4-2-5(1)

VOLUME 4 NO. 2, OKTOBER 2008

________________________ 1 Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas

49

KAJIAN PEMBANGUNAN WADUK UNTUK MENINGKATKAN

PRODUKTIFITAS PLTA BATANG AGAM

Februarman 1

ABSTRAK

PLTA Batang Agam mempunyai tiga buah turbin dengan kapasitas daya listrik sebesar 10,5 MW. Debit rata-rata tahunan dari aliran Batang Agam hanya 8,26 m3/s atau 63,57 % dari kapasitas debit 13 m3/detik, sedangkan daya rata-rata tahunan adalah 43,94 %. dari kapasitas terpasang 10,5 MW (Setiadi Akbar, 2006).

Untuk memanfaatkan debit aliran yang berfluktuasi, telah dilakukan analisis aliran sungai untuk data aliran tahun 2002 sampai dengan tahun 2005. Dari analisis yang dilakukan dengan menggunakan kurva massa Ripple, maka diperoleh hubungan produksi debit dengan kapasitas waduk yang dibutuhkan. Untuk produksi debit 11,5 m3/detik diperlukan waduk dengan kapasitas 49,5 juta m3 dan produksi waduk 9,25 m3/detik diperlukan kapasitas waduk 25 juta m3. Kedua nilai debit ini masih dibawah dari kebutuhan penuh PLTA sebesar 13 m3/detik. Pembangunan waduk dengan kapasitas 25 juta m3 akan membutuhkan pembiayaan yang cukup besar, sehingga hal ini tidak efektif untuk meningkatkan produktifitas daya pada PLTA Batang Agam. Kata Kunci : daya listrik, fluktuasi debit, waduk. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Kebutuhan daya listrik selalu meningkat dari tahun ke tahun. Salah satu pembangkit listrik yang hemat energi, pemeliharaan dan bebas polusi adalah pembangkit listrik tenaga air (PLTA). PLTA Batang Agam yang terletak di Kabupaten Lima Puluh Kota memiliki 3 (tiga) turbin yang bisa digunakan untuk menghasilkan daya listrik sebesar 10,5 MW, masing-masing turbin bisa menghasilkan 3,5 MW.

Seiring dengan berjalannya waktu, banyak terjadi perubahan pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Batang Agam, antara lain peristiwa meletusnya gunung Merapi mengakibatkan beralihnya salah satu alur sungai akibat runtuhan batu-batuan yang menutup jalur sungai, bertambahnya pemukiman penduduk, pembukaan lahan-lahan baru untuk dijadikan areal pertanian dan perkebunan, menyebabkan debit aliran sungai menurun sehingga produksi listrik jauh dibawah kapasitas PLTA yaitu hanya sebesar 56% dari kapasitas terpasang (Setiadi Akbar, 2006).

Kurangnya produktifitas PLTA ini adalah akibat menurunnya debit aliran dimana fluktuasi debit yang cukup besar antara musim hujan dan musim kemarau. Oleh karena itu perlu dikaji beberapa alternatif upaya untuk meningkatkan debit aliran sungai (energi primer) dengan memanfaatkan energi sekunder, seperti pembangunan waduk seri, memperbaiki daerah resapan dengan reboisasi, serta penataan kawasan pada DAS.

Kajian Pembangunan Waduk

untuk Meningkatkan Produktifitas PLTA Batang Agam

50 | JURNAL REKAYASA SIPIL

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah : 1. Menganalisis data aliran sungai Batang Agam. 2. Menentukan kapasistas waduk dan pengaruhnya terhadap produksi PLTA.

Manfaat dari penelitian adalah : 1. Dapat memberikan gambaran debit aliran sungai Batang Agam yang sesungguhnya terjadi. 2. Produksi listrik dapat meningkat. 3. Sebagai dasar untuk mengambil kebijakan dalam hal penanganan sistem sungai Batang Agam. 1.3 Batasan Masalah

Pengkajian PLTA erat sekali dengan berbagai bidang disiplin ilmu. Pada penelitian ini yang akan dikaji hanyalah analisis aliran sungai untuk rentang data 4 tahun (2002 – 2005) dan menentukan kapasitas waduk untuk berbagai produksi debit yang memungkinkan. 1.4 Lokasi Daerah Penelitian

Lokasi daerah penelitian adalah pada PLTA Batang Agam, Jalan Raya Bukittinggi – Payakumbuh Kabupaten Agam.

10

Bukittinggi524

7

6

3

1

15

813

9

11

1214

1817

16

Payakumbuh

2319

2

20

2122

3

25

26

24

Gambar 1. Lokasi PLTA Batang Agam 2. DASAR TEORI

Aliran sungai merupakan dari siklus hidrologis, dan besar serta fluktuasi aliran sangat tergantung pada ukuran dan karakteristik daerah tangkapannya (DAS) dan curah hujan. 2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS)

Konsep daerah aliran sungai atau yang sering disingkat DAS merupakan dasar dari semua perencanaan hidrologi. Secara umum DAS dapat didefinisikan sebagai suatu wilayah yang dibatasi

Keterangan : 1. Jalan Raya (Roads) 14. Tanggul 2. Jalan Kereta Api (Rail Way) 15. OUTLET 3. Jalan Proyek (Access Roads) 16. Operation Room 4. Batang Agam (Agam River) 17. Pengadukan Beton 5. Bendungan (DAM) 18. Ter. III ( Tunnel III) 6. Ter. I (Tunnel I) 19. Ter. Pembantu (Adit) 7. Kolam Penampungan Pasir (Sand Trap) 20. Surge Tank 8. Penguras (Spill Way) 21. Valve Chamber 9. Bendungan Irigasi (Irigation DAM) 22. Penstock 10. Ter. II (Tunnel II) 23. Gedung Sentral 11. Kolam Tando (Daily Pondage) 24. Jembatan (Bridge) 12. IN LET 25. Komplek Perumahan 13. Penguras (Spill Way) 26. Gardu Induk

Februarman

VOLUME 4 NO. 2, OKTOBER 2008 | 51

oleh batas alam, seperti punggung bukit atau gunung, maupun batas buatan, seperti jalan atau tanggul, dimana air hujan yang turun diwilayah tersebut memberi kontribusi aliran ke titik kontrol (outlet).

Menurut kamus Webster, DAS adalah suatu daerah yang dibatasi oleh pemisah topografi, yang menerima hujan, menampung, menyimpan dan mengalirkan ke sungai dan seterusnya ke danau atau ke laut. Daerah aliran sebuah sungai adalah tempat presipitasi itu mengkonsentrasi ke sungai. Garis batas daerah-daerah aliran yang berdampingan disebut batas daerah pengaliran. Luas daerah pengaliran diperkirakan dengan pengukuran daerah itu pada peta topografi. 2.2 Analisis Debit Aliran Sungai

Debit sungai adalah volume air yang mengalir melalui suatu penampang melintang pada titik tertentu persatuan waktu pada umumnya dinyatakan dengan m3/s (Suryono, 1994). Dari elevasi-elevasi muka air dan hubungan antara elevasi dan debit yang diturunkan/ dijabarkan dari pengukuran-pengukuran velocity area kemudian diproses dan diperiksa kualitasnya, maka data-data dasar yang diperoleh merupakan data rata-rata harian (daily mean discharge) dan data-data aliran puncak sesaat (instaneus peak discharge). Dalam menganalisis hasil pengukuran tersebut harus diperhitungkan pengaruh-pengaruh pengambilan di bagian upstream dari stasiun pengukuran aliran sungai yang mungkin secara total dikontrol oleh operasi sebuah waduk (reservoir). 2.3 Waduk

Untuk keperluan sumber daya air, pengambilan air secara langsung dari sungai kemungkinan besar tidak akan dapat memenuhi kebutuhan penyediaan air bagi pemakainya pada saat air rendah atau di musim kering/ kemarau, maka dibuatlah suatu waduk yang gunanya menampung kelebihan air dalam periode pengaliran air tinggi (kelebihan air) yang akan digunakan selama musim kering berikutnya. Disamping sebagai penyimpan air pada musim hujan, waduk dapat pula dijadikan tempat menampung air banjir untuk sementara waktu dan dilepas/ dibuang ke hilir pada waktu banjir mulai surut (pengendalian banjir). 2.4 Analisis Perencanaan Waduk

Sebuah proyek air bersih, irigasi atau tenaga air yang mengambil air dari sebuah sungai mungkin tidak dapat memenuhi kebutuhan pelanggannya selama aliran sungai rendah (low flows) atau musim kemarau. Sungai ini mungkin saja membawa sedikit air atau tidak ada air sama sekali pada saat tertentu. Tetapi, sungai ini sering pula menjadi sumber bencana pada saat musim hujan. Sebuah waduk cadangan (storage) atau waduk konservasi (conservation) atau waduk penyimpanan (reservoir) dapat mengendalikan aliran sungai tersebut pada saat aliran tinggi (high flow) untuk digunakan pada saat musim kekeringan. Karena kebutuhan air bervariasi, kadang-kadang perlu membuat waduk-waduk pembagi (distribution reservoirs) di dalam sistem penyedia air (water-supply system). Waduk seperti ini dapat menjaga keseragaman debit air, dan ketika kebutuhan akan air tinggi, air dapat diambilkan dari waduk cadangan.

Berapapun ukuran waduk tersebut, fungsi utama waduk adalah untuk menstabilkan aliran air, baik mengatur pasokan air dari sungai alami (natural stream) atau memenuhi variasi kebutuhan air (Linsley, 1979). 2.5 Produksi dan Kapasitas Waduk

Barangkali aspek yang paling penting dari perencanaan waduk adalah analisis hubungan antara produksi (yield) dengan kapasitas waduk. Yield adalah jumlah air yang dapat disuplai dari waduk pada interval waktu tertentu. Yield ini bergantung pada inflow dan nilainya akan bervariasi dari tahun ke tahun.




Produksi aman (safe yield atau firm yield) adalah jumlah maksimum air yang dapat dijamin selama musim kering kritis. Penentuan kebutuhan kapasitas suatu waduk pada aliran sungai biasanya disebut studi pengoperasian waduk (operation study). 2.6 Penentuan kapasitas Waduk dengan Kurva Massa Ripple

Ada beberapa metoda yang dapat dipakai dalam menentukan kapasitas waduk, diantaranya adalah dengan metoda kurva massa Ripple. Kurva massa atau diagram Ripple adalah suatu plotting kumulatif dari aliran masuk netto ke waduk (net reservoir inflow). Gambar di bawah merupakan contoh suatu kurva massa. Kemiringan garis singgung pada kurva massa pada suatu waktu adalah merupakan ukuran inflow pada saat itu.

Gambar 2. Kurva Massa pada Suatu Waktu

Pada suatu daerah aliran sungai untuk daerah tertentu terdapat perbedaan tinggi pada sungai sebesar H meter. Daya yang dapat dibangkitkan karena perbedaan tinggi ini adalah sebesar :

P = Q ρ g H (Watt) = 9,8 Q H (kW) (1)

dimana : P = daya (kW) Q = debit aliran (m3/dt) ρ = massa jenis (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/dt2) H = tinggi jatuh efektif (m) 3. METODOLOGI PENELITIAN Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini meliputi studi pustaka, peninjauan lapangan, pengumpulan data sekunder, pengolahan data, analisis dan pembahasan, seperti uraian berikut ini. 3.1 Studi Literatur

Pada bagian ini peneliti mempelajari teori-teori dari buku, text book yang berhubungan dengan pelaksanaan kegiatan penelitian seperti hidrologi, daerah aliran sungai, analisis aliran sungai, bangunan tenaga air dan pembangkit listrik tenaga air, serta fasilitas bangunan pembangkit.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Jan Peb Mart Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des

waktu (bulan)

Vulu

me

Kum

ulat

if m

3

Kapasitas waduk

Garis produksi

Februarman


3.2 Survei

Meninjau langsung ke PLTA Batang Agam, pada tahap ini yang harus ditelusuri adalah bagian-bagian dari PLTA, mulai dari tempat turbin di rumah pembangkit (Power House), Valve Chamber, Tanki Peredam (Surge Tank), Kolam Tando, Kolam Pasir (Sand Trap) dan DAM intake weir dan dokumentasi untuk setiap bagian-bagian PLTA tersebut. 3.3 Pengumpulan Data

Pengumpulan data berupa data-data sekunder, antara lain : 1. Data peralatan utama unit PLTA Batang Agam. 2. Produksi KWH dan jam kerja PLTA Batang Agam tahun 2000. 3. Data debit sungai Batang Agam (tahun 2002 – 2005). 4. Peta situasi bangunan proyek PLTA Batang Agam. 3.4 Pengolahan dan Analisis Data

Dari data-data yang diperoleh dilanjutkan dengan pengolahan, yaitu memilah data-data yang diperlukan untuk dilakukan analisis. Hasil analisis akan ditampilkan dalam bentuk grafik, yang meliputi: 1. Grafik fluktuasi aliran sungai sepanjang tahun, yaitu dengan memplot data debit harian selama

empat tahun (2002- 2005) 2. Grafik lengkung debit hubungan antara prosentasi waktu dan besar debit aliran, yaitu dengan

mengurut data debit (2002-2005) dari yang terbesar sampai terkecil. Data tersebut diberi nomor dari 1 sampai 1461 (jumlah hari dalam 4 tahun). Nilai 1461 hari dijadikan nilai 100 % kejadian. Jadi untuk hari yang lain adalah nomor urut dibagi 1461 yang kemudian dikalikan 100%.

3. Grafik kurva massa untuk menentukan hubungan produksi waduk dengan keperluan kapasitas tampungan. Cara menggambarkan kurva massa adalah dengan menghitung volume harian dari data debit. Kemudian data volume harian tersebut dihitung kumulatifnya sampai 1461 hari (4 tahun). Nilai kumulatif volume tersebut diplot sehingga terbentuk kurva hubungan volume kumulatif terhadap waktu. Setiap kemiringan yang digambarkan pada kurva menunjukkan garis produksi (volume/satuan waktu). Gradien ini dapat dirubah sesuai dengan keinginan. Untuk menggambarkan produksi dan kapasitas waduk yang dibutuhkan, garis gradien produksi harus disentuhkan pada kurva dititik awal musim kemarau. Jarak maksimum antara garis produksi dengan kurva massa merupakan kapasitas dari waduk.

Hasil analisis dilanjutkan dengan pembahasan sehubungan dengan upaya pengembangan sumber daya air Batang Agam untuk meningkatkan atau mempertahankan daya PLTA Batang Agam dari pembangkit listrik tenaga air 4. STUDI SUMBERDAYA AIR SUNGAI BATANG AGAM 4.1 Data Debit Aliran Sungai Batang Agam Aliran sungai Batang Agam sangat tergantung dari hujan yang terjadi pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Batang Agam. Berikut ini adalah data debit aliran sungai dari tahun 2002 sampai dengan tahun 2005.




Tabel 1. Data Debit Harian Batang Agam (m3/dt) tahun 2002 Tgl. Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des

1 4,56 8,72 5,2 20,3 75,4 7,28 5,8 4,8 5,6 8,24 6,8 12,42 4,48 5,8 4,76 23,9 69,6 9,2 14,9 4,8 6,4 6,4 10,5 12,43 4,44 4,8 4,68 13,2 26,8 11,8 8 5 7,04 6 9,52 13,54 4,4 4,64 4,64 8,72 15,3 10,5 6,2 4,8 6,8 7,28 8 22,95 4,4 4,6 4,76 7,04 20,3 9,84 5,4 4,72 6 12,1 7,04 26,76 4,4 4,56 18,9 7,52 76,5 12,4 5,4 4,64 5,6 11,1 6,8 49,47 4,24 4,6 21,3 6,4 40,8 9,52 5 4,68 17,9 11,4 10,8 53,28 4,28 4,56 14,9 12,4 32,1 9,84 4,76 6 24,4 20,9 13,5 42,59 4,28 4,56 12,1 17,4 28 10,5 4,76 14,9 11,4 13,8 12,8 55,1

10 4,32 4,6 7,04 15,6 22,4 10,8 4,76 30,1 8 9,84 20,8 33,511 4,32 4,6 5 14,6 18,4 11,1 5,2 15,3 6,4 12,1 8,6 37,812 4,32 4,6 4,72 10,5 12,1 17,9 6,6 6,8 5,6 50,3 21,8 61,113 4,32 4,56 4,8 7,76 9,2 13,5 5,4 5,2 5,4 27,4 23,9 33,214 4,32 4,52 5,8 7,52 9,2 8,24 5 5 5,2 13,8 24,4 2815 4,32 4,52 5 10,8 8,48 7,28 4,76 4,8 5 8,72 15,3 37,816 4,32 4,48 6,8 32,1 7,04 6,4 4,76 4,8 5 7,28 26,7 2517 4,32 4,48 6,2 40 6,2 6 4,72 4,76 7,28 7,04 17,4 19,818 4,28 4,48 5,4 28 6,6 6 4,72 4,68 6,2 10,2 27,4 18,919 4,28 4,48 6,6 14,9 18,4 5,4 4,72 4,64 5,4 8,48 49,4 14,620 4,48 5,2 7,52 8,72 12,1 4,8 5,2 4,6 5,8 7,28 35 14,621 8,24 11,4 14,6 6,6 8 4,76 6,2 4,6 6,8 6,4 37,8 19,422 32,1 6,2 8,72 15,6 8,96 4,76 5,2 4,6 8 6,2 20,8 20,823 16,5 4,76 9,2 12,1 14,9 4,76 4,8 4,64 6 6,6 15,3 37,124 10,2 4,6 17,9 14,6 17,4 4,72 4,76 5 8,72 6,2 26,7 29,425 7,76 4,48 28,7 55 14,2 4,72 5 7,76 12,1 6,2 25,5 27,426 6,6 4,48 22,4 64,2 17 4,72 5,8 6,6 8 6 52,2 18,927 8,48 6 9,84 28 13,1 4,72 7,04 5,8 11,1 6,8 37,1 22,428 8 4,76 9,52 21,3 10,2 4,72 6,6 5 26,7 9,2 60,1 21,829 59 18,4 19,4 10,2 4,72 6,4 5 20,3 8,24 32,1 1730 30,8 15,6 67,4 8,48 4,72 5,6 5,2 12,4 7,51 16 12,431 14,2 13,1 7,28 5 6,6 7,28 10,8

Tabel 2. Data Debit Harian Batang Agam (m3/dt) tahun 2003

Tgl. Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des1 4,56 56,1 12,1 20,3 86 5,2 7,76 5,2 6,4 15,3 6,8 12,42 4,48 37,1 12,1 23,9 84,8 5,2 7,04 5,2 7,04 10,5 10,5 12,43 4,44 56,1 11,4 17,9 83,6 5,2 6,2 5,2 10,2 10,2 9,52 12,84 4,4 28,7 11,4 17,9 15,3 5,2 9,2 4,8 6,6 39,3 8 22,95 4,4 21,3 11,1 17 30,8 5,2 8,96 4,8 5,8 68,4 7,04 26,76 11,8 17,4 10,8 16 76,5 5,4 8,24 5 7,52 76,5 6,8 38,67 11,4 16,5 11,4 16,5 40,8 5,4 8,72 5 6,8 102 10,8 42,58 33,5 14,9 11,4 31,4 26,7 5,4 7,04 8,48 7,04 65,3 13,5 33,59 156 13,8 11,4 68,4 28 4,8 7,04 8,72 12,1 50,3 12,8 42,5

10 103 14,9 11,8 78,8 22,4 5 6,6 8,24 10,2 25 20,8 33,511 51,3 14,2 12,1 86 18,4 5 7,76 6,4 7,52 15,3 38,6 37,812 30,8 22,4 12,8 76,5 29,4 9,52 12,1 6,8 13,8 12,1 21,8 61,113 25,5 26,7 16 46,7 29,4 9,2 17,4 18,4 9,52 10,5 23,9 53,214 40,8 86 18,4 92 27,4 6,4 9,52 16 10,2 8,72 24,4 2815 37,1 6,74 15,3 117 25,1 6 8 16 14,2 8,24 15,3 37,816 39,3 57 118 147 23,9 7,28 12,8 14,6 10,2 8,96 26,7 2517 30,8 45,9 89,6 180 22,9 5,8 16 18,4 7,52 8 17,4 19,818 35,7 25,5 60,1 131 20,8 10,8 8,48 10,5 6,2 7,28 27,4 18,919 52,2 18,4 41,7 137 19,8 7,52 6,4 7,52 5,6 6,6 49,4 14,620 34,2 15,6 27,4 95,6 19,4 5,6 6 6,4 5,4 7,28 35 14,621 28 18,9 41,7 75,4 18,9 5,8 5,6 6 5,4 6,4 37,8 19,422 31,4 18,9 35 67,4 18,9 9,52 5,4 6 5,2 6,2 20,8 20,823 25 16,5 26 86 17,9 7,52 5,4 5,6 8,96 6,6 15,3 37,124 19,8 20,8 25,5 88,4 7,2 7,04 5,4 5,6 18,9 12,8 26,7 29,425 26 25 73 71,9 5,8 6,4 5,2 5,4 14,9 20,8 25,5 27,426 23,4 18,4 77,7 68,4 5,6 6,4 5,2 5,6 11,8 38,6 52,2 18,927 32,1 14,2 96,8 121 5,4 13,5 5,2 5,6 8,48 21,8 37,1 22,428 20,8 12,8 90,8 88,4 5,4 10,5 5,2 12,1 14,2 23,9 60,1 21,829 16 48,4 86 5,2 9,52 5,6 8 18,9 24,4 32,1 1730 21,8 28,7 86 5,2 8,96 5,2 10,8 17 15,3 16 12,431 27,4 13,1 5,2 5,2 8,24 26,8 10,8

Februarman


Tabel 3. Data Debit Harian Batang Agam (m3/dt) tahun 2004 Tgl. Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des

1 4,8 7,76 9,84 16 11,8 5,2 4,72 5,2 4,6 4,8 6,4 172 4,76 9,2 7,52 10,2 9,2 5 4,72 5,2 4,56 6,8 7,28 18,43 4,72 7,76 6,6 37,11 8,9 4,8 4,72 4,8 4,6 7,28 7,04 13,54 4,76 6,2 6 55,1 19,4 4,76 4,76 4,72 4,64 8 5,2 9,525 4,72 6,8 5,4 30,1 13,1 4,8 9,2 4,72 4,64 5,8 4,72 8,246 4,76 37,1 5,4 28,7 10,5 4,8 10,5 4,68 4,6 4,8 7,04 11,17 5,6 16 5,2 21,3 8,72 5,2 17 4,68 4,6 4,64 9,2 25,58 4,8 8,72 5,2 30,1 7,76 6 12,4 4,64 4,6 4,64 13,8 15,69 4,76 7,26 5,6 19,8 7,04 5,6 7,28 4,68 4,6 12,4 20,8 18,4

10 4,72 6 5,6 18,9 6,4 5,6 5,6 4,68 4,56 11,4 18,4 15,311 4,8 5,2 5 18,4 5,6 5,2 5,2 4,64 4,56 6,6 41,7 17,912 4,8 5 5 12 5,2 4,8 7,04 4,72 4,6 5,4 17,9 24,413 4,76 5,2 4,8 13,1 5,2 4,8 11,8 4,72 4,64 8,48 32,1 19,814 4,76 5 4,8 31,4 5,2 4,8 7,76 4,72 4,6 14,2 32,8 21,315 5,2 4,8 5,8 16,5 5,2 4,76 19,8 4,68 4,6 9,2 23,8 16,516 4,72 5,4 5,6 21,8 5 4,76 14,2 4,68 4,64 10,8 22,9 10,517 4,68 5,2 4,8 18,9 5,2 4,72 10,5 4,64 4,64 8,48 13,1 8,4818 4,72 5,4 4,76 17 5 4,72 7,52 4,64 7,28 13,8 11,8 8,7219 4,8 6,8 4,72 11,4 5 4,76 5,6 4,64 7,28 8,48 9,52 1720 5 7,76 5,2 10,2 5 4,72 5 4,64 7,52 58 6,6 37,121 6,2 6,2 4,8 8 4,8 4,72 4,8 4,6 5,4 6 6,4 13,922 5,2 10,2 4,72 9,2 5 4,72 4,76 4,56 4,8 5,6 13,1 14,623 4,64 13,8 4,68 56,1 5 4,68 4,72 4,6 4,68 7,52 19,4 17,924 4,72 19,8 4,68 82,4 5,2 4,68 4,76 4,6 4,64 11,4 13,1 14,625 4,72 30,1 4,68 52,2 5,2 4,72 4,76 4,6 4,64 11,8 11,1 15,326 4,8 40,8 4,76 26 8,24 5,6 4,72 4,6 4,72 6,8 7,76 14,227 4,76 34,2 4,72 16,5 11,1 6,4 4,72 4,6 9,2 4,72 6,8 13,828 4,72 17,4 4,72 12,4 10,2 5,2 4,72 4,64 8 4,72 53,2 21,829 6,6 5,2 13,1 10,8 4,8 4,76 4,64 7,28 6,2 23,9 36,430 6,8 10,8 14,6 6,8 4,76 5,2 4,6 5,2 10,8 14,6 23,931 10,5 27,4 5,6 5,2 4,6 9,2 14,6

Tabel 4. Data Debit Harian Batang Agam (m3/dt) tahun 2005

Tgl. Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des1 10,26 4,25 7,47 4,38 4,52 5,63 3,37 2,93 5,77 4,25 6,99 2,932 14,03 11,59 4,78 4,25 4,38 4,92 4,52 2,93 5,06 3,63 6,83 3,393 22,20 10,64 4,78 4,00 4,52 4,38 5,34 2,93 4,52 2,72 6,83 4,384 13,61 12,59 5,20 3,63 4,65 4,13 4,78 2,93 4,52 2,61 5,92 3,635 11,02 8,65 11,02 3,51 7,47 4,38 4,78 2,50 4,52 2,72 5,20 3,056 11,59 5,34 17,15 3,63 5,48 4,13 3,87 2,61 3,87 3,75 4,38 2,937 23,23 5,20 5,77 3,75 9,35 5,34 3,63 2,61 3,16 3,39 3,05 2,828 18,99 4,52 5,48 3,75 11,21 4,52 3,39 2,61 2,93 4,25 3,27 2,619 15,10 4,00 4,13 4,00 7,15 3,75 3,39 2,72 2,82 3,51 5,92 2,93

10 11,79 3,75 3,87 3,87 7,97 3,87 3,51 2,72 2,72 3,27 5,20 3,0511 10,26 3,63 5,48 3,39 6,68 3,63 3,39 2,61 2,61 4,25 6,83 2,7212 9,17 3,63 5,48 3,39 4,65 3,87 3,51 2,50 2,72 3,39 4,13 2,7213 7,31 3,63 4,13 3,39 4,25 4,25 3,39 2,72 4,78 3,63 3,39 2,7214 6,37 3,63 4,52 3,51 3,87 4,78 3,39 2,61 2,61 4,00 2,93 2,7215 5,92 3,63 4,00 8,14 3,87 4,00 3,75 2,61 2,61 3,63 2,72 4,0016 5,92 3,63 3,75 11,21 3,75 3,87 3,63 3,87 2,61 3,05 2,72 4,3817 5,48 3,63 4,13 7,47 3,63 3,63 3,39 4,78 3,05 2,61 3,05 3,5118 5,34 3,51 3,63 5,77 3,63 3,63 3,27 3,75 3,27 2,72 5,92 2,9319 5,06 3,63 5,34 5,20 3,87 3,51 3,27 3,51 6,22 3,39 8,31 2,7220 4,78 3,63 5,92 4,52 3,75 3,39 3,27 6,68 2,72 5,63 10,26 2,6121 4,52 3,39 5,20 4,38 3,63 3,39 3,51 11,40 2,72 11,21 3,16 2,6122 4,25 3,39 6,99 4,00 4,00 3,39 3,39 7,64 2,72 6,68 3,63 2,6123 4,25 3,39 11,59 6,22 7,47 3,39 3,39 4,75 2,72 4,25 6,68 2,6124 4,13 3,39 12,79 5,63 6,52 3,27 3,39 3,75 6,99 3,27 8,82 2,6125 4,13 3,39 11,59 4,78 8,14 3,16 3,75 3,75 4,92 4,52 5,63 4,0026 3,87 4,78 10,26 6,99 7,31 3,27 4,52 3,63 4,00 5,48 4,78 3,6327 4,25 6,67 9,71 7,80 12,39 3,16 4,13 3,75 3,27 4,38 4,00 2,9328 4,25 5,92 9,17 6,07 10,83 4,38 3,39 3,27 2,82 4,25 3,05 3,5129 5,34 6,68 7,31 8,82 4,92 3,39 2,82 2,72 3,51 2,93 3,0530 5,77 5,34 5,63 7,47 4,25 3,16 3,51 2,61 6,37 2,23 3,3931 4,25 5,06 9,00 3,16 4,13 7,15 3,16




4.2 Analisis Debit Aliran Sungai

Dari data debit aliran Batang Agam pada Tabel 1 sampai Tabel 4, diperoleh grafik fluktuasi debit aliran untuk 4 tahun seperti gambar dibawah :

Gambar 3. Fluktuasi Debit Aliran Sungai

Dari data pada Tabel 1 sampai Tabel 4 terlihat bahwa debit rata-rata untuk setiap tahunnya juga sangat berbeda, yaitu 13,1 m3/dt untuk tahun 2002, 25,2 m3/dt untuk tahun 2003, 10,03 m3/dt untuk tahun 2004 dan 4,9 m3/dt untuk tahun 2005. Perbedaan seperti diatas memperlihatkan bahwa aliran Batang Agam tidak stabil untuk setiap tahunnya.

Dengan menggabungkan series data selama 4 tahun (1461 hari) dan mengurut dari nilai terbesar sampai paling kecil kemudian masing-masing frekuensi kejadian debit dibagi jumlah data dikalikan dengan 100 %, diperoleh nilai persentase (%) waktu suatu nilai besar debit tertentu atau melebihi.

Gambar 4. Kurva Lengkung Debit

Dari kurva diatas dapat diperoleh informasi tentang ketersediaan air sepanjang waktu. Misalnya untuk mendapatkan nilai debit yang tersedia selama 50 % waktu misalnya tinggal ditarik garis vertikal dari angka 50 pada sumbu x, kemudian setelah memotong kurva maka tarik garis potong tersebut kekiri sampai pada sumbu y (debit). Maka angka pada titik potong dengan ordinat tersebut merupakan nilai debit yang terjamin ada selama 50 % waktu. Dari gambar dan data diperoleh nilai debit untuk prosentase waktu tertentu seperti pada Tabel 5.

020406080

100120140160180200

2002 2003 2004 2005tahun

debi

t har

ian

(m3/

dt)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

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

debi

t har

ian

(m3/

dt)

Februarman


Tabel 5. Hubungan Debit Aliran dengan Prosentase Waktu

% Waktu Debit (m3/detik)

20 30 40 50 60 70 80 90 100

17,40 11,80 8,48 6,60 5,40 4,78 4,60 3,63 2,23

Dari Tabel 5 terlihat bahwa kapasistas penuh PLTA hanya dapat terlayani dibawah 30 % dari waktu, sehingga produktifitas sebesar 52% juga akan sulit untuk ditingkatkan dengan mengandalkan debit aliran secara alamiah. Perlu dilakukan upaya dari pengembangan potensi sumberdaya air Batang Agam terutama memperbaiki kondisi DAS yang telah tergolong pada keadaan yang sub-kritis (Qmaks ≈ 80). 4.3 Kurva Massa Ripple Untuk meningkatkan suplai debit ke PLTA, salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah dengan membangun waduk. Dengan menggunakan kurva Massa Ripple, yaitu dengan memplot kumulatif volume selama periode pengamatan debit aliran. Aliran sungai yang tidak menunjukkan fluktuasi debit yang berlebihan akan memberikan kurva massa Ripple dengan garis menanjak yang relatif teratur. Tapi jika aliran dengan fluktuasi debit yang cukup besar, akan memberikan kurva yang relatif landai pada musim kering dan tanjakan tajam pada musim hujan. Untuk Batang Agam dengan data tahun 2002 sampai 2004, kurva massa Ripple dapat dilihat pada Gambar 5. Pada gambar terlihat bahwa pada akhir tahun 2002 sampai bulan ke empat tahun 2003 merupakan musim hujan dengan debit aliran yang cukup besar, sedangkan dari pertengahan tahun 2003 sampai tahun 2004 curah hujan tidak begitu tinggi. Lain lagi di tahun 2005, sepanjang tahunnya debit aliran relatif kecil dengan debit rata-rata hanya 4,9 m3/dt , jauh dibawah kebutuhan penuh PLTA sebesar 13 m3/dt. Kondisi dari aliran Batang Agam dengan fluktuasi tahunan yang cukup besar ini menunjukkan adanya pengaruh global, dimana untuk tahun-tahun dengan kondisi debit yang ekstrim dianggap bencana alam, dimana data pada tahun yang bersangkutan tidak dimasukkan dalam data perencanaan. Selanjutnya dengan melakukan coba-coba membuat garis produksi dari setiap puncak kurva massa, maka akan diperoleh besarnya produksi, kapasitas waduk, dan volume limpasan pada musim hujan. Dari Gambar 5 terlihat untuk produksi 11,5 m3/dt diperlukan kapasitas waduk sebesar 49,5 juta m3, dan volume limpasan 386,3 juta m3. Pada Gambar 6 untuk debit produksi 9,25 m3/dt diperlukan kapasitas waduk sebesar 25 juta m3, dan volume limpasan 456,8 juta m3. Jika dapat dibangun waduk dengan kapasitas 25 juta m3 tersebut, maka produksi PLTA dapat meningkat menjadi 9,25/13 = 0,71 = 71 %. Tetapi untuk membangun waduk sebesar itu tentu diperlukan biaya yang cukup besar yang dapat saja tidak seimbang dengan pertambahan produksi daya dari PLTA.




Gambar 5. Kurva Massa Ripple Batang Agam untuk Produksi 11,5 m3/dt

Gambar 6. Kurva Massa Ripple Batang Agam untuk Produksi 9,25 m3/dt

4.4 Pembahasan Dari perhitungan dan analisis aliran sungai di atas dapat diketahui permasalahan debit aliran sungai yang sesungguhnya. Pembangunan waduk skala besar pada alur Batang Agam tidak seimbang dengan pertambahan produksi yang diharapkan. Aliran sungai juga tidak stabil sepanjang tahun, yang akan mempersulit dalam pemilihan data perencanaan. Disamping itu walaupun telah dibangun waduk dengan kapasitas besar tetap saja volume limpasan di musim hujan cukup besar yaitu 456,8 juta m3. Beberapa usaha perbaikan DAS adalah dengan penghijauan, pembuatan embung dan pengelolaan lahan secara terpadu serta mematuhi aturan penggunaan lahan sesuai dengan rencana tata ruang dan wilayah yang berwawasan lingkungan yang harus melibatkan Instansi terkait dan masyarakat.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

2002 2003 2004 2005

tahun

volu

me

kum

ukat

if x

1000

00 (m

3)

49,5 jt m3

41,3 jt m3

386,3 jt m3

1 tahun

kemiringan11,5 m3/s 364 jt m3

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

2002 2003 2004 2005

tahun

volu

me ku

muk

atif

x 10

0000

(m3)

25 jt m3

16,7 jt m3

456,8 jt m3

1 tahun

kemiringan9,25 m3/s 291 jt m3

Februarman


5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari pembahasan yang dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain : 1. Kondisi DAS Aliran Batang Agam sudah tergolong kondisi sub kritis dengan rasio antara

Qmaks dan Qmin sebesar 80. 2. Fluktuasi debit rata-rata tahunan cukup besar, yaitu 13,1 m3/dt untuk tahun 2002, 25,2 m3/dt

untuk tahun 2003, 10,03 m3/dt untuk tahun 2004, dan 4,9 m3/dt untuk tahun 2005. 3. Jika dapat dibangun waduk dengan kapasitas 49,5 juta m3, maka produksi yang dapat

diharapkan adalah sebesar 11,5 m3/dt, dan untuk waduk dengan kapasitas 25 juta m3, maka produksi sebesar 9,25 m3/dt, keduanya masih di bawah dari kebtuhan penuh PLTA dengan debit 13 m3/dt.

5.2 Saran 1. Upaya pengembangan sumberdaya air Batang Agam dapat dilakukan dengan pengelolaan

DAS secara komprehensif dan harus melibatkan semua pihak yang terkait, karena DAS Batang Agam merupakan kawasan yang tumbuh dan berkembang.

2. Dapat dilakukan pembangunan embung pada daerah hulu DAS untuk berbagai keperluan, sedemikian hingga debit air bah tidak sampai kealur sungai Batang Agam.

3. Perlu pendataan anak sungai yang memberikan kontribusi yang besar kepada sungai Batang Agam.

DAFTAR PUSTAKA Chow, Ven Te., (1990), Hidrolika Saluran-Terbuka, Penerbit Erlangga, Jakarta. Harto Br, Sr,. (1993), Analisis Hidrologi, Gramedia, Jakarta. Linsley, Ray K. Jr., dan Franzini, Joseph B., (1986), Teknik Sumber Daya Air, Jilid 2, Edisi ke 3,

Penerbit Erlangga, Jakarta. Linsley, Ray K. Jr., Kohler, Max A., Roulhus, Joseph L.H., (1989), Hidrologi untuk Insinyur, Edisi

ke 3, Penerbit Erlangga, Jakarta. Maryono, Agus, Muth, W., Eisenhauer, N., (2003), Hodrolika Terapan, Pradnya Paramita,

Bandung. Patty, O. F., (1995), Tenaga Air, Penerbit Erlangga, Jakarta. Setiadi Akbar, (2006), Kajian Kinerja PLTA Batang Agam terhadap Perubahan Debit Aliran,

Tugas Akhir, Universitas Andalas. Sosrodarsono, Suyono, dan Tominaga, Masateru, (1994), Perbaikan dan Pengaturan Sungai,

Pradnya Paramitha, Jakarta.

4-2-5(1)

Documents

Transcript of 4-2-5(1)