BAB III - repository.unika.ac.idrepository.unika.ac.id/16958/4/13.12.0074 RUMBOKO KALBUARDHI...

Tugas Akhir

Analisis Ketersediaan Air Waduk Jatiluhur Sebagai Dasar Operasi PLTA

(Studi Kasus: Waduk Jatiluhur Kabupaten Purwakarta, Jawa Barat)

Universitas Katolik Soegijapranata Rumboko Kalbuardhi 13.12.0074

Fakultas Teknik Progam Studi Teknik Sipil 44

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian

Tahapan-tahapan dalam penelitian adalah sebagai berkut:

1. Survey Pendahuluan;

2. Studi Literatur;

3. Pengumpulan Data;

4. Proses analisa data / Tahap perhitungan.

3.1.1 Survey Pendahuluan

Pada penelitian ini mengambil objek ketersediaan air di Waduk

Jatiluhur di Kabupaten Purwakarta. Lokasi yang terpilih dalam penelitian

ini terdapat di Waduk Jatiluhur Jatiluhur,Purwakarta Provinsi Jawa Barat

pada koordinat 6°35’11″S 107°20’44″E.

Alasan memilih Waduk Jatiluhur sebagai penelitian ketersediaan air

sebagai penunjang utama PLTA karena Jatiluhur merupakan

waduk/danau terendah tetapi terbesar diatara trilogi waduk buatan di Jawa

Barat yaitu Saguling, Cirata, dan Jatiluhur. Benudungan Jatilubur yang

dibangun pada sungai Citarum di daerah Kab. Purwakarta, Jawa Barat

merupakan bangunan pengairan paling membanggakan bagi bangsa

Indonesia. Bahkan bukan hanya membanggakan, melainkan juga luhur.

Bendungan Jatiluhur dibangun tahun 1957 saat pemerintah RI belum bisa

dikatakan mampu dalam segi financial. Bendungan ini mulai dioperasikan

tahun 1967. Pemanfaatan utama mula-mula untuk pembangkit tenaga

listrik, namun kemudian konsep pembangunannya diintegrasikan untuk

pemanfaatan segala keperluan sektor-sektor yang menyangkut air. Danau

dengan lokasi tertinggi dan terkecil adalah Saguling. Jadi kalau di urutkan

Air dari Citarum masuk ke Saguling diturunkan ke Cirata baru ke

Jatiluhur. Menurut Perum Jasa Tirta II (2016), di ketiga waduk tersebut

45 Tugas Akhir




Fakultas Teknik Progam Studi Teknik Sipil

terdapat turbin pembangkit listrik (PLTA) yang menerangi Jawa-Bali.

Bendungan yang luasnya 8.300 ha mulai dibangun sejak tahun 1957 oleh

kontraktor asal Perancis, dengan potensi air yang tersedia sebesar 12,9

milyar m3 / tahun dan merupakan waduk serbaguna pertama di Indonesia.

Di dalam Waduk Jatiluhur, terpasang 6 unit turbin dengan daya terpasang

187 MW.dengan produksi 1000 Kwh/tahun.

Studi literatur meliputi kegiatan mempelajari bagaimana pengoperasian

suatu waduk baik itu dari buku – buku maupun dari pihak yang terkait.

3.1.2 Studi Literatur

Dalam studi literatur ini, ada 2 tahap yaitu studi pustaka dan studi

lapangan, pertama studi pustaka yaitu dengan mencari beberapa referensi

di beberapa tempat seperti perpustakaan Universitas Katolik

Soegijapranata dan Universitas Diponegoro serta beberapa jurnal yang

penulis dapatkan baik jurnal elektronik maupun jurnal penelitian

akademisi dari beberapa sumber. Dan kami mengambil referensi

penelitian terdahulu dari

1. Dessy Dwi Utami (2016) dengan judul “Analisa Ketrsediaan air dengan

menggunakan metode mock dan model tank di DAS Jatiluhur”;

2. Tintin Kartini dan Sulwan Permana (2017) dengan judul “Analisis

optimasi operasi Waduk Ir. H. Djuanda Jatiluhur untuk pembangkitan

listrik dengan metode solver”;

3. Jaka Waluya (2010) melakukan penelitian tentang “Pengelolaan Sungai,

Danau, dan Waduk untuk Konservasi Sumberdaya Air”;

4. Saputro (2003) melakukan penelitian di “Waduk Cengklik, Boyolali,

Luas areal irigasi sangat berpengauh terhadap besar nilai keandalan

waduk. Nilai keandalan waduk akan naik apabila luas areal layanan

irigasinya diturunkan atau dikurangi, sedangka nilai keandalan waduk

akan turun apabila luas areal irigasinya dinaikkan atau ditambah”;

46 Tugas Akhir





5. Sigit Rustanto (1990) melakukan peneliitian keandalan waduk yang

dilakukan untuk analisis operasi satu seri waduk untuk irigasi, pada

studi kasus Waduk Gondang, Lamongan, Jawa Timur. Hasil Penelitian

berupa tingkat keandalan Waduk Gondang dalam melayani kebutuhan

air.

Dari beberapa literatur yang dipelajari dan data-data yang dimiliki

maka dapat menganalisa debit andalan keterdiaan air waduk dengan

model mock. Sedangkan, untuk studi lapangan dengan proses

wawancara, adapun pertanyaan yang diajukan dalam proses wawancara

yaitu:

1. Apa yang menjadi dasar waduk Jatiluhur dijadikan waduk serbaguna,

dan juga sebagai operasional PLTA?

2. Sejak kapan waduk Jatiluhur berdiri, dan bagaimana proses

pembangunannya?

3. Dimana Stasiun hujan dari waduk Jatiluhur?

4. Berapa stasiun hujan di DAS Jatiluhur?

5. Siapa pengelola yang berwenang mengelola dari waduk Jatiluhur?

6. Bagaimana tinggi muka air bendungan Jatiluhur, dan bagaimana

proses masuknya air ke turbin PLTA?

3.1.3 Pengumpulan Data

Dalam penentuan suatu pola operasi PLTA dari suatu waduk, data-data

penting sangat diperlukan untuk mendukung suatu hasil yang optimal dan

sesuai dengan yang diharapkan. Dalam tugas akhir ini diperlukan:

3.1.3.1 Data Debit

Data debit ini diperlukan untuk mengetahui besarnya debit inflow yang

nantinya akan dibuat debit andalan sebagai dasar debit outflow untuk

PLTA. Data yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah data debit

inflow selama 10 tahun, dari tahun 2006 sampai dengan tahun 2016 yang

diambil dari sumber pengelola waduk Jatiluhur yaitu Perum Jasa Tirta II

47 Tugas Akhir





dan Penelitian Sdr Tintin Kartini dan Sulwan Permana dengan judul

“ANALISIS OPTIMASI OPERASI WADUK IR.H DJUANDA

JATILUHUR UNTUK PEMBANGKITAN LISTRIK DENGAN

METODE SOLVER”, serta sumber DAS Utama yaitu aliran sungai

Citarum.

Gambar 3.1 Genangan Waduk Jatiluhur

Sumber: PJT II (2017)

48 Tugas Akhir





3.1.3.2 Data Curah Hujan

Data curah hujan di ambil dari stasiun-stasiun penakar hujan yang

berpengaruh terhadap daerah studi. Data-data curah hujan diambil dalam

jangka waktu 10 tahun (10) tahun terakhir, bermula dari tahun 2006

sampai tahun 2016. Data curah hujan tersebut digunakan untuk

menghitung curah hujan rata-rata (R ) yang diambil dari 3 stasiun hujan

yang berada di DAS waduk Jatiluhur yaitu:

1. Cirata pada koordinat 107ْ34”79’ S 6 ْ 63”45’ E;

2. Sindanglaya pada koordinat 107ْ13”40’ S 6ْ38”38’ E;

3. Darangdan pada koordinat 107ْ18”42’ S 6ْ52”28’.

Berdasarkan data koordinat tersebut dijadikan sebagai titik koordinat

digunakan mencari hujan rerata dengan metode polygon thiessen.

3.1.3.3 Data klimatologi

Data Klimatologi sangat penting dalam analisa hidrologi pada suatu

daerah aliran, karena klimatologi berhubungan erat dengan karakteristik

daerah aliran. Yang termasuk dalam data klimatologi adalah temperatur,

kelembapan udara, kecepatan angin, dan presentase penyinaran matahari.

Dalam penelitian ini menggunakan data klimatologi pada stasiun Cirata,

yang kemudian dibantu aplikasi Cropwat 10 untuk mencari data hasil

perhitungan Evapotranspirasi.

3.1.3.4. Data Bendungan dan PLTA

Meliputi data teknis Bendungan dan data bangunan pembangkit listrik

tenaga airnya. Data-data tersebut digunakan untuk menunjang dalam

perhitungan-perhitungan yang meliputi data.

49 Tugas Akhir





Gambar 3.2 Lokasi Bendungan Jatiluhur

(sumber:PJT II, 2017)

3.1.3.5 Analisa Data / Tahap Perhitungan

Data-data yang terkumpul ini akan dihitung menjadi data sekunder untuk

mendapatkan hasil yang dikehendaki. Analisa data yang dimaksud

meliputi:

1. Menghitung evapotranspirasi potensial diatas permukaan Waduk

Jatiluhur;

2. Menghitung curah hujan kawasan dengan metode polygon thiessen;

3. Menghitung debit andalan Q80%;

4. Menhitung ketersedian air DAS Jatiluhur.

Tugas Akhir




Fakultas Teknik Progam Studi Teknik Sipil 50

3.2 Bagan Alir Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah dengan studi literatur dan survei dilapangan guna

memperoleh data yang akurat, adapun bagan alir untuk menyelesaikan tugas akhir ini dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Bagan alir Penelitian

51 Tugas Akhir





3.2.1 Penjelasan proses bagan alir penelitian untuk mencari nilai ketersediaan

air:

a. Studi literatur terdiri dari: - Studi Pustaka;

- Studi Lapangan.

b. Data perhitungan: - Data debit outflow maksimum harian waduk;

- Parameter model (m, SMC, Koef resesi

aliran,K);

- Data Klimatologi (suhu, kelembapan udara, kec

angin, dan presentase sinaran matahari);

- Data rerata curah hujan tengah bulanan);

- Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI).

c. Model Pennman dari data Klimatologi diolah dengan aplikasi cropwat

menghasilkan data Evapotranspirasi Potensial;

d. Metode polygon thiessen dari data curah hujan rerata tengah bulanan

kemudian data titik koordinat stasiun hujan kemudian diolah untuk

menghasilkan data hujan kawasan;

e. Penentuan batas DAS menggunakan data Peta RBI dengan memuat

kontur sebagai dasar penentuan batas DAS dan dibantu dengan aplikasi

Argcis dihasilkan Luas DAS;

f. Setelah diketahui seluruh hasil data Eto, Hujan Kawasan, dan luas

DAS, dan parameter model dilakukan perhitungan dengan model mock,

yang dibantu dengan Ms. Excel yang mengahsilkan data debit andalan

hasil hitungan;

g. Kalibrasi model dilakukan untuk mengetahui RMSE < 1%;

h. Hasil dari debit andalan tiap bulan dilakukan konversi tiap tahun dan

dijumlahkan sehingga menghasilkan ketersediaan air waduk Jatiluhur.

52 Tugas Akhir





3.3 Bagan Alir Penentuan Batas DAS

Penentuan batas DAS dalam tugas akhir ini menggunakan aplikasi

Arcmap 10, dimana peta RBI yang menampilkan kontur wilayah dan garis

sungai dilakukan digitizing secara manual agar mendapatkan ketelitian

yang maksimal dalam meentukan titik pertemuan outlet subdas, berikut

adalah bagan alir penentuan batas DAS pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Bagan Alir Penentuan Batas DAS

Peta RBI

Digitizing Batas

DAS

Penentuan Titik

Pertemuan Outlet Subdas

Batas DAS dan

Luas DAS

Jatiluhur

Selesai

KONTUR

DAS

Mulai

53 Tugas Akhir





3.4 Bagan Alir Poligon Thiessen

Metode yang digunakan untuk menghitung hujan rerata tengah

Arcmap 10, sehingga diperoleh pembagian luasan wilayah stasiun

hujan yang yang akurat, berikut bagan alir polygon thiessen pada

Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Bagan Alir Polygon Thiessen

Batas DAS dan

Luas DAS

Jatiluhur

Memasukkan

Titik Koordinat

Menentukan

Batas Luasan

Titik Koordinat

Stasiun Hujan

Luas Area

Pengaruh Poligon

Thiessen

Selesai

MULAI

54 Tugas Akhir





3.5 Bagan Kalibrasi Model

Kalibrasi model untuk menganalisa hasil hitungan model mock

berdasarkan data debit hitungan dengan catatan data debit lapangan.

Dalam proses kalibrasi, koreksi nilai beberapa parameter kalibrasi

dilakukan dengan perhitungaan Root Mean Square Error (RMSE)

yaitu dibawah presentase 1 % yang menjadi ukuran keberhasilan

kalibrasi. Dan berikut proses kalibrasi yang ditunjukan pada

Gambar 3.6.

Tidak

Ya

Gambar 3.6 Bagan Alir Kalibrasi Model

Q Obs

Parameter Model

- SMC

- Koe Infiltrasi

- Kons Resesi

Aliran

- Kelembapan air

tanah

- Singkapan

lahan

Selesai

RMSE<1%

Analisis model F.J Mock

Hubungan Hujan-Aliran

Nilai Kalibrasi

Optimal

Data Curah Hujan Tengah

Bulanan, ETp, ETa, Luas

Das

MULAI

55 Tugas Akhir





Setelah didapatkan data nilai kalibrasi optimal yang didapatkan dari

dari: Soil Moisture Capacity (SMC), Koefisien Infiltrasi (i), Konstanta

Resesi Aliran, Kelembapan Air, Singkapan lahan (m) yang telah

dilakukan analisis menggunakan mock dengan data curah hujan rerata

tengah bulan, Evapotrasnpirasi Potensial (ETp), Evapotranspirasi

Aktual (ETa), Dan Luas DAS dengan hasil hitungan yang sesuai dimana

nilai Root Mean Square Error (RMSE) dibawah 1% maka dapat

dinyatakan hasil hitungan sudah benar dan data dapat digunakan sebagai

data ketersediaan air dari Waduk Jatiluhur.

BAB III - repository.unika.ac.idrepository.unika.ac.id/16958/4/13.12.0074 RUMBOKO KALBUARDHI...

Documents

Transcript of BAB III - repository.unika.ac.idrepository.unika.ac.id/16958/4/13.12.0074 RUMBOKO KALBUARDHI...