bab 3 analisa hidrologi dan hidrometri

7/22/2019 Bab 3 Analisa Hidrologi Dan Hidrometri

1/27

BAB IIIANALISA HIDROLOGI

3.13.1 KETERSEDIAAN DATAKETERSEDIAAN DATA

3.1.13.1.1 DATA HUJANDATA HUJAN

Data curah hujan yang digunakan untuk analisa hidrologi dan perhitungan potensi

energi diambil dari data hujan harian dari Stasiun Meteorologi BMG Wamena di

Kabupaten Jayawijaya yang tercatat sejak bulan 2001 hingga 2010 sebagai berikut.

Tabel 3. 1 Jumlah Curah Hujan Bulanan Sta. Meteorologi Wamena (2001-2011).

J umlah Curah Hujan (mm)2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

J an 134.6 193.9 265.0 199.1 205.3 238.5 - 243.9 191.7 146.0Feb 209.9 224.3 218.5 244.6 156.0 249.9 - 324.4 320.9 192.2Mar 335.6 345.8 392.1 0.0 247.9 227.7 - 176.3 318.1 273.9Apr 287.4 247.1 0.0 168.7 313.1 - - 201.1 270.1 379.1Mei 230.7 66.3 100.4 146.6 114.7 - - 143.5 160.0 160.7

J un 130.4 137.9 0.0 44.3 132.4 - - 249.4 144.3 41.2

J ul 150.1 58.2 219.9 63.0 146.6 - - 71.8 209.0 29.4Agst 104.7 83.9 144.1 25.9 274.5 - - 105.3 122.7 141.8Sep 143.5 54.5 146.2 87.0 274.5 - - 214.8 185.2 74.4Okt 84.8 44.2 144.1 77.7 286.5 - - 255.0 219.4 150.4Nov 185.2 159.3 66.9 107.4 279.1 - 181.4 - 187.9 119.4Des 176.7 153.9 282.3 93.0 215.5 - 230.2 - 175.1 177.1Total 2173.6 1769.3 1979.5 1257.3 2646.1 716.1 411.6 1985.5 2504.4 1885.6Rata-rata 181.1 147.4 165.0 104.8 220.5 238.7 205.8 198.6 208.7 157.1Sumber : Stasiun Meteorologi BMG Wamena

Bulan

3.1.23.1.2 PETA DAERAH ALIRAN SUNGAIPETA DAERAH ALIRAN SUNGAI

Daerah Aliran Sungai (DAS) secara umum didefinisikan sebagai suatu hamparanwilayah/kawasan yang dibatasi oleh pembatas topografi (punggung bukit) yang

menerima, mengumpulkan air hujan, sedimen dan unsur hara serta mengalirkannya

melalui anak-anak sungai dan keluar pada sungai utama ke laut atau danau.

Konsep daur hidrologi DAS menjelaskan bahwa air hujan langsung sampai ke

permukaan tanah untuk kemudian terbagi menjadi air larian, evaporasi dan air

infiltrasi, yang kemudian akan mengalir ke sungai sebagai debit aliran.

LAPI-ITB III - 1


2/27

Draft Laporan Akhir

Study Potensi Energi Pekerjaan Perencanaan Teknis DED (Detail Engineering Design)Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) di Sungai Broges Kab. Memberamo Tengah,

Sungai Kamda KaB. Tolikara, Sungai Bomteh Kab. Yahukimo dan Sungai Ibele Kab. JayawijayaPropinsi Papua

Pada pekerjaan ini, peta yang digunakan untuk sebagai dasar untuk membuat petadaerah aliran sungai adalah peta yang diperoleh dari Badan Koordinasi Survai dan

Pemetaan Nasional (Bakosurtanal) dengan skala 1:50.000 dan 1:125.000. secara

lengkap peta daerah aliran sungai (DAS) untuk masing-masing lokasi dapat dilihat

pada lampiran.

3.23.2 ANALISA HUJAN RENCANAANALISA HUJAN RENCANA

3.2.13.2.1 ANALISA FREKUENSI CURAH HUJANANALISA FREKUENSI CURAH HUJAN

Analisis frekuensi curah hujan rencana adalah curah hujan dengan periode ulang

tertentu yang kemudian dipakai untuk perhitungan debit banjir. Metode perhitungan

pendekatan yang lazim digunakan untuk mendapatkan hubungan antara intensintas

hujan, frekuensi, dan waktu curah hujan adalah Metoda Distribusi Normal, Log Normal,

EJ.Gumbell, Pearson III dan atau Log Pearson III. Metoda yang dipakai nantinya harus

ditentukan dengan melihat karakteristik distribusi hujan daerah setempat. Periode

ulang yang akan dihitung pada masing-masing metode adalah untuk periode ulang 2,

5, 10, 25, 50 serta 100 tahun.

1. Metode Distribusi NormalFungsi distribusi komulatif (CDF) dari distribusi normal dirumuskan:

dx x

dx xf x F

==

2

21

exp2

1)()(

Dimana:

darsdeviasiratarata

tan==

( )

+=

=

Z X

x F Z

.

)(^

1

2. Metode Distribusi Gumbel

Fungsi distribusi komulatif (CDF) dari ditribusi Gumbel dirumuskan:

[ ])exp(exp)( y x F =

Dimana:

LAPI ITB III - 2


3/27

Draft Laporan Akhir



5772.0

6

=

=

=

x

S

x y

Untuk x = x T maka

=T

T x F Ln Ln y

(1

=

1TrTr

Ln Ln yT

Menurut Gumbel persamaan peramalan dinyatakan sebagai berikut:

S K x xT T

+=

=+= 15772.06

TrTr

Ln Ln K T

Dimana:

y N = reduced mean

S N = reduced standar deviasi

3. Metode Pearson Type III

Parameter yang ada dalam perhitungan stastitik Pearson:

Nilai rata-rata (mean)

Standar deviasi

Koefisien

Garis besar dalam menghitungnya:

X1, X2, X3,.......Xn

Hitung nilai mean:

( ) N

X X

=

Hitung standar deviasi: S =

LAPI ITB III - 3

( )( )1

2

N

X X


4/27

Draft Laporan Akhir



Hitung koefisien kemencengan:

( )( ) ( ) ( )3

3

*2*1

loglog

S N N

X X C S

=

Hitung curah hujan: =T X T K S X *+

4. Metode Distribusi Log Pearson Type III

Fungsi distribusi kumulatif (CDF) dari distribusi Log Pearson dirumuskan:

dxea x

po xf cxc 2/

1)(

=Dimana: 2 adalah varian dan (x) adalah fungsi gamma

Parameter-parameter statistik yang diperlukan oleh distribusi log Pearson Tipe III

adalah:

Nilai rata-rata (mean)

Standar deviasi

Koefisien

Garis besar dalam menghitungnya:

Ubah data hujan X1, X2, X3,.......Xn menjadi LogX1, LogX2, LogX3,.......LogXn.

Hitung nilai mean:

( ) N

X X

loglog

=

Hitung standar deviasi: Slog =

( )1

2

N

X Log LogX

Hitung koefisien kemencengan:

( )( ) ( )( )3log

3

*2*1 S N N

LogXi LogXiC S

=

Hitung logaritma hujan: =T X log T K S X *log log+

5. Metode Log Normal

Fungsi distribusi komulatif (CDF) dari distribusi Log Normal dirumuskan:

LAPI ITB III - 4


5/27


6/27

Draft Laporan Akhir



Secara teoritis, D N merupakan suatu variabel acak yang ditribusinya tergantung padaN. Untuk taraf nyata yang tertentu, pengujian K-S membandingkan selisih

maksimum pengamatan dengan nilai kritis D N

, yang didefinisikan dengan:

= 1)( D D N N P

Jika D N yang diamati kurang dari nilai kritis D N

, maka distribusi dapat diterima pada

taraf yang ditentukan, jika tidak maka distribusi akan ditolak.

Dari hasil perhitungan frekuensi curah hujan dan pengujian kecocokan sebaran maka

untuk parameter desain rencana bangunan utama pada pekerjaan ini diambil curah

hujan rencana berdasarkan Metode Gumbell.

Hasil perhitungan analisa frekuensi curah hujan serta penguji kecocokan sebaran

selengkapnya dapat dilihat pada tabel-tabel di bawah.

Tabel 3. 2 Hasil Uji Kecocokan Sebaran Metode Smirnov-Kolmogorov.

Normal Log Normal Gumbell Pearson I I I Log Pearson I I I

Xprediksi D Xprediksi D Xprediksi D Xprediksi D Xprediksi D

1 2001 57.4 68.2 65.3 2.85 63.1 5.12 72.1 3.89 64.4 3.82 64.5 3.672 2002 41.9 62.0 61.0 1.01 58.3 3.71 64.0 1.95 60.1 1.89 59.7 2.253 2003 39.7 61.7 58.0 3.70 55.5 6.22 58.9 2.79 57.6 4.09 57.1 4.594 2004 40.4 57.4 55.3 2.14 53.5 3.91 55.1 2.31 55.8 1.56 55.3 2.095 2005 62.0 55.2 52.9 2.34 51.9 3.26 51.9 3.32 54.5 0.74 54.0 1.246 2006 68.2 48.0 50.5 2.51 50.7 2.68 49.0 1.01 53.3 5.34 52.9 4.877 2007 43.7 43.7 48.1 4.38 49.6 5.91 46.3 2.58 52.4 8.69 52.0 8.288 2008 48.0 41.9 45.6 3.67 48.7 6.79 43.6 1.65 51.6 9.67 51.2 9.319 2009 55.2 40.4 42.2 1.80 47.9 7.47 40.6 0.18 50.8 10.44 50.5 10.14

10 2010 61.7 39.7 37.9 1.78 47.1 7.44 36.9 2.84 50.2 10.49 50.0 10.25Absolut Selisih Maksimum 4.38 7.47 3.89 10.49 10.25Nilai Kritis 5% ditolak 39.60 39.60 39.60 39.60 39.60Korelasi hasil uji kecocokan Diterima Diterima Diterima Diterima Diterima

Sumber: Hasil Analisis

TahunNo. XurutX

Tabel 3. 3 Hasil Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Rencana.

LAPI ITB III - 6


7/27

Draft Laporan Akhir



Kala Ulang Frekuensi Curah Hujan Rencana (mm)Tr ( tahun) Normal Log Normal Gumbell Pearson I I I Log Pearson I I I

2 51.8 51.4 50.4 51.4 50.85 60.5 61.0 62.8 60.4 60.2

10 65.1 54.9 71.0 65.3 65.925 68.8 70.3 81.3 70.8 72.650 73.1 74.3 89.0 74.3 77.3

100 76.0 77.7 96.7 77.6 81.9Sumber: Hasil Analisis

3.2.23.2.2 INTENSITAS CURAH HUJAN RENCANAINTENSITAS CURAH HUJAN RENCANA

Perhitungan intensitas curah hujan rencana dilakukan dengan menggunakan metode

Talbot dengan rumus sebagai berikut:

Dimana:

a,b = konstanta tak berdimensi

t = durasi hujan (menit)

I = intensitas hujan (mm/jam)

Hasil perhitungan intensitas curah hujan kemudian digambar dalam bentuk Intensity

Duration Frequency Curve (IDF Curve) yang menunjukan hubungan antara waktu dan

intensitas hujan yang hasilnya dapat dilihat pada gambar berikut ini.

LAPI ITB III - 7


8/27

Draft Laporan Akhir



0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 1 80 1 90 200 210 220 230 240 250

n e n s a s m m a m

Waktu (menit)

Intensity Duration Frequency Curve (IDF Curve)Untuk Frekuensi Hujan Rencana Gumbell

Kurva Basis

T =2 tahun

T =5 tahun

T =10 tahun

T =25 tahun

T =50 tahun

T =100 tahun

Gambar 3. 1 Intensity Duration Frequency Curve Stasiun Meteorologi Wamena.

3.33.3 ANALISA DEBIT BANJIR RENCANAANALISA DEBIT BANJIR RENCANA

Tujuan analisis debit banjir adalah untuk memperoleh debit puncak yang akan

digunakan sebagai parameter desain rencana bangunan utama berupa bendung atau

embung dan penempatan bangunan pembangkit.

Penentuan debit banjir rencana dengan Metode Nakayasu (Hidrograf Satuan Sintetik

Nakayasu), dipergunakan rumus rational dengan koefisien atau konstanta yang telah

ditetapkan berdasarkan hasil empiris sebagai berikut:

)3,0(6,3 3,0T T R AC

Q p

o p +=

Dimana:

Q p = debit puncak banjir (m3/dt)

C = koefisien pengaliran

LAPI ITB III - 8


9/27

Draft Laporan Akhir



Ro = hujan effektif (mm)

T p = tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)

T 0,3 = waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai

menjadi 30 % dari debit puncak (jam)

1. Bagian lengkung naik (rising limb) hidrograf satuan mempunyai persamaan:

4,2

pTt

QpQa

=

Dimana:

Qa = limpasan sebelum mencapai debit puncak dengan waktut (m 3 /dt)

t = waktu (jam)

2. Bagian lengkung turun (decreasing limb)

Dalam menentukan besarnya debit bagian lengkung turun, dibagi menjadi 3 (tiga)

bagian yang dimulai dari puncak debit dengan perhitungan sebagai berikut:

Bagian atas: Qd > 0,3 Qp 3,0p

T

Tt

3.0*QpQd

=

Bagian tengah: 0,3 Qp > Qd >0,3 2 Qp 3,03,0p

T5,1

T5,0Tt

3,0*QpQd

+

=

Bagian bawah: 0,3 2 Qp > Qd 3,03,0p

T2

T5,1Tt

3.0*QpQd

+

=3. Waktu sampai ke puncak banjir, Tp = tg + 0,8 tr

L < 15 km t g = 0,21 L 0,7

L > 15 km tg = 0,4 + 0,058 L

Dimana:

L = panjang alur sungai (km)

tg = waktu konsentrasi (jam)

tr = satuan durasi hujan (jam), besarnya yaitu 0,5 tg sampai tg

4. Parameter alfa/parameter hidrograf ( )

LAPI ITB III - 9


10/27


11/27

Draft Laporan Akhir



0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12 13 1 4 15 16 1 7 18 19 2 0 21 22 2 3 2 4

Waktu (Jam)

GRAFIK DEBIT BANJIR RENCANA MET ODE NAKAYASUSUNGAI GEYA (TOLIKARA)

Q2th

Q5th

Q10th

Q20th

Q25th

Q50th

Q100th

Gambar 3. 2 Hidrograf Debit Banjir Rencana Sungai Geya (Tolikara).

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12 13 1 4 15 16 1 7 18 19 2 0 21 22 2 3 2 4

Waktu (Jam)

GRAFIK DEBIT BANJIR RENCANA MET ODE NAKAYASUSUNGAI IBELE (JAYAWIJAYA)

Q2th

Q5th

Q10th

Q20th

Q25th

Q50th

Q100th

Gambar 3. 3 Hidrograf Debit Banjir Rencana Sungai Ibele (Jayawijaya).

LAPI ITB III - 11


12/27

Draft Laporan Akhir



0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12 13 1 4 15 16 1 7 18 19 2 0 21 22 2 3 2 4

Waktu (Jam)

GRAFIK DEBIT BANJIR RENCANA MET ODE NAKAYASUSUNGAI BROGES (MAMBERAMO TENGAH)

Q2th

Q5th

Q10th

Q20th

Q25th

Q50th

Q100th

Gambar 3. 4 Hidrograf Debit Banjir Rencana Sungai Broges (Mamberamo Tengah).

3.43.4 ANALISA POTENSI ENERGIANALISA POTENSI ENERGI

3.4.13.4.1 DEBIT ANDALANDEBIT ANDALAN

LAPI ITB III - 12


13/27

Draft Laporan Akhir



Ketersediaan air merupakan besarnya debit yang ada dan bisa dimanfaatkan untukmemenuhi kebutuhan. Besarnya ketersediaan air dicerminkan kedalam debit andalan.

Debit andalan ini adalah debit yang harus tersedia (terpenuhi) untuk penyediaan

kebutuhan air yang besarnya dinyatakan dalam ketersediaan air yang melampaui atau

sama dengan suatu nilai yang keberadaannya dikaitkan dengan prosentasi waktu atau

kemungkinan terjadinya. Besarnya debit andalan ini dihitung berdasarkan

ketersediaan air dengan jumlah kebutuhan air. Perhitungan ketersediaan air meliputi

perhitungan evapotranspirasi dan aliran limpasan ( run off ) yang masuk ke bendung.

Sedangkan kebutuhan air dapat disesuaikan dengan proyeksi kebutuhan air dimasa

yang akan datang dengan memperhatikan perkembangan jumlah penduduk dan

pembangunan daerah. Perhitungan debit andalan untuk desain bangunan air di

Indonesia umumnya menggunakan beberapa metode, yaitu metode Mock, NRECA dan

Tank Model. Analisis debit dari ketiga metode tersebut direkomendasikan berdasarkan

tingkat empiris, ketepatan hasil dan kemudahan perhitungan. Pada pekerjaan ini,

analisis debit andalan dengan menggunakan data curah hujan dan klimatologi

dilakukan dengan Metode Mock.

Metoda Mock adalah suatu metoda untuk memperkirakan keberadaan air berdasarkan

konsep water balance. Keberadaan air yang dimaksud di sini adalah besarnya debit

suatu daerah aliran sungai. Metoda Mock dikembangkan oleh Dr. F. J. Mock

berdasarkan atas daur hidrologi. Metoda Mock merupakan salah satu dari sekian

banyak metoda yang menjelaskan hubungan rainfall-runoff. Data-data yang

dibutuhkan dalam perhitungan debit dengan Metoda Mock ini adalah data klimatologi,

luas dan penggunaan lahan dari catchment area.

Pada prinsipnya, Metoda Mock memperhitungkan volume air yang masuk, keluar dan

yang disimpan dalam tanah (soil storage ). Volume air yang masuk adalah hujan. Air

yang keluar adalah infiltrasi, perkolasi dan yang dominan adalah akibatevapotranspirasi. Perhitungan evapotranspirasi menggunakan Metoda Penmann atau

hasil pengamatan. Sementara soil storage adalah volume air yang disimpan dalam

pori-pori tanah, hingga kondisi tanah menjadi jenuh. Secara keseluruhan perhitungan

debit dengan Metoda Mock ini mengacu pada water balance, dimana volume air total

yang ada di bumi adalah tetap, hanya sirkulasi dan distribusinya yang bervariasi.

LAPI ITB III - 13


14/27

Draft Laporan Akhir



Gambar 3. 5 Skema Water Balance.

1. Water Balance

Dalam siklus hidrologi, penjelasan mengenai hubungan antara aliran ke dalam (inflow)

dan aliran keluar (outflow) di suatu daerah untuk suatu perioda tertentu disebut

neraca air atau keseimbangan air (water balance). Bentuk umum persamaan water

balance adalah:

P = Ea + GS + TRO

Di mana:

P = presipitasi.

Ea = evapotranspirasi.

GS = perubahan groundwater storage .

TRO = total run off.

Water balance merupakan siklus tertutup yang terjadi untuk suatu kurun waktu

pengamatan tahunan tertentu, dimana tidak terjadi perubahan groundwater storage

atau GS = 0. Artinya awal penentuan groundwater storage adalah berdasarkan bulan

terakhir dalam tinjauan kurun waktu tahunan tersebut. Sehingga persamaan water

balance menjadi:

P = Ea + TRO

LAPI ITB III - 14


15/27

Draft Laporan Akhir



2. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi merupakan faktor penting dalam memprediksi debit dari data curah

hujan dan klimatologi dengan menggunakan Metoda Mock karena evapotranspirasi ini

memberikan nilai yang besar untuk terjadinya debit dari suatu daerah aliran sungai.

Evapotranspirasi diartikan sebagai kehilangan air dari lahan dan permukaan air dari

suatu daerah aliran sungai akibat kombinasi proses evaporasi dan transpirasi.

a. Evapotranspirasi Potensial

Evapotranspirasi potensial adalah evapotranspirasi yang mungkin terjadi pada

kondisi air yang tersedia berlebihan. Faktor penting yang mempengaruhi

evapotranspirasi potensial adalah tersedianya air yang cukup banyak. Jika jumlah

air selalu tersedia secara berlebihan dari yang diperlukan oleh tanaman selama

proses transpirasi, maka jumlah air yang ditranspirasikan relatif lebih besar

dibandingkan apabila tersedianya air di bawah keperluan.

b. Evapotranspirasi Aktual

Jika dalam evapotranspirasi potensial air yang tersedia dari yang diperlukan oleh

tanaman selama proses transpirasi berlebihan, maka dalam evapotranspirasi

aktual ini jumlah air tidak berlebihan atau terbatas. Jadi evapotranspirasi aktual

adalah evapotranspirasi yang terjadi pada kondisi air yang tersedia terbatas.

Evapotranspirasi aktual dipengaruhi oleh proporsi permukaan luar yang tidak

tertutupi tumbuhan hijau (exposed surface) pada musim kemarau.

Selain exposed surface, evapotranspirasi aktual juga dipengaruhi oleh jumlah hari

hujan (n) dalam bulan yang bersangkutan sehingga evapotranspirasi aktual adalah

evapotranspirasi potensial yang memperhitungkan faktor exposed surface dan

jumlah hari hujan dalam bulan yang bersangkutan. Sehingga evapotranspirasi

aktual adalah evapotranspirasi yang sebenarnya terjadi atau actual

evapotranspiration, dihitung sebagai berikut:

Eactual = EP E

3. Water Surplus

LAPI ITB III - 15


16/27

Draft Laporan Akhir



Water surplus didefinisikan sebagai air hujan ( presipitasi ) yang telah mengalamievapotranspirasi dan mengisi tampungan tanah ( soil storage , disingkat SS). Water

surplus ini berpengaruh langsung pada infiltrasi atau perkolasi dan total run off yang

merupakan komponen debit. Persamaan water surplus (disingkat WS) adalah sebagai

berikut:

WS = (P Ea) + SS

Tampungan kelembaban tanah ( soil moisture storage , disingkat SMS) terdiri dari

kapasitas kelembaban tanah ( soil moisture capacity , disingkat SMC), zona infiltrasi,

limpasan permukaan tanah dan tampungan tanah ( soil storage , disingkat SS).Besarnya soil moisture capacity (SMC) tiap daerah tergantung dari tipe tanaman

penutup lahan ( land cover ) dan tipe tanahnya, seperti ditunjukkan dalam table di

bawah. Selanjutnya Water Surplus ini akan mengalami infiltrasi dan melimpas di

permukaan ( run off ). Besarnya infiltrasi ini tergantung pada koefisien infiltrasi.

Tabel 3. 5 Nilai Soil Moisture Capacity untuk Berbagai Tipe Tanaman dan Tipe Tanah.

Zone Soil MoistureAkar Capacity

(dalam m) (dalam mm)Pasir Halus 0.50 50Pasi r Halus dan Loam 0.50 75Lanau dan Loam 0.62 125Lempung dan Loam 0. 40 100Lempung 0.25 75Pasir Halus 0.75 75Pasi r Halus dan Loam 1.00 150Lanau dan Loam 1.00 200Lempung dan Loam 0. 80 200Lempung 0.50 150Pasir Halus 1.00 100Pasi r Halus dan Loam 1.00 150Lanau dan Loam 1.25 250Lempung dan Loam 1. 00 250Lempung 0.67 200Pasir Halus 1.50 150Pasi r Halus dan Loam 1.67 250Lanau dan Loam 1.50 300

Lempung dan Loam 1. 00 250Lempung 0.67 200Pasir Halus 2.50 250Pasi r Halus dan Loam 2.00 300Lanau dan Loam 2.00 400Lempung dan Loam 1. 60 400Lempung 1.17 350

Tipe Tanah

Tanaman Berakar Pendek

Tanaman Berakar Sedang

Tanaman Berakar Dalam

Tanaman Palm

Mendekati Hutan Alam

Tipe Tanaman

4. Limpasan Total

LAPI ITB III - 16


17/27

Draft Laporan Akhir



Air hujan yang telah mengalami evapotranspirasi dan disimpan dalam tanah lembabselanjutnya melimpas di permukaan ( surface run off ) dan mengalami perkolasi.

Berikutnya, menurut Mock besarnya infiltrasi adalah water surplus (WS) dikalikan

dengan koefisien Infiltrasi (if), atau:

Infiltrasi (i) = WS x if

Koefisien infiltrasi ditentukan oleh kondisi porositas dan kemiringan daerah pengaliran.

Lahan yang bersifat porous umumnya memiliki koefisien yang cenderung besar.

Namun jika kemiringan tanahnya terjal dimana air tidak sempat mengalami infiltrasi

dan perkolasi ke dalam tanah, maka koefisien infiltrasinya bernilai kecil. Infiltrasi terusterjadi sampai mencapai zona tampungan air tanah ( groundwater storage , disingkat

GS).

Seperti telah dijelaskan, metoda Mock adalah metoda untuk memprediksi debit yang

didasarkan pada water balance. Oleh sebab itu, batasan-batasan water balance ini

harus dipenuhi. Salah satunya adalah bahwa perubahan groundwater storage (GS)

selama rentang waktu tahunan tertentu adalah nol. Perubahan groundwater storage

(GS) adalah selisih antara groundwater storage bulan yang ditinjau dengan

groundwater storage bulan sebelumnya. Perubahan groundwater storage ini pentingbagi terbentuknya aliran dasar sungai ( base flow , disingkat BF). Dalam hal ini base

flow merupakan selisih antara infiltrasi dengan perubahan groundwater storage , dalam

bentuk persamaan:

BF = i - GS

Selain base flow, komponen debit yang lain adalah direct run off (limpasan langsung)

atau surface run off (limpasan permukaan). Limpasan permukaan berasal dari water

surplus yang telah mengalami infiltrasi. Jadi direct run off dihitung dengan persamaan:

DRO = WS - i

LAPI ITB III - 17


18/27

Draft Laporan Akhir



Setelah base flow dan direct run off komponen pembentuk debit yang lain adalahstorm run off, yaitu limpasan langsung ke sungai yang terjadi selama hujan deras.

Storm run off ini hanya beberapa persen saja dari hujan. Storm run off hanya

dimasukkan ke dalam total run off, bila presipitasi kurang dari nilai maksimum soil

moisture capacity. Menurut Mock storm run off dipengaruhi oleh percentage factor,

disimbolkan dengan PF. Percentage factor adalah persen hujan yang menjadi

limpasan. Besarnya PF oleh Mock disarankan 5% - 10%, namun tidak menutup

kemungkinan untuk meningkat secara tidak beraturan hingga mencapai 37,3%. Dalam

perhitungan debit ini, Mock menetapkan bahwa:

SRO = P x PF

Dengan demikian maka total run off (TRO) yang merupakan komponen-komponen

pembentuk debit sungai ( stream flow ) adalah jumlah antara base flow, direct run off

dan storm run off, atau:

TRO = BF + DRO + SRO

Total run off ini dinyatakan dalam mm/bulan. Maka jika TRO ini dikalikan dengan

catchment area (luas daerah tangkapan air) dalam km2 dengan suatu angka konversi

tertentu didapatkan besaran debit dalam m3/det.

Tabel 3. 6 Koefisien Limpasan Monobe.

Kondisi Daerah Pengaliran dan Sungai Harga dari C

Daerah pegunungan yang curam 0,75 - 0,90

Daerah pegunungan tersier 0,70 - 0,80

Tanah bergelombang dan hutan 0,50 - 0,75

Tanah dataran yang ditanami 0,45 - 0,60

Persawahan yang diairi 0,70 - 0,80

Sungai di daerah pegunungan 0,75 - 0,85

Sungai kecil di dataran 0,45 - 0,75

Sungai besar yang lebih dari setengah 0, 50 - 0,75daerah pengalirannya terdiri dari dataran

3.4.23.4.2 DEBIT TURBINDEBIT TURBIN

LAPI ITB III - 18


19/27


20/27


21/27

Draft Laporan Akhir



Nama Sungai: Geya I bele Broges BiruKabupaten Tolikara J ayawijaya Mamberamo Yahukimo

Tengah

J umlah Turbin 1 1 1 1

Simulasi Potensi Energi Atas Dasar Ketersediaan Air di Sungai

Keyakinan Debit % 50.0 50.0 50.0 50.0

Faktor Pengali Q 1 1 1 1

Debit Masing2 Turbin m3/det 0.38 8.46 1.84 2.88

Total Debit m3/det 0.38 8.46 1.84 2.88

Potensi Kapasitas Turbin Mw 0.17 0.31 0.13 0.10

Simulasi Potensi Energi Atas Dasar Turbin yang TerpasangKeyakinan Turbin Terpasang % 50.9 51.9 54.0 55.3

Turbin Terpasang Mw 0.17 0.31 0.13 0.10

Kebutuhan Debit m3/det 0.38 8.24 1.73 2.66

Total Kebutuhan Debit m3/det 0.38 8.24 1.73 2.66

Perkiraan Biaya Pembangunan(/ Rp 1.000.000)

12,750Rp 21,700Rp 9,750Rp 7,500Rp

Sumber: Hasil Analisis

1. PLTMH Geya di Kabupaten Tolikara

Dengan nilai keyakinan debit sebesar 50.0%, Sungai Geya memiliki potensi energi

sebesar 170 kW sehingga untuk rencana PLTMH, kapasitas turbin terpasang yang

digunakan adalah 170 kW dengan kebutuhan debit sebesar 0.38 m 3 /dt. Perkiraan

biaya pembangunan PLTMH Geya (1 x 170 kW) sebesar Rp.12,750,000,000.00.

2. PLTMH Ibele di Kabupaten Jayawijaya

Dengan nilai keyakinan debit sebesar 50.0%, Sungai Ibele memiliki potensi energi

sebesar 310 kW sehingga untuk rencana PLTMH, kapasitas turbin terpasang yangdigunakan adalah 310 kW dengan kebutuhan debit sebesar 8.24 m 3 /dt. Perkiraan

biaya pembangunan PLTMH Ibele sebesar Rp.21,700,000,000.00.

3. PLTMH Broges di Kabupaten Mamberamo Tengah

Dengan nilai keyakinan debit sebesar 50.0%, Sungai Broges memiliki potensi energi



biaya pembangunan PLTMH di Kabupaten Tolikara sebesar Rp.9,750,000,000.00.

LAPI ITB III - 21


22/27

Draft Laporan Akhir



4. PLTMH Biru di Kabupaten Yahukimo

Dengan nilai keyakinan debit sebesar 50.0%, Sungai Biru memiliki potensi energi



biaya pembangunan PLTMH Biru sebesar Rp.7,500,000,000.00.

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Nilai Keyakinan (%)

FLOW DURATION CURVE & ENERGY DURATION CURVEPLTMH GEYA TOLIKARA (1 x 170 kW)

Flow Duration Curve

Potensi Kapasitas Turbin

EnergyDuration Curve

KapasitasTurbin Terpasang

Gambar 3. 7 Flow Duration Curve dan Energy Duration Curve PLTMH Geya (Tolikara).

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Nilai Keyakinan (%)

FLOW DURATION CURVE & ENERGY DURATION CURVEPLTMH IBELE JAYAWIJAYA (1 x 310 kW)

Flow Duration Curve




Gambar 3. 8 Flow Duration Curve dan Energy Duration Curve PLTMH Ibele

(Jayawijaya).

LAPI ITB III - 22


23/27

Draft Laporan Akhir



0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Nilai Keyakinan (%)

FLOW DURATION CURVE & ENERGY DURATION CURVEPLTMH BROGESMAMBERAMO TENGAH(1 x 130 kW)

Flow Duration Curve



Kapasitas Turbin Terpasang

Gambar 3. 9 Flow Duration Curve dan Energy Duration Curve PLTMH Broges

(Mamberamo Tengah).

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Nilai Keyakinan (%)

FLOW DURATION CURVE & ENERGY DURATION CURVEPLTMH BIRU YAHUKIMO (1 x 100 kW)

Flow Duration Curve




Gambar 3. 10 Flow Duration Curve dan Energy Duration Curve PLTMH Biru

(Yahukimo).

3.53.5 ANALISA HIDROMETRIANALISA HIDROMETRI

LAPI ITB III - 23


24/27

Draft Laporan Akhir



Survey hidrometri bertujuan untuk mendapatkan data tentang karakteristik kecepatanarus sungai yang berpengaruh terhadap kondisi proyek. Metode pengukuran

kecepatan arus dengan menggunakan current meter.

Mengingat bahwa distribusi kecepatan pada awal vertikal dalam aliran laminer

merupakan distribusi parabola, maka pengukuran kecepatan dapat dilakukan pada

kedalaman berikut:

Satu titik pengukuran pada kedalaman 0.6 H dari permukaan air.

Dua titik pengukuran pada kedalaman 0.2 H dan 0.8 H dari permukaan air.

Tiga titik pengukuran pada kedalaman 0.2 H, 0.6 H dan 0.8 H dari permukaan

air.

Kecepatan rata-rata pada satu vertikal dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

V = V 0,6H

V = (V 0,2H + V 0,8H )/2

V = ( V 0,2H + 2 . V 0,6H + V 0,8H ) / 4

Bila kedalaman air H < 0,6 m, maka pengukuran dilakukan pada kedalaman 0,6 H dari

permukaan air, sedangkan apabila H > 0,6 m, pengukuran akan dilakukan pada 2 titik

atau 3 titik.

Hasil pengukuran hidrometri dengan menggunakan current meter pada masing-

masing titik di lokasi PLTMH dapat dilihat pada tabel di bawah. Dari hasil pengukuran

hidrometri diperoleh bahwa besar debit Sungai Geya adalah 0.37 m 3 /dtk, Sungai Ibele

adalah 3.38 m 3 /dtk, Sungai Biru adalah 3.63 m 3 /dtk, Sungai Broges adalah 1.83 m 3 /dtk.

Tabel 3. 9 Hasil Pengukuran Hidrometri (Kecepatan Arus dan Debit).

LAPI ITB III - 24


25/27

Draft Laporan Akhir



Tanggal Kecepatan Arus Luas DebitSurvey Rata-rata Penampang Pengukuran Rata-rata

(m/ dt) (m2) (m3/ dt) (m3/ dt)1 Sungai Geya Tolikara 25-10-2011 P1 0.84 0.44 0.37

P2 0.86 0.44 0.38 0.37

2 Sungai I bele J ayawijaya 27-10-2011 P1 0.74 4.50 3.32

P2 0.76 4.50 3.41

P3 0.76 4.50 3.42 3.38

3 Sungai Biru Yahukimo 28-10-2011 P1 1.08 3.46 3.73

P2 0.88 5.65 4.95

P3 0.48 4.60 2.22 3.63

4 Sungai Broges Mamberamo Tengah 16-11-2011 P1 1.11 1.80 2.00

P2 0.44 3.25 1.42

P3 0.74 2.80 2.06 1.83Sumber: Hasil Survey Hidrometri

RambuKabupatenLokasiNo.

Gambar 3. 11 Pelaksanaan Survey Hidrometri di Sungai Ibele Jayawijaya.

Gambar 3. 12 Pelaksanaan Survey Hidrometri di Sungai Geya Tolikara.

LAPI ITB III - 25


26/27

Draft Laporan Akhir



Gambar 3. 13 Pelaksanaan Survey Hidrometri di Sungai Broges Mamberamo Tengah.

Contents3.1 Ketersediaan Data............................................ ................................. ................ ...... 1

3.1.1 Data Hujan.........................................................................................................1

LAPI ITB III - 26


27/27

Draft Laporan Akhir



3.1.2 Peta Daerah Aliran Sungai.................................................................................1

3.2 Analisa Hujan Rencana.......................................... .................................. ......... ....... 2

3.2.1 Analisa Frekuensi Curah Hujan...........................................................................2

3.2.2 Intensitas Curah Hujan Rencana........................................................................7

3.3 Analisa Debit Banjir Rencana........................................ ................................. .......... 8

3.4 Analisa Potensi Energi........................... .................................. ............. ....... ...... .... 12

3.4.1 Debit Andalan..................................................................................................12

3.4.2 Debit Turbin.....................................................................................................18

3.4.3 Hasil Perhitungan Potensi Energi......................................................................19

3.5 Analisa Hidrometri...................................... .................................. ................. ....... . 23

bab 3 analisa hidrologi dan hidrometri

Documents