tugas permodelan umur layan waduk darma.pdf
Post on 26-Dec-2015
61 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Tugas Mata Kuliah
PERMODELAN UMUR LAYAN
(Prof. DR. Ir. Sobriyah. MS)
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Untuk Mencapai Derajat Master
Disusun Oleh :
WIDYO EKO NURCAHYO
S 941 402 017
PROGRAM PASCA SARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA - 2014
Jl. Ir. Sutami No. 36 A Kentingan, Surakarta 57126, Telp. (0271) 647069, Ext. 123 Fax. (0271) 634524
Email pasca@uns.ac.id website http://pasca.uns.ac.id
1
Daftar Isi :
I. SOAL I : SISA SUMUR LAYAN WADUK DARMA ........................................ 2
I.1 Latar Belakang ........................................................................................... 2
I.2 Lokasi ........................................................................................................ 2
I.3 Kondisi Curah Hujan .................................................................................. 3
I.4 Data Teknis Waduk Darma ........................................................................ 4
I.5 Data Pengukuran Volume Tersisa Waduk Darma ....................................... 5
I.6 Data Tanah DAS Waduk Darma ................................................................. 6
I.7 Data Land Use DAS Waduk Darma ........................................................... 6
I.8 Perhitungan Perkiraan Umur Layan Waduk Darma .................................... 7
I.8.1 Menentukan Laju Erositas ............................................................ 7
I.8.2 Menentukan faktor k, faktor tanah (wischmeier, dkk., 1971): ........ 8
I.8.3 Menentukan faktor Ls. .................................................................. 9
I.8.4 Menentukan faktor C ...................................................................10
I.8.5 Menentukan faktor P....................................................................11
I.8.6 Menentukan besarnya sedimen di outlet sungai ............................11
I.8.7 Menetukan besarnya sedimen yang diendapkan di waduk ............12
II. Soal Latihan II ....................................................................................................14
2
I. SOAL I : SISA SUMUR LAYAN WADUK DARMA
I.1 Latar Belakang
Bendungan Darma dibangun pada tahun 1962, terletak di hulu Sungai Cisanggarung di
Desa Darrna, Kecamatan Darma, Kabupaten Kuningan, Propinsi Jawa Barat. Sekitar 12
km baratdaya dari pusat kota Kabupaten Kuningan. Bendungan Darma ini berada pada
daerah aliran Sungai Cisanggarung dalam wilayah sungai BBWS Cimanuk-
Cisanggarung. Waduk Darma mempunyai luas DPS sekitar 23,50 km2, mendapat
pasokan air dari Sungai Cisanggarung, Bendung Cilutung melalui Sungai Cinangka dan
beberapa sungai kecil (S. Cilandak, S. Cikalapa, S. Cireunyit) serta beberapa mata air
dengan perkiraan debit masuk ± 4 juta m31menit dan perkiraan sedimentasi ± 1 juta
m3/tahun.
Waduk Darma pada awal dioperasikan tahun 1962 melayani luas areal irigasi sebesar
22.060 ha, mencakup wilayah Kabupaten Kuningan 6.697 ha dan Kabupaten Cirebon
15.363 ha. Namun dengan adanya alih fungsi areal pertanian menjadi berbagai
kepentingan, maka daerah layanan irigasi menjadi berkurang. Dan data PANlR tahun
2006/2007 areal yang dilayani menjadi 19.684 Ha. Dengan perinaan sebagai berikut :
• 4 Kab. Kunlngan : 6.400 ha
• 4 Kab. Cirebon : 13.284 ha
I.2 Lokasi
Waduk Darma merupakan waduk buatan yang berada pada DAS Cisanggarung bagian
hulu. Secara administratif terletak di Kecamatan Darma, Kabupaten Kuningan, Propinsi
Jawa Barat. Waduk ini dibuat dengan membendung aliran sungai Cisanggarung dan
beberapa anak sungai lainnya seperti Kali Cikalapa, Kali Cilame, Kali Cilandak, Kali
Cimuncang dan Kali Cinangka, serta beberapa sumber mata air seperti Cibuntu, Balong,
Beunter dan Citambang.
3
Peta Lokasi Waduk Darma
I.3 Kondisi Curah Hujan
Pada DAS Waduk Darma terdapat 2 (dua) pos hujan, yaitu:
1. Pos hujan Waduk Darma
2. Pos hujan Gunung Sireh
Data curah hujan bulanan pada DAS Waduk Darmapada tahun 2011 adalah sebagai
berikut:
Tgl curah hujan(mm)
Jan (cm) 434
Peb 405
Mart 325
Apr 300
Mei 237
Juni 97
Juli 42
Ags 30
4
Sept 59
Okt 103
Nop 303
Des 380
Total 2715
I.4 Data Teknis Waduk Darma
1 Lokasi : Desa Darma
2 Nama Sungai : Cisanggarung
3 Luas DAS : 23,50 km2
4 Isi air maksimum : 40.000.000 m3
5 Isi air efektif : 36.000.000 m3
6 Luas Areal Genangan : 4 km2
7 Elevasi permukaan air maksimum : 713 m DPAL
8 Tinggi jagaan : 1,09 m
9 Elevasi dasar waduk : 694 m DPAL
10 Kapasitas limpasan maksimum : 40 m3/dt
11 Ketinggian mercu limpasan : 713 m DPAL
12 Tipe konstruksi dam : Rockfill
13 Ketinggian dam : 26,09 m
14 Kemiringan bangunan depan dam : 1:2 s/d 1:1
15 Kemiringan bangunan belakang dam : 1:1 s/d 1:1
16 Panjang dam : 2,27 m
17 Lebar berm : 3 buah x 2 m
18 Isi tubuh bentang dam : 165.000 m3
19 Lebar bawah maksimum dam : 116,90 m
20 Suplesi air untuk areal : 22.060 ha
21 Debit pengeluaran maksimum : 6,5 m3/dt
22 Diameter gorong-gorong : 1,75 m
23 Panjang gorong-gorong : 117 m
24 Kedalaman air waduk : 19 m
25 Elevasi intake : 704 m DPAL
5
I.5 Data Pengukuran Volume Tersisa Waduk Darma
6
Grafik Elevasi Vs Volume Waduk Darma tahun 2011
Grafik Elevasi Vs Luas Waduk Darma tahun 2011
Dari grafik tersebut, untuk elevasi permukaan air maksimum (713 m DPAL) diperoleh
volume waduk sebesar 40.000.000 m3 dan untuk elevasi intake (704 m DPAL)
diperoleh volume waduk sebesar 7.000.000 m3.
I.6 Data Tanah DAS Waduk Darma
Jenis tanah : granuler sedang sampai kasar
Kecepatan permeabilitas : 6 cm/jam
Kandungan debu+pasir halus : 20%
Kandungan pasir : 15%
Kandungan bahan organik : 3%
Sisanya kandungan yang lain
Kemiringan lereng : 0.20
Panjang lereng : 3 km
I.7 Data Land Use DAS Waduk Darma
Hutan : 4.84 km2
Sawah : 2.3 km2
Kebun campuran : 7.64 km2
Perladangan : 8.72 km2
Total : 23.50 km2
Tindakan konservasi dengan adanya pengelolaan
tanah dan penanaman menurut garis kontur dengan
kemiringan 20 %.
7
I.8 Perhitungan Perkiraan Umur Layan Waduk Darma
Metode yang digunakan untuk memperkirakan kehilangan tanah dan distribusinya
dalam DAS salah satunya dengan metode USLE (Universal Soil Loss Equation).
E = R. K. LS. C. P
E : laju erosi, ton/acre/tahun, ton/ha/tahun
R : erosivitas hujan
K : faktor tanah
LS: faktor topografi
C : faktor tutupan lahan / pola tanam
P : faktor usaha pencegahan erosi
I.8.1 Menentukan Laju Erositas
R (erosivitas hujan ton/ha/tahun) didapat dengan persamaan:
( )12
1.36
1
2.21i
i
R R=
=∑
R : erosivitas hujan
Ri : curah hujan bulan ke i (cm)
Catatan: erosivitas hujan ini oleh Wischmeier didefinisikan
sebagai fungsi dari energi kinetik hujan dengan
intensitas 30 menit (EI 30).
Dari data hujan bulanan DAS Waduk Darma tahun 2011, didapat R ( erosivitas hujan)
sebagai berikut:
Bulan curah hujan(cm) 2.21*Ri1.36
Jan 43.4 372.72
Peb 40.5 339.26
Mart 32.5 251.51
Apr 30 225.57
Mei 23.7 163.7
Juni 9.7 48.57
Juli 4.2 15.56
Ags 3 9.85
Sept 5.9 24.7
8
Okt 10.3 52.7
Nop 30.3 228.64
Des 38 311.1
Total 271.5 2043.88
I.8.2 Menentukan faktor k, faktor tanah (wischmeier, dkk., 1971):
Kode struktur tanah untuk menghitung nilai K dengan nomograf (Suripin, 2001)
Kode permeabilitas tanah untuk menghitung nilai K dengan nomograf (Suripin, 2001)
9
Dari data di lapangan, setelah diplotkan di grafik didapat nilai faktor K sebesar 0.12
I.8.3 Menentukan faktor Ls.
Dari data di lapangan, dengan kemiringan lereng 20% dan panjang lereng 3 km, didapat
nilai Ls sebesar 35.
10
I.8.4 Menentukan faktor C
Macam penggunaan A(km2) Nilai C A*C
Land use: tanah terbuka = 500 km2 0 1 0
hutan = 155 km2 4.84 0.001 0.005
sawah = 210 km2 2.30 0.01 0.023
kebun campuran = 130 km2 7.64 0.1 0.764
Perladangan 8.72 0.4 3.488
Total 23.50 0.182
Dari data dilapangan, didaptkan nilai faktor C nya sebesar 0,182
11
I.8.5 Menentukan faktor P
Tindakan konservasi dengan adanya pengelolaan tanah dan penanaman menurut garis
kontur dengan kemiringan >20 %. Dari tabel tersebut dapat diketahui besarnya nilai P
adalah sebesar 0,75.
Dengan persamaan USLE :
E = R. K. LS. C. P
Dengan : Diperoleh nilai E = 1.171,76
ton/ha/thn.
Dengan luas DAS Waduk Darma 23,5 km2, diperoleh besarnya erositas pada DAS
Waduk Darma = 2.753.627,55 ton/thn.
I.8.6 Menentukan besarnya sedimen di outlet sungai
Besarnya sedimen yang terbawa sampai di outlet akibat dari erosi dipengaruhi oleh
faktor SDR (Sediment Delivery Ratio).
SDR = -0.02 + 0.385 (A)-0.2
(Auerswald, K, 1992)
dengan :
SDR = Sediment Delivery Ratio,
A = Luas DAS (km2).
R 2043.88
K 0.12
Ls 60
C 0.182
P 0.90
12
Besarnya 0,20,02 0,385(23,5)SDR
−= − + = 0,18
Besarnya sedimen yang terbawa sampai di outlet sebesar 1.019.628,94 ton/th.
I.8.7 Menetukan besarnya sedimen yang diendapkan di waduk
Besarnya sedimen yang diendapkan di waduk dipengaruhi oleh faktor :
capacity
MARratio
Besarnya MAR ratio = Luas Genangan Waduk x Jumlah hujan tahunan
= 4,25 x 106 x 271,5 x 10
-2
= 11.538.750,00
Besarnya capacity
MARratio =
6
11.538.750,00
40 103,47
x=
Dari grafik sedimen retention, diperoleh besarnya sedimen yang diendapkan di waduk
sebesar 97,5%.
Besarnya sedimen yang diendapkan di waduk sebesar = 495.652,96 ton/thn x 97,5% =
483.261,63 ton.
13
Dengan γ (berat jenis) sedimen 1,2 ton/m3, diperoleh besarnya sedimen yang
diendapkan di waduk sebesar 402.718,03 m3.
Sisa umur layan waduk diperoleh dengan :
= dim
KapasitasTampunganWaduk
Se enYangTertahan
=6
402.71
40 1099,33
8,03
xtahun=
Hasil perhitungan diatas menunjukan bahwa Waduk Darma hanya mencapai umur
99,33 tahun atau tidak mencapai rencana umur pada saat awal pembangunannya yaitu
minimal 100 tahun. Umur waduk hanya akan mecapai 99,33 tahun jika besar sedimen
yang terangkut ke Waduk Darma melalui tiap aliran sungai dalam kondisi relatif sama,
atau hampir sama kondisinya pada saat dilakukan penelitian ini. Waduk ini dibangun
pada tahun 1962 dan sampai tahun 2014 Waduk Darma telah ber-operasi selama 52
tahu, sehingga sisa umur Waduk Darma sampai terpenuhinya tampungan oleh
sedimen yaitu ± 99,33 – 52 = 47,33 tahun atau tampungan akan terisi penuh yaitu
pada tahun ± 2061.
14
II. Soal Latihan II
Hasil echosonding pada tahun 1992, 1997, 2002 dan 2007 memberikan hubungan antara
elevasi dan volume waduk (juta m3) adalah sebagai berikut:
Th 2007 Th 2002 Th 1997 Th 1992
Volume Elevasi Volume Elevasi Volume Elevasi Volume Elevasi
0 119 0 119 0 119 0 119
0 120 1.1 120 2.3 120 3.1 120
4.2 122 6.7 122 8.12 122 9.23 122
17.88 124 20.5 124 24.3 124 27 124
38 126 47.8 126 49 126 55.6 126
55.52 127 63.4 127 68.11 127 71.6 127
77.6 128 81.3 128 82 128 83.5 128
102.2 129 103.6 129 105 129 107.2 129
132 130 133 130 134.9 130 136 130
172 131 173.8 131 175 131 176.5 131
201.2 132 202.5 132 204 132 205.3 132
251 133 253 133 254.5 133 256.1 133
305.6 134 306.1 134 307 134 308.4 134
350 135 353.9 135 355 135 356.3 135
410.1 136 412.8 136 414 136 415.7 136
499.7 137 501 137 501.9 137 503 137
595.2 138 596 138 596.8 138 598 138
675.6 139 677 139 677.9 139 679.2 139
774.02 140 775 140 776.1 140 778 140
Berapa sisa umur layan waduk tersebut, jika dasar pintu pengambilan air pada elevasi
+127m?
15
Jawab:
Beikut ini grafik hubungan antara besarnya volume waduk pada elevasi 127 dengan
tahun echosonding.
Dari grafik tersebut diperoleh persamaan garis untuk volume waduk pada eleavasi 127
yaitu:
y = -0.0439x2 + 174.5x - 173329
Untuk mengetahui sisa umur waduk pada elevasi 127,
Dengan trial dan error diperoleh volume waduk akan habis pada tahun 2029, yaitu
dengan sisa umur layan 22 tahun.
x y
2007 61.1489
2002 68.6244
1997 73.9049
1992 76.9904
2030 -1.51
2029 2.1801
top related