analisis data dan pembahasan - · pdf filedata didapat dari hasil pengukuran di lapangan...

33
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 28 BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data 4.1.1 Analisis Data Primer Data primer merupakan data yang diperoleh didapat dari hasil survey di Saluran Umbul Kendat, Desa Dukuh, Kecamatan Banyudono, Kabupaten Boyolali. 4.1.1.1 Debit Existing Data didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. Kecepatan aliran (v) menggunakan currentmeter = 0,61 m/s 2. Luas penampang didapat dari data : Kedalaman saluran rata-rata (x) = 28,3333 cm Lebar saluran (l) = 124 cm Dengan menggunakan persamaan 2.2 maka didapat luas penampang : A = x .l = 28.333 x 124 = 3513,33 cm 2 = 0,3513 m 2 3. Debit existing Dengan menggunakan persamaan 2.3 maka didapat debit existing : Q = A .v = 0,3513 m 2 x 0,61 m/s = 0,2155 m 3 /s 4.1.1.2 Jumlah Pengguna Listrik Jumlah kepala keluarga pengguna listrik di Desa Dukuh sekitar 50 KK.

Upload: truongtu

Post on 30-Jan-2018

224 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Data

4.1.1 Analisis Data Primer

Data primer merupakan data yang diperoleh didapat dari hasil survey di Saluran

Umbul Kendat, Desa Dukuh, Kecamatan Banyudono, Kabupaten Boyolali.

4.1.1.1 Debit Existing

Data didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B.

1. Kecepatan aliran (v) menggunakan currentmeter = 0,61 m/s

2. Luas penampang didapat dari data :

Kedalaman saluran rata-rata (x) = 28,3333 cm

Lebar saluran (l) = 124 cm

Dengan menggunakan persamaan 2.2 maka didapat luas penampang :

A = x .l

= 28.333 x 124

= 3513,33 cm2

= 0,3513 m2

3. Debit existing

Dengan menggunakan persamaan 2.3 maka didapat debit existing :

Q = A .v

= 0,3513 m2 x 0,61 m/s

= 0,2155 m3/s

4.1.1.2 Jumlah Pengguna Listrik

Jumlah kepala keluarga pengguna listrik di Desa Dukuh sekitar 50 KK.

Page 2: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

4.1.2 Analisis Data Sekunder

4.1.2.1 Evapotranspirasi

Perhitungan evapotranspirasi potensial (ETo) menggunakan data klimatologi yang

didapat dari Stasiun Pengamatan Klimatologi Adi Soemarmo Surakarta

(Koordinat : 070 52' LS dan 1100 55" BT, Elevasi + 104 m dpl) dan dihitung

menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan dengan

jumlah hari dalam 15 harian.Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.1 dan

tabel 4.2. Proses perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran C.

4.1.2.2 Analisis Curah Hujan

Analisis curah hujan dihitung dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Membuat data hujan 15 harian.

2. Merekap data curah hujan selama tahun 2003-2012 masing-masing stasiun

hujan.

3. Menghitung curah hujan 15 harian rerata dari Stasiun Hujan Cengklik dan

Stasiun Hujan Pulung Simo.

4. Melakukan uji validitas data dengan metode kurva massa ganda.

Besarnya curah hujan rerata hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.3 dan

tabel 4.4.

Page 3: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Nilai Evapotranspirasi Bulan Januari-Juni

No Tahun Bulan

Januari Februari Maret April Mei Juni

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 2003 35.67 38.05 57.82 50.11 69.88 74.54 64.41 64.41 53.96 57.56 51.90 51.90

2 2004 62.36 66.52 57.05 49.44 54.67 58.31 68.43 68.43 61.15 65.23 52.56 52.56

3 2005 67.28 71.77 62.51 54.18 62.74 66.92 67.20 67.20 59.56 63.53 46.36 46.36

4 2006 50.50 53.87 51.58 44.70 51.19 54.61 55.06 55.06 52.05 55.52 50.03 50.03

5 2007 67.67 72.18 62.96 54.56 50.33 53.69 50.66 50.66 59.14 63.08 49.86 49.86

6 2008 42.49 45.33 41.70 36.14 40.55 43.25 38.77 38.77 35.47 37.83 32.06 32.06

7 2009 35.25 37.60 42.02 36.41 42.44 45.27 39.88 39.88 36.22 38.63 33.73 33.73

8 2010 35.24 37.59 42.99 37.25 41.57 44.34 38.82 38.82 35.54 37.91 33.54 33.54

9 2011 41.67 44.45 41.40 35.88 40.71 43.42 37.81 37.81 35.16 37.51 33.43 33.43

10 2012 46.40 49.50 52.51 45.51 51.51 54.95 47.20 47.20 47.04 50.18 42.69 42.69

Satuan dalam mm/hari

Page 4: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Nilai Evapotranspirasi Bulan Juli-Desember

No Tahun Bulan

Juli Agustus September Oktober November Desember

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 2003 56.59 60.37 62.87 67.07 72.95 72.95 67.98 72.51 63.69 63.69 57.01 60.81

2 2004 55.09 58.77 63.03 67.24 73.91 73.91 78.32 83.54 71.84 71.84 62.53 66.69

3 2005 61.19 65.26 32.14 34.28 66.91 66.91 69.33 73.95 70.60 70.60 48.30 51.52

4 2006 55.36 59.05 61.35 65.44 68.58 68.58 72.26 77.08 73.55 73.55 61.36 65.45

5 2007 51.42 54.85 59.75 63.73 36.74 36.74 38.81 41.40 37.82 37.82 36.01 38.41

6 2008 33.84 36.10 37.79 40.31 42.59 42.59 43.97 46.90 42.88 42.88 41.56 44.33

7 2009 36.02 38.43 39.04 41.64 43.58 43.58 66.07 70.47 45.11 45.11 45.10 48.10

8 2010 36.65 39.09 37.64 40.15 40.42 40.42 43.16 46.03 43.55 43.55 41.70 44.48

9 2011 33.76 36.01 36.48 38.91 41.13 41.13 44.10 47.04 67.75 67.75 40.35 43.04

10 2012 43.49 46.39 45.34 48.36 54.58 54.58 59.87 63.86 60.80 60.80 48.03 51.24

Satuan dalam mm/hari

Page 5: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Curah Hujan Wilayah 15 Harian Bulan Januari-Juni

No Tahun Bulan

Januari Februari Maret April Mei Juni

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 2003 365.0 290.5 407.5 439.0 230.5 186.0 84.5 73.5 128.5 46.0 40.0 22.0

2 2004 206.5 191.5 96.0 99.0 205.0 113.0 300.5 140.5 55.0 149.0 89.5 37.0

3 2005 276.5 773.0 308.0 559.5 444.5 720.5 922.5 247.5 43.4 33.1 6.5 170.5

4 2006 610.5 191.0 213.5 256.5 155.5 146.5 201.5 134.0 210.0 66.0 0.0 0.0

5 2007 46.0 114.5 286.5 183.5 346.5 228.0 275.0 135.5 20.5 51.5 11.0 2.5

6 2008 170.5 147.5 305.0 217.5 136.0 312.0 81.5 32.5 0.0 0.0 0.0 0.0

7 2009 208.5 225.5 295.0 423.0 51.5 109.5 9.5 157.0 60.0 203.0 65.5 0.0

8 2010 118.0 262.0 196.0 182.5 100.5 220.5 82.5 185.5 210.5 175.0 238.0 23.0

9 2011 220.5 254.5 167.5 117.5 312.0 208.0 213.0 214.0 267.5 37.5 0.0 11.0

10 2012 393.5 234.5 216.5 200.0 116.8 108.5 221.0 10.0 53.4 44.7 44.7 1.0

Satuan dalam mm/hari

Page 6: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Curah Hujan Wilayah 15 Harian Bulan Juli-Desember

No Tahun Bulan

Juli Agustus September Oktober November Desember

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 2003 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.5 30.5 104.5 207.5 478.0 747.5 845.0

2 2004 105.5 0.0 0.0 0.0 8.0 28.0 19.5 199.5 63.5 230.0 244.0 252.0

3 2005 66.5 0.0 3.0 0.0 0.0 288.0 59.8 103.4 258.4 389.6 556.6 945.9

4 2006 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 37.5 109.5 61.0 305.5

5 2007 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 30.5 38.0 256.0 34.5 132.0 185.0

6 2008 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 105.0 145.0 163.5 151.0 132.5 121.5

7 2009 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 12.5 34.5 108.0 191.5 30.0 50.5

8 2010 15.0 2.5 49.0 42.5 70.0 163.5 61.5 202.0 182.5 113.0 176.5 145.5

9 2011 21.0 30.5 0.0 0.0 21.5 0.0 0.0 137.0 213.9 103.6 180.6 234.9

10 2012 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 39.0 23.5 122.0 198.5 117.0 258.0

Satuan dalam mm/hari

Page 7: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

34

Langkah berikutnya adalah melakukan uji validitas data curah hujan

dengan metode kurva massa ganda. Contoh perhitungan tahun 2003 menggunakan

persamaan 2.4-2.7.

• Ditinjau dari Sta.Cengklik

Komulatif Sta. (y) Cengklik = jumlah (n-1)+ jumlah (n) = 1415

Komulatif rerata (x) = jumlah rerata (n-1) + jumlah rerata (n) = 4728,5

A = 𝑛∑𝑥𝑦 − ∑𝑥. ∑𝑦

𝑛∑𝑥2 − (∑𝑥)2

A =0,629

B = ∑𝑦

𝑛−

𝐴∑𝑥

𝑛

B =2434

Didapat nilai regresi y = Ax+B = 0,629x+2434

r = 𝑛∑𝑥𝑦 − ∑𝑥∑𝑦

√(𝑛∑𝑥2 − (∑𝑥)2)(𝑛∑𝑦2 − (∑𝑦)2)

r2= 0,971

Karena r2 mendekati 1 jadi data dapat dikatakan valid.

Kurva massa ganda dapat dilihat pada kurva berikut :

Gambar 4.1. Kurva Massa Ganda Stasiun Cengklik

y = 0.6299x - 2434.9R² = 0.9719

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

Ko

mu

lati

f St

a C

en

gklik

Komulatif Rerata

Page 8: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

4.1.2.3 Analisis Debit Aliran

Perhitungan debit aliran menggunakan Metode Mock. Contoh perhitungan debit

aliran dengan Metode Mock pada bulan Januari I tahun 2003 disajikan dalam

penjelasan berikut :

1. Data dan parameter

Data dan parameter yang digunakan dalam perhitungan debit dengan Metode

Mock adalah:

a. Luas daerah tangkapan (Catchment Area) sebesar 4,65Km2. Data ini

merupakan data sekunder yang diperoleh dari perhitungan menggunakan

peta rupa bumi Kartasura dengan program Auto CAD.

b. Jumlah curah hujan dan hari hujan didapatkan dari rata-rata hujan

kawasan mulai tahun 2003 hingga 2012.

c. Koefisien evapotranspirasi (k) = 0,9.

d. Kelembapan air tanah (soil moisture capacity). SMC = 250 mm.

e. Tampungan awal(initial storage). IS = 150 mm.

f. Koefisien infiltrasi (I) = 0,8.

g. Koefisien precipitation flood (PF) = 0,05.

2. Perhitungan debit dengan menggunakan Metode Mock

Contoh perhitungan untuk bulan Januari I tahun 2003 sebagai berikut :

Data

1) Curah hujan (P) = 365 mm

2) Jumlah hari = 10 hari

Limited Evapotranspiration

3) Evaportanspiration (ETo) = 35,67 mm

4) Exposed Surface (m) = 20 %

5) d/h x m = 0,07

6) E = (3) x (5)

= 2,62 mm

7) Et = (3) – (6)

= 33,05 mm

Page 9: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

36

Water Balance

8) P – Et = (2) – (7)

= 331,95 mm

9) Precipitation Flood = PF x (1)

= 18,25 mm

10) Soil Storage = (8) – (9)

= 313,70 mm

11) Soil Moisture = SMC + (10)

= 563,70 mm

12) Water Surplus = (8)

= 331,95 mm

Run Off & Ground Water Storage

13) Infiltration = I x (12)

= 265,56 mm

14) 0,5 x (1+k) x l = 252,28 mm

15) k x V(n-1) = 1464,21 mm

16) Storage Volume = (14) + (15)

= 1716,49 mm

17) DVn = (16) – IS

= 85,59 mm

18) Base Flow = (13) – (17)

= 175,97 mm

19) Direct Run Off = (16) – (13)

= 66,39 mm

20) Run Off = (18) + (19)

= 242,36 mm

Effective Discharge

21) Effective Discharge = (((20)*0.001)/(3600*24*15))*(CA)

= 0,87 m3/s

Besarnya debit aliran hasil perhitungan dengan menggunakan Metode Mock

selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran.

Page 10: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

37

4.1.2.4 Analisis Debit Andalan

Debit andalan merupakan besarnya debit yang tersedia untuk memenuhi

kebutuhan air dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan, sehingga

kemungkinan terpenuhi dan tersedia sepanjang tahun, baik saat musim kemarau

maupun musim hujan. Debit andalan yang digunakan yaitu debit andalan dengan

probabiltas 90% (Q90).

Analisis debit andalan dihitung berdasarkan debit aliran tahun 2003

sampai tahun 2012. Hasil perhitungan debit andalan menggunakan debit tahunan

Metode Basic Yearkemudian diurutkan dari terbesar hingga terkecil untuk

mencari nilai Q90 yaitu tahun dimana debit andalan tersebut yang akan dipakai.

Adapun urutan data dapat dilihat pada tabel 4.5. Data debit andalan yang dipakai

merupakan debit andalan dengan urutan sesuai perhitungan Q90 yaitu

menggunakan persamaan 2.8 sebagai berikut :

Prob = 90 %

n = 10

90% = m

10+1x 100%

m = 0,9 x 11

= 9,9 ≈ 10

Maka debit andalan yang digunakan adalah nomor urut ke 10 dari atas. Debit

andalan (Q90) yang dipakai sesuai dengan perhitungan Metode Basic Year adalah

debit andalan tahun 2008. Grafik hasil perhitungan debit andalan dapat dilihat

pada gambar 4.2.

Page 11: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

38

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Debit Tahunan Menggunakan Metode Basic Year

No Tahun Bulan

Jumlah Probabi

litas Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

i ii I ii i ii i ii i ii i ii i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 2005 0.45 0.85 0.67 0.99 0.91 1.11 1.48 1.06 0.86 0.73 0.70 0.75 0.63 0.52 0.49 0.42 0.40 0.57 0.41 0.39 0.53 0.67 0.87 1.22 17.67 9.09

2 2003 0.87 0.78 0.93 1.15 0.84 0.73 0.66 0.60 0.60 0.47 0.45 0.40 0.36 0.31 0.29 0.25 0.24 0.21 0.19 0.21 0.31 0.57 0.89 1.07 13.39 18.18

3 2006 1.20 0.87 0.90 1.06 0.81 0.71 0.76 0.69 0.71 0.54 0.51 0.46 0.41 0.35 0.33 0.28 0.27 0.24 0.22 0.19 0.18 0.22 0.18 0.35 12.44 27.27

4 2004 0.75 0.67 0.62 0.62 0.63 0.51 0.66 0.54 0.45 0.45 0.43 0.36 0.38 0.29 0.28 0.24 0.23 0.21 0.18 0.27 0.20 0.32 0.37 0.38 10.05 36.36

5 2011 0.41 0.43 0.42 0.45 0.54 0.46 0.51 0.53 0.59 0.39 0.37 0.33 0.30 0.26 0.25 0.21 0.20 0.18 0.16 0.22 0.31 0.24 0.32 0.36 8.46 45.45

6 2010 0.20 0.31 0.32 0.39 0.29 0.36 0.29 0.37 0.41 0.38 0.47 0.32 0.29 0.24 0.26 0.22 0.24 0.31 0.23 0.31 0.34 0.30 0.35 0.32 7.54 54.55

7 2012 0.55 0.45 0.48 0.52 0.42 0.37 0.48 0.34 0.32 0.27 0.27 0.23 0.21 0.18 0.17 0.14 0.14 0.12 0.11 0.09 0.16 0.23 0.20 0.30 6.77 63.64

8 2009 0.33 0.35 0.46 0.67 0.38 0.37 0.32 0.39 0.32 0.39 0.32 0.27 0.25 0.21 0.20 0.17 0.16 0.14 0.13 0.11 0.17 0.25 0.15 0.14 6.67 72.73

9 2007 0.20 0.22 0.38 0.39 0.50 0.43 0.52 0.43 0.34 0.29 0.28 0.25 0.22 0.19 0.18 0.15 0.15 0.13 0.13 0.11 0.30 0.17 0.23 0.27 6.45 81.82

10 2008 0.30 0.28 0.44 0.45 0.37 0.49 0.38 0.32 0.28 0.24 0.23 0.21 0.19 0.16 0.15 0.13 0.12 0.11 0.16 0.19 0.24 0.25 0.25 0.23 6.16 90.91

Satuan debit dalam m3/s.

Page 12: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

39

Gambar 4.2. Grafik Hasil Perhitungan Debit Andalan 90%

0.4

5

0.3

7 0

.49

0.3

8

0.3

2

0.2

8

0.2

4

0.2

3

0.2

1

0.1

9

0.1

6

0.1

5

0.1

3

0.1

2

0.1

1

0.1

6

0.1

9

0.2

4

0.2

5

0.2

5

0.2

3

0.3

0.3

0.4

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

PEBII

MARI

MARII

APRI

APRII

MEII

MEIII

JUNI

JUNII

JULI

JULII

AGUI

AGUII

SEPI

SEPII

OKTI

OKTII

NOPI

NOPII

DESI

DESII

JANI

JANII

PEBI

DEBIT

(m

3/d

et)

BULAN

DEBIT YG…

Page 13: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

40

4.1.3 Analisis Frekuensi

Analisis frekuensi dihitung dengan Metode Gumbel dan Log Pearson III.

(a) Metode Gumbel

Dari hasil analisis dengan menggunakan persamaan 2.9 dan 2.10 maka didapat

hasil analisis frekuensi seperti pada tabel 4.6.

Tabel 4.6 Hasil Analisis Menggunakan Metode Gumbel

Tr Yt K Xt

2 0.367 -0.136 97.632

5 1.500 1.058 137.863

10 2.250 1.848 164.500

20 2.970 2.606 190.050

50 3.902 3.587 223.123

100 4.600 4.322 247.906

200 5.296 5.055 272.598

500 6.214 6.021 305.176

1000 6.907 6.752 329.797

(b) Metode Log Pearson III

Analisis menggunakan Metode Log pearson III dapat dihitung sebagai berikut :

Tabel 4.7. Data Curah Hujan Harian Maksimum

Tahun R24 Max ln X

2003 52 3.95

2004 72 4.27

2005 88 4.47

2006 91 4.51

2007 92 4.52

2008 93 4.53

2009 96 4.56

2010 137 4.92

2011 148 5.00

2012 156 5.05

Jumlah 1022 45.77

R24max = data hujan harian maksimum

Ln X = nilai Ln dari R24 max

• Xi rata-rata = 102.2

Page 14: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

41

• Ln Xi rata-rata = 4,58

• Standard deviasi = 0,34

Dari data diatas didapat nilai Cs = -0,2.

Kemudian nilai Cs kita plot ke tabel skewness yang bisa dilihat dalam lampiran.

Karena nilai Cs terletak pada -0,2 maka pada Q50 kita dapatkan nilai K = 1,954

Sehingga nilai P = 2,718(𝑙𝑛𝑥𝑖+𝐾.𝑆𝑑)= 187,7876

4.1.4 Analisis Debit Banjir

Analisis debit banjir yang digunakan adalah debit banjir dengan periode ulang 50

tahun, dihitung menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu seperti

pada tabel 4.8 dan kurva HSS Nakayasu dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Tabel 4.8. Hasil Perhitungan Debit Banjir Kala Ulang 50 Tahun

Waktu UH 1 2 3 4 5 6 Q

(jam) m3/s 51.67 13.43 9.42 7.50 0.00 0.00 m3/s

0 0.00 0.00 0.00

1 0.08 4.07 0.00 4.07

2 0.42 21.47 1.06 0.00 22.53

3 0.26 13.58 5.58 0.74 0.00 19.90

4 0.15 7.99 3.53 3.91 0.59 0.00 16.02

5 0.10 5.31 2.08 2.48 3.12 0.00 0.00 12.97

6 0.07 3.73 1.38 1.46 1.97 0.00 0.00 8.53

7 0.05 2.62 0.97 0.97 1.16 0.00 0.00 5.71

8 0.04 1.88 0.68 0.68 0.77 0.00 0.00 4.01

9 0.03 1.44 0.49 0.48 0.54 0.00 0.00 2.95

10 0.02 1.11 0.38 0.34 0.38 0.00 0.00 2.21

11 0.02 0.85 0.29 0.26 0.27 0.00 0.00 1.67

12 0.01 0.65 0.22 0.20 0.21 0.00 0.00 1.28

13 0.01 0.50 0.17 0.15 0.16 0.00 0.00 0.98

14 0.01 0.38 0.13 0.12 0.12 0.00 0.00 0.76

15 0.01 0.29 0.10 0.09 0.09 0.00 0.00 0.58

16 0.00 0.23 0.08 0.07 0.07 0.00 0.00 0.44

17 0.00 0.17 0.06 0.05 0.06 0.00 0.00 0.34

18 0.00 0.13 0.04 0.04 0.04 0.00 0.00 0.26

19 0.00 0.10 0.03 0.03 0.03 0.00 0.00 0.20

20 0.00 0.08 0.03 0.02 0.03 0.00 0.00 0.15

21 0.00 0.06 0.02 0.02 0.02 0.00 0.00 0.12

22 0.00 0.05 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 0.09

23 0.00 0.04 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.07

24 0.00 0.03 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.05

Page 15: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

42

Dari hasil perhitungan debit banjir kala ulang 50 tahun didapat debit maksimum

sebesar 22,53 m3/s.

Gambar 4.3. Kurva Hidrograf Nakayasu Q50

4.1.5 Menghitung Tinggi Muka Air Optimum

Tinggi muka air optimum di atas bendung dihitung berdasarkan Qandalan50.

Debit rata-rata didapat sebesar 0,35 m3/s, maka dapat disubstitusi ke persamaan

berikut :

A= 𝑄

𝑣

= 0,35

0,61

= 0,57 m2

Maka dari persamaan 2.2 dapat disubstitusi menjadi persamaan berikut :

x = 𝐴

𝑙

= 0,57

1,24

= 0,47 m

Dari hasil perhitungan diperoleh tinggi muka air optimum 0,47 m diatas bendung.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

Deb

it (

m3/d

etik

)

Waktu (jam)

Hidrograf Satuan Metode Nakayasu

50 Tahun

Page 16: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

43

4.1.6 Menghitung Luas Genangan

(a) Luas genangan yang diizinkan

Diketahui data sebagai berikut :

Kecepatan aliran (v) = 0,61 m/s (didapat dari hasil pengukuran di lokasi)

Debit yang tersedia (Q) = 0,35 m3/s (didapat dari perhitungan Qandalan50)

Luas genangan dicari menggunakan persamaan 2.3 yang kemudian disubstitusi

menjadi persamaan berikut :

Aizin = 𝑄

𝑣

= 0,35

0,61

= 0,57 m2

(b) Luas genangan yang direncanakan

Diketahui data sebagai berikut :

Kecepatan aliran (v) = 0,61 m/s (didapat dari hasil pengukuran di lokasi)

Debit yang tersedia (Q) = 0,27 m3/s (didapat dari perhitungan Qandalan90)

Luas genangan dicari menggunakan persamaan 2.3 yang kemudian disubstitusi

menjadi persamaan berikut :

Arencana= 𝑄

𝑣

= 0,27

0,61

= 0,44 m2

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh bahwa Aizin> Arencana, maka desain dapat

dilanjutkan ke tahap selanjutnya.

4.1.7 Analisis Bangunan Sipil PLTMH

4.1.7.1 Analisis Bendung

(a) Perhitungan hidrolika bendung

Analisis hidrolika bendung meliputi perhitungan-perhitungan sebagai berikut :

Page 17: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

44

1. Perhitungan tinggi air diatas peluap (h3)

Untuk menghitung tinggi air diatas peluap (h3) digunakan rumus 2.22 sehingga

didapat data perencanaan:

Q50= 0,35 m3/s,

C = 0,60,

g = 9,81 m/s2,

B1 = 1,25 m,

m = 0

B2 = B1 + ( 2 x h3 x m ).

Dengan cara trial dan error didapat, h3 = 0,5 m sehingga Q = 0,63 m3/s> Q50. Jadi

h3 + tinggi jagaan = 0,5 + 0,5 = 1 m didapat B2 = 1,25 m.

(Keterangan: tinggi jagaan diperoleh dari tabel 1 kriteria perencanaan).

2. Lebar mercu peluap

Digunakan tabel 2 kriteria perencanaan dengan memperhatikan yang tertulis

dalam tabel dan mempertimbangkan hasil observasi di lapangan ditetapkan lebar

mercu peluap yaitu b1 = 1,25 m.

3. Tinggi bendung penahan sedimen

Penetapan perhitungan tinggi bendung dipertimbangkan dari kondisi tebing sungai

dan dasar sungai yang ada dari hasil pengukuran yang telah dilakukan. Sehingga

ditetapkan:

Tinggi total bangunan penahan sedimen (H) = 3 m,

Tinggi efektif dari dasar sungai sebelah hulu (h) = 2,5 m.

4. Menentukan kemiringan bagian hilir bendung utama

Kemiringan bagian hilir ditentukan agar aliran tidak menyusur permukaan bagian

hilirnya, perbandingan tegak dan datar 1 : 0,2 dan maksimum 1 : 0 (tegak). Dalam

perhitungan ini ditentukan kemiringan bendung adalah 0,50.

5. Menentukan kemiringan bagian hulu bendung utama

Kemiringan bagian hulu adalah tegak, maka diambil nilai m = 0.

Page 18: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

45

Dari hasil analisis tersebut maka dapat disimpulkan dimensi bendung yang

optimal adalah sebagai berikut :

Tinggi bendung (H) = 2,5 m (dioptimalkan sesuai dengan kondisi existing)

Lebar bendung (B) = 1,25 m (dioptimalkan sesuai dengan kondisi existing)

Tinggi muka air banjir = 0,5 m (didapat dari trial and error)

Tinggi jagaan = 0,5 m (didapat dari kriteria perencanaan)

Perhitungan analisis bendung selengkapnya dapat dilihat pada lampiran C.

Gambar 4.4. Sketsa Bendung Rencana

(b) Analisis stabilitas bendung

1. Stabilitas pada kondisi normal

a. Stabilitas terhadap guling

Berdasarkan rumus 2.23 maka diperoleh hasil sebagai berikut:

Pada kondisi normal diperoleh nilai SF 1,74> 1,20 → aman.

Pada kondisi gempa diperoleh nilai SF 1,71> 1,20 → aman.

b. Stabilitas terhadap geser

Berdasarkan rumus 2.24 maka diperoleh hasil sebagai berikut:

Page 19: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

46

Pada kondisi normal diperoleh nilai SF 1,25> 1,20 → aman.

Pada kondisi gempa diperoleh nilai SF 1,23> 1,20 → aman.

2. Stabilitas pada kondisi banjir

a. Stabilitas terhadap guling

Berdasarkan rumus 2.23 maka diperoleh hasil sebagai berikut:

Pada kondisi normal diperoleh nilai SF 2.11> 1,20 → aman.

Pada kondisi gempa diperoleh nilai SF 2,07> 1,20 → aman.

b. Stabilitas terhadap geser

Berdasarkan rumus 2.24 maka diperoleh hasil sebagai berikut:

Pada kondisi normal diperoleh nilai SF 1,28> 1,20 → aman.

Pada kondisi gempa diperoleh nilai SF 1,26> 1,20 → aman.

Perhitungan stabilitas bendung selengkapnya dapat dilihat pada lampiran C.

4.1.7.2 Analisis Pipa Pesat (Penstock)

Pipa penstock direncanakan sesuai perhitungan debit andalan maksimum antara

tahun 2003 sampai tahun 2012 agar debit yang mengalir tidak terbuang percuma

(semua potensi debit andalan dapat digunakan). Perhitungan diameter penstock

dengan persamaan 2.25 sebagai berikut :

D = 0,72 x (Qandalan)0,5

= 0,72 x 0,270,5

= 0,37 m

Dari hasil perhitungan didapat ukuran diameter penstock rata-rata sebesar 37 cm,

maka ukuran penstock disesuaikan dengan ukuran yang dijual di pasaran yaitu

pipa jenis PVC diameter 12 inci (30,5 cm).

4.1.7.3 Tinggi Jatuh (Head) Berdasarkan Desain Perencanaan

Tinggi jatuh yang digunakan merupakan tinggi jatuh efektif yang didapat dari

tinggi jatuh bruto dikurangi tinggi jatuh dari tekanan air yang hilang

Page 20: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

47

(losses).Contoh perhitungan tinggi jatuh efektif pada bulan Januari I tahun 2003

sebagai berikut :

a. Kehilangan energi (losses)

Kehilangan energi terjadi didalam pipa (mayor losses) dan diawal pipa. Contoh

perhitungan tinggi jatuh efektif pada bulan Januari I tahun 2003 menggunakan

persamaan 2.26-2.29 sebagai berikut :

Besarnya debit andalan maksimum yang dapat masuk dalam penstock dihitung

dengan persamaan 2.25 sebagai berikut:

D = 0,72 x (Q)0,5

Maka disubstitusi ke dalam persamaan berikut :

Qmaks pipa = ( D/0,72 )2

= (0,305/0,72)2

= 0,18 m3/s

Jika Q90> Qmaks pipa, maka yang dipakai adalah Qmaks pipa

Jika Q90< Qmaks pipa, maka yang dipakai adalah Q90

Debit maksimum penstock (Qmaks) = 0,18m3/s

Diameter pipa penstock (D) = 0,305 m

Panjang pipa penstock (L) = 3,5 m

Luas lingkaran pipa (A) = ¼ x 3,14 x d2

= ¼ x 3,14 x 0,3052

= 0,073 m2

Kecepatan Aliran (v) = Q90/A

= 0,18/0,073

=2,45 m/s

Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m2/s

Koefisien gesekan Darcy-Weisbach (f) = 0,003

Koefisien bentuk ujung pipa (k) = 0,5

Kehilangan energi primer (mayor losses)

hf1 = 𝑓 .𝐿

𝐷 .

𝑣2

2𝑔

Page 21: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

48

= 0,003 𝑥 3,5

0,305𝑥

2,452

2 . 9,81

= 0,0106 m

Kehilangan energi pada awal pipa

hf2 = 𝑘.𝑣2

2𝑔

= 0,5.2,452

2.9,81

= 0,1536 m

Kehilangan energi akibat trashrack

hf3 = 𝑘.(

𝑡

𝑏)4/3.𝑠𝑖𝑛∝.𝑉𝑜2

2𝑔

= 1,7 . (

0,012

0,04)4/3. 𝑠𝑖𝑛20. 2,452

2 .9,81

= 0,0958 m

b. Tinggi jatuh (Heff)

Heff = Hbruto – (hf1 + hf2+ hf3)

= 3 m – (0,0106 + 0,1536 + 0,0958)

= 2,74 m

Besarnya tinggi jatuh efektif berdasarkan desain perencanaan hasil perhitungan

selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.9.

Page 22: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

49

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Tinggi Jatuh Efektif Bulan Januari-Juni

No Keterangan Satuan Bulan

Januari Februari Maret April Mei Juni

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 Qandalan m3/dt 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18

2 d m 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31

3 p m 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50

4 A m2 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731

5 kec (v) m/dt 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551

6 g 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81

7 f (pipa ) 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003

8 hf1 m 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106

9 hf2 m 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536

10 hf3 m 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096

11 hs m 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00

12 Heff m 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74

Page 23: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

50

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Tinggi Jatuh Efektif Bulan Juli-Desember

No Keterangan Satuan Bulan

Juli Agustus September Oktober November Desember

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 Qandalan m3/dt 0.18 0.16 0.15 0.13 0.12 0.11 0.16 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18

2 d m 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31

3 p m 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50

4 A m2 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731 0.0731

5 kec (v) m/dt 2.4551 2.1418 2.0561 1.7348 1.6654 1.4989 2.2062 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551 2.4551

6 g 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81

7 f (pipa ) 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003

8 hf1 m 0.0106 0.0080 0.0074 0.0053 0.0049 0.0039 0.0085 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106 0.0106

9 hf2 m 0.1536 0.1169 0.1077 0.0767 0.0707 0.0573 0.1240 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536 0.1536

10 hf3 m 0.096 0.073 0.067 0.048 0.044 0.036 0.077 0.096 0.096 0.096 0.096 0.096

11 hs m 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00

12 Heff m 2.74 2.80 2.82 2.87 2.88 2.90 2.79 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74

Page 24: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

51

4.1.8 Analisis Potensi Produksi Listrik

Analisis potensi produksi listrik meliputi perhitungan daya listrik yang dihasilkan

(kW), perhitungan energi listrik yang dihasilkan (kWh) dan perhitungan hasil

penjualan energi listrik (Rupiah).

4.1.8.1 Perhitungan Daya Listrik

Daya listrik yang dihasilkan dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.30.

Contoh perhitungan daya listrik pada bulan Januari I tahun 2003 sebagai berikut :

P = ηt x g x Qandalan x Heff

= 0,8 x 9,81 x 0,18 x 2,74

= 3,85 kW

Dari perhitungan daya listrik bulan januari I tahun 2003 diatas adalah sebesar 3,85

kW.Daya tersebut merupakan daya maksimum yang didapat dengan tinggi jatuh

optimum.

Besarnya potensi daya listrik yang dihasilkan selengkapnya dapat dilihat pada

tabel 4.11.

4.1.8.2 Perhitungan Energi Listrik

Perhitungan energi listrik didapat dengan cara mengalikan daya listrik dengan

jumlah hari (15 harian) dan jumlah jam dalam satu hari.

Energi listrik yang dihasilkan dapat dihitung menggunakan persamaan 2.31.

Contoh perhitungan energi listrik pada bulan Januari I tahun 2003 sebagai berikut:

E = P x 15 x 24

= 3,85 x 15 x 24

= 1387,8kWh

Dari perhitungan energi listrik bulan januari I tahun 2003 diatas adalah sebesar

1387,8 kWh.

Besarnya potensi energi listrik yang dihasilkan selengkapnya dapat dilihat pada

tabel 4.13.

Page 25: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

52

Grafik perhitungan daya listrik rata-rata yang dapat dibangkitkan bisa dilihat pada gambar 4.4 berikut ini :

Gambar 4.5. Grafik Perhitungan Daya Listrik Rata-rata PLTMH Dukuh

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

Jan1

Jan2

Feb1

Feb2

Mar1

Mar2

Apr1

Apr2

Mei1

Mei2

Jun1

Jun2

Jul1

Jul2

Agu1

Agu2

Sep1

Sep2

Okt1

Okt2

Nov1

Nov2

Des1

Des2

Perhitungan Daya Listrik(KW) (Daya Rata2)

Day

a

Page 26: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

53

Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Potensi Daya Listrik Bulan Januari-Juni

No Keterangan Bulan

Januari Februari Maret April Mei Juni

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 Heff 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74

2 Q90 inflow 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18

3 P 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85

4 P rata2/bulan 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85

Satuan daya dalam kW.

Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Potensi Daya Listrik Juli-Desember

No Keterangan Bulan

Juli Agustus September Oktober November Desember

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 Heff 2.74 2.80 2.82 2.87 2.88 2.90 2.79 2.74 2.74 2.74 2.74 2.74

2 Q90 inflow 0.18 0.16 0.15 0.13 0.12 0.11 0.16 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18

3 P 3.85 3.44 3.32 2.85 2.75 2.49 3.53 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85

4 P rata2/bulan 3.65 3.09 2.62 3.69 3.85 3.85

Satuan daya dalam kW.

Besarnya potensi daya listrik yang dapat dibangkitkan pada Bulan OktoberII hingga Juli I stabil yakni 3,85 kW. Pada Bulan Juli-II hingga

Oktober I mengalami penurunan daya.Besarnya dayakeseluruhan yang mampu dibangkitkanPLTMH Dukuh per tahun sebesar 43,88 kW.

Page 27: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

54

Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Potensi Energi Listrik Bulan Januari-Juni

No Keterangan Bulan

Januari Februari Maret April Mei Juni

i ii i ii i Ii i ii i ii i ii

1 P 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85

2 Jam 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

3 Hari 15 16 15 13 15 16 15 15 15 16 15 15

4 E 1387.8 1480.3 1387.8 1202.7 1387.8 1480.3 1387.8 1387.8 1387.8 1480.3 1387.8 1387.8

5 E rata2/bulan 1434.02 1295.24 1434.02 1387.76 1434.02 1387.76

Satuan energi dalam kWh.

Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Potensi Energi Listrik Juli-Desember

No Keterangan Bulan

Juli Agustus September Oktober November Desember

i ii i ii i ii i ii i ii i ii

1 P 3.85 3.44 3.32 2.85 2.75 2.49 3.53 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85

2 Jam 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

3 Hari 15 16 15 16 15 15 15 16 15 15 15 16

4 E 1387.8 1320.6 1195.1 1095.7 989.6 897.7 1269.8 1480.3 1387.8 1387.8 1387.8 1480.3

5 E rata2/bulan 1354.19 1145.40 943.63 1375.05 1387.76 1434.02

Satuan energi dalam kWh.

Besarnya potensi energi listrik yang dapat dibangkitkan pada Bulan Oktober II hingga Juli I stabil yakni 1387,8 kWh. Pada Bulan Juli-II

hingga Oktober I mengalami penurunan energi.Besarnya energi keseluruhan yang dapat dibangkitkan per tahun sebesar 16012,84 kWh.

Page 28: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

55

4.1.8.3 Analisis Ekonomi Teknik

Tingkat kelayakan secara ekonomis dari rencana pembangunan PLTMH dukuh

berkaitan dengan besar investasi, maka kajian dan perhitungan kelayakannya

seperti uraian berikut:

(a) Analisis Benefit

Jumlah pengguna listrik = 50 kepala keluarga dengan estimasi masing-masing

KK menggunakan 150 Watt/bulan.

Estimasi daya listrik yang dibutuhkan dalam sebulan (P)

P = 50 x 150 Watt = 7.500 Watt = 7,5 kW

Energi listrik yang digunakan dalam sebulan (E)

E = P x lama operasi = 5 x 31 x 24 = 2232 kWH

Jika potensi energi listrik yang dihasilkan > energi listrik yang digunakan,

maka energi listrik dalam perhitungan menggunakan energi listrik yang

digunakan oleh pengguna listrik PLTMH Dukuh.

Jika potensi energi listrik yang dihasilkan < energi listrik yang digunakan,

maka energi listrik dalam perhitungan menggunakan potensi energi listrik

yang dihasilkan.

Tarif dasar lisrik diasumsikan Rp. 656,- /kWh

Contoh perhitungan hasil penjualan energi listrik pada bulan Januari sebagai

berikut:

Jumlah hari = 31 hari

Lama operasi = 31 hari x 24 jam = 744 jam

Daya yang dihasilkan = 7,7098 kW

Daya yang dibutuhkan = 7,5 kW (terpenuhi)

Energi yang dihasilkan = 7,5 x 31 x 24 = 5580 kWh

Benefit = 3720 kWh x Rp. 656,- = Rp 3.660.480,-

Hasil penjualan energi yang dapat dihasilkan pada bulan Januari adalah sebesar

Rp 3.660.480,-. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.15.

Page 29: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

56

Tabel 4.15.Hasil Penjualan Energi PLTMH Dukuh.

No Bulan Jumlah Hari Lama operasi (jam) P dihasilkan (kW) P dipakai (kW) P kurang (kW) Energi (kWh) Benefit (Rp)

1 Januari 31 744 7.7098 7.5 0.0 5580.0 Rp3,660,480

2 Februari 28 672 7.7098 7.5 0.0 5040.0 Rp3,306,240

3 Maret 31 744 7.7098 7.5 0.0 5580.0 Rp3,660,480

4 April 30 720 7.7098 7.5 0.0 5400.0 Rp3,542,400

5 Mei 31 744 7.7098 7.5 0.0 5580.0 Rp3,660,480

6 Juni 30 720 7.7098 7.5 0.0 5400.0 Rp3,542,400

7 Juli 31 744 7.2940 7.3 0.2 5426.7 Rp3,559,934

8 Agustus 31 744 6.1731 6.2 1.3 4592.8 Rp3,012,880

9 September 30 720 5.2424 5.2 2.3 3774.5 Rp2,476,092

10 Oktober 31 744 7.3821 7.4 0.1 5492.3 Rp3,602,961

11 November 30 720 7.7098 7.5 0.0 5400.0 Rp3,542,400

12 Desember 31 744 7.7098 7.5 0.0 5580.0 Rp3,660,480

Total hasil penjualan energi PLTMH Dukuh dalam periode satu tahun adalah sebesar Rp. 41.227.227,-

Page 30: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

57

(b) Komponen pembiayaan

Dari analisis finansial ini dapat dikalkulasi biaya per kW nya setiap lokasi potensi

PLTMH. Sebagai catatan, untuk perhitungan perkiraan jumlah pendapatan

(revenue) penjualan listrik per kW nya dapat menggunakan harga tarif yang

ditetapkan per wilayah lokasi potensi sesuai Kepmen ESDM No.

1122/K/30/MEM/2002.

1. Pembiayaan langsung meliputi

Daya yang dihasilkan = 3,85 kW (diambil dari nilai median)

Biaya pembangunan/kW = Rp. 40.000.000,-

(Sumber: Struktur Biaya PLTMH, Ifnu Setiyadi, 2009)

Biaya investasi = Rp. 40.000.000,- x 3,85 kW

= Rp. 154.000.000,-

PPN 10% = Rp. 15.400.000,-

Total biaya investasi = Rp. 169.400.000,-

Pembulatan = Rp. 170.000.000,-

Untuk rincian biaya investasi adalah sebagai berikut

Komponen peralatan pembangkit = 25% x Rp 169.400.000,-

= Rp. 42.350.000,-

Komponen sipil = 35% x Rp 169.400.000,-

= Rp. 59.290.000,-

JTR/instalasi rumah = 30% xRp 169.400.000,-

= Rp. 50.820.000,-

Jasa dan Lain-lain = 10 % x Rp 169.400.000,-

= Rp. 16.940.000,-

(c) Analisis Kelayakan Ekonomi

Analisis kelayakan ekonomi yang digunakan pada perencanaan PLTMH Dukuh

ini adalah metode Benefit-Cost Ratio analysis (BCR).Metode ini merupakan

perbandingan antara nilai pendapatan (net benefit) dengan nilai pengeluaran

(annual cost).Nilai manfaat dan biaya yang ditinjau adalah nilai sekarang (present

Page 31: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

58

value). Langkah pertama yang dilakukan dalam analisis ini adalah menentukan

asumsi sebagai berikut :

Umur ekonomis PLTMH Dukuh diasumsikan 10 tahun.

Tingkat suku bunga ditetapkan sebesar 10%.

Biaya operasional per tahun sebesar Rp. 3.600.000,-

Langkah berikutnya yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Menghitung nilai Net Present Value (NPV)

b. Menghitung nilai Internal Rate of Return (IRR)

c. Menghitung nilai Benefit-Cost Ratio analysis (BCR)

Perhitungan NPV

Tabel 4.16.Perhitungan Nilai NPV 10%

tahun cash flow interest rate present value

1 Rp37,627,226.72 0.909090909 Rp34,206,569.74

2 Rp37,627,226.72 0.826446281 Rp31,096,881.58

3 Rp37,627,226.72 0.751314801 Rp28,269,892.35

4 Rp37,627,226.72 0.683013455 Rp25,699,902.13

5 Rp37,627,226.72 0.620921323 Rp23,363,547.40

6 Rp37,627,226.72 0.56447393 Rp21,239,588.54

7 Rp37,627,226.72 0.513158118 Rp19,308,716.86

8 Rp37,627,226.72 0.46650738 Rp17,553,378.96

9 Rp37,627,226.72 0.424097618 Rp15,957,617.24

10 Rp37,627,226.72 0.385543289 Rp14,506,924.76

total present value Rp231,203,019.55

original investment Rp170,000,000.00

net present value Rp61,203,019.55

Berdasarkan perhitungan dalam Tabel 4.16 Nilai NPV =Rp 61.203.019,55> 0

maka proyek layak dilaksanakan.

Perhitungan IRR

Untuk mengetahui nilai IRR maka nilai NPV10% tadi akan dibandingkan dengan

nilai NPV 15%.

Page 32: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

59

Tabel 4.17. Perhitungan Nilai NPV 15%

tahun cash flow interest rate present value

1 Rp37,627,226.72 0.869565217 Rp32,719,327.58

2 Rp37,627,226.72 0.756143667 Rp28,451,589.20

3 Rp37,627,226.72 0.657516232 Rp24,740,512.35

4 Rp37,627,226.72 0.571753246 Rp21,513,489.00

5 Rp37,627,226.72 0.497176735 Rp18,707,381.74

6 Rp37,627,226.72 0.432327596 Rp16,267,288.47

7 Rp37,627,226.72 0.37593704 Rp14,145,468.23

8 Rp37,627,226.72 0.326901774 Rp12,300,407.16

9 Rp37,627,226.72 0.284262412 Rp10,696,006.22

10 Rp37,627,226.72 0.247184706 Rp9,300,874.98

total present value Rp188,842,344.92

original investment Rp170,000,000.00

net present value Rp18,842,344.92

Maka nilai IRR = i1 + ( 𝑁𝑃𝑉1

𝑁𝑃𝑉1−𝑁𝑃𝑉2) x (i2-i1)

= 10 +(61,203,019.55

61,203,019.55−(18,842,344.92) x (15-10)

= 17%

Karena nilai IRR > dari nilai suku bunga awal (10%) maka proyek

layakdilaksanakan.

Perhitungan BCR

Untuk mengetahui nilai BCR maka nilai total present value dibandingkan dengan

nilai original investment.

BCR = 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑖𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑚𝑒𝑛𝑡

𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙𝑖𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑚𝑒𝑛𝑡

= Rp 231,203,019.55

𝑅𝑝 170.000.000,00

= 1,36

Dari hasil analisis ekonomi diatas didapat hasil sebagai berikut :

Nilai BCR lebih besar dari 1, yaitu sebesar 1,36

Nilai IRR lebih besar dari tingkat suku bunga, yaitusebesar 17%.

Nilai NPV lebih besar dari 0, yaitu Rp 61.203.019,55.

Page 33: ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN - · PDF fileData didapat dari hasil pengukuran di lapangan sesuai pada lampiran B. 1. ... menggunakan Metode Penman. Nilai evapotranspirasi kemudian dikalikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

60

Dari hasil tersebut maka dapat disimpulkan PLTMH Dukuh layak dibangun

karena memenuhi nilai-nilai ekonomis yang disyaratkan.

4.2 Pembahasan

1. Dari hasil analisis didapat dimensi optimum bendung dengan tinggi 2,5 m,

lebar 1,25 m, tinggi muka air banjir 0,5 m dan tinggi jagaan 0,5 m. Stabilitas

guling dan stabilitas geser bendung pada kondisi normal dan kondisi banjir

termasuk kategori aman.

2. Diameter rata-rata penstock yang didapat dari hasil analisis sebesar 0,37 m,

namun karena menyesuaikan dimensi pipa PVC yang dijual di pasaran maka

dipilih penstock dengan diameter 0,305 m (12 inch). Dengan debit andalan

yang tersedia dan tinggi jatuh yang efektif, maka potensi daya listrik yang

mampu dibangkitkan dari hasil analisis sebesar 43,88 kW per tahun,

sedangkan energi listrik yang mampu dihasilkan sebesar 16012,84 kWh per

tahun.

3. Kondisi existing dari hasil survey pada lokasi yang akan dibangun PLTMH

telah terdapat saluran utama yang memiliki dimensi 1,24 m x 2,5 m, dengan

kedalaman air 0,25 m. Kecepatan aliran yang pada saluran tersebut adalah

0,61 m/s. Debit existing yang tersedia sebesar 0,22 m3/s dan pada musim

kemarau debit tetap tersedia. Dari hasil analisis dengan metode Mock, debit

andalan dengan probabilitas 90% (Q90) rata-rata yang tersedia sebesar 0,26

m3/s. Ketinggian air optimum didapat 0,47 m dari debit andalan probabilitas

50 (Q50).

4. hasil penjualan energi pada periode 1 tahun sebesar Rp. 41.227.227,-. Dari

hasil analisis ekonomi maka dapat disimpulkan bahwa PLTMH Dukuh layak

dibangun karena memenuhi nilai-nilai ekonomis yang disyaratkan, dengan

nilai BCR lebih besar dari 1, yaitu sebesar 1,36, nilai IRR lebih besar dari

tingkat suku bunga, yaitu sebesar 17%, dan nilai NPV lebih besar dari 0, yaitu

Rp. 61.203.019,55.