STUDI PEMANFAATAN AIR WADUK UNTUK KEBUTUHAN AIR …eprints.umm.ac.id/43595/1/PENDAHULUAN.pdf ·...
16
STUDI PEMANFAATAN AIR WADUK UNTUK KEBUTUHAN AIR BAKU DAN AIR IRIGASI PADA WADUK TUKUL DESA KARANGGEDE KECAMATAN ARJOSARI KABUPATEN PACITAN Skripsi Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun Oleh : ELOK NADIANUR WIDYAWATI 201310340311177 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2018
Transcript of STUDI PEMANFAATAN AIR WADUK UNTUK KEBUTUHAN AIR …eprints.umm.ac.id/43595/1/PENDAHULUAN.pdf ·...
STUDI PEMANFAATAN AIR WADUK UNTUK
KEBUTUHAN AIR BAKU DAN AIR IRIGASI PADA
WADUK TUKUL DESA KARANGGEDE
KECAMATAN ARJOSARI KABUPATEN PACITAN
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
ELOK NADIANUR WIDYAWATI
201310340311177
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : ELOK NADIANUR WIDYAWATI
NIM : 201310340311177
Jurusan : TEKNIK SIPIL
Fakultas : TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Dengan ini saya menyatakan sebenar-benarnya bahwa: Tugas Akhir dengan judul
“STUDI PEMANFAATAN AIR WADUK UNTUK KEBUTUHAN AIR BAKU
DAN AIR IRIGASI PADA WADUK TUKUL DESA KARANGGEDE
KECAMATAN ARJOSARI KABUPATEN PACITAN” adalah hasil karya saya
dan bukan karya tulis orang lain, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat
karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar
akademik di suatu Perguruan Tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya,
kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam
sumber kutipan atau daftar pustaka. Demikian pernyataan ini saya buat dengan
sebenarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar saya bersedia mendapat sanksi
akademis.
Malang, 11 November 2018
Yang menyatakan,
Elok Nadianur Widyawati
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, hidayah, dan
kemudahan yang selalu diberikan kepada hamba-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul : “STUDI PEMANFAATAN AIR
WADUK UNTUK KEBUTUHAN AIR BAKU DAN AIR IRIGASI PADA
WADUK TUKUL DESA KARANGGEDE KECAMATAN ARJOSARI
KABUPATEN PACITAN ” yang merupakan salah satu syarat yang harus
ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang .
Selama mengerjakan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan,
bimbingan dan dorongan baik moril maupun materi dari berbagai pihak sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Oleh karena itu dalam
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan banyak terima kasih
kepada:
1. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Malang, yang telah memberikan arahan, petunjuk
dalam penyelesaian skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ir. Sulianto, MT, sebagai pembimbing I dalam penyelesaian skripsi
ini yang telah memberikan bantuan, petunjuk dan arahannya dalam
penuyusunan skripsi ini.
3. Bapak Ir. Suwignyo, MT, sebagai pembimbing II dalam penyelesaian skripsi
ini yang telah memberikan bantuan, petunjuk dan arahannya dalam
penuyusunan skripsi ini.
4. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT dan Ibu Lourina Evanale Orfa, ST., M.Eng
selaku pembanding yang telah memberikan banyak saran.
5. Kepada seluruh Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah
memberikan ilmunya.
v
6. Kepada kedua orangtua saya tercinta yang telah memberikan doa nya dan
dukungan materiil dan mental untuk menyelesaikan perkuliahan sampai
dengan lulus.
7. Kepada segenap pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu dalam
kesempatan terbatas ini. Mudah-mudahan segala amalan mereka diterima
disisi Allah sebagai manifestasi ibadah kepada-Nya. Amiin.
Akhirnya, penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih banyak
kekurangannya. Untuk itulah, kritik yang sifatnya mendidik, dan dukungan yang
membangun, senantiasa penulis terima dengan lapang dada.
Malang, 11 November 2018
Penulis
vi
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................. ii
SURAT PERNYATAAN ...................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................... iv
ABSTRAK ............................................................................................. vi
ABSTRACT ........................................................................................... vii
DAFTAR ISI .......................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xiv
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xvi
BAB I. PENDAHULUAN ..................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2
1.3 Tujuan ............................................................................................... 2
1.4 Manfaat ............................................................................................. 2
1.5 Batasan Masalah................................................................................ 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 4
2.1 Definisi Waduk ................................................................................. 4
2.2 Analisa Curah Hujan ......................................................................... 5
vii
2.2.1 Curah Hujan Efektif ....................................................................... 5
2.3 Analisa Klimatologi .......................................................................... 8
2.3.1 Evaporasi ........................................................................................ 8
2.3.2 Evapotranspirasi ............................................................................. 10
2.4 Analisa Ketersediaan Debit ............................................................... 11
2.4.1 Analisa Debit Aliran Rendah Metode F.J Mock ............................ 11
2.4.2 Analisa Debit Inflow Bangkitan Metode Thomas Fiering ............. 15
2.4.3 Uji Hipotesis .................................................................................. 17
2.4.3.1 Uji T ............................................................................................ 17
2.4.3.2 Uji F ............................................................................................ 19
2.5 Analisa Produksi Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTM) . 20
2.6 Analisa Kebutuhan Air Irigasi .......................................................... 21
2.7 Analisa Kebutuhan Air Baku ............................................................ 27
2.8 Analisa Operasi Waduk..................................................................... 30
2.8.1 Simulasi Operasi Waduk ................................................................ 30
2.8.2 Kegagalan dan Keandalan Waduk ................................................. 32
BAB III. Metode Analisa Data ............................................................. 34
3.1 Lokasi ................................................................................................ 34
3.2 Data untuk Perhitungan Pemanfaatan Air Waduk ............................ 35
3.3 Tahap Pelaksanaan Analisa ............................................................... 39
3.4 Analisa Data (Pengolahan dan Perhitungan Data) ............................ 40
3.4.1 Analisa Hidrologi ........................................................................... 40
viii
3.4.2 Analisa Klimatologi ....................................................................... 40
3.4.3 Analisa Kebutuhan Air ................................................................... 40
3.5 Simulasi Pemanfaatan Air Waduk .................................................... 41
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................. 43
4.1 Analisa Klimatologi .......................................................................... 43
4.1.1 Evapotranspirasi ............................................................................. 44
4.1.2 Evaporasi ........................................................................................ 50
4.2 Analisa Ketersediaan Debit ............................................................... 56
4.2.1 Analisa Debit Aliran Rendah F.J Mock ......................................... 56
4.2.2 Analisa Debit Inflow Bangkitan Thomas-Fiering .......................... 65
4.2.3 Uji Hipotesis .................................................................................. 66
4.2.3.1 Uji t ............................................................................................. 66
4.2.3.2 Uji F ............................................................................................ 70
4.3 Analisa Kebutuhan Air Irigasi .......................................................... 72
4.3.1 Perhitungan Curah Hujan Andalan ................................................ 74
4.3.2 Perhitungan Curah Hujan Efektif ................................................... 75
4.3.3 Analisa Kebutuhan Air Irigasi di Sawah (NFR) dan Kebutuhan
Air di Pintu Pengambilan (DR) ............................................................... 76
4.4 Analisa Kebutuhan Air Baku ............................................................ 81
4.4.1 Perhitungan Proyeksi Jumlah Penduduk ........................................ 81
4.4.2 Perhitungan Kebutuhan Air Baku .................................................. 83
4.4.2.1 Sektor Domestik .......................................................................... 83
4.4.2.2 Sektor Non Domestik .................................................................. 84
ix
4.4.2.3 Rekapitulasi Kebutuhan Air Baku Kecamatan Arjosari ............. 86
4.5 Pola Operasi Waduk .......................................................................... 89
4.5.1 Simulasi Waduk ............................................................................. 90
4.5.2 Kegagalan dan Keandalan Waduk ................................................. 98
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 101
5.2 Saran .................................................................................................. 102
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 103
LAMPIRAN ........................................................................................... 104
x
DAFTAR TABEL
2.1 Nilai D pada Beberapa Jenis Tanaman ............................................................... 7
2.2 Nilai tc untuk Uji Normal .................................................................................... 18
2.3 Harga-Harga Koefisien Tanaman Padi ................................................................ 22
2.4 Harga-Harga Koefisien untuk Diterapkan Metode Perhitungan
Evapotranspirasi FAO ......................................................................................... 23
2.5 Kriteria Perencanaan Air Baku ............................................................................ 29
2.6 Kebutuhan Air Baku untuk Non Domestik .......................................................... 30
3.1 Data Klimatologi Rerata Bulan Stasiun Meteorologi Kelas III Pacitan .............. 36
3.2 Curah Hujan Nawangan ....................................................................................... 36
3.3 Lengkung Kapasitas Waduk Tukul ...................................................................... 38
4.1 Klimatologi Rata-Rata 15 Harian......................................................................... 43
4.2 Nilai Radiasi Maksimum Teotoris (Ra)(kal/cm2/har) .......................................... 44
4.3 Hubungan Tekanan Uap Jenuh (es dalam mmHg) dengan suhu (t)..................... 44
4.4 Hubungan Antara Suhu (t) dengan Panas untuk Penguapan (L) dan
Kerapatan(Ґ) ............................................................................................................... 45
4.5 Perhitungan Evapotranspirasi .............................................................................. 48
4.6 Hubungan Antara Suhu (t) dengan Nilai a (δ/τ) ................................................... 52
4.7 Perhitungan Evaporasi ........................................................................................ 54
4.8 Faktor Lahan Terbuka (m) ................................................................................... 57
xi
4.9 Nilai SMC Sesuai Tipe Tanaman dan Tanah ....................................................... 58
4.10 Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2007 ...................................................... 61
4.11 Debit Rata-Rata F.J Mock Tahun 2007-2016 .................................................... 64
4.12 Debit Inflow Bangkitan Thomas Fiering Tahun Ke 1 (2017) ............................ 65
4.13 Rerata dan Standar Devisasi Data A .................................................................. 67
4.14 Rerata dan Standar Deviasi Data B .................................................................... 68
4.15 Nilai Kritis Distribusi t ....................................................................................... 69
4.16 Uji t .................................................................................................................... 70
4.17 Nilai Kritis Fc Distribusi F ................................................................................. 71
4.18 Uji F ................................................................................................................... 72
4.19 Perhitungan Curah Hujan Andalan .................................................................... 73
4.20 Perhitungan Re Padi dan Re Palawija ................................................................ 76
4.21 Alternatif Pola Tata Tanam ................................................................................ 79
4.22 Kebutuhan Air Irigasi Alternatif PTT 1 ............................................................. 80
4.23 Jumlah Penduduk Kecamatan Arjosari Tahun 2016 .......................................... 82
4.24 Perhitungan Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Tahun 2016-2026 .................... 82
4.25 Perhitungan Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Tahun 2027-2041 .................... 83
4.26 Jumlah Pelajar Kecamatan Arjosari ................................................................... 84
4.27 Rekapitulasi Kebutuhan Air Baku Kecamatan Arjosari Tahun 2016-2026 ....... 86
4.28 Rekapitulasi Kebutuhan Air Baku Kecamatan Arjosari Tahun 2027-2041 ....... 87
4.29 Kebutuhan Air Harian Maksimum (FHM) dan Jam Puncak (FJP) Kecamatan
Arjosari Tahun 2016-2041 .................................................................................. 89
4.30 Simulasi Pemanfaatan Air Waduk Tukul Tahun 2017 ...................................... 93
xii
DAFTAR GAMBAR
2.1 Pembagian Daerah (Zone) Tampungan Pada Waduk .......................................... 5
2.2 Simulasi Operasi Waduk ...................................................................................... 31
3.1 Peta Kabupaten Pacitan ........................................................................................ 34
3.2 Peta Lokasi DAS Telu di Kabupaten Pacitan ...................................................... 35
3.3 Lengkung Kapasitas Waduk ................................................................................ 38
3.4 Diagram Alir Analisa ........................................................................................... 42
4.1 Grafik Evapotranspirasi ...................................................................................... 50
4.2 Grafik Evaporasi .................................................................................................. 56
4.3 Grafik Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2007-2016 ................................... 64
4.4 Grafik Debit Inflow Bangkitan Thomas Fiering Tahun 2017-2041 .................... 66
4.5 Rekapitulasi Kebutuhan Air Irigasi ...................................................................... 81
4.6 Kebutuhan Air Baku Kecamatan Arjosari Tahun 2016-2026 .............................. 87
4.7 Kebutuhan Air Baku Kecamatan Arjosari Tahun 2017-2041 .............................. 88
4.8 Grafik Perbandingan Debit Inflow dan Outflow Waduk Tahun 2017 ................. 95
4.9 Grafik Muka Air Waduk Alternatif PTT 1 .......................................................... 95
4.10 Grafik Perbandingan Debit Inflow dan Outflow Waduk Tahun 2017 ............... 96
4.11 Grafik Muka Air Waduk Alternatif PTT 2 ........................................................ 96
4.12 Grafik Perbandingan Debit Inflow dan Outflow Waduk Tahun 2017 ............... 97
xiii
4.13 Grafik Muka Air Waduk Alternatif PTT 3 ........................................................ 97
4.14 Grafik Perbandingan Debit Inflow dan Outflow Waduk Tahun 2017 ............... 98
4.15 Grafik Muka Air Waduk Alternatif PTT 4 ........................................................ 98
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
1 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2007 ................................................. 104
2 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2008 ................................................. 105
3 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2009 ................................................. 105
4 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2010 ................................................. 106
5 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2011 ................................................. 106
6 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2012 ................................................. 107
7 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2013 ................................................. 107
8 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2014 ................................................. 108
9 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2015 ................................................. 108
10 Tabel Debit Aliran Rendah F.J Mock Tahun 2016 ............................................... 109
11 Angka Random ..................................................................................................... 110
12 Standar Deviasi, Korelasi, dan Regresi ................................................................. 111
13 Rekapitulasi Debit Inflow Bangkitan Thomas Fiering ......................................... 112
14 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Sambungan Rumah Tangga Jangka
Menengah .............................................................................................................. 113
15 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Sambungan Rumah Tangga Jangka Panjang .. 113
16 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Fasilitas Pendidikan Jangka Menengah .......... 114
17 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Fasilitas Pendidikan Jangka Panjang .............. 114
18 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Fasilitas Masjid Jangka Menengah ................. 115
19 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Fasilitas Masjid Jangka Panjang ..................... 115
xv
20 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Fasilitas Mushola Jangka Menengah .............. 116
21 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Fasilitas Mushola Jangka Panjang .................. 116
22 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Fasilitas Puskesmas Jangka Menengah........... 117
23 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Fasilitas Puskesmas Jangka Panjang............... 117
24 Kebutuhan Air Baku Sambungan Rumah Tangga Jangka Menengah .................. 118
25 Kebutuhan Air Baku Sambungan Rumah Tangga Jangka Panjang ...................... 118
26 Kebutuhan Air Baku Hidran Umum Jangka Menengah ....................................... 119
27 Kebutuhan Air Baku Hidran Umum Tangga Jangka Panjang .............................. 119
28 Kebutuhan Air Baku Fasilitas Pendidikan Jangka Menengah .............................. 120
29 Kebutuhan Air Baku Fasilitas Pendidikan Jangka Panjang .................................. 120
30 Kebutuhan Air Baku Fasilitas Puskesmas Jangka Menengah............................... 121
31 Kebutuhan Air Baku Fasilitas Puskesmas Jangka Panjang .................................. 121
32 Kebutuhan Air Baku Fasilitas Masjid Jangka Menengah ..................................... 122
33 Kebutuhan Air Baku Fasilitas Masjid Jangka Panjang ......................................... 122
34 Kebutuhan Air Baku Fasilitas Mushola Jangka Menengah .................................. 123
35 Kebutuhan Air Baku Fasilitas Mushola Jangka Panjang ...................................... 123
36 Pola Tata Tanam Padi-Jagung-Padi ...................................................................... 124
37 Pola Tata Tanam Padi-Padi-Padi .......................................................................... 125
38 Pola Tata Tanam Padi-Padi-Jagung ...................................................................... 126
39 Pola Tata Tanam Padi-Jagung-Jagung .................................................................. 127
40 Kebutuhan Air Irigasi Alternatif PTT 1 ................................................................ 128
41 Kebutuhan Air Irigasi Alternatif PTT 2 ................................................................ 129
xvi
42 Kebutuhan Air Irigasi Alternatif PTT 3 ................................................................ 130
43 Kebutuhan Air Irigasi Alternatif PTT 4 ................................................................ 131
DAFTAR PUSTAKA
Badan Pusat Statistik Kabupaten Pacitan. 2017. Kecamatan Arjosari dalam
Angka. Pacitan : BPS.
Departemen Pekerjaan Umum Pengairan. 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-
01. Bandung : CV Galang Persada.
Fachrurrozi, Muhammad. 2017. Tugas Akhir Studi Pemanfaatan Waduk Bagong
di Kabupaten Trenggalek untuk Jaringan Irigasi, Kebutuhan Air Baku, dan
Potensi PLTA. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November.
Isqak, Dediek. 2011. Tugas Akhir Analisa Pola Operasi Embung Joho untuk
Pemenuhan Kebutuhan Air Bersih Desa Joho Kecamatan Pace Kabupaten
Nganjuk Jawa Timur. Malang : Universitas Brawijaya Malang.
Nugroho, Hadisusanto. 2010. Aplikasi Hidrologi. Malang : Jogja Mediautama.
Nuramini, Tika Morena. 2017. Tugas Akhir Studi Optimasi Pola Pengoperasian
Waduk Bajulmati. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November.
PT Brantas Abipraya Persero. 2011. Laporan Hidrologi. Pacitan : Abipraya
Persero.
Soemarto,C.D. 1986. Hidrologi Teknik. Surabaya : Usaha Nasional.
Soewarno. 1991. Hidrologi Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai
(Hidrometri). Bandung : Nova.
Soewarno. 2000. Hidrologi Operasional. Bandung : PT. Citra Aditya Bakti.
Tjasyono, Bayong. 2004. Klimatologi. Bandung : ITB.
