandalan tampungan adalah kemampuan suatu tampungan

untuk menyediakan kebutuhan air yang direncanakan guna memenuhi kebutuhan,

untuk lebih jelasnya dapat dipakai kurva%kurva probabilitas lapangan. Kurva

tersebut menunjukan probabilitas bahwa alirannya selama suatu periode dimasa

yang akan datang yang sama dengan panjang rangkaiannya ternyata akan mampu

mempertahankan jumlah kebutuhan yang diingini tanpa mengalami penurunan.

uatu reabilitas 8,)) menunjukan bahwa hanya ' dari '88 rangkaian yang akan

mengalami penurunan, misalnya suatu waduk dengan kapasitas tertentu

memberikan jaminan )) kesuksesan pengoperasian selama umur proyek.

bab ii disa & tri

Documents