modul-psda-2012-sumberdayaair.pdf

ir.-darmadi-.mm=7/18/2012

ir.-darmadi-.mm 1

PENGEMBANGAN

SUMBERDAYA AIR

ir.-darmadi-.mm

Outcomes

Setelah mengikuti kuliah Teknik Sumber Daya Air,mahasiswa diharapkan mampu:

• Menganalisis ketersediaan air,

• Menganalisis kebutuhan air

• Mensimulasikan alternatif skenariopengembangan sumber daya air di suatu DAS

• ……… Dan kami turunkan di atas merekahujan dari langit dengan berlimpah-limpah,dan kami jadikan sungai-sungai mengalir dibawahnya …...... (QS: Al-An’am 6:6).

Mengapa kita perlu mempelajariPSDA?


ir.-darmadi-.mm 2

Bagian hulu: dibangun waduk untukmengendalikan banjir dan menyimpanair serta membangkitkan energi listrik

Bagian tengah: dibangun bendunguntuk menyalurkan air bagi berbagai

keperluan (domestik, industri,pertanian dsb)

Bagian hilir: bendung untukmencegah intrusi air laut

menjamin ketersediaan air secara berkesinambungan

diperlukan usaha-usaha pengembangan danpengelolaan sumber daya air yang baik

Seiring dengan meningkatnya kebutuhan airakibat bertambahnya penduduk serta

perkembangan industri dan kegiatan pertanian

rusaknya kondisi lingkungan terutama di daerahtangkapan air hujan (catchment area)

serta

maka

untuk

1. SIKLUS HIDROLOGI

DAS’2009

DISTRIBUSI AIR DI DUNIA

LOKASI VOLUME (KM3) PERSENTASE (%)

Samudra 1.323.000.000 97,2

Laut 104.000 0,008

Es, Glasir 30.500.000 2,15

Air Tanah 8.350.000 0,61

Air Permukaan 67.000 0,05

Danau Air Tawar 125.000 0,009

Sungai 1.670 0,0001

Atmosfir 12.900 0,001

Lain-lain 375.000 0,028

Jumlah 1.362.535.570 ± 100,000


ir.-darmadi-.mm 3

Sumber:Black,1991

0

10

20

30

40

50

60

70

90

100

MUSIM HUJAN

•AIR BERLEBIHAN•TDK TERSIMPAN•TDK TERKENDALI•BANJIR, LONGSOR

MUSIM KEMARAU

•KEKURANGAN AIR•TDK ADA CADANGAN•KEKERINGAN•KUALITAS JELEK

KETER

SED

IAAN

AIR

MIL

YAR

M3/

TAH

UN

TERSEDIA:8 MILYAR M3/TH

POTENSI SUMBERDAYA AIR DI JAWA

SURPLUS

MINUS

SEBAB:•HUTAN GUNDUL•KWS LINDUNG RUSAK•TDK ADA KEPEDULIAN•MISMANAGEMENT

UPAYA:•STOP PENEBANGAN HUTAN•PEMULIHAN KWS LINDUNG•PENYELAMATAN SD AIR•BUDAYA PEDULI AIR

81 MILYAR M3/TH

KEBUTUHAN:17 MILYAR M3/TH

80

81MILYAR M3/TH

8MILYAR M3/TH

17MILYAR M3/TH

KEBUTUHAN

20MILYAR M3/TH

POTENSI STABIL

KEGIATAN DALAMPENGEMBANGAN SUMBER

DAYA AIR

1. Air permukaan pada sungai, danau, rawa, dan sumber air permukaan lainya;2. Airtanah pada cekungan airtanah;3. Air hujan; dan4. Air laut yang berada di darat.

Pengembangan SDA meliputi:

Lingkup kegiatan pengembangan SDA meliputi:

1. Pengelolaan daerah tangkapan hujan (watershed management)2. Pengelolaan kuantitas air (water quantity management)

3. Pengelolaan kualitas air (water quality management)4. Pengendalian banjir (flood control management)

5. Pengelolaan lingkungan sungai (river environment management)6. Pemeliharaan prasarana pengairan (water resources infrastructure management)

7. Penelitian dan pengembangan (research and development)


ir.-darmadi-.mm 4

Pengembangan SDA air permukaan

13

PERMASALAHANKELESTARIAN

SUMBERDAYA AIR

RENCANAINDUK II

(

RENCANAINDUK I

RENCANAINDUK IV

PELAKSANAAN(1962 - 1972)



PENGENDALIANBANJIR

PENGEMBANGANIRIGASI

PENYEDIAANTENAGA LISTRIK

(KON & DOM.)

HASIL AKHIRSUMBERDAYA AIR

YANG LESTARI

RENCANAINDUK V

)


PENGELOLAAN &KONSERVASI

SUMBERDAYA AIR

RENCANAINDUK III


PENYEDIAANAIR BAKU

(KON & DOM.)

Pengelolaan Sumberdaya Air Terpadu

• Satu sungai, satu rencana, satu pengelolaanterpadu

• DAS adalah kesatuan terkecil dari pengelolaan air• Aspek pengelolaan:

– Daerah tangkapan hujan– Kuantitas– Kualitas– Pengendalian banjir– Lingkungan sungai– Prasarana pengairan

Definisi-definisi dalam PSDA

Proyek sumber daya air (SDA): fasilitas yangmengendalikan, memanfaatkan ataupunmembatasi pemakaian air.

Perencanaan dalam SDA: identifikasi,formulasi dan analisis proyek.

Dasar perencanaan SDA: ilmiah, hukum, etika,penilaian.

Definisi-definisi dalam PSDASumber daya air pada dasarnya dikembangkan dalam rangka:

Penyediaan air: irigasi, perkotaan & pedesaan, industri.

Pengendalian banjir dan mitigasi bencana

Penyediaan energi: mekanik & listrik

Navigasi / Transportasi

Rekreasi

Komersial

Drainase, pengendalian erosi & sedimentasi dan tindakan lain dalam rangkapengelolaan watersheds.

Variasi dalam proyek SDA: tergantung

a. tingkat kebutuhan air ,

b. permasalahan yang akan diselesaikan.


ir.-darmadi-.mm 5

Definisi-definisi dalam PSDASumber daya air: air, sumber air, dan daya air yangterkandung di dalamnya.

Air: semua air yang terdapat pada, di atas, ataupun di bawahpermukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini airpermukaan, air tanah, air hujan, dan air laut yang berada didarat.

Pengembangan sumber daya air (Water resourcesdevelopment): aktivitas fisik untuk meningkatkan pemanfaatanfungsi sumber daya air guna memenuhi kebutuhan hidupmanusia.

Definisi-definisi dalam PSDA

Sumber air: adalah tempat atau wadah air alami dan/ataubuatan yang terdapat pada, di atas, ataupun di bawahpermukaan tanah.

Daya air: adalah potensi yang terkandung dalam air dan ataupada sumber air yang dapat memberikan manfaat ataupunkerugian bagi kehidupan dan penghidupan manusia sertalingkungannya

Definisi dan komponen river basinRiver basin / wilayah sungai: Wilayah sungai adalah kesatuan wilayahpengelolaan sumber daya air dalam satu atau lebih daerah aliran sungaidan/atau pulau-pulau kecil yang luasnya kurang dari atau sama dengan2.000 km2.

Daerah aliran sungai adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satukesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsimenampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curahhujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakanpemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yangmasih terpengaruh aktivitas daratan.

Komponen river basin: lahan, air, komponen biotik

DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS) / RIVER BASIN :

(a). Merupakan wilayah daratan yang menampung danmenyimpan air hujan atau sumber-sumber air lainuntuk kemudian menyalurkannya ke laut, melalui satusungai utama.

(b). Kawasan DAS terbagi dalam beberapa Sub DAS yaitusuatu wilayah daratan yang menampung danmenyimpan air hujan untuk kemudian menyalurkan-nya ke sungai utama melalui anak sungai atau sungaicabang.

(c). Komponen DAS meliputi vegetasi, lahan dan sungaidengan air berperan sebagai pengikat keterkaitan danketergantungan antar komponen utama DAS dan SubDAS.


ir.-darmadi-.mm 6

JAKARTA

BANDUNG

DASCITARUM6,080 KM2

CIANJUR

KARAWANG

Potensi Sumber Daya Air

Air Permukaan:

Mata Air, Sungai, Danau, Rawa

Air Tanah:

Sumur Dangkal, Sumur Dalam

Catatan:

Pengisian kembali / pembaharuan air tanahmemerlukan waktu yang relatif lama.

Pemanfaatan air tanah, terutama air tanah dalam,diatur dengan perijinan.


ir.-darmadi-.mm 7

Sumber:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/3/32/Groundwater_flow_times_usgs_cir1139.png

Infrastruktur PengembanganSumber Daya Air

BendungBendungan/Waduk/ReservoirJaringan IrigasiKanal Navigasi / Transportasi AirBangunan Pelindung/Pengaman Sungai: Perkuatanlereng, Krib, Groundsill/AmbangBangunan Pengendali SedimenTanggulTransmisi Air Baku

Flap gate

<<<<sungai

sungai drainasiutama

Pompa air tenaga gravitasi video


ir.-darmadi-.mm 8

Bendung karet / Rubber dam

Turbin Crossflow

PLTA Cirata

SUMBERDAYA AIR BIOTIK

AKTIVITAS MANUSIA

ABIOTIK

PEMANFAATAN SDA (BINAAN)

AKTIVITAS SOSEKBUD

SUMBERDAYA ALAM HAYATI HEWANI

SUMBERDAYA ALAM

TANAH

AIR UDARA

STRATEGI PENGELOLAAN PENYELAMATAN PELESTARIAN PEMANFAATAN OPTIMAL

MENJAMIN KELESTARIAN DANTINGKAT

KENYAMANAN HIDUP

(+/-)

DAS’2009

SUMBER AIR (HUJAN)

A. AIR TANAH

DANGKAL

DALAM

B. AIR PERMUKAAN

SITU

SUNGAI

B. AIR PERMUKAAN

SITU

SUNGAI


ir.-darmadi-.mm 9

CURAH HUJAN1. SUNGAI2. WADUK3. DANAU3. RAWA4. MATA AIR5. AIR TANAH

: 5.886 BUAH: 120 BUAH: 42 BUAH: 3-6 JUTA HA: ?: 2.130.00 X106 M3/TH

JUMLAHPENDUDUK

POTENSI AIR(M3)/KAPITA/TAHUN

SUMBERDAYA AIR DI INDONESIA(TIDAK TERMASUK LAUT)

LOKASI CH ALIRANPERMUKAAN

AIRTERSEDIA

(mm/thn) (mm/thn) M3/dt/km2) (JUTA M3/THN

SUMATRA 2.820 1.470 0,466 738.038

JAWA 2.580 1.330 0,422 187.221

KALIMANTAN 2.990 1.590 0,054 1.008.055

SULAWESI 2.340 1.200 0,038 246.872

BALI 2.120 1.020 0,032 5.454

MALUKU 2.370 1.170 0,37 104.660

NTB 1.450 400 0,013 12.774

NTT 1.200 200 0,006 28.798

IRIAN 3.190 1.400 0,044 876.998DAS’2009

DAS’2009

LAJU SEDIMENTASI WADUK

NO. NAMA WADUK LAJU TAHUNAN (JUTA M3/TAHUN)

Prediksi (Desain) Eksis Terukur

1. Karangkates 0,33 2,04

2. Wlingi 0,38 1,423 Wonogiri 1,60 4,20

4 Saguling 1,10 2,105 Cacaban 0 1,07

DAS’2009

DAS’2009


ir.-darmadi-.mm 10

AIR TANAH

SUMBERDAYA AIRBIOTIK

AKTIVITAS MANUSIA

ABIOTIK

PEMANFAATAN SDA (BINAAN)

AKTIVITAS SOSEKBUD

SUMBERDAYA ALAM HAYATI HEWANI

SUMBERDAYA ALAM

TANAH AIR UDARA

SUMBER AIR (HUJAN)

A. AIR TANAH

DANGKAL

DALAMB. AIR PERMUKAAN

SITU

SUNGAI

LAUTAN

STRATEGI PENGELOLAAN PENYELAMATAN PELESTARIAN PEMANFAATAN OPTIMAL

MINTAKAT KENYAMANAN HIDUP

(+/-)

DAS’2009

Ketersediaan Air

Air Permukaan

Air Tanah

Terkait erat dengan daur hidrologi:– Presipitasi, misal: hujan.

– Evaporasi

– Evapotranspirasi

– Infiltrasi

– Perkolasi

– Limpasan permukaan

Air Permukaan

Berdasarkan prinsip kesetimbangan air.

Ketersediaan air permukaan dapat diperkirakan darimodel hidrologi yang menghubungkan:

– Hujan (input)

– Karakteristik DAS

– Proses hidrologi

– Limpasan permukaan (output)

Penggunaan model curah-hujan limpasanmemerlukan kalibrasi.

Air Tanah

Air tanah bersumber dari air hujan.

Air hujan masuk kedalam tanah melaluiinfiltrasi dan perkolasi.

Kerugian pemakaian air tanah berlebihan:

– Penurunan tanah

– Intrusi air asin


ir.-darmadi-.mm 11

Konservasi Air Tanah

Pemanfaatan air tanah harus terpantau:

– Sesuai dengan kapasitas yang diijinkan

– Pengamatan muka air tanah secara periodik.

– Pengisian kembali secara buatan (artificialrecharge)

Potensi Kekurangan AirMenurut taksiran para ahli, jumlah air yang tersedia untuk dipakaimanusia 10.000 m3 per jiwa pertahun. Adanya pertambahanpenduduk, persediaan air di tahun 2000 diperkirakan merosot menjadi6000 m3 per jiwa pertahun.(Konperensi Argentina,1977)

Di Indonesia (tahun 1987): luas dataran sekitar 1.918.410 km2

memiliki curah hujan rata-rata 2.620 mm setahun, setelahmemperhatikan kehilangan dan penguapan maka limpahan yangtersedia sekitar 55% atau 1.450 mm.Th. 1987 jumlah penduduk172.350.000 maka potensi air per jiwa pertahun ada sekitar 16.000 m3.

(luas dataran x limpahan air : jumlah penduduk) Karena aliran sungaiberfluktuasi maka aliran mantap sekitar 25-35% dari rata-rata aliranstahun, sehingga untuk Indonesia aliran mantapnya tersedia sebesar4000 m3 per jiwa per tahun

Di Jawa(tahun 1987): luas dataran sekitar 132.200 km2, curah hujan1.200mm setahun dan jumlah penduduk 104.000.000 maka potensi airper jiwa per tahun tersedia 1.525 m3 , aliran mantap 381 m3 per jiwaper tahun; sedang tahun 1970 aliran mantap tersedia sekitar 500 m3terdapat penurunan drastis 25%

Alokasi Efisiensi atas KelangkaanSumber Daya Air

Manajemen Sumber Daya Air : Pengendalian banjir,pengembangan sumber daya air dan pemanfaatan air.Pengendalian banjir : dam, perbaikan saluran, keanekaansaluran air, manajemen tanah, pemindahan ataureorganisasi pemukiman.Pengembangan sumber daya air : pengawasan aliran airsehingga pola suplai air memenuhi pola permintaan diseluruh ruang dan waktu.Pemanfaatan air : suplai air kebutuhan kota, irigasi,pembangkit tenaga, pengawasan banjir, rekreasi,pengawasan pencemaran, pelayaran, perikanan dan untukkonservasi binatang di hutan.

Manajemen air permukaan

• Ada dua syarat :

• (1) harus langsung dapat menjaga keseimbanganpada para pengguna yang saling berkompetisi dan

• (2) harus dapat menyediakan alat yang bisamengendalikan arus air permukaan (dam danwaduk)

• Model untuk manajemen air permukaan : modeloptimasi dan simulasi, model statik dan dinamik,model deterministik dan stokastik, modelinvestasi dan operasional


ir.-darmadi-.mm 12

Manajemen Air Tanah

Aspek ekonomi manajemen air tanah dapat dinyatakan secara sederhana denganmenggunakan fungsi Hamilton yang dapat diartikan sebagai net social benefit padawaktu t

H = D (u, t) du-w (s(t)).R0(t) + q (t) H(S(t))-R0(t)

Suku pertama menunjukkan tingkat manfaat atau D(u,t) adalah fungsi permintaan.S(t) adalah stok efek pada produksi sekarang yaitu efek fisik terhadap kondisi yangakan datang dari persedaiaan sumber air, termasuk perubahan ongkos ekstraksi dnaperubahan batas dari stok total yang disebabkan oleh ekstraksi sekarang.

Di mana : t = waktu; Ro(t) = tingkat produksi, W= unit”opportunity cost” darimasukan kapital tenaga dan q(t)= angka pengganda Lagrange

Untuk ini ada 2 syarat: (1) nilai marginal ari ditentukan oleh fungsi permintaan, harussama dengan jumlah ongkos satuan pompa ditambah Scarcitiy rent (harga yg harusdibayar oleh produsen air untuk memproduksi tambahan air sekarang) terhadap air.(2) tingkat perubahan scarcity rent berhubungan dgn tingkat bunga dan stok efek.

R0 (t)

0

Model Neraca Air NRECA

TampunganKelengasan

TampunganAir Tanah

Debit Total

Parameter NRECA

Soil moisture strorage capacity (NOMINAL)

Aliran bawah permukaan / subsurface (PSUB)

Persentase air yang masuk menjadi aliran airtanah (GWF)

Parameter NRECANOMINAL = 100 + Cx(rerata hujan tahunan)– C=0.2, hujan sepanjang tahun

– C <0.2, daerah hujan musiman

PSUB– PSUB =0.5, daerah normal

– 0.5<PSUB<0.9, tanah permeabel dan akuifer cukup tebal.

– 0.3<PSUB<0.5, akuifer tipis

GWF– GWF =0.5, daerah normal

– 0.5<GWF<0.8, debit aliran air tanah yang relatif kecil.

– 0.2<GWF<0.5, debit aliran air tanah yang dapat diandalkan


ir.-darmadi-.mm 13

Analisa Debit FJ. MOCK

Debit aliran rerata setengah bulanan dihitung dengan

model Mock ( 15 HARIAN )

parameter-parameter dalam Model Mock adalahsebagai berikut ini:

a). Koefisien infiltrasi untuk musim kemarau (Cds)

dan untuk musim penghujan (Cws).

b). Initial Soil Moisture (ISM).

c). Soil Moisture Capacity (SMC).

d). Initial Ground Water Storage (IGWS).

e). Ground Water Resesion Constant (K).

1

2

3

45

67

8 9

1. PENGUAPAN (EVAPORATION)2. TRANSPIRASI (TRANSPIRATION)3. HUJAN (PRECIPITATION /

RAINFALL)4. ALIRAN LIMPASAN(OVERFLOW )

LIMPASAN PERMUKAAN(SURFACE RUNOFF)

5. INFILTRASI (INFILTRATION)6. ALIRAN ANTARA (INTERFLOW /

SUBSURFACE FLOW)7. PERKOLASI (PERCOLATION)8. ALIRAN AIR TANAH

(GROUNDWATER FLOW)9. LIDAH AIR ASIN

(SALT WATER TONGE)

SIKLUS HIDROLOGI(HYDROLOGIC CYCLE)

akifer

DRO= WS - I

ER = EFF. RAINFALLDRO=DIRECT RUN OFFWS=WATER SURPLUSSSMC=SOIL MOISTURE CONTENTISM=INITIAL SOIL MOISTUREGWS=GROUND WATER STORAGEIGWS=INITIAL GWSBF=BASE FLOWI=INFILTRATIONQRO=Q RUN OFF

m= % exposedsurface

n= number of rainin a half month


ir.-darmadi-.mm 14

ER = hujan langsung yang sampai dipermukaan tanah(excess rainfall), dalam mm/bulan;

P = hujan, dalam mm/bulan;Eto = evapotranspirasi potensial, dalam mm/bulan;Et = evapotranspirasi terbatas/actual, dalam mm/bulan;E = evapotranspirasi, dalam mm/bulan;n = jumlah hari hujan perbulan;SM = kandungan air dalam tanah (soil moisture),

SM = 0 (tanah kering sekali) dan SM = max/kapasitas lapang (tanah padasaat jenuh air), dalam mm/bulan;

WS = kelebihan air (water surplus), dalam mm/bulan;I= infiltrasi, dalam mm/bulan;GWS = jumlah air yang tertampung di dalam akuifer

(ground water storage), dalam mm/bulan;DS = perubahan volume tampungan, dalam mm/bulan;

ki = koefisien infiltrasi (musim kemarau dan musim hujan);k = faktor resesi air tanah;

BF = aliran dasar, dalam mm/bulan;DRO = limpasan langsung, dalam mm/bulan;

A = luas daerah aliran sungai, dalam km2;QRO= debit, dalam m3/dt.

TANK MODEL


ir.-darmadi-.mm 15

TANK MODEL

TUGAS-1(1). Sebutkan minimal lima faktor yang mempengaruhi mengapa

kondisi sungai-sungai di P. Jawa pada musim kemarau umumnya

mengalami kekeringan.

(2). Apakah curah hujan yang tinggi menjadi jaminan terhadap

ketersediaan potensi air tanah dangkal dan air tanah dalam

jelaskan dengan sketsa atau gambar.

(5). Bagi seorang Geograf bentuk konsepsi yang bagaimanakah

pengelolaan sumberdaya air harus didesain, jelaskan.

(6). Berdasarkan data air tersedia (3.B) coba hitung berapa potensi air (m3) per kapita

di Prop Sumatra, P. Jawa, Kalimantan, Sulawesi, Bali, NTT, NTB, Maluku dan Irian.

(3). Alasan apakah yang cukup mendasar bahwa dalam

penyusunan RTRW lebih memperhatikan perbandingan antara

ruang terbangun dengan RTH jelaskan.

(4). Apa yang dimaksud dengan wilayah resapan air dan apa

logika pengaturan Koefisien Dasar Bangunan (KDB) jelaskan.

GROUP-I

GROUP-II

GROUP-III

DAS’2009

EVAPOTRANSPIRASI

Di bumi terdapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4milyard km3 air: 97,5% adalah air laut, 1,75%berbentuk es dan 0,73% berada di daratansebagai air sungai, air danau, air tanah dansebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap diudara.

Air di bumi mengulangi terus menerussirkulasi penguapan, presipitasi, danpengaliran keluar (outflow).

II. TERMINOLOGI

Evaporasi (penguapan) didefinisikan sebagaiperistiwa berubahnya air menjadi uap danbergerak dari permukaan tanah dan permukaanair ke udara.

Transpirasi didefinisikan sebagai peristiwapenguapan dari tanaman.

Peristiwa Evaporasi yang diiringi Transpirasisecara bersama-sama disebut sebagaiEvapotranspirasi.


ir.-darmadi-.mm 16

II. TERMINOLOGI

Evaporasi dipengaruhi oleh temperatur,kelembaban, kecepatan angin, tekanan udara, danradiasi sinar matahari.

Transpirasi dipengaruhi oleh kondisi tanaman,dan kelembaban tanah.

Dalam kenyataannya di lapangan, tidak mungkinmembedakan antara evaporasi dengan transpirasijika tanahnya tertutup oleh tumbuh-tumbuhan.Kedua proses tersebut, evaporasi dan transpirasi,saling berkaitan sehingga digunakan parameterevapotranspirasi.

III. PENGAMATAN &PENGUKURAN

Pengamatan & pengukuran evapotranspirasi umumnyadilakukan menggunakan panci evaporasi (evaporationpan).

Panci evaporasi dibuat untuk meniru (simulate)kondisi evaporasi permukaan air bebas.

Panci evaporasi dapat dipasang dengan posisi di ataspermukaan tanah, di dalam tanah, dan mengambang diatas air.

Ukuran panci standar di USA: Diameter 122 cm (4 ft)dan kedalaman 25,4 cm (10”). Jumlah penguapanpermukaan air yang luas seperti permukaan danauadalah 0,7 kali hasil yg didapat dengan alat ini.

III. PENGAMATAN &PENGUKURAN

Gambar 2a. Panci evaporasi Kelas A, 2b. Panci evaporasi Sunken Colorado,2c. Instalasi panci evaporasi dg anemometer

a.

b.

c.

IV. PERHITUNGANA. Pendekatan dengan persamaan tampungan

(storage equation approach).

Dengan,E : evapotranspirasiP : curah hujanI : inflowU : groundwater flowO : outflow∆S : perubahan tampungan


ir.-darmadi-.mm 17

IV. PERHITUNGANLatitu

deNorth Jan Feb Mar Apr May June July Aug Sept Oct Nov Dec

South July Aug Sept Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May June

60° .15 .20 .26 .32 .38 .41 .40 .34 .28 .22 .17 .13

55 .17 .21 .26 .32 .36 .39 .38 .33 .28 .23 .18 .16

50 .19 .23 .27 .31 .34 .36 .35 .32 .28 .24 .20 .18

45 .20 .23 .27 .30 .34 .35 .34 .32 .28 .24 .21 .20

40 .22 .24 .27 .30 .32 .34 .33 .31 .28 .25 .22 .21

35 .23 .25 .27 .29 .31 .32 .32 .30 .28 .25 .23 .22

30 .24 .25 .27 .29 .31 .32 .31 .30 .28 .26 .24 .23

25 .24 .26 .27 .29 .30 .31 .31 .29 .28 .26 .25 .24

20 .25 .26 .27 .28 .29 .30 .30 .29 .28 .26 .25 .25

15 .26 .26 .27 .28 .29 .29 .29 .28 .28 .27 .26 .25

10 .26 .27 .27 .28 .28 .29 .29 .28 .28 .27 .26 .26

5 .27 .27 .27 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .27 .27 .27

0 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27

IV. PERHITUNGAN

3. Penman-Monteith

where:ETo :reference evapotranspiration [mm day-1],Rn :net radiation at the crop surface [MJ m-2 day-1],G :soil heat flux density [MJ m-2 day-1],T :air temperature at 2 m height [°C],u2 :wind speed at 2 m height [m s-1],es :saturation vapour pressure [kPa],ea :actual vapour pressure [kPa],es - ea :saturation vapour pressure deficit [kPa],D :slope vapour pressure curve [kPa °C-1],g :psychrometric constant [kPa °C-1].

IV. PERHITUNGANC. Metode Panci Evaporasi (Evaporation Pan Method)Prinsip dari metode panci evaporasi

Panci ditempatkan (install) di lapangan.Panci diisi dengan air pada jumlah yg diketahui (luaspermukaan dan kedalaman air diukur).Pengukuran dilakukan selama waktu terntentu(biasanya 24 jam). Pengukuran dapat dimulai jam 7pagi. Curah hujan juga diukur secara bersamaan.Besarnya evaporasi dari panci dengan satuan mm/24jam (E pan).E pan dikalikan dengan K pan untuk mendapatkanETo.

IV. PERHITUNGAN

Persamaan untuk menghitung ETo adalah:

Dimana:

ETo = Evapotranspirasi

K pan = koefisien panci

Untuk panci kelas A, koef. berkisar 0,35 – 0,85,rata-rata = 0,70

Untuk panci Sunken Colorado, koef. Berikisar0,45 – 1,10, rata-rata = 0,80

E pan = evapotranspirasi panci


ir.-darmadi-.mm 18

V. LATIHAN SOALBulan Temperatur, t (°C)

Januari -5

Februari 0

Maret 5

April 9

Mei 13

Juni 17

Juli 19

Agustus 17

September 13

Oktober 9

November 5

Desember 0

1. Data:

V. LATIHAN SOAL

Menggunakan data tersebut, jika diketahuitemperatur rata-rata bulanan sebesar 30°Cpada bulan Juli 1949, tentukan besarnyaevapotranspirasi (Ep)yang terjadi pada bulantsb. Bulan tsb memiliki 31 hari dan 14 jam/hari(Belanda).

Evapotranspirasi ditentukan menggunakanmetode Thornthwaite.

V. LATIHAN SOAL3. Menggunakan metode panci evaporasi, tentukan

evapotranspirasi yg terjadi dengan data sbb:a. Tipe panci: panci kelas A

Kedalaman air hari 1 = 150 mmKedalaman air hari 2 = 144 mm (setelah 24 jam)Hujan (selama 24 jam) = 0 mmK pan = 0,75

b. Tipe panci: panci Sunken ColoradoKedalaman air hari 1 = 411 mmKedalaman air hari 2 = 409 mm (setelah 24 jam)Hujan (selama 24 jam) = 7 mmK pan = 0,90

I. INFILTRASIInfiltrasi adalah proses air masuk (penetrating) ke dalamtanah.Laju infiltrasi dipengaruhi oleh kondisi permukaan tanah,tanaman penutup, dan karakteristik tanah termasukporositas, konduktivitas hidraulik, dan kejenuhan tanah.Aliran tak jenuh (aliran bawah permukaan) merupakanaliran yang melalui pori tanah ketika pori tanah sebagianterisi oleh udara.Aliran jenuh (aliran air tanah) merupakan aliran yangmelalui pori tanah ketika pori tanah seluruhnya terisi olehair.Water table (muka air tanah) adalah bidang batas antaraaliran tak jenuh dan aliran jenuh dimana tekanan atmosferterjadi. Aliran jenuh terjadi di bawah water table,sedangkan aliran tak jenuh terjadi di atas water table.


ir.-darmadi-.mm 19

I. PENDAHULUAN

Gambar 2. Zona air bawah permukaan dan prosesnya

II. ALIRAN BAWAHPERMUKAAN

Penampang melintangdari pori tanah takjenuh digunakan untukmendefinisikanporositas (η):

Gambar 3. Penampang melintang tanah tak jenuh

….. (1)


Pada kondisi 0,25 < η < 0,40, soil moisturecontent (kelembaban tanah), θ:

Pada kondisi 0 ≤ θ ≤ η,

untuk kondisi tanah kering:

untuk kondisi jenuh:

……. (2)


Gambar 4. Volume kontrol untuk mengembangkan persamaan kontinuitas


ir.-darmadi-.mm 20


Dari Gambar 4, diperoleh persamaan kontinuitasuntuk aliran tak mantap satu dimensi dalamaliran tak jenuh, yaitu:

……. (3)


Hukum Darcy mengacu pada Darcy flux (q), yaitu lajukehilangan tenaga per satuan panjang. Untuk aliran denganarah vertikal, kehilangan tenaga per satuan panjang adalahperubahan total tenaga ∂h terhadap jarak tertentu ∂z , misalnya–∂h/∂z, dimana tanda negatif menandakan penurunan totaltenaga (akibat friksi) di sepanjang arah aliran. Sehingga:

Dimana:q : Darcy fluxK : konduktivitas hidraulik∂ h : total tenaga∂ z : jarak volume kontrol

……. (4)


Untuk aliran tak jenuh, gaya-gaya yang bekerjaadalah gaya gravitasi, friksi, dan gaya hisap (suctionforce). Dalam aliran tak jenuh, ruang pori hanyasebagian diisi oleh air, sehingga air ditarik olehpermukaan partikel melalui gaya elektrostatik antaramolekul air dan permukaan partikel. Energi karenagaya hisap tanah didefinisikan sebagai suction head(ψ) dalam aliran tak jenuh, yang nilainya berbedatergantung dari kelembaban tanah.Total tenaga merupakan jumlah suction head dangravity head:

……. (5)


Substitusikan pers (5) ke pers (4) sehinggaDarcy flux (q) menjadi:

Dimana:

Sehingga pers (6) menjadi:

……. (6)

……. (7)

……. (8)


ir.-darmadi-.mm 21


Soil water diffusivity (D) didefinisikan sebagai:

Substitusikan persamaan di atas ke pers (8)menjadi:

Menggunakan pers. kontinuitas, diperoleh:

……. (9)

……. (10)

……. (11)

ALIRAN BAWAH PERMUKAAN

Gambar 5. Ilustrasi hubungan antara suction head dengankonduktivitas hidraulik dan kelembaban tanah


Contoh 1:

Tentukan nilai Darcy flux untuk tanah dengankonduktivitas hidraulik yang merupakan fungsidari suction head sebagai K = 250(-ψ)-2,11 dalamcm/det pada kedalaman z1= 80 cm, h1= -145 cm,dan ψ1= -65 cm, pada kedalaman z2= 100 cm,h2= -160 cm, dan ψ2= -60 cm.


Penyelesaian:

Average suction head (ψr):

ψr = (ψ1+ ψ2)/2 = (-65+(-60))/2 = -62,5 cm

Konduktivitas hidraulik (K):

K = 250(-ψ)-2,11 = 250(62,5)-2,11 = 0,041 cm/det

Sehingga:


ir.-darmadi-.mm 22

III. PROSES INFILTRASI

Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi:

1. Curah hujan

2. Jenis tanah

3. Kelembaban tanah

4. Tanaman penutup (vegetation cover)

5. Kelandaian tanah (ground slope)

IV. MEMPERKIRAKAN LAJUINFILTRASI

Laju infiltrasi adalah laju pada saat air masukke dalam permukaan tanah, yang biasanyadinyatakan dalam satuan inch/jam atau cm/jamatau mm/jam.

Laju infiltrasi potensial adalah laju pada saatair menggenangi permukaan tanah, jadi jikatidak terjadi genangan laju aktual lebih kecildari laju potensial.


Terdapat beberapa metode (persamaan) untukmemperkirakan besarnya laju infiltrasi,diantaranya adalah metode:

1. Horton

2. Φ-indeks (phi-indeks)

3. Green - Ampt

4. SCS


1. Persamaan Horton (1940)

Gambar 9. Ilustrasi pengembangan persamaan Horton


ir.-darmadi-.mm 23


Persamaan Horton:

Dimana:

ft : kapasitas infiltrasi pada waktu t (mm/jam)

f0 : kapasitas infiltrasi awal (mm/jam)

fc : kapasitas infiltrasi akhir (mm/jam)

K : konstanta emipiris (jam-1)

……. (12)


Total infiltrasi (infiltrasi kumulatif) selamawaktu T dirumuskan sebagai berikut:

……. (13)


Gambar 10. Perbedaan kapasitas infiltrasi akibat perbedaan kelembaban tanah


Contoh 2:

Diketahui kapasitas infiltrasi awal f0 dari suatu luastangkapan hujan adalah 4,5 mm/jam, konstantawaktu K adalah 0,35/jam, dan kapasitas infiltrasiakhir fc sebesar 0,4 mm/jam. Gunakan persamaanHorton untuk menentukan kapasitas infiltrasi pada t= 10 menit, 30 menit, 1 jam, 2 jam, dan 6 jam.Tentukan pula infiltrasi total selama selang waktu 6jam tsb. Diasumsikan kondisi permukaan tanahtergenang secara kontinyu.


ir.-darmadi-.mm 24


Penyelesaian:

Dari persamaan Horton:

Dengan demikian, kapasitas infiltrasi untuksetiap waktu t adalah:

t (jam) 1/6 1/2 1 2 6

ft (mm/jam) 4,27 3,84 3,29 2,44 0,90


f0 = 4,50 mm/jam

fc = 0,40 mm/jam

Pers. Horton : ft = 0,40 + (4,50 – 0,40) e-0,35t


Penyelesaian:

Infiltrasi total selama selang waktu T = 6 jamadalah:


2. Metode Φ-indeks

Pada metode Φ-indeks diasumsikan nilai ft tidakbervariasi terhadap waktu.

Gambar 11. ilustrasi pengembanganmetode Φ-indeks


ir.-darmadi-.mm 25


Menentukan nilai Φ-indeks

Persamaan yang digunakan:

Vol. limpasan langsung = Vol. hujan efektif

VLL = Pef . A


Contoh 3:

Sebuah daerah tangkapan hujan dengan luas (A)0,25 km2 terjadi hujan dengan profil sebagaiberikut:

Jika volume limpasan langsung (VLL) adalah8.250 m3, tentukan nilai Φ-indeks.

Waktu (jam) 1 2 3 4 5 6

Curah hujan (mm) 7 18 25 12 10 3


Penyelesaian:

Tinggi limpasan langsung ( Pef) dalam mm:

VLL/A = 8.250/0,25x106 = 0,033 m = 33 mm

Nilai Φ-indeks ditentukan dengan cara coba-banding.

Pemisalan 1:

Misal 3 mm/jam < Φ-indeks < 7 mm/jam

Φ-indeks=[(7+18+25+12+10)-33]/5=7,8 mm/jam

Anggapan tidak benar, Φ-indeks > 7 mm/jam


Pemisalan 2:

Misal 7 mm/jam < Φ-indeks < 10 mm/jam

Φ-indeks = [(18+25+12+10)-33]/4 = 8 mm/jam

Anggapan benar, 7 mm/jam < Φ-indeks < 10 mm/jam

Φ-indeks = 8 mm/jam


ir.-darmadi-.mm 26


Gambar 11. ilustrasi perbedaan metode Horton dengan phi-indeks


3. Metode Green – Ampt (1911)

Gambar 12. Laju infiltrasi dan infiltrasi kumulatif


Gambar 13. Variabel dan potongan melintang media tanah dalam model Green-Ampt


Persamaan laju infiltrasi f:

Dimana infiltrasi kumulatif dirumuskan sebagai:

Nilai F pada pers (15) diperoleh dengan cara coba-banding.Pertama, dari nilai K, t, ψ, dan Δθ, dimisalkan nilai F padasisi kanan persamaan (nilai awal yg baik adalah F = Kt)sehingga diperoleh nilai F pada sisi kiri. Kedua, nilai F baruyg diperoleh pada tahap pertama digunakan sebagai pemisalankedua pada sisi kanan persamaan. Langkah-langkah tsbdiulangi sampai nilai F konstan.

……. (14)

……. (15)


ir.-darmadi-.mm 27


Perubahan kelembaban (Δθ) ditulis sebagai:

Dimana:

Dengan:

se = Kejenuhan efektif

θe = Porositas efektif

θ-θr = available moisture

η-θr = maximum possible available moisture

……. (16)

……. (17)


Tabel 1. Parameter infiltrasi Green-Ampt untuk berbagai kelas tanah


Contoh 4:

Menggunakan metode Green-Ampt, tentukanbesarnya laju infiltrasi dan infiltrasi kumulatifuntuk tanah lempung berlanau (silty clay soil)setiap selang waktu 0,1 jam selama 3 jamdimulai pada saat awal infiltrasi. Diasumsikannilai kejenuhan efektif se adalah 20 persen danterjadi genangan secara kontinyu.


Penyelesaian:

Dari Tabel 1 untuk tanah lempung berlanaudiperoleh parameter: θe = 0,423; ψ = 29,22 cm;dan K = 0,05 cm/jam.

Infiltrasi kumulatif dihitung dengan pers (15):

Untuk t = 0,1 jam, diperoleh dengan cara coba-banding F(0,1) = 0,29 cm


ir.-darmadi-.mm 28


Laju infiltrasi dihitung dengan pers (14)

Untuk t = 0,1 jam, dimana F(0,1) = 0,29 cm,diperoleh f(0,1):

Dengan cara yg sama diperoleh laju infiltrasi daninfiltrasi kumulatif untuk selang waktu yang lain.


Waktu (jam) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ft (cm/jam) 1.61 1.15 0.94 0.82 0.74 0.68 0.63 0.59 0.56 0.53

Ft (cm) 0.32 0.45 0.55 0.64 0.72 0.79 0.86 0.92 0.97 1.03

Waktu (jam) 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00

ft (cm/jam) 0.51 0.49 0.47 0.45 0.44 0.43 0.42 0.40 0.39 0.39

Ft (cm) 1.08 1.13 1.18 1.22 1.27 1.31 1.35 1.39 1.43 1.47

Waktu (jam) 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00

ft (cm/jam) 0.38 0.37 0.36 0.35 0.35 0.34 0.34 0.33 0.33 0.32

Ft (cm) 1.51 1.55 1.59 1.62 1.66 1.69 1.73 1.76 1.79 1.82

Tabulasi laju infiltrasi dan infiltrasi kumulatif tiap selang waktu 0,1 jam selama 3 jam


Kebutuhan Air

Manusia

Tanaman (Irigasi)

Industri

Hewan

Biotik Lahan


ir.-darmadi-.mm 29

Kebutuhan Air

Municipal/perkotaan:Domestic : 30 – 50%

Commercial : 10 – 50%

Industrial : 25 – 35%

Public service : 5 – 10%

Leakage : 8 – 24%

Rural/perdesaan: ?

40%

14%

27%

7%12%

Residential

Commercial

Industrial

Public

Unaccounted

Kebutuhan Air

Jumlah Penduduk(jiwa)

Jenis KotaJumlah

Kebutuhan Air(l/org/hari)

> 2.000.000 Metropolitan > 210

1.000.000-2.000.000 Metropolitan 150-210

500.000-1.000.000 Besar 120-150

100.000-500.000 Besar 100-120

20.000-100.000 Sedang 90-100

3.000-20.000 kecil 60-100

Proyeksi Pertumbuhan Penduduk

Aritmetik

Geometrik

Penurunan laju pertumbuhan

Matematik / logistic curve fitting

Perbandingan grafis

Perbandingan dan korelasi

Perkiraan rasio angkatan kerja


ir.-darmadi-.mm 30

Kebutuhan AirAritmatika

– Populasi bertambah dengan laju tetap.

– Untuk perencanaan jangka pendek (1 – 5 tahun).

Kebutuhan AirGeometris

– Populasi bertambah secara proporsional dari tahunke tahun.

– Untuk perencanaan jangka pendek (1 – 5 tahun).

Kebutuhan AirPenurunan Laju Pertambahan

– Populasi diasumsikan mencapai harga batasatau titik jenuh.

Kebutuhan Air

Logistic curve fitting

– Asumsi: Populasi tumbuh secara logistik.


ir.-darmadi-.mm 31

Pertumbuhan PendudukPerbandingan Grafis

Jumlah Penduduk Kota A 2020?

Pertumbuhan PendudukRasio dan Korelasi

Jumlah Penduduk Kota A 2010 jikapopulasi wilayah pada tahun 2010adalah 988.000?

Dari garfik diperoleh rasio jumlahpenduduk kota terhadap wilayahpada tahun 2010 adalah = 0,088,sehingga jumlah penduduk kota =0,088 X 988.000 = 86.944 jiwa

Kebutuhan Air

Industri


ir.-darmadi-.mm 32

Pengelolaan Sumberdaya AirTerpadu

Ketersediaan air permukaan tidak berimbang,

sehingga akan muncul kelangkaan AIR

BenuaLuas Penduduk Potensi Air Potensi Ketersediaan

juta km2 juta jiwa km3/tahun mm/tahun m3/kapita/thnEropa 10,46 685 2.900 277 4.234Amerika Utara 24,25 448 7.700 316 17.188Afrika 30,10 708 4.040 134 5.706Asia 43,48 3.403 13.508 311 3.969Amerika Selatan 17,86 315 12.030 674 38.190Australia &Oseania

8,95 29 2.400 268 83.624

Dunia 135,10 5.588 42.578 315 7.620Jawa 0,13 123 187 1.406 1.523Bali, NTT dan NTB 0,09 11 60 698 5.447Kalimantan 0,19 14 247 1.321 18.026Sumatera 0,47 41 738 1.567 18.132Sulawesi 0,54 10 1.008 1.884 97.363Maluku dan Papua 0,49 4 981 1.994 97.363Indonesia 1,91 203 3.221 1.692 15.903


ir.-darmadi-.mm 33

Efisiensi

Pembatasan pemakaian

Perebutan Penguasaan

Nilai Ekonomis

Water has an economic value in all itscompeting uses and should be recognizedas an economic good (DublinPrinciples,1992).

PermasalahanKelangkaan Air

Pembatasan Pemakaian Air, denganmenganggap Air sebagai Economic Good

Peningkatan cadangan air denganKonservasi, perlindungan daerah resapan,dan perbaikan kualitas lingkungan

Pilihan Solusi


ir.-darmadi-.mm 34

FORMULASI LINGO

FORMULASI LINGO FINAL


ir.-darmadi-.mm 35

Tugas

Bacalah UU Sumberdaya Air: buat ringkasandan pendapat Anda.

Hitung kebutuhan air aktual yang Andaperlukan!

Upaya apa yang dapat dilakukan untukmenekan kebutuhan air?

Apakah yang dimaksud dengan virtual waterdan water footprints? Tuliskan juga opini Andamengenai penjabaran dari istilah tersebut!

DEBIT ANDALAN

Dalam perencanaan pengembangan sumberdaya air diperlukan perhitungan ketersediaanair, dengan berdasarkan data debit aliranpermukaan ataupun berdasarkan hasil simulasineraca air.

Perlu diketahui debit air yang dapat diandalkan menggunakan analisa statistik.

Debit andalan dapat diperoleh dari analisastatistik data debit terukur yang ada.

Apabila tidak ada data debit terukur makadapat digunakan data debit hasilpemodelan/simulasi neraca air.

Cara perhitungannya seperti mencari curahhujan andalan untuk dalam perencanaanirigasi.

Data diurutkan dari besar ke kecil.

Masing-masing data di hitung probabilitasterlampauinya (exceedance probability):

Pr = n/(m+1) , dimana n adalah rangking danm adalah banyaknya data dan Pr adalahkemungkinan debit tersebut dapat disamai ataudilampaui.


ir.-darmadi-.mm 36

Perhitungan debit andalan operasi waduk(mingguan, sepuluh harian, bulanan)

Perhitungan debit andalan untuk pembangkittenaga listrikbiasanya diperlukan data debitharian.

Untuk operasi waduk biasanya diperlukanperhitungan debit andalan untuk masing-masingbulan (Januari – Des).

Untuk kasus ini perhitungan debit andalan dilakukanuntuk masing-masing bulan (seperti pada perhitungancurah hujan andalan pada perencanaan irigasi).

Untuk perencanaan pembangkit listrik tenaga airperhitungan debit andalan dilakukan berdasarkankeseluruhan data, tidak perlu dianalisis per kelompokbulan. 0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

0 20 40 60 80 100

Kurva Massa Debit Tahun 1991

Q80

Jadi nilai Q80 untuk tahun 1991 adalah 4,58 m3/detik

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

68.5 53.7 61.4 50.7 55.0 59.9 48.6 39.2 40.6 43.5 39.9 40.6 45.0 44.2 42.8 42.8 42.1 42.8 41.5


ir.-darmadi-.mm 37

ANALYSIS HIRACHIPROCESS

Analisis yang menghasilkan urutan alternatifberdasarkan tujuan, kriteria-kriteria danalternatif-alternatif yang ada.

Manfaat penggunaan AHP:

– Bobot-bobot relatif dari masing- masing kriteriadan alternatif-alternatif yang ada dapat ditentukan,yang selanjutnya dapat digunakan untuk menyusunperingkat alternatif.

– Sebagai input dalam pengambilan keputusan.

Langkah-langkah dalam AHP:

– Pembuatan struktur hirarki: tujuan, kriteria (dan sub kriteria), danalternatif

– Menentukan tingkat kepentingan dari kriteria maupun sub-kriteria.

Penyusunan perbandingan pasangan (pairwaise comparison)

Data kualitatif dan kuantitatif dapat digunakan untukmenentukan bobot dan prioritas.

– Menentukan tingkat kepentingan dari alternatif-alternatif untuktiap-tiap kriteria yang ada.

– Menghitung bobot dari tiap elemen matriks perbandinganpasangan, dengan menggunakan cara rata-rata geometrik ataudengan cara mencari eigenvector dari matriks-matriks tersebut.HITUNG EIGEN FACTOR

HITUNG PRIORITAS

Intensitas

Kepentingan

Keterangan

1 Kedua elemen sama pentingnya

3 Elemen yang satu sedikit lebih penting daripada

elemen yang lainnya

5 Elemen yang satu lebih penting daripada yang lainnya

7Satu elemen jelas lebih mutlak penting daripada

elemen lainnya

9 Satu elemen mutlak penting daripada elemen lainnya

2,4,6,8Nilai-nilai antara dua nilai pertimbangan-pertimbangan

yang berdekatan

Sumber: Decision Making For Leaders (Saaty,2001)

Contoh

Akan ditentukan lokasi suatu waduk, dari tigaalternatif yang tersedia, yaitu Lokasi A, LokasiB dan Lokasi C. Terdapat tiga kriteria yangdipakai dalam penentuan alternatif terpilih,yaitu: dukungan masyarakat, luas genangan,efektifitas mengendalikan banjir.


ir.-darmadi-.mm 38

Tujuan: memilih lokasi waduk

Kriteria:– Dukungan masyarakat (DM)

– Luas genangan (LG)

– Efektifitas pengendalian banjir (EF)

Alternatif:– Lokasi A

– Lokasi B

– Lokasi C

ContohPemilihan Lokasi Waduk

Lokasi Waduk

DukunganMasyarakat Luas Genangan

Site A Site B Site C

Tujuan

Kriteria

Alternatif

Efektifitaspenanggulanganbanjir

HASIL SURVAI DIPEROLEH

Dukungan masyarakat (DM)Luas genangan (LG)Efektifitas pengendalian banjir(EF)

HITUNG EIGEN FACTOR

HITUNG PRIORITAS

Eigenfactor

wi

Prio-ritas

xi


ir.-darmadi-.mm 39

HASIL AKHIR


ir.-darmadi-.mm 40

Konsistensi

Perubahan nilai pada suatu matriks akanmempengaruhi nilai eigen-nya.

Dapat dituliskan:

A.w = .w

(A-I).w = 0, karena w≠0, maka (A-I) = 0, sehingga harga max dapat diperoleh dari syarat: det(A-I) = 0.

Index Konsistensi (CI)= (max – n)/(n-1)

Konsisten jika CI < 0.1

E r o s i

"Erosion is the wearing away of the landsurface by rain or irrigation water, wind, iceor other natural or anthropogenic agents thatabrade, detach and remove soil from onepoint on the earth’s surface and deposit itelsewhere." (Glossary of Soil ScienceTerms. Soil Sci. Soc. Am. 1997)

# Erosi Lahan

Proses Erosi Permukaan

Erosi Lahan


ir.-darmadi-.mm 41

Erosi merupakan salah satu bagian dari prosessedimentasi.

Proses sedimentasi meliputi:

– Erosion: lepasnya partikel sedimen

– Entrainment: mulai terbawa sedimen

– Transportation: terangkutnya sedimen

– Deposition: terendapkannya sedimen

– Compaction: terpadatkannya sedimen

Perhitungan Erosi Lahan

Erosi dapat dihitung sebagai hasil perkaliandari faktor penyebab dan penghambat erosi:

– Energi kinetik hujan

– Erodibilitas tanah

– Faktor topografi

– Tanaman penutup dan cara bertanam

– Metoda pencegahan erosi

Universal Soil Loss Equation

A=R.K.LS.C.P

– A : laju erosi, ton/acre/tahun, ton/ha/tahun

– R : erosivitas hujan

– K : faktor tanah

– LS: faktor topografi

– C : faktor tutupan lahan / pola tanam

– P : faktor usaha pencegahan erosi

http://www.fao.org/docrep/T1765E/t1765e0e.htm

R, erosivitas hujan ton/ha/tahun

R : erosivitas hujan

Ri : curah hujan bulan ke i (cm)

Catatan: erosivitas hujan ini oleh Wischmeierdidefinisikan sebagai fungsi dari energi kinetikhujan dengan intensitas 30 menit (EI 30).


ir.-darmadi-.mm 42

K, faktor tanah

Wischmeier & Smith (1965)

– : panjang lereng, dalam feet

– : kemiringan lereng dalam derajat

– n = 0.3 untuk kemiringan / slope (V:H) ≤ 3%

– n = 0.4 untuk kemiringan = 4%

– n = 0.5 untuk kemiringan ≥ 5%

SL, faktor topografi

C, faktor tutupan lahan

C = C1.C2.C3

C1=pengaruh kanopi / tutupan oleh tumbuhantinggi

C2=pengaruh tutupan oleh mulsa / tanamandekat permukaan tanah.

C3=pengaruh residual akibat penggunaanlahan


ir.-darmadi-.mm 43

C1

C2

C3

P, pengaruh usaha konservasi


ir.-darmadi-.mm 44

Strip Cropping, Contour

Contoh PerhitunganDiketahui suatu lahan dengan panjang lereng 300 meter, kemiringan

lahan 20%. Prosentase debu+pasir halus = 42%, pasir 0.1 – 2mm= 12%, Struktur tanah termasuk tipe 3 (medium), permeabilitastermasuk tipe 3 (moderate).

Jika diketahui data hujan bulanan adalah:

Tinggi pohon rata-rata adalah 2 meter, lahan yang tertutup pohonadalah 40%. Sisa lahan yang ada tertutup vegetasi rendah / mulsadan belum ada perubahan tata guna lahan.

Pada lahan tersebut tidak dilakukan usaha konservasi.

Hitunglah besar erosi tahunan pada lahan tersebut (ton/acre/tahun)

Contoh PerhitunganHitung R, diperoleh = 1099 / tahun

K = 0.23

LS = 12

C1 = 0.8, C2 = 0.25, C3 = 1

P = 1.0

A = …..ton/acre/tahun.

Sehingga laju erosi pada lahan tersebut adalah …ton/acre/tahun

Keterbatasan USLE

Dikembangkan dari data yang relatif terbatas(jumlah maupun sebaran area-nya).

Dikembangkan untuk erosi jenis sheet dan rill.

Untuk material diameter ≤1 mm.

Tidak ada tinjauan hubungan antar parameter(K, LS, C, P)

Apakah semua sedimen yang tererosi di lahanakan masuk ke dalam aliran sungai?


ir.-darmadi-.mm 45

Sedimentasi Waduk SUMUR DAN PARIT RESAPANUntuk menanggulangi defisit air tanah, telah

banyak pemikir yang mengajukan konseppengisian buatan (artificial recharge), misalnyadengan genangan buatan dengan sumber air darisungai, membuat kolam-kolam di sekitar rumah,pemanfaatan pipa jaring-jaring drainase yangporus guna meresapkan air hujan di sekitarrumah, dan menyebarkan air pada lahan yangluas dan sekaligus untuk mengairi daerahpertanian. Cara yang terakhir ini telah lamadipraktikkan di Jawa dan Bali yaitu pada lahanpertanian basah (padi sawah).

7/18/2012 179

I. PENDAHULUAN Pengisian air tanah buatan ke dalam waduk bawah tanah

mempunyai kegunaan sebagai berikut:1. Menyimpan kelebihan air permukaan di dalam waduk bawah

tanah.2. Memperbaiki kualitas air tanah lokal melalui pencampuran

dengan pengisian air tanah yang berasal dari air hujan.3. Pembentukan lapis tekanan (pressure barriers) untuk

mencegah intrusi air laut.4. Meningkatkan produksi air tanah, baik untuk air minum

maupun keperluan lainnya.5. Pengurangan biaya operasi pompa dengan meningginya muka

air tanah.6. Mencegah terjadinya penurunan muka tanah (land subsidence).

7/18/2012 180


ir.-darmadi-.mm 46

I. PENDAHULUANWalaupun kegunaan pengisian air tanah buatan

sangat banyak, namun tidak dapat diterapkan disembarang tempat. Beberapa persyaratan fisikyang harus dipenuhi dalam pembuatan pengisianair tanah buatan antara lain:1. Tersedia kapasitas yang memadai.2. Tersedia air yang cukup dengan kualitas yang

memadai (lebih baik dari kualitas air tanahlokal).

3. Tanah atau batuan pada lokasi mempunyaipermeabilitas yang cukup.

7/18/2012 181

II. SUMUR RESAPANDANGKAL

Sumur resapan sebenarnya telah banyak digunakan oleh nenekmoyang kita, yaitu dengan membuat lubang-lubang galian dikebun halaman serta memanfaatkan sumur-sumur yang tidakterpakai sebagai penampung air hujan.

Konsep dasar sumur resapan pada hakekatnya adalah memberikesempatan dan jalan pada air hujan yang jatuh di atap atau lahanyang kedap air untuk meresap ke dalam tanah dengan jalanmenampung air tersebut pada suatu sistem resapan.

Berbeda dengan cara konvensional dimana air hujandibuang/dialirkan ke sungai diteruskan ke laut, dengan caraseperti ini dapat mengalirkan air hujan ke dalam sumur-sumurresapan yang dibuat di halaman rumah.

7/18/2012 182


7/18/2012 183Gambar 1. Ilustrasi sumur resapan di halaman rumah tinggal


7/18/2012 184Gambar 2. Contoh sumur resapan di halaman rumah tinggal


ir.-darmadi-.mm 47


7/18/2012 185Gambar 3. Konstruksi sumur resapan dilengkapi bak kontrol


Sumur resapan ini merupakan sumur kosongdengan kapasitas tampungan yang cukup besarsebelum air meresap ke dalam tanah.

Dengan adanya tampungan, maka air hujanmempunyai cukup waktu untuk meresap kedalam tanah, sehingga pengisian tanah menjadioptimal.

7/18/2012 186


Berdasarkan konsep tersebut, maka ukuranatau dimensi sumur yang diperlukan untuksuatu lahan atau kapling sangat bergantungdari beberapa faktor berikut:

1. Luas permukaan penutupan

2. Karakteristik hujan

3. Koefisien permeabilitas tanah

4. Tinggi mukai air tanah

7/18/2012 187


1. Metode Litbang Permukiman PU (1990)

Pusat penelitian dan Pengembangan Permukiman,Departemen PU (1990) telah menyusun standar tatacara perencanaan teknis sumur resapan air hujanuntuk lahan pekarangan yang dituangkan dalam SKSNI T-06-1990 F. Metode PU menyatakan bahwadimensi atau jumlah sumur resapan air hujan yangdiperlukan pada suatu lahan pekarangan ditentukanoleh curah hujan maksimum, permeabilitas tanahdan luas bidang tanah.

7/18/2012 188


ir.-darmadi-.mm 48


a. Dinding sumur porus

7/18/2012 189

Gambar 4. keseimbangan air dinding sumur porus

Volume air masuk Vol i = A I TVolume air keluar lewat dasar Vol od = As T KVolume air keluar lewat samping Vol os = P H T KVolume tampungan Vol t = As H

A = Luas AtapI = Intensitas HujanT = Durasi HujanAs = Luas sumurK = Koefisien PermeabilitasP = keliling basah sumur


Volume air masuk Vol i = A I TVolume air keluar lewat dasar Vol od = As T KVolume air keluar lewat samping Vol os = P H T KVolume tampungan Vol t = As H

Keseimbangan menjadi:Vol t = Vol i – (Vol od + Vol os)As H = A I T - As T K - P H T KH (As + P T K) = A I T – As T K

Maka:7/18/2012 190

………………… (1)


b. Dinding sumur kedap air

Dengan:

H : tinggi muka air dalam sumur (m)

I : intensitas hujan (m/jam)

A : luas atap (m2)

AS : luas tampang sumur (m2)

P : keliling sumur (m)

K : koefisien permeabilitas tanah (m/jam)

T : durasi hujan/pengaliran (jam)7/18/2012 191

………………… (2)

2. Sunjoto (1988)

Secara teoritis, volume dan efisiensi sumur resapan dapat dihitung berdasarkankeseimbangan air yang masuk ke dalam sumur dan air yang meresap ke dalamtanah (Sunjoto, 1988) dan dapat dituliskan sebagai berikut.

Dengan:

H : tinggi muka air dalam sumur (m)

F : faktor geometrik (m)


T : durasi dominan hujan (jam)

R : radius sumur (m)

Q : debit air masuk (m3/jam) Q = C I A

C : koefisien runoff atap (-)


A : luas atap (m2)7/18/2012 192

………………… (3)


ir.-darmadi-.mm 49

II.1. Konstruksi Sumur ResapanDangkal

Pada dasarnya sumur resapan dapat dibuat dari berbagai macambahan yang tersedia di lokasi. Yang perlu diperhatikan bahwauntuk keamanan, sumur resapan perlu dilengkapi dengandinding (Gambar 5). Bahan-bahan yang diperlukan untuk sumurresapan meliputi:

1. Saluran pemasukan/pengeluaran dapat menggunakan pipabesi, pipa PVC, atau dari pasangan batu.

2. Dinding sumur dapat menggunakan anyaman bambu, drumbekas, tangki fiberglass, pasangan batu bata, atau buis beton.

3. Dasar sumur dan sela-sela antara galian tanah dan dindingtempat air meresap dapat diisi dengan ijuk atau kerikil.

7/18/2012 193

II.1. Konstruksi Sumur ResapanDangkal

7/18/2012 194

Gambar 6. Salah satu contoh konstruksi sumur resapan

II.2. Persyaratan Sumur ResapanDangkal

No. Bangunan/obyek yang ada Jarak minimal dengan sumurresapan (m)

1 Bangunan/rumah 3,0

2 Batas pemilikan lahan/kapling 1,5

3 Sumur untuk air minum 10,0

4 Septik tank 10,0

5 Aliran air (sungai) 30,0

6 Pipa air minum 3,0

7 Jalan umum 1,5

8 Pohon besar 3,0

7/18/2012 195

Tabel 1. Jarak minimum sumur resapan dengan bangunan lainnya

II.2. Persyaratan Sumur ResapanDangkal

Gambar 7. Tata letaksumur resapan (atas)dan konstruksinya(bawah) untuk resapanair hujan rumah tinggal

7/18/2012 196


ir.-darmadi-.mm 50

II.3. Perencanaan Praktis SumurResapan

Secara analitis untuk menentukan besarnya sumur resapanmemerlukan data dan perhitungan yang cukup rumit, khususnyabagi orang awam, karena banyak faktor yang harusdiperhitungkan kemungkinan sangat bervariasi dari satu lokasidengan lokasi lainnya.

Untuk memasyarakatkan sumur resapan ini, maka tiap-tiapdaerah perlu membuat peta sumur resapan, yang memuat datatanah, kedalaman air tanah dan sekaligus dimensi sumur untuktiap satuan luas lahan.

Tabel 2 menampilkan contoh kebutuhan sumur resapan untukberbagai luas kapling pada tanah dengan permeabilitas rendah(SK. Gub. No. 17 Th. 1992 dalam Dinas Pertambangan DKIJakarta dalam Suripin, 2004).

7/18/2012 197

II.3. Perencanaan Praktis SumurResapan

No. Luas Kapling(m2)

Volume sumur resapan dengansaluran drainase sebagai

pelimpasan (m3)

Volume sumur resapan tanpasaluran drainase sebagai

pelimpasan (m3)

1 50 1,3 – 2,1 2,1 – 4,0

2 100 2,6 – 4,1 4,1 – 7,9

3 150 3,9 – 6,2 6,2 – 11,9

4 200 5,2 – 6,2 8,2 – 15,8

5 300 7,8 – 12,3 12,3 – 23,4

6 400 10,4 – 16,4 16,4 – 31,6

7 500 13,0 – 20,5 20,5 – 39,6

8 600 15,6 – 24,6 24,6 – 47,4

9 700 18,2 – 28,7 28,7 – 55,3

10 800 20,8 – 32,8 32,8 – 63,2

11 900 23,4 – 36,8 36,8 – 71,1

12 1000 26,0 – 41,0 41,0 – 79,07/18/2012 198

Tabel 2. Volume sumur resapan pada tanah dengan permeabilitas rendah

II.4. Sumur Resapan Kolektif

7/18/2012 199Gambar 8. Konstruksi kolam resapan dipadukan pertamanan

II.4. Sumur Resapan KolektifKolam resapan merupakan kolam terbuka yang

khusus dibuat untuk menampung air hujan danmeresapkannya ke dalam tanah.

Model kolam ini cocok untuk kawasan dimanaair tanahnya dangkal namun tersedia lahan yangcukup luas.

Model ini dapat dipadukan dengan pertamananatau hutan kota/hutan masyarakat.

Dengan demikian kolam resapan dapatmempunyai fungsi ganda, konservasi air danudara, sekaligus mempunyai nilai estetika.

7/18/2012 200


ir.-darmadi-.mm 51

III.1. Kapasitas Sumur ResapanDalam

Kapasitas sumur resapan dalam dapat didekati dengan persamaan dasaryang dikembangkan dari percobaan Darcy, yang menyatakan bahwakapasitas akuifer untuk meloloskan air tergantung pada permeabilitaslapisan akuifer, tebal akuifer, dan beda potensiometric head.

Secara matematis kapasitas sumur dalam dapat ditulis dalam bentuk:

Dimana:

Q : debit (m3/det)

K : Permeabilitas akuifer (m/det)

B : tebal confined aquifer (m)

h1, h2 : ketinggian potensiometric surface sumur pantau (m)

r1, r2 : jarak sumur pantau terhadap pusat sumur pengisian (m)

7/18/2012 201

………………… (4)


7/18/2012 202Gambar 11. Sumur resapan dalam


Jika tidak menggunakan sumur pantau, persamaandapat ditulis dalam bentuk lain menjadi:

Dimana:

Q : debit (m3/det)

K : permeabilitas akuifer (m/det)

B : tebal confined aquifer (m)

H : ketinggian potensiometric surface

r : jari-jari pipa (m)7/18/2012 203

………………… (5)

IV. PARIT RESAPAN1. Sunjoto (1996)

Secara analitis Sunjoto menurunkan formula ini dengan asas kesetimbangan dinamik sebagaiberikut:

Dengan:

B : panjang parit (m)

b : lebar parit (m)

f : faktor geometrik parit (m)


H : tinggi muka air dalam parit (m)

T : durasi dominan hujan (jam)

Q : debit masuk (m3/jam) Q = C I A

C : runoff coefficient atap (-)


A : luas atap (m2)

L : tinggi dinding parit porus (m)7/18/2012 204

………………… (6)


ir.-darmadi-.mm 52

V. LATIHAN SOAL Soal:

Rencanakan sumur resapan untuk menampung air dari luasbangunan (atap) dengan luas 300 m2 dengan data sebagaiberikut:a. K = 1,5 x 10-4 m/detb. I = 100 mm/jamc. A = 300 m2

d. T = 2 jame. F = 2 π Rf. R = 50 cmg. C = 0,95Semua satuan harus disamakan dalam M-K-S

7/18/2012 205

V. LATIHAN SOAL

Penyelesaian:

Debit air yang masuk sumur adalah:

Q = C I A

Q = 0,95 x (100/1000) x 300

Q = 28,50 m3/jam

Menurut Sunjoto (1988)

7/18/2012 206

V. LATIHAN SOAL

7/18/2012 207

Jika digunakan sumur dengan kedalaman 5m, maka jumlah sumur yang dapat dibuatadalah 4 buah.

Apa definisi banjir?

Apa penyebab banjir?

Apa saja jenis-jenis banjir yang ada?

Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi banjir?

Apa saja dampak banjir?

Bagaimana cara memperkirakan banjir?

Bagaimana merencanakan perlindungan terhadapbahaya banjir?

1.1 Concept Flood / Banjir


ir.-darmadi-.mm 53

Definisi Banjir

Chow (1956): “A flood is a relatively highflow which overtaxes the natural channelprovided for runoff.”

Rostvedt et al. (1968):”A flood is any highstreamflow which overtops natural or artificialbanks of a stream.”

Ward (1978): “A flood is a body of waterwhich rises to overflow land which is notnormally submerged.”

Banjir:

Luapan aliran akibat air atau bentuk air lain ygmelebihi normalnya, atau penumpukan air akibatpengaliran di suatu daerah yg biasanya terendam

(flood)

Banjir bandang:

Banjir yg berlangsung dlm selang waktu pendek dgpuncak debit yg cukup tinggi

Banjir tahunan:

Debit puncak harian yg tertinggi dalam “tahun air”,atau

Banjir yg ketinggiannya sama atau melebihi rata-rata tahunannya

Jenis Banjir

Jenis banjir:

– Banjir di sungai (river floods)

Terjadi pada bantaran

Terdapat debit yang melebihi kapasitas

– Banjir di derah pantai (coastal floods)

Penggenangan oleh air laut akibat dinamika air laut(pasang surut, badai)


ir.-darmadi-.mm 54

Pengurangan Dampak Banjir1. Mengurangi debit puncak Reservoir2. Membatasi area pergerakan airTanggul Banjir3. Mengurangi elevasi muka air banjir Perbaikan

saluran4. Pemindahan aliranKanal Banjir5. Floodproofing6. Pengurangan limpasanManajemen kawasan7. Peringatan dini dan evakuasi8. Manajemen dataran banjir

Prasarana Sumber Daya Air

Prasarana SDA adalah bangunan air besertabangunan lain yang menunjang kegiatanpengelolaan sumber daya air, baik langsungmaupun tidak langsung.

Contoh: Waduk/reservoir, bangunan-bangunan irigasi, bangunan pengatursungai/perlindungan tebing sungai.

Tanggul Tanah


ir.-darmadi-.mm 55

Tanggul Beton

Tanggul Beton

Lokasi Penanggulan

Lokasi Penanggulan


ir.-darmadi-.mm 56

Lokasi Penanggulan

Peninggian Tanggul Darurat Pengalihan Debit Banjir


ir.-darmadi-.mm 57

DAERAH PENGUASAAN SUNGAI

DATARAN BANJIR(“FLOOD PLAIN”)DATARAN BANJIR

SUNGAI

Garis Sempadan (GS)GS

GSGS

DATARAN BANJIRDATARAN BANJIR

M.A.N

M.A.B

BANJIR

KONDISI BANJIR

BANJIR

PALUNG SUNGAI

DEBIT/ALIRAN NORMAL

DEBIT > 50 TAHUNAN

us

BANJIR DAN MASALAH BANJIR

TRADISIONAL“OK”NO PROBLEM

MODEREN

DAERAH PENGUASAAN SUNGAI

DATARAN BANJIR(“FLOOD PLAIN”)DATARAN BANJIR

SUNGAI

GSGS

GSGS

DATARAN BANJIRDATARAN BANJIR

BANTARAN BANTARAN

TANGGUL

MASALAH BANJIR

M.A.N

BANJIR

MASALAH BANJIR

BANJIR YANG LAYAK DIKENDALIKAN

BANJIR TERBESAR (PMF)

BANJIR

PALUNG SUNGAI

MAB

BEBAS BANJIRKAH ??

BANJIR TERBESAR (PMF)

TIDAK DIJAMIN MAS,

MAB

DEBIT/ALIRAN NORMAL

TIDAK LAYAK DANLEBIH BERBAHAYA

DEBIT > 50 TAHUNAN

TANGGUL (STRUKTUR) TIDAK BISA MENJAMINDATARAN BANJIR TERBEBAS DARI BANJIR DANGENANGAN SECARA MUTLAK. SETUJU??!

Kegiatan Pengembangan SumberDaya Air

Struktural:Pemanfaatan air

Pengendalian daya rusak air

Pengaturan badan air (sungai, situ, danau)

Non-struktural:Penyusunan peraturan

Penyusunan program kegiatan

Penghijauan, konservasi lahan


ir.-darmadi-.mm 58

WadukDefinisi: Adalah bangunan untuk menampung air pada waktuterjadi surplus air di sumber air agar dapat dipakai sewaktuterjadi kekurangan air.

Fungsi:

penyimpanan air, pemanfaatan air, pengendalian banjir.

– Waduk buatan/bendungan

– Waduk lapangan (pengempangan mata air)

– Embung (sejenis waduk kecil di NTB)

– Situ (sejenis waduk kecil di jawa barat)

Jenis simpanan:

– Dead storage: volume dibawah elevasi muka air minimum

– Life storage: volume diantara elevasi muka air minimumdan elevasi mercu pelimpah / spillway.

– Tampungan banjir: volume diantara elevasi muka air banjirrencana dan elevasi mercu pelimpah/spillway

Muka air normal / Normal pool level: elevasi muka airmaksimum di reservoir dalam kondisi operasi.

Muka air minimum / Minimum pool level: elevasi muka airterendah akibat pengambilan dalam waktu operasi.

Useful storage/live storage: tampungan air yang beradadiantara muka air normal (normal pool level) dan muka airminimum (minimum pool level).

Dead storage : volume tampungan air di bawah muka airminimum.

Surcharge storage / Flood storage: volume air di atas muka airnormal akibat banjir.

Bank storage: tampungan yang terjadi pada tebing waduk yanglolos air / permeable.

Karakteristik Waduk

Volume

Luas

Elevasi

Contoh:


ir.-darmadi-.mm 59

Penentuan Tampungan Waduk

Inflow berubah-ubah terhadap waktu.

Metoda Rippl

Perhitungan Tampungan Waduk

Metoda Rippl

Diketahui kurva massainflow sebagaimanadalam gambar disamping. Berapakahtampungan wadukyang diperlukanapabila kebutuhan airadalah 75000 acreft/tahun?

Perhitungan Tampungan Waduk

Metoda Rippl

Perhatikan kurvamassa inflow waduk disamping. Berapakahsuplai air yang bisadisediakan dari suatureservoir dengankapasitas 30000 acreft?


ir.-darmadi-.mm 60

Keandalan WadukKeandalan waduk didefinisikan sebagai probabilitas di manawaduk dapat mensuplai kebutuhan yang diharapkan selamausia guna (lifetime) tanpa adanya kekurangan.

Usia guna biasanya antara 50 – 100 tahun.

Bagaimana cara perhitungannya?– Menyusun 500-1000 set kondisi inflow dan pengambilan. Lama waktu

dari masing-masing set adalah sama dengan usia guna / lifetime.

– Dari masing-masing set diambil harga tampungan yang diperlukan.

– Lakukan analisis frekuensi pada harga-harga tampungan.

– Buat kurva keandalan: volume tampungan vs. probabilitas.

– Makin besar volume tampungan makin besar keandalannya.

Sedimentasi Waduk

Sun, Wind, Water ELECTRICITY• Solar Electricity

- Simpe- Reliable- No moving parts- Low maintenance- Resources available to most people

Wind Electricity- Requires tall towers- Requires regular maintenance- Complements PV- Resource available to few people

Hydro Electricity- Most cost effective- reasonable maintenance- constant output- resource available to fewest people

Hydro Power

Full Scale Hydro (> 10 MW)

-Large towns and extensive grid supplies Mini -Hydro (300 kW to 10 MW)

Micro-Hydro (50 W – 300 kW)-ideal for remote areas away from the grid groupof houses to small factories (mini -grid)-AC or DC- Cost ranging between $2,000 - $10,000

Pico-Hydro (< 50 W)


ir.-darmadi-.mm 61

Micro -Hydro

• AdvantagesUses portion of stream flow environmentallydesign AC or DCFlow as low as 5 gpm, head as low as 2 ft-No fuel reuqired-Available energy is predictable-Available to meet continual demand- Low maintenance and operating costs-Long lasting and reliable-Can be connected to the utility grid

Micro -Hydro

• Disadvantages- Certain flow, head and output characteristics are required- Very site specific -seasonal variations in flow- Lack of knowledge and skills to sustain technology- Not all sites where there is potential energy available will

allow micro -hydro to be developed in a cost effectivefashion.

- Fixed costs

Settling basin

Forebay tankChannel

Intake anddiversion weir

Saw mill

Powerhouse

Energy released by a falling body ofwater of mass, m, over a height, h(static head)E = mgh = ρVol. gh (Joules) Power associated with falling bodyof waterP = dE/dt = ρgh. dVol/DtP = ρghQ (Watts) where Q flow rate in m3/s enteringthe turbineInclude friction losses in penstocksand channel, etc..P net = e o P = e o ρghQ (Watts)

Since ρg = 10 kN/m3 for water, aquickestimate of Pnet can be determined bytaking eo = 0.5. Thus,Pnet = eo P = 0.5x10xhxQ (kWatts)


ir.-darmadi-.mm 62

Measuring Flow

• Bucket Method

Float Method

Weir Method

Salt Dilution Method

Flow meter

Float Method

Flow = Area x average velocity

Area = Stream Width x AverageDepth

Weir Method

Salt Dilution Method

Q = M/kA

M: mass of salt (g)A: area under curve (Ω‐1s)k: Conversion factor (gΩ/l)

modul-psda-2012-sumberdayaair.pdf

Documents