kapasitas dam waduk

KAPASITAS DAM/WADUK

Prof Dr. Ir. M. Syahril B. K.

PROSEDUR

Kebutuhan Air bagi pengembangan wilayah setempat dan sekitarnya- Tata Ruang (BAPPEDA dan BAPPENAS)

Potensi Sumberdaya Air

Optimasi Neraca Air (Pola dan Rencana)

Optimasi Waduk/Dam

PROSEDUR KEBUTUHAN AIR

Pengembangan wilayah

: Tata Ruang

Pemukiman/Domestik (Minum dll) Populasi x standar kebutuhan/orang

(100-200 l/hari/orang)

Industri xx l/hari/produktifitas

Pertanian/perkebunan yy l/det/ha per komoditas

tanaman

Wisata zz m3/aktifitas/tahun

Konservasi kk m3/det/day/baku mutu

Evaporasi

Aliran

Permukaan

Infiltrasi

Aliran Bawah Permukaan

Presipitasi

Presipitasi

Evapo-transpirasi

Kondensasi

Laut

Sungai

Vegetasi

Pertanian

Irigasi

Pemukiman Bendungan

Industri

Perkolasi Air Tanah Dalam

Intersepsi

Aliran

Permukaan

Lapisan Batas

Tiupan Angin

PROSEDUR POTENSI SUMBER DAYA AIR

Potensi Sumberdaya Air : Studi Identifikasi

Analisis Hujan Efektif : Hujan-Evapotranspirasi

Analisis Debit Andalan River Runof :

Rainfall -Run Of debit harian model tampungan : Nreca, Sacramento dll

Debit andalan : ploting weibull

Analisis Debit Andalan (regulated):

Rainfall -Run Of debit (monhtly) model tampungan : Nreca, Sacramento dll

Debit andalan : optiimized distribution of annual/monthly volumel

Field investigation spring water (sumber air tanah)

PROSEDUR OPTIMASI NERACA AIR

Pola dan Rencana SDA

Prioritas aktifitas daerah : Domestik, Pangan Utama,

Enerji dan Industri Strategis

Kelayakan pengembangan : Teknis dan Biaya

PolSEK (Politis, Sosial, Ekonomi dan Konservasi) mendomnasiUU, PP, KepMen dan PERDA

Semua DAS dalam wilayah : Balai Besar Wilayah Sungai PU dan daerah

Pengukuran Status Sistem: Debit Sungai Muka Air Waduk Pola Tata Tanam Penggunaan Air

Peramalan: - Debit Sungai - Kondisi Tanaman - Kebutuhan Air

Pelaksanaan Alokasi Air - Pengaturan Pintu Air - Oleh para Juru di Lapangan

Perencanaan Alokasi Air: - Musyawarah - Pengalaman - Model Alokasi Air

Alokasi Air Tepat Waktu (tengah-bulanan)

Rencana Pengelolaan SDA Wilayah Sungai Rencana Konservasi SDA Rencana Pengendalian Daya Rusak Air Rencana Pendayagunaan SDA Rencana Pengembangan SDA, dan Rencana-rencana lainnya Rencana Alokasi Air (tahunan)

Pola Optimasi Neraca Air Dalam Pengelolaan Sumber Daya Air

Undang-undang/

Peraturan

UU SDA no 7 2004

UU Lingkungan Hidup

Otonomi

Tata Ruang

dlsb

UU, KEPMEN & PERATURAN

Sumberdaya Air

Perdagangan

Otonomi Daerah

PENGAMBILAN DATA

Data Sekunder

Hasil Studi Sebelumnya

ANALISIS DATA

Potensi Pengembangan

Agrobisnis

Potensi Produksi Tani

Sosial-Ekonomi

Kelayakan Pengembangan

Agropolitan

Dampak Pengembangan

Agropolitan

KONSULTASI DENGAN

PEMBINA & NARASUMBER

PROYEKSI

KEBUTUHAN

MASA DEPAN

KONDISI SAAT

INI

PROSEDUR OPTIMASI NERACA AIR

KAPASITAS WADUK/DAM

KAPASITAS WADUK/DAM

Fungsi layanan Jenis Kapasitas

Potensi air pada daerah tangkapan air Lokasi dam Hujan efektif : hujan-evaotranspirasi Luas daerah tangkapan air di hulu dam

Potensi volume tampungan efektif di hulu dam Hidrotopografi Lokasi dan Tinggi dam Laju sedimentasi Evaporasi Rembesan

Operasional Waduk Efisiensi sistem pengelolaan dan suplai air

3/14/2014

KAPASITAS DAM/WADUK

Optimasi: Kelayakan

Fungsi Layanan

Fungsi utama dan sekunder

Air domestik

Irigasi

Enerji

Industri lainnya

Wisata

Konservasi kk m3/det/day/baku mutu

B-7

Evaluation/Optimization

C Recommendation

Rec & redev

Program

Funding scheme

Institution

etc

B-6

Social Economy

Demography, field of

work etc

B-3 Solution

Engineering,

Institutionalization

B-1

Risk

Assessment

B-2

Capability

B-5 Infrastructures

Dam, Spillway,

Penstok etc

B-4 Physical condition

Topography,

Batimetryi

Geotechcnic etc

A-3

A-2

Previous

Study

A-1

Existing

Investigation

B-7 Others

Culture, Politics

etc

Problems

FUNGSI DAM/WADUK

Fungsi Utama Pemanfaatan air bagi aktifitas kehidupan manusia Pengendalian air agar tidak terjadi bencana

Pemanfaatan air Upaya : Optimasi penggunaan sumber air Wujud : Pengambilan dan Distribusi Air (permukaan dan atau air

tanah) Parameter : Kebutuhan, Debit Andalan, Prioritas dan Kelayakan Indikator Kinerja : Reliabilitas sistem dan Output/Outcome Permasalahan : Disparitas pembangunan, Carrying capacity dan

Perubahan iklim. Pengendalian air

Upaya : Disaster management Wujud : Drainase, Pengendalian banjir, Perlindungan dan Konservasi Parameter : Resiko, Prioritas dan Kelayakan Indikator Kinerja : Reliabilitas sistem dan Lost reduction Permasalahan : Disparitas pembangunan, Inconsitency land use,

Keterbatasan dana dan Perubahan iklim.

3/14/2014

Fungsi, wujud dan karakteristik Menunjang sistem pengelolaan sda agar dapat

berfungsi sesuai rencana Soft dan hardware Site specific

Pemanfaatan air Air minum, Irigasi, Enerji, Industri dan Konservasi Pengambilan air permukaan

Sungai dan atau waduk Pintu, Kincir, Pompa, Saluran (terbuka/tertutup), Bendung &

Bendungan

Pengambilan air tanah Mata Air, Sumur dan Artesis Pompa, Saluran (terbuka/tertutup), Bendung & Bendungan

3/14/2014

FUNGSI DAM/WADUK

Pengendalian air Drainase : lahan dan perkotaan

Hujan/banjir setempat sesuai catchment area Saluran, pintu, pompa, tampungan

Pengendalian banjir : Hujan/banjir DAS mencakup wilayah lebih luas,

flashflood/kriman. pintu, tanggul, flood plain, polder, waduk dll

Perlindungan : gerusan, sedimentasi, benturan dan longsor Fleksibel/rigid Pola aliran, struktur pelindung

Konservasi : Hutan lindung, kekeringan dll rembesan, retensi/tampungan

3/14/2014

FUNGSI DAM/WADUK

Contoh Studi Kasus

Studi Lokasi

Beh-1 HEPP Project berlokasi di

Sungai Beh, Desa Lunyuk,

Pulau Sumbawa, NTB. P. Lombok P. Sumbawa

DAS Beh

+0 m

+1000 m

+2000 m

Elevasi (m)

Luas total DAS Beh mencapai

2.255 km2 dengan bagian hulu

berupa pegunungan dengan

ketinggian sekitar 1500m

DAS Beh

Studi Lokasi

Beh Jereweh Menanga Jelateng

Dodokan Putih Rea Rhee Pulau Mojo

Hoddo Banggo Parado Sari

Rimba Baka Bako Ampang Moyo Hulu

Bendung Pelara

Bendung Pelara: Luas Daerah Tangkapan = 1.305 km2

Luas Daerah Irigasi = 2.228 ha Lebar Bendung = 208 m Tinggi Bendung = 7 m

Luas DAS Beh: 2.255 km2

Sumber: google earth Sumber: wika.co.id

Sumber:

Dirjen Sumber Daya

Air Departemen PU

Studi Potensi Air

Data Debit Pengukuran (Data Sekunder) Jumlah stasiun pengukuran debit relatif

sedikit dan letaknya tidak tersebar merata

Data debit pengukuran dapat digunakan bagi kalibrasi perhitungan debit sintetis

Pengamatan Muka Air

Sungai

:::

:

:::

::

:::

:

:

Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des

431.5 320.4 90.43 101.5 290.5 92.13 23.5 98.54 33.36 217.9 51.38 198.3282.9 311.9 88.34 103.9 311.9 86.55 50.54 86.92 138 384 52.22 253.2206.5 447.9 69.31 80.58 399.2 71.34 52.39 74.61 102.4 171.4 58.66 130169.1 638.2 71.89 78.73 341.7 58.46 50.36 76.76 49.29 119.6 57.87 100.5187 403.3 98.37 372.2 241.1 53.85 62.93 43.44 40.06 114.3 59.67 159.2

222.5 308.3 107 565.5 164.4 48.95 86.94 50.05 42.47 80.46 93.49 224.8247.7 272.7 126.7 479.8 379.4 51.3 106.2 41.31 78.7 61.14 166.2 298367.9 206.3 140.3 387.3 716.4 44.39 73.55 40.55 56.16 49.37 147.5 418.6496.1 175.4 347.2 389.1 825.6 46.83 104.2 34.87 83.57 55.08 132.7 180.4524.9 176.5 412.2 294.6 418.3 54.39 136.1 32.22 226.5 80.62 133.9 126.8

798.1 228 477.6 203.5 189.3 61.38 72.99 30.86 375.6 122.7 196.2 119.6548.7 164.6 570.9 167.6 149.1 52.39 61.6 29.68 230.9 134.1 234.9 134.4299.1 118.2 392.4 169 171.7 44.66 94.34 28.25 177.7 117.4 124.2 130.9290 99.6 299.4 204.5 119.6 36.47 92.59 27.85 400.6 121.5 257.1 164.1

145.4 112.7 297.2 375.5 92.69 33.09 128.1 27.24 186.8 90.78 387.2 566.7

113.7 278.8 244.3 399.6 73.57 32.6 104.6 26.16 198.5 67.27 472.6 670.1194.4 575.2 260.7 520.4 62.8 32.43 111.8 25.37 514.2 74.5 235.9 555.6316.3 387.8 398.6 201.1 59.58 31.73 132.9 25.52 361.5 70.95 160.6 278.9261.1 155.8 326.4 133.8 65.57 31.32 126.5 24.63 190.7 70.83 161.7 256.3691.8 127.4 183.3 169.3 59.08 31.26 123 24.19 117.9 80.39 322.4 244.8

890.1 92.16 118 305.7 57.08 28.68 114.8 23.93 134.9 86.81 360.7 236.6522.6 83.68 87.69 165 48.39 27.93 103.9 23.24 135.5 87.79 466.9 234.2386.9 158 72.14 172.1 63.38 27.24 91.41 23.57 105.3 112.8 563.4 338.8543.3 172.5 60.2 286.7 63.88 26.22 82.72 33.66 156.6 104.3 441.2 192.7973.1 123.5 53.63 419.1 56.44 25.66 71.45 26.66 320.3 91.46 205.7 125.2

1323 166.6 43.03 212.1 50.19 25.01 48.06 25.68 146.5 87.11 125.4 217.71462 159.1 40.24 134.7 47.91 24.39 52.3 26.37 192.4 90.26 111.9 4571541 130.7 55.36 145.5 46.21 23.98 69.46 24.74 333.7 72.58 104.9 230.81397 111.3 123.6 336.9 46.67 23.56 81.42 24.61 327.5 66.53 116.9 130.51060 138.4 227.6 57.53 22.45 60.28 23.89 208.8 55.86 200.5 133

771.1 117.7 108.3 65.41 23.37 52.86 116.6

569.9 231.3 190.7 260.1 186.4 41.69 85.04 36.41 188.9 103 206.8 245.9248.8 101 83.29 113.6 81.38 18.2 37.14 15.9 82.48 44.97 90.3 107.4666.5 253 223.1 294.4 218 47.19 99.47 42.59 213.8 120.5 234.1 287.71526 579.4 510.8 674.2 499.2 108.1 227.8 97.52 489.6 275.8 536 658.7

Rata-rata 195.5 Aliran km2 85.39Tinggi aliran 2700 Total aliran 6183 meter kubik (106).

* = Tanggal PengukuranK = Debit Perkiraan Berdasarkan HydrographE = Debit Ekstrapolasi

Tahun 2004

DATA DEBIT SUNGAI

31

282930

2425

2627

212223

17181920

15

16

6789

111213

Tinggi A liran(mm)

M eter Kubik(106)

Data Tahunan:

m3/det;mm;

Keterangan:

S.Kapuas00 33 14 LU 110 25 16 BT

Induk SungaiData Geografi

Penentuan Besarnya Aliran

Aliran Ekstrim yang Pernah Terjadi sampai dengan Tahun Ini

Ringkasan Data Aliran EkstrimM.A. = M.A. = .99( +.00) M ; Q = 22.45 M3/DET ; TGL 1- 9-2004

M.A. = .65( +.00) M ; Q = 12.90 M3/DET ; TGL 13- 9-1997M.A. = 10.10( +.00) M ; Q =3254.10 M3/DET ; TGL 1- 1-1995

Aliran Terkecil

Aliran TerbesarAliran Terkecil

Jenis Alat

Aliran Terbesar

Tanggal 00-03-1985 oleh PHBDTanggal 00-03-1985 sampai dengan 31/12/2004Pesawat Otomatik Mingguan

Luas Daerah Pengaliransampai ke lokasi.

Periode Pencatatan

Keterangan mengenai Pos Duga Air2290 KM2 ; ELEVASI PDA :+ 50.00 M

Didirikan

Kembayan dengan bis umum +/- 6 jam terus jaln kaki +/- 2 kmLokasi

Tabel Besarnya Aliran Harian (m3/det)

Balai Hidrologi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya AirPelaksana

Catatan

Aliran/km2(l/det)

Rata-rata

Tanggal

12345

10

14

S.Sekayam-Kembayan No. 3- 43- 2-14

yang pernah diukur pada 2.40 m dengan Q = 116.0 m3/det Tanggal 20/05/1991.

Besarnya Aliran ditentukan berdasarkan Metode Hymos Manningdengan Q = 3.509(H + 0.930)**2.845 yang dibuat menurut data pengukuranaliran dari tahun 1990 s/d tahun 1998. Pengukuran Tahun 2004 tidak digunakan.Pengukuran aliran masih kurang terutama untuk muka air tinggi, air tertinggi

Prop.Kalbar,Kab.Sanggau,Kec.Kembayan,Ds.Kembayan dari Pontianak ke

Tujuan pengamatan: Umumnya untuk mendapatkan

konstanta pasang surut bagi perhitungan besaran elevasi muka air penting seperti tinggi (HWL), muka air rendah (LWL), dan muka air rata-rata (MSL)

Lama pengamatan Umumnya 15 hari dengan

pembacaan ketinggian air setiap satu jam

Pengamatan Muka Air Sungai

Kasus-1: Lokasi dipengaruhi pasang surut

Tujuan pengamatan: Umumnya untuk mendapatkan rating

curve dan hidrograf debit sungai

Lama pengamatan Pengamatan muka air cukup dilakukan

tiga kali sehari pada saat tidak terjadi hujan, setiap satu jam pada saat terjadi hujan (jika memungkinkan), dengan lama pengamatan selama 30 hari.

Usulan Pengamatan Muka Air Sungai

Kasus-2: Sungai yang tidak dipengaruhi pasang surut

Prediksi debit bulanan (debit sintetis)

Hujan terdistribusi tidak merata baik dari waktu maupun lokasi. Data hujan dari beberapa stasiun pengamatan diperlukan untuk mendapatkan prediksi debit yang menggambarkan kondisi lokasi

Prediksi debit bulanan dilakukan menggunakan model matematik seperti model rainfall-runoff NRECA, Sacramento, dll.

Input model rainfallrunoff adalah data klimatologi (hujan bulanan, temperatur, dll), luas DAS, jenis tanah/tata guna lahan, dan beberapa parameter tampungan air dalam tanah


Moisture Storage

Groundwater

Storage

Precipitation Actual Evapo-tranpiration

Recharge to Groundwater

Excess Moisture Direct Flow

Groundwater

Flow

Total Discharge


Dengan menggunakan data/hasil prediksi time series debit bulanan selama >10 tahun, dapat disusun Debit Andalan untuk tiap bulan

Studi Tata Letak

Potensi tinggi dan volume tampungan dam

Dengan menggunakan data topografi, bathimetri sungai, dan alternatif lokasi tubuh dam, dapat disusun rencana elevasi muka air, volume, dan luas permukaan air dam. Pengurangan volume dam akibat sedimentasi juga perlu dipertimbangkan

0 1 2 km

SKALA

Studi Kebutuhan

Bangunan Air dan Basic

Design

Tipikal Bangunan Air

Setelah lokasi dan tata letak dam ditentukan, dapa disusun basic design bangunan air

ANALISIS DEBIT

ANDALAN

PARAMETER

Curah hujan harian untuk river runoff

Curah hujan bulanan untuk tampungan (waduk, embung/situ)

Berbasis hujan efektif = hujan- evapotranspirasi

Basis penetapan kurva durasi -> Ploting Weibul

Probabilitas

Irigasi 80 %

Domestik 90 %

Enerji : optimasi throughput (produksi enerji /tahun)

URUTAN/TAHAPAN RIVER-RUNOFF

Basis data : debit hasil pengamatan

(observasi) :

Debit harian andalan berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan ploting (mis weibull)

Basis data hujan dan klimatologi :

Evapotranspirasi harian dan Hujan harian efektif

Debit sintesis debit bangkitan hujan efektif melalui model tampungan

Debit andalan debit sintesis berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan dengan

ploting (mis weibull)

URUTAN/TAHAPAN TAMPUNGAN

Basis data : debit hasil pengamatan

(observasi) :

Debit harian andalan berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan ploting (mis weibull)

Basis data hujan dan klimatologi :

Evapotranspirasi harian dan Hujan harian efektif

Debit sintesis debit bangkitan hujan efektif melalui model tampungan

Debit andalan debit sintesis berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan dengan

ploting (mis weibull)

EVAPOTRANSPIRASI PARAMETER FISIK

Radiasi Matahari Dominan

Bergantung letak geografis, ketinggian dan absorbsi lahan

Angin Dinamika gradasi suhu udara/atmosfir radiasi matahari

Rotasi Bumi

Kelembaban (humiditas) relatif Dinamika angin, suhu/tekanan udara

Sumber uap

Suhu (temperatur) Radiasi matahari

Lokasi geografi

Tumbuhan konsumen

EVAPOTRANSPIRASI METODE PERHITUNGAN

Konsep Dasar : Water Budget

Alat Ukur Lysimeter

Metoda yang sering dipakai

EVAPOTRANSPIRASI METODE THORNTHWAITE

EVAPOTRANSPIRASI METODE BLANEY & CRIDDLE

EVAPOTRANSPIRASI METODE RADIASI

EVAPOTRANSPIRASI METODE PENMAN (MODIFIKASI)

DEBIT ANDALAN

Debit andalan dipakai sebagai debit rencana untuk memenuhi kebutuhan air dari suatu kegiatan seperti pertanian, air minum, pembangkit listrik tenaga air, industri dll.

Debit andalan didefinisikan sebagai besarnya debit yang mempunyai peluang keberhasilan sesuai dengan

probabilitasnya

Metoda Analisis : Metoda plotting yang pada dasarnya analisis frekuensi berbasis skema interpolasi data debit yang

besarannya sudah dikenal/diketahui Debit pengukuran tersedia : langsung plotting

Debit Pengukuran tidak tersedia : plotting debit sintetis

Debit Sintetis : debit bangkitan berdasarkan model korelasi rain fall-run off pada suatu tampungan contoh Nreca dan Sacramento

DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA

Moisture Storage

Groundwater

Storage

Precipitation Actual Evapo-tranpiration

Recharge to Groundwater

Excess Moisture Direct Flow

Groundwater

Flow

Total Discharge

Gambar 7.6 Skema konsep model NRECA

MENENTUKAN TAMPUNGAN KELENGASAN TANAH


TOTAL RUN OFF

Dengan diketahuinya besaran kedua tampungan tersebut, besarnya total Runoff pada model NRECA

dapat diekspresikan dalam bentuk :

QTOT = QDIR + QBASE


Skema konsep model Sacramento

DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO

Model konseptual : National Weather Service Forecast

Center di Sacramento,

California, Amerika Serikat.

DAS dibagi dalam beberapa komponen penting : zona atas, zona bawah, Perkolasi/Aliran air tanah, Aliran permukaan dan Evapotranspirasi

Debit sungai, terdiri dari

aliran dari areal kedap air

aliran permukaan yang kedap air

interflow

base flow

Massa air dalam tampungan (zona atas, zona bawah, sungai dan atmosfir terkait satu sama lain melalui proses hujan, evapotranspirasi dan aliran (bawah tanah dan permukaan)

ET DEMAND

ET

ET

ET

ET

ET

PRECIPITATION INPUT

PERVIOUS AREA IMPERVIOUS

TENSION WATER

UZTWM

FREE WATER

UZFWM

UPPER ZONE

PERCOLATIONZPERC x REXP

PFREE1-PFREE

LOWER ZONE

TENSION WATERLZTM

FREE

PLZTM

FREE

SLZTM

RSERV

PRIMARY BASE FLOW

TOTAL

BASE

FLOW

SUPLEMENTAL

BASE FLOW

SIDESUBSURFACE

DISCHARGE

STREAM

FLOW

DISTRIBUTION

FUNCTION

TOTAL

CHANNEL

FLOW

INTERFLOW

SURFACE

RUNOFF

DIRECT

RUNOFF



Lahan : 1. Imprevious : hujan langsung masuk ke dalam saluran.

2. Previous : Hujan meresap x % ke dalam tampungan yang dibagi menjadi:

a. zona atas, yang menyatakan sistem permukaan catchment

b. zona bawah, yang menyatakan sistem tampungan air tanah

Zona Atas Zona atas tertekan : Volume hujan yang diperlukan mulai saat kering

sampai kelembaban minimal intersepsi sehingga terjadi perkolasi yang

akan mengisi zona bawah dan atau menjadi interflow ke saluran.

Interflow terjadi hanya jika curah hujan melampaui laju perkolasi. Zona atas dianggap sebagai tampungan linear yang dikuras secara eksponensial.


Zona Bawah tampungan air tertekan

(tension water storage)

Prinsipnya sama dengan zona atas namun lebih

dalam

Laju perkolasi dari zona atas ke zona bawah

terjadi jika dipenuhi

syarat PBASE yaitu

kekurangan volume air

agar zona bawah

jenuh/penuh


Aliran Air Tanah Faktor drainase LZPK dan LZSK

dapat ditentukan dengan mudah dari

kurva resesi hidrograf, dengan

menggambarkan pada kertas semi

logaritmik, dan berdasarkan

persamaan disamping


Evapotranspirasi Terjadi di sungai, danau dan tumbuhan air. Evaporasi dari bagian lahan lainnya ditentukan oleh banyaknya air

yang berada di zona tertekan.

Jika ED adalah evapotranspirasi potensial dan E1 adalah evapotranspirasi aktual maka :


Parameter Sacramento

KALIBRASI DAN VERIFIKASI

Kalibrasi adalah proses memperkirakan parameter model. Untuk proses kalibrasi diperlukan data debit aliran permukaan

dari DAS yang akan dicari besaran parameter model tersebut.

Kalibrasi dilakukan sampai terjadi korelasi yang baik antara debit hasil model dan debit pengukuran, yaitu yang mendekati angka 1.

Verifikasi, yaitu pemodelan aliran permukaan pada DAS yang akan dicari debit andalannya dengan menggunakan parameter model yang diperoleh pada proses kalibrasi.

Pemodelan/prediksi debit sintesis dilakukan setelah verifikasi memberikan hasil yang memuaskan yaitu mendekati besarnya debit pengukuran.


SEDIMENTASI, UMUR DAN PRODUKTIFITAS ENERJI : WADUK

JATIGEDE

R E - A S S E S S M E N T O F P R O J E C T L I F E T I M E D U E T O S E D I M E N T R I S K

1. Temu wicara dengan staff pembangunan PLTA Jatigede, umur waduk diperkirakan sepanjang 30 tahun.

2. Wawancara staff Parakan Kondang, debit yang masuk ke PLTA parakan kondang adalah 18 m3/detik untuk 4 turbin. Terdapat sediment trap di intake sekitar bendung eretan berukuran 30 x 60 m2. Setiap 3 minggu sekali, sedimen yang terperangkap setinggi 3 m. Dalam setahun sedimen yang terperangkap sekitar 94 ribu m3 untuk debit rata-rata intake 9 m3/detik. Dengan model linear, debit rata-rata Sungai Cimanuk 66,4 m3/detik akan menghasilkan sekitar 700 ribu m3 sedimen di lokasi hipotesis Sedimen Trap Bendung Eretan.

SEDIMENT PRODUCTION

Universal Soil Loss Equations (USLE)

Parameters:

1) Rainfall Factor

Memperhitungkan soil loss akibat curah hujan, dimana parameter lainnya konstan. Nilai R untuk lokasi ini adalah 90.

2) Soil Erodibilty Factor

Ukuran ketahanan permukaan tanah terhadap erosi, jumlah tanah yang hilang per satuan rainfall factor R dari satuan petak. Bergantung pada jenis tanah.

3) Slope-length and slope Gradient Factors

Tingkat erosi akibat aliran air merupakan fungsi dari panjang lereng (L) dan

kemiringan (S).

4) Crop Management Factors

Rasio dari soil loss akibat kombinasi vegetasi penutup lahan dan penggarapan tanah secara terus-menerus.

5) Erosion control practice factor

Rasio dari soil loss sebagai akibat langsung petak-petak lahan pertanian.

SOIL SURFACE

Tanah di sekitar Jatigede terdiri dari alluvium dan volcanic

Land Coverage (2003)

Excursion guide to the cimanuk delta complex, west Java www.unu.edu

Land Coverage untuk menentukan C (crop management factor) dan P (erosion control practice factor)

Peta Penutupan Lahan Prop. Jabar Badan Planologi Kehutanan, Departemen Kehutanan

SEDIMENT DATA

Berdasarkan data SMEC-IKA 1991, (Total Suspended Solid) TSS diperkirakan sekitar 83 % dari Total Solid. 17% adalah dissolved solid yang berkemungkinan kecil untuk mengalami sedimentasi. Berdasarkan data sesaat ini, rata-rata TSS pada musim hujan adalah sebesar 0,7 kg/m3. Dengan rata-rata debit 66,4 m3/detik maka dalam setahun volume inflow air yang masuk ke rencana Waduk Jatigede adalah 2,1 miliar m3. Dengan mengasumsikan bahwa rata-rata TSS pada musim hujan ini terjadi sepanjang tahun, maka sedimen rate adalah 1,4 ton/tahun (1/3 soil loss). Dengan mengambil densitas yang sama, maka total suspended sedimen rate adalah 1,9 juta m3/tahun. Sedimen dasar diperkirakan 10 %, maka total sedimen rate (SR) adalah 2.1 juta m3/tahun. Sebagian proporsi dari nilai ini akan mengendap di Waduk Jatigede menjadi sedimen yield, dimana:

SY = c x SR SDR x Soil Loss, c 1

Hasil pengujian TSS di LAB Lingkungan ITB mengkonfirmasikan bahwa sampel sedimen yang diambil oleh Tim pada Bulan Maret 2009 adalah 528 mg/l. Nilai ini berada dalam rentang data yang telah tersedia selama ini.

Waktu Besar unit Sumber Musim Jenis

19/12/1998 252 mg/l Anwar, S, 2001 Hujan TSS

14/12/1992 559 mg/l SMEC 1989 Hujan TSS

2/2/1993 317 mg/l SMEC 1989 Hujan TSS

8/2/1977 1580 mg/l SMEC-IKA 1991 Hujan Total Solid

23/2/1977 255 mg/l SMEC-IKA 1991 Hujan Total Solid

-/3/1977 1122 mg/l SMEC-IKA 1991 Hujan Total Solid

PROJECT LIFETIME

Perhitungan umur waduk Jatigede didekati dengan persamaan berikut: Umur Waduk = (Volume dead storage soil loss lahan kritis dari studi

geologi)/SY Dimana:

Volume dead storage = 102.6 juta m3 Lahan kritis = 11.5 juta m3

Secara praktis, dapat diambil 2 buah alternatif asumsi: 1. bahwa semua sediment rate mengendap di waduk Jatigede (tidak ada

sedimen yang keluar dari outflow waduk) asumsi ekstrem 2. bahwa SDR hipotesis adalah benar.

Alternatif 1 menunjukan bahwa umur waduk adalah 44 tahun, alternatif 2 menunjukan bahwa umur waduk adalah 71 tahun. Konsekuensi logis dari semua pernyataan, fakta, asumsi, dan data yang digunakannya adalah umur waduk rencana adalah lebih dari 44 tahun.

ASSESSMENT TERHADAP SUMBERDAYA AIR

Terdapat trend peningkatan kuantitas air yang signifikan di musim hujan

Terdapat trend penurunan kuantitas air yang kurang signifikan di musim kemarau

Terdapat trend peningkatan kuantitas air secara keseluruhan

hipotesis penyebab utamanya : Peningkatan proporsi

limpasan permukaan karena perubahan tata guna lahan.

kemungkinan peningkatan hujan akibat perubahan iklim (belum dapat diketahui)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Probability

De

bit

Rata Rata

58-68

68-78

78-88

88-98

94-04

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Bulan

De

bit

Ra

ta-R

ata

58-04

58-68

68-78

78-88

88-98

94-04

SKENARIO KETERSEDIAAN AIR

Ketersediaan air bergantung dari skenario penilaian: 1. skenario moderat diambil dengan mengambil rata-rata dinamika

hidrologi periode 1950-2000 an.

2. Skenario optimis diambil dengan mengambil rata-rata dinamika hidrologi periode terbaru (1990-2000 an).

misalkan Berdasarkan dinamika hidrologi 1950-2000-an, debit rata-rata bulanan yang

berpotensi menjadi inflow waduk Jatigede adalah 66,4 m3/detik.

Berdasarkan dinamika hidrologi 1990-2000-an, debit rata-rata bulanan yang berpotensi menjadi inflow waduk Jatigede adalah 74,8 m3/detik.

Untuk menghindari resiko dan dengan adanya inisiasi upaya perbaikan lingkungan yang boleh jadi berlangsung pada masa layan waduk maka analisis ketersediaan air mengutamakan skenario moderat.

NET HEAD DAN PENGGESERAN LOKASI POWER HOUSE KE ARAH

HILIR

Net Head design 170.5 m, diperoleh berdasarkan rated level el+257 m (Sumber, Jatigede Project Consolidation Study, Departemen PU-SMEC 1991). Berdasarkan model optimasi outflow Jatigede (sumber: review studi kelayakan Proyek PLTA Jatigede) diperoleh probailitas net head sbb tabel kiri.

Penggeseran lokasi turbin ke arah hilir bisa meningkatkan net head. Berdasarkan topografi peningkatan ini bisa mencapai sekitar 25-50 m sehingga net head bisa meningkat sebesar 30 %

Walaupun demikian feasibility penggeseran lokasi turbin ke arah hilir belum dapat dipastikan faktor non-teknisnya (tata guna lahan, kepemilikan lahan dll)

P(Qout) El av Net Head av (m)

90% 252 165.5

95% 252 165.5

45% 256.5 170

70% 255 168.5

Analisis selanjutnya mengambil asumsi bahwa lokasi power stasiun sesuai dengan rencana awal. Penggeseran lokasi turbin ke arah hilir hanya bergantung dari parameter DH (beda elevasi) antara lokasi awal dan lokasi setelah penggeseran dan net Head (Hnet). Sehingga persentase peningkatan througput bisa didekati dengan persamaan berikut.

C = (1+DH/Hnet) x 100 (%)

INFLOW OUTFLOW SKENARIO MODERAT DENGAN PENGARUH RESERVOIR JATIGEDE

1. Jika turbin pertama beroperasi 90 % (Q=34 m3/det) maka turbin kedua kurang lebih dicapai sebanyak 45% (Qtot=68 m3/det). Througput: 670 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW),

2. Jika turbin pertama 95 %, (Q=27.5 m3/det) maka turbin kedua kurang lebih dicapai sebanyak 70%, Qtot=55 m3/det. Througput: 665 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 27.5 m3/det (est. 2 x 45 MW).

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%Probability

De

bit

Inflow Moderat

Outflow

Constrain: Jumlah Turbin : 2 unit

INFLOW OUTFLOW, SKENARIO OPTIMIS DENGAN PENGARUH RESERVOIR JATIGEDE

1. Jika turbin pertama beroperasi 90 % (Q=40 m3/det) maka turbin kedua beroperasi sekitar 40% (Qtot=80 m3/det). Througput : 760 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 40 m3/det (est. 2 x 65 MW)

2. Jika turbin pertama beroperasi 95 % (Q=34 m3/det) maka turbin kedua +- 62% (Qtot=68 m3/det) througput: 775 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW)

Constrain: Jumlah Turbin : 2 unit

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%Probability

De

bit Inflow Optimis

Outflow Modified

ESTIMASI THROUGHPUT

C berkisar +- 30 %, pergeseran lokasi turbin mengakibatkan throuput bertambah sekitar C x throuputrencana.

Terdapat 4 alternatif optimasi throughputrencana: 1. Alternatif 1: Skenario moderat: 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan

beroperasi sepanjang 90 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 45 %, estimasi throughputrencana: 670 GwH

2. Alternatif 2: Skenario moderat, 2 x 27.5 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 95 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 70 %. estimasi throughputrencana : 655 GwH

3. Alternatif 3: Skenario optimis, 2 x 40 m3/det (est. 2 x 65 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 90 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 40 %. estimasi throughputrencana : 760 GwH

4. Alternatif 4: Skenario optimis, 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 95 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 62 %. estimasi throughputrencana : 775 GwH

Alternatif 1 dan 4 bisa berkompromi mengingat turbin masih bisa mentolelir perubahan debit < 10 % dan untuk menangkap potensi peningkatan volume air di awal-awal masa layan waduk.

Sehingga estimasi throughput adalah antara 670-775 GwH/tahun. Untuk itu debit desain adalah 68 m3/detik dimana turbin adalah 2x34 m3/det (est. 2x55 MW) yang secara teknis direkomendasikan. Satu turbin diprediksikan beroperasi 90-95 %, satu lagi 45%-62%.

Terima Kasih

kapasitas dam waduk

Documents