BAB II

LAPORAN EVALUASI DAN ANALISIS HIDROLOGISpecial Study Bendungan Salomekko

BAB IXSIMULASI WADUK

Simulasi waduk adalah memainkan dengan menghitung perubahan air dalam waduk berdasar data panjang yang meliputi aliran masuk, kapasitas tampungan, kebutuhan air dan kehilangan air. Dalam operasi yang sebenarnya, pelepasan air tidak selalu sama dengan kebutuhannya, pada saat kekurangan air bisa lebih kecil dari kebutuhan. Aturan yang umum dipakai adalah rule curve berupa level muka air yang perlu dipertahankan pada tiap periode. Tujuan mempertahankan muka air adalah agar apa bila terjadi kekurangan air, waduk tidak segera kehabisan cadagan airnya sehingga masih dapat memasok air meskipun hanya sebagain dari kebutuhan.

VOLUME TAMPUNGANTidak semua potensi tampungan yang ada dapat digunakan untuk memasok kebutuhan air. Sebagian volume yaitu yang di dasar waduk akan terisi oleh endapan yang meningkat secara berangsur-angsur sesuai dengan umur waduk. Dalam hubungannya dengan operasi waduk, volume yang berpengaruh adalah yang berada di atas ambang pengambilan.

9.1.1 Volume AktualSebelum pekerjaan Studi Khusus ini telah dilakukan Inspeksi Besar yang di antaranya ada pengukuran bathimetri dan tachimetri guna mengecek volume waduk aktual setelah beroperasi 13 tahun. Hasil evaluasi berdasar hasil pemeruman areal tampungan waduk didapat perubahan tampungan seperti ditampilkan dalam tabel berikut.

Tabel 9.1 Perbandingan Volume Waduk Desain dan Hasil PemerumanEl. (m)19912011Deviasi

Area(km2)Vol (juta m3)Area(km2)Vol (juta m3)Area(km2)Vol (juta m3)

500,0000,0000,0000,0000,0000,000

550,0160,0410,0140,0090,0020,032

600,1590,4810,1340,3700,0280,111

650,3371,7240,3341,5400,0000,148

700,5503,4920,5563,774-0,006-0,282

750,7787,2620,7917,141-0,0130,121

760,8428,1990,8657,969-0,0230,230

801,10011,9471,12111,942-0.0210,005

5060708002468101214506070800.000.200.400.600.801.001.20Volume (ribu m3)Elevasi (m)Luas (km2)LUAS & VOLUME LuasVolumeGambar 9.1 Hubungan Elevasi dengan Luas dan Volume Waduk

9.1.2 Tampungan AktifAgar dalam umur rencananya waduk tetap dapat beroperasi, maka elevasi ambang pengambilan minimal sama dengan elevasi endapan. Ketika level muka air waduk sama atau lebih rendah dari ambang pengambilan maka air tidak dapat masuk ke intake. Karena tidak dapat dimanfaatkan, volume di bawah level ambang pengambilan disebut volume mati, sedangkan volume di atasnya yang dapat dimanfaatkan disebut volume aktif.Rangkuman hitungan volume aktif sebagai berikut. Elevasi ambang pengambilan +60,0 m Volume mati sampai +60,00 m 370,0 ribu m3 Tampungan total (gross)7,969 ribu m3 Tampungan aktif 7,599 ribu m3

PEMODELANPemodelan yang dimaksud di sini adalah pemodelan matematik berdasar keadaan fisik di lapanngan. Secara sederhana model yang dibuat berupa simpul (node) dan garis hubung (link). Link mewakili saluran atau sungai yang mengantarkan air antar simpul, sedangkan simpul adalah tempat terjadi keseimbangan air yang masuk dan keluar. Dalam waduk, selain aliran masuk dan keluar, keseimbangan juga menyangkut perubahan volume dan kehilangan air akibat penguapan. Dalam daerah irigasi air yang keluar adalah air yang dikomsumsi untuk evaporasi, perkolasi dan yang dibuang ketika diganti.

9.1.3 Skema Alokasi AirSkema dipakai untuk memudahkan penyusunan model. Alokasi air dari waduk ke DI Salomekko digambarkan dalam skema sebagai berikut.

723 ha212 ha679 ha108 haWaduk SalomekkoBendung BaruttungSungai SalomekkoSungai Baruttung

Gambar 9.2 Skema Alokasi Air Waduk untuk Irigasi

Skema yang tergambar di atas sedikit berbeda dengan skema DI Salomekko yang umum, terutama pada pemecahan Sub-DI Salomekko Kiri menjadi 2 blok. Pemecahan ini diperlukan untuk memperhitungkan adanya return flow dari sebagian areal Sub-DI sebelah kiri yang dapat dimanfaatkan di Bendung Baruttung. Empat blok irigasi untuk pemodelan DI Salomekko adalah sebagai berikut:1. Blok Sub DI Salomekko Kanan723 ha,2. Blok Sub DI Salomekko Kiri 1679 ha,3. Blok Sub DI Salomekko Kiri 2212 ha,4. Blok Sub DI Baruttung108 ha.

9.1.4 Kebutuhan Irigasi Per-BlokKebutuhan air pada masing-masing blok skema di atas dihitung berdasar kebutuhan air minimum sesuai dengan luasnya, data kebutuhan irigasi yang akan dipakai adalah hasil hitungan kebutuhan air irigasi untuk DI Salomekko (1722 ha). Diperkirakan akan terjadi golongan secara praktis dengan awal tanam bergeser setengah bulan, karena itu yang diambil adalah dua kebutuhan berurutan yang menghasilkan volume kebutuhan pertahun minimum. Dalam pemakaian untuk simulasi diasumsi golongan pertama adalah DI Salomekko kiri dan golongan kedua DI Salomekko kanan dan DI Baruttung. Besaran debit yang dipakai ditampilkan pada tabel berikut.

Tabel 9.2 Kebutuhan Irigasi masing-masing Blok

9.1.5 Hitungan SimulasiHitungan simulasi dilakukan dengan program bernama Water Resources Management Model (WRMM) yang dikembangkan oleh Alberta Environmental Protection Canada tahun 1999. Program yang dipergunakan ini hasil down load dari www.optimal-solutions-ltd.com (tetapi web site tersebut sekarang sudah tidak ada). Prinsip dasar simulasi adalah persamaan kontinuitas, yaitu sebagai berikut:

Keterangan:I=inflow (m3/dt)O=outflow (m3/dt)

=perubahan tampungan yang merupakan fungsi dari waktu.

Karena keterbatasan pemakaian program, interval periode hitungannya adalah bulanan.

KEANDALAN WADUKHitungan keandalan yang dipakai adalah keberhaslian dalam mensuplai air irigasi tiap musim tanam. Tolok ukurnya adalah selalu dapat mensuplai 50% kebutuhan pada tiap periodenya, bila ada periode yang pemberian airnya < 50% dianggap gagal. Angka 50% diambil dengan pertimbangan masih dapat diberikan secara bergilir guna menjamin dapat diberikan secara merata.

9.1.6 Rule CurveRule Curve atau kurva aturan adalah kurva hubungan antara periode dan level muka air waduk yang harus ada agar waduk dapat beroperasi secara normal atau mendekati normal. Bila tanpa rule curve, pada tahun kering waduk dapat kosong sebelum musim hujan tiba sehingga pasokan air akan terhenti. Bila waduk kosong dalam waktu lama, maka dapat mengakibatkan timbunan lempung tubuh bendungan menjadi kering dan pecah. Dengan rule curve, bila pada suatu periode level muka air diperkirakan akan jatuh di bawah level aturan maka debit pelepasan air harus dikurangi. Pada kondisi kurang tersebut, pelayanan masih bisa berjalan meskipun sedikit di bawah normal, misal dengan digilir.Rule Curve dihitung dengan cara coba ralat (try and error) berdasar hitungan simulasi menggunakan data historis. Bentuk dasarnya mengikuti fluktuasi level muka air waduk yang dioperasikan tanpa rule curve. Rule curve untuk tahun normal dibuat berdasar data tahun-tahun normal (bukan tahun kering atau tahun basah). Dari bentuk dasar kemudian diperhalus dengan cara coba ralat hingga didapat tingkat keandalan yang tinggi. Tabel 9.3 Muka Air Waduk Aktual dan Rencana Rule Curve

Gambar 9.3 Muka Air Waduk Aktual dan Rencana Rule Curve

Dalam gambar di atas, ada Rule Curve 1 yang perlu dipertahankan bila air cukup atau dapat mensuplai 75% kebutuhan. Sedangkan Rule Curve 2 dipakai bila waduk hanya dapat mensuplai < 75%.

9.1.7 Keandalan Tanpa Rule CurveKeandalan waduk adalah tingkat keberhasilan waduk dalam melayani kebutuhan. Keandalan tanpa rule curve artinya adalah waduk disimulasi secara bebas dengan variabel utama adalah inflow dan outflow, tidak ada aturan level muka air waduk yang harus dipertahankan pada tiap periodenya. Hasil simulasi waduk Salomekko tanpa menerapkan Rule Curve dengan kebutuhan air 8 skenario adalah sebagai berikut.Tabel 9.4 Hasil Keandalan Waduk Tanpa Rule Curve

Dalam perencanaan irigasi, keandalan yang diharapkan adalah dari 80%. Dari tabel rangkuman hasil simulasi tanpa rule curve, keandalan yang 80% adalah untuk sekenario nomor 4, dan 5. Dari hasil yang demikian, bila tanpa rule curve dapat disimpulkan bahwa:1. Sistem tidak cukup untuk irigasi dengan pola tanam Padi 100% Padi 100%.2. Sistem cukup untuk irigasi dengan pola tanam Palawija 100% Padi 100%.3. Sistem tidak cukup untuk irigasi dengan pola tanam Padi 50% dan Palawija 50% Padi 100%.

9.1.8 Keandalan Dengan Rule CurveDengan menerapkan rule curve keandalan waduk berkemungkinan naik karena pada saat muka air waduk diperkirakan akan jatuh di bawah level aturan maka pelepasan air akan dikurangi, tetapi bisa jadi pada periode selanjutnya masih dapat memberikan air yang dapat untuk memelihara agar tanaman tidak mati. Hasil simulasi dengan menerapkan Rule Curve

Tabel 9.5 Hasil Keandalan Waduk Dengan Memakai Rule Curve

Dari tabel rangkuman hasil simulasi dengan menerapkan rule curve, keandalan yang 80% adalah untuk sekenario nomor 4, 5, 6 dan 7. Dari hasil yang demikian, bila menerapkan rule curve dapat disimpulkan bahwa:1. Sistem tidak cukup untuk irigasi dengan pola tanam Padi 100% Padi 100%.2. Sistem cukup untuk irigasi dengan pola tanam Palawija 100% Padi 100%.3. Sistem cukup untuk irigasi dengan pola tanam Padi 50% dan Palawija 50% Padi 100% asalkan pada MT I padi umur pendek (3 bulan).4. Dengan penerapan rule curve terjadi peningkatan keandalan.

IX - 7