30

BAB III

METODELOGI

3.1 Geografis dan Topografis

Lokasi studi terletak di Desa Tanjungrejo, Kecamatan Jekulo dan Desa

Kandangmas, Kecamatan Dawe, Kabupaten Kudus, Propinsi Jawa Tengah. Lokasi

Bendungan Logung terletak di hilir pertemuan Sungai Logung dengan Sungai

Gajah di Dukuh Slasang, Desa Tanjungrejo, Kecamatan Jekulo, Kabupaten

Kudus. Secara geografis lokasi Bendungan Logung terletak pada posisi antara

110˚ 55’ 20,27” Bujur Timur dan 06˚ 45’ 28,38” Lintang Selatan. Daerah

genangan masuk wilayah Dukuh Slasang, Desa Tanjungrejo, Kecamatan Jekulo

dan Dukuh Sintru, Desa Kandangmas, Kecamatan Dawe yang semuanya berada

dalam wilayah administrasi Kabupaten Kudus, Jawa Tengah.

Gambar 3.1 Peta Lokasi Bendungan Logung Sumber: PT. Ika Adya Perkasa (Investigasi Geologi Akhir)

31

v

Gambar 3.2 Peta Lokasi DAS Logung Skala 1:20.000 Sumber: PT. Ika Adya Perkasa (Analisa Hidrologi)

3.2 Data untuk Perhitungan Pemanfaatan Air Waduk

Data-data yang diperlukan pada studi ini meliputi data-data sekunder yang

terkait dengan pemanfaatan air waduk. Berdasarkan batasan dan rumusan masalah

pada bab I, maka data-data yang diperlukan adalah sebagai berikut:

3.2.1 Data Klimatologi

Data Klimatologi diambil dari Stasiun Pengamatan Klimatologi Colo

Kabupaten Kudus yang terletak pada koordinat 06o 0’ 40” Lintang Selatan dan

110o 0’ 55” Bujur Timur serta elevasi + 700 m diatas permukaan air laut. Data-

data terkait kondisi iklim seperti temperatur rata-rata, kelembaban relatif, lama

penyinaran matahari dan kecepatan angin disajikan pada tabel berikut:

32

Data klimatologi meliputi data temperature, kelembapan relatif, kecepatan

angin, dan penyinaran matahari. Data klimatologi stasiun meteorologi Colo

Kabupaten Kudus disajikan pada tabel 3.1:

Tabel 3.1 Data Klimatologi Rerata Stasiun Meteorologi Colo Kab. Kudus

Bulan Suhu

Udara

(T) °C

Kelembapan Relatif

(Rh) %

Kecepatan Angin

(u) m/dt

Penyinaran

Matahari (n/N)

dalam %

Januari 23,090 82,410 0,730 27,550

Februari 23,150 82,050 0,920 28,860

Maret 23,490 82,320 0,560 43,640

April 23,780 81,860 0,290 46,140

Mei 23,740 81,640 0,190 63,180

Juni 23,340 80,770 0,200 60,550

Juli 22,940 78,680 0,240 71,000

Agustus 23,160 76,680 0,230 76,640

September 23,900 72,640 0,270 83,180

Oktober 24,560 72,410 0,290 75,910

November 24,360 78,910 0,230 56,640

Desember 23,580 83,270 0,500 33,320

Rerata 23,591 79,470 0,388 55,551

Sumber: Data (PT. Ika Adya Perkasa, Analisa Hidrologi)

3.2.2 Data Curah Hujan

Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan harian yang

diambil dari 3 stasiun hujan, yaitu stasiun hujan Rahtawu, stasiun hujan

Gembong, stasiun hujan Tanjungrejo. Pada perhitungan curah hujan efektif untuk

kebutuhan air irigasi digunakan data curah hujan dari stasiun hujan Tanjungrejo.

Sementara pada perhitungan debit aliran rendah digunakan data curah hujan dari

stasiun hujan Rahtawu, stasiun hujan Gembong, stasiun hujan Tanjungrejo. Data

curah hujan pada stasiun hujan Rahtawu, stasiun hujan Gembong, stasiun hujan

Tanjungrejo disajikan pada tabel B.1 – B.3 pada lampiran.

3.2.3 Pola Tanam

Dalam merencanakan suatu pola tanam harus disesuaikan dengan

kondisi daerah setempat. Daerah setempat menggunakan pola tata tanam Padi –

Padi – Jagung dengan musim tanam awal dimulai pada bulan November 1.

Rancangan pola tanam disesuaikan dengan jumlah kuantitas air yang ada dan luas

33

daerah irigasi sebesar 5.296 ha. Beberapa alternatif pola tanam yang dipilih untuk

studi ini adalah sebagai berikut:

1. Padi – Jagung – Padi dengan musim tanam awal dimulai pada bulan

September 1.

2. Padi – Jagung – Padi dengan musim tanam awal dimulai pada bulan Oktober 1.

3. Padi – Padi – Jagung dengan musim tanam awal dimulai pada bulan Desember

1.

3.2.4 Penduduk pada Daerah Pelayanan

Data penduduk diperoleh dari kantor statistik Kabupaten Kudus. Jumlah

penduduk pada tahun 2016 di Kecamatan Bae 72.627 jiwa dan Kecamatan Kota

Kudus 98.363 jiwa sehingga total penduduk adalah 170.990 jiwa, dengan

pertumbuhan penduduk rata-rata 1,16% per tahunnya.

3.3 Data Teknis Waduk

3.3.1 Daerah Pengaliran Sungai

Sungai Logung dan Sungai Gajah

Luas Daerah Pengaliran Sungai : 43,81 km2

3.3.2 Tampungan Waduk

1. Elevasi Puncak : El. 94,00 m

2. Elevasi Muka Air Banjir PMF (MAB) : EI. 92,78 m

3. Elevasi Spillway : EI. 88,50 m

4. Elevasi Muka Air Normal (MAN) : EI. 88,50 m

5. Elevasi Muka Air Rendah (MAR) : EI. 74,00 m

6. Elevasi dasar sungai : El. 44,00 m

7. Luas Genangan : 144,06 ha

8. Tampungan Normal : 20.150.000 m3

9. Tampungan Efektif : 13.720.000 m3

10. Tampungan Mati : 6.430.000 m3

34

3.3.3 Volume Tampungan Waduk

Data lengkung kapasitas waduk Logung ditampilkan pada tabel 3.2.

Tabel 3.2 Lengkung Kapasitas Waduk Logung

Elevasi

(m)

H

(m)

Luas Kapasitas

m2 Ha 10^6 m3 Akumulasi

42 0 0 0 0 0

43 1 103 0,01 0,00 0,00

44 2 680 0,07 0,00 0,00

45 3 6085 0,61 0,00 0,01

46 4 12888 1,29 0,01 0,03

47 5 26131 2,61 0,02 0,06

48 6 37279 3,73 0,03 0,10

49 7 45212 4,52 0,04 0,15

50 8 52866 5,29 0,05 0,21

51 9 61425 6,14 0,06 0,28

52 10 70123 7,01 0,07 0,35

53 11 78039 7,80 0,07 0,43

54 12 87788 8,78 0,08 0,53

55 13 112726 11,27 0,10 0,65

56 14 128464 12,85 0,12 0,79

57 15 149175 14,92 0,14 0,95

58 16 161327 16,13 0,16 1,12

59 17 178219 17,82 0,17 1,32

60 18 213439 21,34 0,20 1,54

61 19 232066 23,21 0,22 1,78

62 20 252468 25,25 0,24 2,04

63 21 272926 27,29 0,26 2,32

64 22 295467 29,55 0,28 2,63

65 23 319014 31,90 0,31 2,96

66 24 340452 34,05 0,33 3,32

67 25 357730 36,77 0,35 3,70

68 26 393081 39,31 0,38 4,11

69 27 419669 41,97 0,41 4,54

70 28 446391 44,64 0,43 5,00

71 29 469038 46,90 0,46 5,48

72 30 496740 49,67 0,48 5,99

73 31 526009 52,60 0,51 6,53

Sumber: Data (PT. Ika Adya Perkasa)

35

Lanjutan Tabel 3.2 Lengkung Kapasitas Waduk

Logung

Elevasi

(m)

H

(m)

Luas Kapasitas

m2 Ha 10^6 m3 Akumulasi

74 32 560736 56,07 0,54 7,11

75 33 597290 59,73 0,58 7,74

76 34 652385 65,24 0,62 8,41

77 35 701830 70,18 0,68 9,14

78 36 746751 74,68 0,72 9,91

79 37 789684 78,97 0,77 10,72

80 38 841964 84,20 0,82 11,58

81 39 880002 88,00 0,86 12,48

82 40 918376 91,84 0,90 13,42

83 41 960262 96,03 0,94 14,41

84 42 1005945 100,59 0,98 15,44

85 43 1053769 105,38 1,03 16,51

86 44 1098938 109,89 1,08 17,63

87 45 1142543 114,25 1,12 18,80

88 46 1189375 118,94 1,17 20,02

89 47 1245038 124,50 1,22 21,30

90 48 1316485 131,65 1,28 22,64

91 49 1373511 137,35 1,34 24,05

92 50 1448722 144,87 1,41 25,54

93 51 1517316 151,73 1,48 26,38

Sumber: Data (PT. Ika Adya Perkasa)

36

Gambar 3.3 Grafik Lengkung Kapasitas dan Luas Genangan Bendungan Logung Sumber: PT. Ika Adya Perkasa (Analisa Tampungan)

3.4 Tahap Studi

Dalam membuat sebuah penelitian diperlukan sebuah diagram alir untuk

menggambarkan proses – proses operasional sebuah penelitian, sehingga mudah

dipahami dan mudah dilihat berdasarkan urutan langkah dari suatu proses ke

proses yang lainnya.

Berikut ini merupakan rincian mengenai setiap langkah dari sistematika

model metodelogi pemecahan masalah yang digunakan dalam penelitian:

1. Pengumpulan Data

Tahap ini merupakan langkah yang paling penting dilakukan dalam

penelitian yaitu mengumpulkan data – data yang diperlukan untuk mendukung

pemecahan masalah yang timbul berdasarkan fokus penelitian. Data – data

yang dikumpulkan diambil pada rentang waktu yang ditetapkan peneliti. Data –

data yang diperlukan diperoleh dengan menggunakan metode observasi secara

langsung. Melalui pengumpulan data secara langsung diperoleh data luas lahan

37

pertanian, curah hujan, klimatologi, hidrologi, daerah aliran sungai (DAS),

jumlah penduduk dan laju pertumbuhan penduduk.

2. Pengolahan Data

Setelah tahap pengumpulan data selesai dilakukan maka tahap

selanjutnya adalah tahap pengolahan data. Langka – langkah yang dilakukan

dalam tahap ini dapat dijabarkan sebagai berikut:

a. Melakukan perhitungan NFR sesuai dengan pola tata tanam yang

direncanakan, sehingga nantinya akan diperoleh nilai kebutuhan air irigasi.

Dalam menghitung NFR diperlukan beberapa data, yaitu curah hujan,

klimatologi, hidrologi dan daerah aliran sungai. Melakukan perhitungan NFR

juga mencakup perhitungan evapotranspirasi, kebutuhan air untuk tanaman,

kebutuhan air untuk penyiapan lahan, perkolasi, penggantian lapisan air, curah

hujan efektif, efisiensi irigasi, kebutuhan air irigasi untuk pengambilan.

b. Melakukan perhitungan kebutuhan air baku. Data yang diperlukan dalam

menghitung kebutuhan air baku adalah jumlah penduduk, laju pertumbuhan

penduduk dan kurun waktu proyeksi.

c. Melakukan analisa debit inflow waduk dengan menggunakan rumus FJ. Mock.

Dalam perhitungan debit inflow waduk akan diperoleh debit bulanan.

d. Melakukan analisa debit aliran rendah dibangkitkan menjadi 25 tahun

menggunakan metode Thomas Fiering untuk debit inflow waduk.

3. Skenario Operasi Waduk

Skenario operasi waduk adalah alternatif yang digunakan untuk

menghitung kebutuhan air baku dan air irigasi. Ada 3 skenario yang digunakan

dalam penelitian ini adalah:

• Padi – Jagung – Padi , Air Baku = 90%

• Padi – Jagung – Padi , Air Baku = 90%

• Padi – Padi – Jagung, Air Baku = 90%

4. Kebutuhan Air Waduk

Setelah dilakukan perhitungan kebutuhan air baku dan air irigasi maka

diperoleh kebutuhan air waduk agar dapat mencapai pemanfaatan air waduk

yang optimal.

38

5. Simulasi Waduk

Dilakukan simulasi pola operasi waduk agar mendapatkan keandalan

waduk yang dibutuhkan.

6. Analisa Keandalan Waduk

Analisa keandalan waduk bertujuan untuk menganalisa kemungkinan

jumlah debit yang terpenuhi. Debit minimum sungai untuk kemungkinan

terpenuhinya kebutuhan irigasi, air bersih dan lain-lain adalah >80%. Apabila

debit minimum yang tersedia <80% daripada jumlah debit sungai maka perlu

dilakukan skenario optimasi waduk yang baru hingga keandalan waduk

tercapai yaitu >80%.

3.5 Analisa Data (Pengolahan dan Perhitungan Data)

3.5.1 Analisa Hidrologi

Analisa hidrologi untuk perhitungan curah hujan efektif, curah hujan

andalan, dan analisa debit aliran rendah menggunakan metode F.J Mock. Data

yang digunakan untuk menghitung curah hujan efektif menggunakan data curah

hujan tahun 1997 – 2016 stasiun hujan Tanjungrejo. Sedangkan data yang

digunakan adalah data curah hujan tahun 1997 – 2016 stasiun hujan Rahtawu,

stasiun hujan Tanjungrejo, stasiun hujan Gembong.

3.5.2 Analisa Klimatologi

Analisa klimatologi untuk perhitungan evapotranspirasi menggunakan

metode Penman Modifikasi dan evaporasi menggunakan rumusan Pennman. Data

klimatologi meliputi suhu, lama penyinaran matahari, kecepatan angin, dan

kelembapan relatif.

3.5.3 Analisa Kebutuhan Air

Pada analisa kebutuhan air, dibahas mengenai beberapa analisis diantaranya:

a. Analisa kebutuhan air irigasi.

Pada analisa ini, kebutuhan air untuk irigasi disesuaikan dengan data pola

tanam eksisting. Perhitungan air irigasi berdasarkan Standar Perencanaan Irigasi

KP-01.

39

b. Analisa kebutuhan air baku.

Analisa kebutuhan air baku dibagi menjadi kebutuhan sektor domestik dan

non domestik. Kebutuhan air baku disesuaikan dengan jumlah penduduk yang

diproyeksikan menggunakan metode Geometrik.

3.6 Simulasi Pemanfaatan Air Waduk

Pola operasi waduk menggunakan simulasi tampungan dengan prosedur sebagai

berikut:

1. Menentukan bulan dan periode serta jumlah hari.

2. Menentukan tampungan awal bulan atau tampungan awal operasi, dalam

studi ini tampungan awal yang diambil berdasarkan tampungan efektif.

3. Elevasi awal bulan berdasarkan elevasi muka air normal.

4. Menentukan debit masukan inflow di waduk.

Debit inflow waduk ditentukan berdasarkan debit inflow yang telah

dibangkitkan menggunakan metode Thomas Fiering.

5. Menentukan kehilangan air di waduk akibat evaporasi.

6. Menentukan debit keluaran (outflow) dari waduk.

Debit outflow waduk diperoleh dari kebutuhan air baku, air irigasi.

7. Menghitung besarnya tampungan waduk.

Tampungan waduk (Sn+1) diperoleh dari tampungan efektif ditambah

debit inflow dan dikurangi debit outflow dan evaporasi.

8. Cek apakah St+1< tampungan efektif, maka tidak terjadi limpasan.

9. Proses tersebut berulang hingga tampungan akhir periode ini (1 tahun).

10. Menghitung tingkat keandalan waduk.

40

Diagram alir tahapan studi disajikan pada Gambar 3.5:

Gambar 3.4 Diagram Alir Perhitungan

Mulai

Daerah AliranSungai (DAS)

1. Curah Hujan2. Klimatologi

Luas LahanPertanian

Jumlah danlaju pertumbuhanpenduduk

ProyeksiPertumbuhan

Penduduk

KebutuhanAir

Baku

Analisa DebitInflow Waduk

(FJ. Mock)

Debit InflowWaduk

Analisa DebitInflow Bangkitan(Thomas-Fiering)

AlternatifPola

Tanam

KebutuhanAir

Irigasi

KondisiOptimum Waduk

Selesai

KeandalanWaduk > 80%

Kebutuhan Air

Simulasi Waduk

Ya

Skenario Operasi Waduk

Tidak