Download - Pola Operasi Waduk
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 1/38
POLA OPERASI WADUKPOLA OPERASI WADUK
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 2/38
Pembuatan pola operasi waduk
Klasifikasi dari waduk
Waduk dengan manfaat tunggal
INFLOW
Waduk dengan berbagai manfaatFaktor yang mempengaruhi
Masukan air ke waduk
Karakteristik waduk
Prakiraan sedimentasi
Keluaran dari wadukNeraca air O!FLOW
Pola operasi waduk
MATERI OLA O ERASI WADUK
ATERI OLA O ERASI WADUK
"IN#L$%$"$%&OI%
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 3/38
POLA OPERASI WADUK TUNGGALPOLA OPERASI WADUK TUNGGAL
M W S
N W S
Top set Slope
'oarse "edimen
Original … Slope
Fine Sedimens
Outlets
Foreset Slope
Pivot Point
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 4/38
Waduk tunggal
"uatu tampungan yang tidak berhubungan dengan waduk tunggal atau waduk
(amak lainnya
Waduk berfungsi tunggal
"uatu tampungan yang pemanfaatan airnya hanya digunakan untuk satu (enis
kebutuhan sa(a
Pembuatan Pola Operasi Waduk
Klasifikasi dari Pengoperasian Waduk Waduk dan pengoperasiannya sering diklasifikasikan berdasarkan pada
waduk yang akan digunakan untuk suatu tu(uan ) manfaat tertentu atau waduk
untuk berbagai tu(uan ) manfaat* Waduk dengan manfaat tunggal relatif
sangat mudah dalam perencanaan operasinya dan ini akan bertambah
kompleks bila merupakan suatu bagian sistim yang besar dan terintegrasi*
Waduk dengan berbagai manfaat lebih kompleks baik dalam perencanaannyamaupun pengoperasiannya* "emua waduk untuk berbagai macam manfaat
perlu mempunyai outlet yang cukup besar untuk mengantisipasi kemungkinan
ter(adinya ban(ir yang sangat besar atau beberapa ke(adian ban(ir besar yang
berurutan*
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 5/38
Waduk Dengan Manfaat Tunggal (Single Purpose
Waduk yang diperuntukkan bagi rekreasi atau perikanan pada
umumnya menghendaki ele+asi yang konstan, tidak terlalu banyak
perubahan muka air di waduk terkecuali (ika ter(adi ban(ir besar atauter(adinya e+aporasi yang besar* ntuk kondisi dimana tidak ada pintu
diatas pelimpah maka pengendalian keluaran dibuat pada lebarnya dari
pelimpah* ntuk pengendalian ban(ir, waduk akan diusahakan kosong
kecuali selama ter(adinya ban(ir* ntuk kondisi daerah pengaliran
sungai yang besar - sistim (aringan sungai yang luas yang mempunyai
beberapa waduk didalamnya. maka keluaran dari hulu waduk sangatmempengaruhi pola operasi dari waduk dihilirnya* ntuk waduk dengan
manfaat tunggal seperti irigasi sangat membutuhkan suatu outlet untuk
mengendalikan air yang dikeluarkan dan memungkinkan untuk
mengontrol muka air yang ada diwaduk*
Waduk dengan !erbagai Manfaat (Multi Purpose Kombinasi dari berbagai manfaat pada umumnya dimaksudkan
untuk dapat mengoptimumkan kondisi yang ada serta meningkatkan
kelayakan pembangunan suatu waduk* Pola operasi yang terbaik dalam
kondisi ini adalah kompromi antara berbagai kebutuhan*
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 6/38
Waduk dengan !erbagai Manfaat (Multi Purpose
Kombinasi dari berbagai manfaat pada umumnya dimaksudkanuntuk dapat mengoptimumkan kondisi yang ada serta meningkatkan
kelayakan pembangunan suatu waduk* /al yang harus diperhatikandalam mengoperasikan waduk dengan berbagai manfaat adalah konflikkepentingan terutama pada waduk yang memiliki sumber daya air yangterbatas*Pola operasi yang terbaik dalam kondisi ini adalah kompromiantara berbagai kebutuhan*
Faktor "ang Mempengaru#i
Faktor0faktor yang mempengaruhi dalam operasi waduk adalah
0 prediksi besarnya masukan ke waduk,
0 karakteristik waduk
0 sedimentasi
0 keluaran yang sangat tergantung pada kebutuhan air, debit yang limpasserta besarnya e+aporasi
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 7/38
KON1I"I !IP$ W21K
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 8/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 9/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 10/38
Masukan air ke $aduk
Masukan yang masuk ke waduk sangat dipengaruhi oleh
karakteristik dari daerah pengaliran sungainya dan karakteristik iklimdidaerah tersebut* Menilik kondisi iklim sulit untuk diperkirakan secara
tepat sehingga datanya merupakan suatu +ariabel acak maka besarnya
masukan yang masuk ke waduk seringkali ber+ariasi dan sangat sulit
untuk dapat diperkirakan secara tepat*
1alam analisis seringkali masukan air ke awduk diklarifikasikan
dalam tiga kondisi, yaitu 3 masukan kondisi basah, normal, dan kering*Perhitungan besarnya masukan untuk kondisi basah, normal, dan kering
dapat dilakukan dengan menghitung besarnya rata0rata masukan dan
standar de+iasinya serta persentasi tingkat akurasi yang diharapkan
2ir yang masuk ke waduk terdiri dari air di sungai yang masuk
kewaduk, air dari daerah pengaliran sungai disekeliling waduk serta air
hu(an yang (atuh langsung ke waduk* ntuk memperkirakan besarnya
masukan yang masuk ke waduk dari sungai dapat dilakukan dengan
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 11/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 12/38
Karakteristik waduk sangat diperlukan dalam penyusunan pola
operasi suatu waduk* 1ata karakteristik waduk terdiri dari data phisik dari
waduk tersebut serta data hubungan antara ele+asi 4 luas dan +olume
dari waduk*
1ata fisik dari waduk terdiri dari data pelimpah -lebar danele+asinya., data ada ) tidak adanya pintu diatas pelimpah, data outlet
dari waduk, data ele+asi maksimum pengoperasian, data tampungan
mati dan efektif storage dll* 1ata tersebut diatas mutlak perlu diketahui
bila suatu waduk akan dioptimalkan pola operasinya*
1ata hubungan antara ele+asi 4 luas 4 dan +olume didapatkan darihasil pengukuran ) pemeruman kedalaman waduk* "elan(utnya dapat
dilakukan pemetaan dan penggambaran serta perhitungan besarnya
storage untuk setiap perubahan ele+asi dari waduk*
Karakteristik WadukKarakteristik Waduk
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 13/38
56
76
66
86
96
:6
;6
<=6
<<6
= 6== <=== <6== >=== >6== 5===
%olume (&uta m
'
D M
( m
56
76
66
86
96
:6
;6
<=6
<<6
=<=>=5=7=6=8=9=:=)uas (km*
D M
( m
+,- Spillway crest
Tinggi Operasional Minimum
Kurva DMA vs Volume T h 2000
Kurva DMA vs Luas Th 2000
Kurva DMA vs Volume T h 1995
Kurva DMA vs Luas Th 1995
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 14/38
Prakiraan SedimentasiPrakiraan Sedimentasi
Permasalahan yang sering dialami dari suatu waduk setelah
beroperasi adalah menurunnya kapasitas tampung dari waduk )
pendangkalan waduk karena adanya sedimentasi*"edimentasi ini dapat disebabkan karena adanya perubahan tata
guna lahan dihulu sehingga mengakibatkan rusaknya daerah pengaliran
sebagai akibat dari ter(adinya erosi yang besar*
Penyebab lain ter(adinya sedimentasi diwaduk adalah tidak
optimalnya pengoperasian waduk sehingga ter(adi endapan sedimentasi
yang besar di waduk*ntuk mengantisipasi menurunya umur waduk karena sedimentasi
ini maka perlu dilakukan pemantauan besarnya sedimentasi yang
terbawa aliran masuk ke waduk dan pengambilan contoh air dan butiran
dari sedimen yang masuk ke waduk*
1engan melakukan pengukuran ) pemeruman kedalaman waduk
secara periodik dan dengan menggunakan Model /$'08 dapatdiperkirakan secara tepat lokasi dan besarnya sedimentasi yang
terdeposit di sungai dan di waduk*
?ilamana ter(adi la(u sedimentasi yang tinggi maka perlu dilakukan
perbaikan dari daerah pengaliran sungai di hulu waduk dengan misalnya
melakukan reboisasi*
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 15/38
Kebutuhan air sangat ditentukan oleh manfaat dari waduk tersebut*
ntuk waduk yang mempunyai manfaat tunggal, keluaran air waduk
dihitung hanya untuk pemenuhan suatu kebutuhan* ?erbeda halnya untuk
waduk yang dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan, keluaran dari wadukperlu mengakomodasi semua kebutuhan dan merupakan total dari seluruh
kebutuhan dari setiap sektor seperti untuk irigagi, PL!2, air baku,
perianan, dll*
Meskipun seringkali ter(adi konflik dalam pengoperasiannya namun
hal tersebut dapat dikompromikan ) disusun sesuai dengan skala prioritasyang telah dituangkan dalam undang0undang pengairan untuk
mendapatkan hasil yang optimal*
Keluaran dari wadukKeluaran dari waduk
Kebutuhan air dalam suatu daerah pada dasarnya dapat dibagi men(adi3
0 Kebutuhan 2ir Minum dan Kegiatan Perkotaan -MPI.0 Kebutuhan 2ir untuk Industri -IN1.
0 Kebutuhan 2ir untuk Pemeliharaan "ungai
0 Kebutuhan 2ir untuk Perikanan
0 Kebutuhan 2ir untuk Peternakan
0 Kebutuhan 2ir untuk Irigasi
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 16/38
"imulasi neraca air waduk merupakan fungsi dari inflow, outflow
dan tampungan waduk yang dapat disa(ikan dalam persamaan
sederhana
I 4 O @ ds ) dt 2tau
I @ O A '"
dengan pengertian 3
I @ inflow
O @ outflow
1" ) 1t @ '" @ perubahan tampungan
2tau secara rinci dapat ditampilkan sebagai berikut3
&t @ &t0< A It A %t 4 $t 4 Lt 4 Ot 4 O"t
dengan pengertian 3
&t @ !ampungan waduk pada periode t
&t0< @ !ampungan waduk pada periode t0< It @ Inflow waduk pada periode t
%t @ /u(an yang (atuh di atas permukaan waduk, pada periode t
$t @ Kehilangan air akibat e+aporasi pada periode t
Lt @ Kehilangan air akibat rembesan dan bocoran
Ot @ !otal kebutuhan air
O"t @ Outflow dari pelimpah
Neraca Air Neraca Air
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 17/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 18/38
Kapasitas Waduk -%eser+oir 'apacity and Bield.
Kapasitas dari waduk dapat ditentukan dari beberapa metoda30 2nalisa kur+a masa
0 Membandingkan inflow ke waduk dengan kebutuhan -demand. danmenentukan storage yang dibutuhkan pada kondisi dimana kebutuhan
melebihi inflow*
0 "ecara analitis0 Memasukan semua inflow yang ada dan tentukan kapasitasnya
dengan mengurangkan dengan outflow -numeric dan seCuence depth.0 2nalisa kapasitas storage dengan memilih minimum flow dari inflow
yang ada
0 Pendekatan stokastik
Menggunakan suatu model stokastik untuk membangkitkan masukan, dandata hasil bangkitan tersebut digunakan untuk mendapatkan kapasitas
tampungan
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 19/38
Pla O!erasi WadukPla O!erasi Waduk
%encana dan pedoman operasi harus direncanakan se(ak tahap%encana dan pedoman operasi harus direncanakan se(ak tahapperencanaan dan digunakan untuk menentukan besarnya tampungan efektifperencanaan dan digunakan untuk menentukan besarnya tampungan efektif
dari waduk yang direncanakan*dari waduk yang direncanakan*
$+aluasi dan modifikasi terhadap pola operasi dalam tahap operasional$+aluasi dan modifikasi terhadap pola operasi dalam tahap operasionaldapat disesuaikan lagi sesuai dengan pengalaman operasi yang aktual*dapat disesuaikan lagi sesuai dengan pengalaman operasi yang aktual*
Pedoman operasi dapat ber+ariasi dari suatu pola operasi yang dilakukan,Pedoman operasi dapat ber+ariasi dari suatu pola operasi yang dilakukan,misalnya selama ter(adinya ban(ir sampai ke pedoman dalam operasi (angkamisalnya selama ter(adinya ban(ir sampai ke pedoman dalam operasi (angkawaktu lebih lama agar dapat memenuhi kebutuhan*waktu lebih lama agar dapat memenuhi kebutuhan*
Pedoman operasi ini dapat berbentuk grafik, tabulasi atau kombinasinya*Pedoman operasi ini dapat berbentuk grafik, tabulasi atau kombinasinya*Pola dan perioda waktu dalam operasi waduk berkaitan dengan manfaat dariPola dan perioda waktu dalam operasi waduk berkaitan dengan manfaat dariwaduk tersebut* "ebagai contoh 3waduk tersebut* "ebagai contoh 3
Irigasi, waktu)durasi pengoperasian adalah > mingguanIrigasi, waktu)durasi pengoperasian adalah > mingguan
Pengendalian ban(ir, waktu)durasi pengoperasian adalahPengendalian ban(ir, waktu)durasi pengoperasian adalah (am0(aman (am0(aman
PL!2, waktu)durasi pengoperasian adalah (am0(aman) harianPL!2, waktu)durasi pengoperasian adalah (am0(aman) harian 1omestik, waktu)durasi pengoperasian adalah harian1omestik, waktu)durasi pengoperasian adalah harian
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 20/38
ntuk waduk yang bermanfaat mencukupi berbagai macam kebutuhan,ntuk waduk yang bermanfaat mencukupi berbagai macam kebutuhan,sering mengalami konflik dalam pengoperasiannya* 'ontohnya waduk untuksering mengalami konflik dalam pengoperasiannya* 'ontohnya waduk untukpenanggulangan ban(ir dan waduk untuk irigasi atau PL!2*penanggulangan ban(ir dan waduk untuk irigasi atau PL!2*
1alam operasinya waduk yang dikembangkan untuk pengendalian ban(ir1alam operasinya waduk yang dikembangkan untuk pengendalian ban(irmengusahakan agar ele+asi muka air waduk dapat serendah mungkin pada waktumengusahakan agar ele+asi muka air waduk dapat serendah mungkin pada waktuakan memasuki musim hu(an*akan memasuki musim hu(an*
Waduk yang digunakan untuk pembangkitan tenaga listrik, untuk dapatWaduk yang digunakan untuk pembangkitan tenaga listrik, untuk dapatmengoptimalkan energi yang diperolehnya diperlukan untuk senantiasa men(agamengoptimalkan energi yang diperolehnya diperlukan untuk senantiasa men(aga
agar ele+asi muka air di waduk setinggi mungkin, sedangkan waduk yang digunakanagar ele+asi muka air di waduk setinggi mungkin, sedangkan waduk yang digunakanuntuk irigasi akan mengeluarkan air sesuai dengan kebutuhan irigai sehingga padauntuk irigasi akan mengeluarkan air sesuai dengan kebutuhan irigai sehingga padamusim penghu(an berusaha untuk menampung air semaksimal mungkin*musim penghu(an berusaha untuk menampung air semaksimal mungkin*
Konflik operasi untuk waduk0waduk yang digunakan untuk pengendalianKonflik operasi untuk waduk0waduk yang digunakan untuk pengendalianban(ir dan irigasi serta waduk untuk PL!2 dan pengendalian ban(ir seringkali sulitban(ir dan irigasi serta waduk untuk PL!2 dan pengendalian ban(ir seringkali sulituntuk dipecahkan bila dalam pola operasinya tidak ditentukan prioritas dalamuntuk dipecahkan bila dalam pola operasinya tidak ditentukan prioritas dalam
pedoman operasinya dan dilakukan optimalisasi dalam penentuan pola operasinya*pedoman operasinya dan dilakukan optimalisasi dalam penentuan pola operasinya*Pengoperasian waduk dapat dilakukan periode (am0(aman, harian,> mingguan atauPengoperasian waduk dapat dilakukan periode (am0(aman, harian,> mingguan ataubulanan*bulanan*
2da beberapa pendekatan dan metoda yang dapat digunakan dalam
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 21/38
2da beberapa pendekatan dan metoda yang dapat digunakan dalam
pembuatan pola operasi* Pola operasi dapat dibuat sederhana atau
dapat dibuat dengan mengoptimalkan kondisi yang ada*
. Pola Konvensional O/TF)OW
I II III
Min Kritis MaD "torage
?ila tampungan di waduk pada kondisi I antara Min storage -ele+asi
minimum pengoperasian. dan Kondisi awal kritis maka outflow dari waduk
lebih kecil dari target -kebutuhan., bila tampungan berada pada kondisi II,
maka keluaran dari waduk adalah sesuai dengan kebutuhan air yang
diperlukan namun bila storage pada kondisi III dimana melebihi daritampungan maksimum pengoperasian -ele+asi maksimum pengoperasian.
maka keluaran adalah besarnya kebutuhan ditambah dengan besarnya
debit yang terbuang melalui pelimpah*
Pola operasi yang optimal berusaha untuk men(aga agar tidak sering
ter(adi limpasan diatas pelimpah dan tidak adanya pengurangan
kebutuhan akibat storage yang cenderung menurun dibawah titik ) ambangkritis
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 22/38
*
. Metoda Simulasi
Penentuan pedoman operasi dapat dilakukan dengan membuat simulasi
terhadap pola operasi* Metoda simulasi berusaha dengan trial and error
dan berbagai kondisi tipe inflow serta karakteristik waduk untukmensimulasikan ele+asi waduk agar didapatkan gambaran ele+asi waduk
bila ter(adi kondisi normal, basah dan kering*
2da tiga ambang batas yang akan ditentukan dari hasil simulasi yaitu
suatu ambang batas untuk pengoperasian waduk pada kondisi basah,
ambang untuk kondisi normal dan ambang untuk kondisi kering* 1engan
diketahuinya ketiga ambang tersebut maka pengeluaran dari waduk
dapat dikendalikan sedemikian rupa sehingga tidak samapi waduk dalam
kondisi yang sangat kritis* 2tau dengan perkataan lain waduk pada waktu
awal operasi dimana muka air penuh dapat dicapai kembali pada akhir
operasi sebelum masuk pada tahun pengoperasian selan(utnya* 1alamtahap operasional pengoperasian waduk ) outflow dari waduk sangat
tergantung pada inflow dan ele+asi waduk pada tiap akhir perioda
-mingguan, bulanan.*
Model yang cocok digunakan untuk simulasi ini adalah ""2%% Model
-Streamflow Synthetic and Reservoir Regulation.
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 23/38
"tart Operasi
!M2
-m.K
;*=
:*=
9*=
8*=
6*=
7*=
5*=
>*=
<*=
2pril MayEune Euly
2ugust "ept Oct No+ 1ec Ean Febr
March
K 3 Kering#ambar 6*< Penentuan 2mbang Operasi !ahun Kering
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 24/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 25/38
"tart Operasi
!M2
-m.
?
N
K
;*=
:*=
9*=
8*=
6*=
7*=
5*=
>*=
<*=
2pril MayEune Euly
2ugust "ept Oct No+ 1ec Ean Febr
March
? 3 ?asah, N 3 Normal, K 3 Kering
#ambar 6*> Pola Operasi Waduk
M t d O ti i
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 26/38
. Metoda Optimasi
1alam tahap operasional, pengoperasian suatu waduk dapat dilakukan
dengan menggunakan tehnik optimasi dengan menggunakan linear
programming -pemerograman linear. ) dynamic programming
-pemrograman dinamis.* 1alam pemrograman linear karakteristik dari
kur+a hubungan antara ele+asi dan storage dibuat linear denganmembagi kur+a men(adi beberapa bagian yang dapat dilinearkan*
1alam pemrograman dinamis, pengoperasian dilakukan setiap step )
tahapan* Optimasi ini dibuat untuk mengantisipasi kemungkinan inflow
yang masuk ke waduk yang sangat tidak menentu -random.*
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 27/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 28/38
'ontoh Perhitungan
Inflow Bang Masuk Ke Waduk
0Kondisi Kering0Kondisi Normal
0Kondisi ?asah
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 29/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 30/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 31/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 32/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 33/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 34/38
Inflow Bang Masuk Ke Waduk
Pola Pengoperasian Waduk
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 35/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 36/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 37/38
7/21/2019 Pola Operasi Waduk
http://slidepdf.com/reader/full/pola-operasi-waduk 38/38