TUGAS AKHIR

PERKIRAAN UMUR LAYANAN WADUK MRICA BANJARNEGARA

JAWA TENGAH DENGAN METODE KAPASITAS TAMPUNGAN MATI

(DEAD STORAGE) DAN DISTRIBUSI SEDIMEN (THE EMPIRICAL AREA

REDUCTION)

Oleh :

DICKY JAMALUDIN MALIK

I1B000010

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

PROGRAM SARJANA TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

PURWOKERTO

2006

2

TUGAS AKHIR

PERKIRAAN DAN PERBANDINGAN UMUR LAYANAN WADUK MRICA BANJARNEGARA JAWA TENGAH

DENGAN METODE KAPASITAS TAMPUNGAN MATI (DEAD STORAGE) DAN DISTRIBUSI SEDIMEN (THE EMPIRICAL

AREA REDUCTION)

Disusun oleh :

DICKY JAMALUDIN MALIK I1B000010

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Sarjana Teknik Universitas Jenderal Soedirman

Jurusan Teknik Sipil

Diterima dan disetujui

pada tanggal : ……………………………….

Pembimbing I

Nasta’in, ST., MT. NIP. 132 257 753

Pembimbing II

Suroso., ST. NIP. 132 303 628

Mengetahui :

Ketua Program Sarjana Teknik

Ir. Agus Margiwiyatno, MS., Ph.D. NIP. 131 660 162

3

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama Dicky Jamaludin Malik, lahir di

Karawang pada tanggal 25 Januari 1981. Penulis

merupakan anak ketiga dari pasangan Almarhum Bapak

Drs.H. Masripin Heryanto dan Ibu E. Kuraesin. Penulis

bertempat tinggal di Karang Pawitan Karawang.

Pendidikan yang diperoleh penulis yaitu ; TK. Nuri

Karawang tahun 1988-1989, Sekolah Dasar Negeri

Tarumanegara 1 Karawang tahun 1989-1994, Sekaolah

Lanjutan Tingkat Pertama Negeri (SLTPN) 1 Karawang

1994-1997 , Sekolah Menengah Umum Negeri (SMUN) 3 Karawang 1997-1999,

kemudian melanjutkan ke Universitas Program Sarjana Teknik Program Studi

Teknik Sipil Jenderal Soedirman (UNSOED) Purwokerto. Selama kuliah Penulis

pernah mendapatkan beasiswa Bantuan Belajar Mahasiswa(BBM), dan PPA.

Penulis juga pernah aktif di organisasi UKM Racana Soedirman, Badan Eksekutif

Mahasiswa (BEM) Teknik UNSOED, dan Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil

(HMTS) UNSOED, menjadi Asisten dosen mata kuliah Bahasa Pemrograman.

4

INTI SARI

Waduk Mrica terletak di kecamatan Bawang Kabupaten Banjarnegara Jawa Tengah merupakan penampung air yang ditujukan untuk pemanfaatan sumber energi dari sungai Serayu, sungai Lumajang, dan sungai Merawu untuk keperluan air minum, irigasi, dan PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air). Waduk Mrica mulai digenangi pada bulan April 1988, memiliki luas daerah aliran sungai (DAS) 957,01 km2 , ktinggian muka air + 231,00 m di atas permukaan laut dan kapasitas tampungan 83.945.901 m3.

Penelitian mengkaji tentang perkiraan umur layanan waduk Mrica pada masa yang akan datang akibat sedimen dan volume angkutan sedimen dengan menggunakan metode tampungan mati ( dead storage) dan distribusi sedimen (the empirical area reduction). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa waduk Mrica termasuk kategori waduk tipe 2 yaitu waduk yang selalu terairi pengoperasiannya. Umur layanan waduk Mrica berdasarkan metode dead storage adalah 10,43 tahun, dengan volume dead storage waduk sebesar 45 juta m3 . Umur perkiraan layanan waduk Mrica berdasarkan the empirical area reduction method adalah 41 tahun, dengan volume sedimen sebesar 181,22 juta m3. Umur layanan berdasarkan metode dead storage lebih pendek dibandingkan dengan umur layanan berdasarkan metode the empirical area reduction, karena dalam metode dead storage tidak memperhitungkan adanya flushing.

Kata kunci : sedimen, kapasitas tampungan mati (dead storage), distribusi

sedimen (the empirical area reduction), laju sedimen, umur layanan waduk.

5

RESUME

Mrica reservoir be located in kecamatan Bawang kabupaten Banjarnegara Central Java is place of water that used for energy in serayu river, Lumajang river and Merawu river used for drink, irrigation, PLTA. Mrica reservoir was full of water in April 1988, have area 957,01 km2, with water level + 231,00 m at above of water sea level and capacity 83.945.901 m3.

The Experiment is about useful life time of Mrica reservoir in the future because the transfor sediment and volume of sediment with use dead storage method and the empirical area reduction method. The result of this experiment , Mrica reservoir is 2nd type which always have watered in the operation. Useful life time with dead storage method approximated 10,43 years from first year reservoir the start operated (1988) up to closed this capacity at 45 million m3. Useful life time with use sediment distribution approximate 41 years with sediment volume is 1818,22 million m3. According to useful life time dead storage method is shorter than sediment distribution method, because of flushing. Key word: Sediment, dead storage, the empirical area reduction, sediment

volume, useful life time

6

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan

karunia-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan hasil penelitian

dengan judul “Perkiraan Umur Layanan Waduk Mrica Banjarnegara Jawa

Tengah dengan Metode Kapasitas Tampungan Mati (Dead Storage) dan

Distribusi Sedimen (The Empirical Area Reduction)” dapat diselesaikan.

Sebagai syarat untuk mendapatkan gelar sarjana Teknik Sipil Program Strata-1

pada Program Sarjana Teknik Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto.

Selama penelitian dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini penulis

dapat bimbingan, bantuan, saran dan petunjuk yang sangat berharga. Sehingga

pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada :

1. Ir. Agus Margiwiyatno MS., PhD., selaku Ketua Program Sarjana Teknik

Universitas Jenderal Soedirman.

2. Nasta’in, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Jenderal

Soedirman dan Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan

pengarahan selama penyusunan Tugas Akhir.

3. Suroso, ST. selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan

dan pengarahan selama penyusunan Tugas Akhir.

4. Tri Antisto selaku Kepala Divisi Geo Teknik PT. Indonesia Power Proyek

PLTA Mrica Banjarnegara Jawa Tengah.

5. PT. Indonesia Power Proyek PLTA Mrica Banjarnegara Jawa Tengah

6. Drs. Gentur Waluyo selaku Kepala Lab. Lingkungan Universitas Jenderal

Soedirman.

7

7. Almarhum Ayahanda Drs.H. Masripin, Ibunda E. Kuraesin, Nenekku dan

Kakak-kakakku yang terus memotivasi dalam penyusunan Tugas Akhir ini

8. Deni Kurnia, Ssi. yang tak henti-hentinya membantu dan memotivasi dalam

penelitian maupun penyusunan.

9. Sahabat-sahabatku Reggy, Barata, Unggul, Cici, Ika, Dise, Arnie, teman-

temanku dan adik-adikku mahasiswa Teknik Sipil (2001, 2002, 2003, dan

2004) serta alumnus-alumnus Teknik Sipil terima kasih atas semua

bantuannya.

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, masih

banyak kekurangan karena keterbatasan kemampuan penulis. Penulis berharap

laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pihak-pihak yang

berkepentingan.

Purwokerto, 8 Agustus 2006

Penulis

Dicky Jamaludin Malik/I1B000010

8

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .................................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... ii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .............................................................................. iii

INTI SARI ............................................................................................................. iv

KATA PENGANTAR ............................................................................................v

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ................................................................................................ vii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... ix

BAB I. PENDAHULUAN

1 1. Latar Belakang .................................................................................................1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................................2

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................................................3

1.4. Batasan Masalah ..............................................................................................3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Waduk ..............................................................................................................4

2.2. Sedimentasi Waduk .........................................................................................5

2.3. Jenis Sedimen ...................................................................................................8

2.4. Prediksi Umur Layanan (Useful life) Waduk .................................................10

2.5. Metode Pengendapan Sedimen di Waduk ......................................................11

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Konsep Dasar dan Metode .............................................................................23

9

3.2. Pengumpulan Data ........................................................................................ 23

3.3. Pengolahan Data ............................................................................................ 24

3.4. Flow Chart penelitian ....................................................................................27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Tipe Waduk ....................................................................................................29

4.2. Berat Volume Kering .....................................................................................30

4.3. Umur Layanan Waduk Berdasarkan Kapasitas Tampungan Mati .................31

4.4. Umur Layanan Waduk Berdasarkan Distribusi Sedimen Waduk ..................31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ....................................................................................................39

5.2. Saran ...............................................................................................................39

Daftar Pustaka ...................................................................................................... 40

Lampiran ...............................................................................................................42

10

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Pembagian Tipe Waduk Berdasarkan Cara Pengoperasiannya .........10

Tabel 2.2. Nilai WT dan Konstanta K .................................................................10

Tabel 2.3. Koefisien K1 untuk Berbagai Tipe Waduk ........................................11

Tabel 2.4. Koefisien untuk Penentuan Berat Volume Kering..............................12

Tabel 2.5. Koefisien K2 untuk Berbagai Tipe Waduk.........................................13

Tabel 2.6. Koefisien untuk Penentuan Berat Volume Kering .............................13

Tabel 2.7. Klasifikasi Waduk Berdasarkan Nilai m ............................................14

Tabel 2.8. Persamaan untuk Mencari Nilai a ......................................................15

Tabel 2.9. Nilai Persamaaan antara Nilai p dengan Nilai a Masing-masing Tipe Waduk (Lara,1973) ..........................................16

Tabel 2.10. Nilai Persamaaan antara Nilai p dengan Nilai a Masing-masing Tipe Waduk (Borland-Miller,1973) .........................16

Tabel 2.11. Nilai F masing-masing Tipe Waduk ..................................................17

Tabel 3.1. Persentase Bed Material di Waduk Mrica .........................................19

Tabel 4.1. Hubungan antara Elevasi (kedalaman) Dengan Kapasitas Waduk ................................................................. 45

Tabel 4.2. Berat Volume Kering Berdasarkan Miller dan Strand .......................23

Tabel 4.6. Hubungan antara Elevasi dengan Waktu yang Diperkirakan Berdasarkan Dead Storage ........................................36

Tabel 4.7. Hasil Perkiraan Umur Layanan Waduk Mrica dengan Metode Dead Storage dan The Empirical Area Reduction ..............................44

11

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Bagan Penggolongan Angkutan Sedimen ........................................6

Gambar 2.2. Distribusi Vertikal Konsentrasi Angkutan Sedimen ........................7

Gambar 2.3. Hidrograf Debit Air dan Konsentrasi Suspended load .....................8

Gambar 2.4. Grafik Trap efficiency ....................................................................10

Gambar 3.1. Flow Chart Perhitungan Dead Storage Sedimen ...........................21

Gambar 3.2. Flow Chart Perhitungan Prediksi distribusi .....................................2

Gambar 4.1. Hubungan Volume Sedimen Terhadap Umur Layanan Waduk ......................................................2

Gambar 4.5. Grafik Perbandingan antara Distribusi Sedimen Hasil Pengukuran Dengan Hasil Perhitungan Umur Operasi 16 Tahun ........................31

Gambar 4.6. Grafik Perbandingan Kondisi Perkiraan Distribusi Sedimen ..........34

12

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hubungan Antara Elevasi dengan Luas dan Volume Waduk tahun 1988. ......................................................... 42

Lampiran 2. Hubungan Antara Elevasi dengan Luas dan Volume Waduk tahun 2004 ....................................................43

Lampiran 3. Data Rata-Rata Inflow Tahunan Waduk Mrica .............................44

Lampiran 4. Perhitungan Sedimen pada Data Teknis ...................................... 45

Lampiran 5. Lay out Waduk PB. Soedirman dan

Peta Daerah Tangkapan Waduk PB. Soedirman ...........................46

Lampiran 6. Hasil Perhitungan Sedimen berdasarkan pada data Teknis ...........47

Lampiran 7. Perhitungan Berat Volume Kering.................................................48

Lampiran 8. Perhitungan Perkiraan Umur Layanan Waduk berdasarkan Metode Dead Storage ............................................... 51

Lampiran 9. Penjelasan langkah-langkah Perhitungan Metode Dead Storage .............................................. 52

Lampiran 10. Grafik Fh umur 16 dan 60 tahun .................................................. 53

Lampiran 11. Grafik Fh umur 27 dan 41 tahun .................................................. 54

Lampiran 12. Perhitungan Fh umur 16 tahun ..................................................... 55

Lampiran 13. Perhitungan Fh umur 60 tahun ..................................................... 56

Lampiran 14. Perhitungan Fh umur 27 tahun ..................................................... 57

Lampiran 15. Perhitungan Fh umur 41 tahun ..................................................... 58

Lampiran 16. Validasi Distribusi Sedimen Umur Layanan Waduk Saat 16 Tahun ............................................................................... 59

Lampiran 17. Distribusi Sedimen Umur Layanan Waduk Saat 16 Tahun ............................................................................... 60

Lampiran 18. Distribusi Umur 60 Tahun ........................................................... 61

13

Lampiran 19. Distribusi Umur 27 Tahun ........................................................... 62

Lampiran 20. Distribusi Umur 41 Tahun ............................................................63

Lampiran 21. Rekapituilasi Hasil Perhitungan Distribusi Sedimen ....................64

Lampiran 22. Langkah-langkah Perhitungan Distribusi Sedimen ........................ 65

Lampiran 23. Data Flushing dan Rata-rata Sedimen yang terbuang ...................66

Lampiran 23. Gambar Penampang Melintang Perkembangan

Laju Sedimen setelah 16 Tahun ....................................................67

14

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan sumber kehidupan bagi manusia. Dalam kehidupan sehari-

hari, kita tidak dapat dipisahkan senyawa kimia ini. Demikan besar manfaat bagi

kehidupan, seperti kebutuhan rumah tangga yaitu sebagai air minum dan MCK,

irigasi, pengendalian banjir dan pembangkit listrik tenaga air (PLTA).

Air merupakan sumber daya alam yang terbaharui melalui daur hidrologi.

Namun keberadaan air sangat bervariasi tergantung lokasi dan musim.

Ketersediaan air di daerah tropis (dekat khatulistiwa) sangat besar dibandingkan

dengan daerah lain misalnya daerah gurun atau padang pasir. Demikian juga

ketersediaan air pada saat musim basah (Oktober s/d April) lebih besar

dibandingkan pada saat musim kering (April s/d Oktober) dimana ketersediaan air

berkurang.

Rekayasa manusia untuk lebih mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya

air adalah dengan merubah distribusi air alami menjadi distribusi air secara buatan

yaitu diantaranya dengan membangun waduk. Waduk merupakan suatu bangunan

air yang digunakan untuk menampung debit air berlebih pada saat musim basah

supaya kemudian dapat dimanfaatkan pada saat debit rendah saat musim kering

(Sudjarwadi, 1987).

Waduk Mrica yang dikenal dengan nama lain waduk Panglima Besar

(Pangsar) Soedirman merupakan salah satu wujud usaha pemanfaatan potensi air

sungai Serayu, sungai Lumajang dan sungai Merawu. Waduk Mrica terletak di

15

kecamatan Bawang Kabupaten Banjarnegara Jawa Tengah. Penggenangan waduk

ini dimulai pada bulan April 1988 dan memiliki luas daerah aliran sungai (DAS)

957, 01 km2 dan luas genangan 8.258.253 m2. Ketinggian muka air 231 m di atas

permukaan air laut dengan kapasitas tampungan 83.945.901 m3. Tujuan

dibangunnya waduk Mrica adalah untuk memanfaatkan sumber energi dari aliran

sungai Serayu guna menggerakan turbin pembangkit listrik dan sebagai sumber

suplesi air irigasi Banjarcahyana. Sungai Serayu memiliki daerah aliran sungai

(DAS) dengan curah hujan dan tingkat erosi yang cukup tinggi, sehingga

memerlukan pemeliharaan dari sistem pengoperasian waduk yang baik.

Dalam pengelolaan sumber daya waduk, sering dijumpai permasalahan-

permasalahan yang menyangkut aspek perencanaan, operasi, dan pemeliharaan

(Sudjarwadi, 1987).

Salah satu persoalan persoalan utama yang terjadi di dalam operasional

waduk adalah terjadinya sedimentasi waduk yang berakibat pada pengurangan

kapasitas waduk sehingga berdampak terhadap umur layanan waduk yang sudah

direncanakan. Maka perlu dilakukan penelitian untuk memperkirakan umur

layanan waduk berdasarkan laju sedimentasi waduk Mrica pada kondisi saat ini.

Ada beberapa metode yang bisa digunakan untuk memperkirakan besarnya

angkutan sedimen di waduk diantaranya adalah metode dead storage dan the

empirical area reduction.

1.2. Rumusan Masalah.

Berlatar belakang hal tersebut diatas, maka beberapa masalah waduk yang

akan dicarikan solusinya pada penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut.

16

a. Berapa besar volume sedimen yang mengendap di waduk Mrica berdasarkan

metode dead storage ?

b. Berapa tahun umur layanan waduk Mrica bisa beroperasi berdasarkan metode

dead storage ?

c. Berapa besar volume sedimen yang mengendap di waduk Mrica berdasarkan

metode the empirical area reduction ?

d. Berapa tahun umur layanan waduk Mrica bisa beroperasi berdasarkan metode

the empirical area reduction ?

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk memperkirakan umur layanan waduk dan

volume angkutan sedimen yang mengendap di dalam waduk Mrica dengan

menggunakan metode dead storage dan metode the empirical area reduction.

Penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai acuan dalam pengelolaan

dan pelestarian waduk Mrica khususnya bagi PT. INDONESIA POWER Proyek

PLTA Mrica Banjarnegara Jawa Tengah.

1.4. Batasan Masalah

Batasan penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Laju sedimen diasumsikan tetap setiap tahunnya.

2. Data pengukuran sedimen langsung (echo sounding) yang digunakan pada

tahunawal 1988 dan pada tahun 2004..

3. Data persentase bed load menggunakan hasil analisis laboratorium lingkungan

UNSOED.

17

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Waduk

Waduk merupakan suatu bangunan air yang berfungsi untuk menampung air

yamg digunakan pada saat debit rendah. Dari segi kegunaannya waduk ada dua

yaitu, waduk eka guna misalnya waduk yang khusus digunakan untuk irigasi,

pembangkit listrik, pengendalian banjir, dan waduk serba guna (multi purpose)

misalnya waduk yang berguna menyeluruh dalam satu waduk itu (Sudjarwadi,

1989).

Berdasarkan aspek permasalahannya waduk dapat dilihat dari aspek

perencanaan, pengoperasian, dan pemelihraan. Aspek perencanaan dilihat dari

segi kelayakan teknik faktor-faktor yang utama mendukung adalah kelayakan

hidrologis dan kelayakan sedimentasi, kelayakan ekonomi maupun kelayakan

sosial. Aspek operasi dilihat dari segi pengoperasian waduk secara reguler

dengan sistem tradisional atau komputer. Aspek dari pemeliharaan dilihat dari

perawatan waduk terhadap laju sedimentasi yaitu dengan melakukan

penggelontoran dan pengeringan waduk tiap tahun atau waktu tertentu

(Sudjarwadi, 1989).

Permasalahan lain yang terjadi dalam waduk adalah aspek gelombang di

permukaan air yang timbul akibat tiupan angin yang perlu dipertimbangkan

terhadap kestabilan struktur waduk, adanya rembesan atau kebocoran, dan aspek

laju sedimentasi (Sudjarwadi, 1989).

18

Aspek laju sedimentasi terjadi akibat erosi yang terjadi di hulu DAS yang

terbawa oleh air melalui sungai menuju hilir atau waduk, kemudian mengendap ke

dalam volume tanpungan mati waduk.

2. 2. Sedimentasi Waduk

Sedimentasi merupakan proses kelanjutan dari peristiwa erosi atau peristiwa

terkikisnya permukaan akibat air hujan. Tanah tesebut mengalir melalui

cekungan-cekungan, saluran-saluran air, kemudian masuk ke sungai. Sungai

selain berfungsi sebagai sarana mengalirkan air juga dapat berfungsi sebagai

pengangkut bahan-bahan material yang berupa sedimen (Qohar, 2002).

Sedimen yang terbawa hanyut oleh aliran air terdiri dari dua muatan yaitu

berupa muatan dasar (bed load) maupun muatan melayang (suspended load).

Muatan dasar yaitu berupa material yang bergerak dalam aliran sungai dengan

cara bergulir, meluncur, dan meloncat-loncat di atas permukaan dasar sungai.

Sedangkan muatan melayang yaitu butiran-butiran halus yang ukurannya lebih

kecil yang senantiasa melayang di dalam air (Suyono & Tominaga, 1985).

Sumarto (1995) mendefinisikan sedimentasi sebagai pengangkutan

melayangnya (suspended) atau mengendapnya fragmental oleh air akibat adanya

erosi. Dampak yang ditimbulkannya yaitu:

1. Di sungai, pengendapan sedimen di dasar yang menyebabkan naiknya dasar

sungai, kemudian menyebabkan tingginya permukaan air sehingga dapat

mengakibatkan banjir yang menimpa lahan-lahan yang tidak di lindungi

19

(unprotected land). Hal tersebut dapat mengakibatkan aliran mengering dan

mencari alur baru.

2. Di saluran, apabila saluran irigasi atau saluran pelayaran dialiri oleh air penuh

dengan sedimen maka akan terjadi pengendapan sedimen di dasar saluran.

Hal ini menjadikan suatu permasalahan untuk mengeruk sedimen tersebut

diperlukan biaya yang cukup besar sehingga menyebabkan terhentinya operasi

saluran.

3. Di waduk-waduk, pengendapan sedimen di waduk-waduk akan mengurangi

volume efektifnya. Sebagian besar jumlah sedimen yang dialirkan oleh waduk

adalah sedimen yang dialirkan oleh sungai-sungai yang mengalir kedalam

waduk, hanya sebagian kecil yang berasal dari longsoran tebing-tebing waduk

oleh limpasan permukaan. Butir-butir yang kasar akan diendapkan di bagian

hulu waduk, sedangkan yang harus diendapkan di dekat bendungan. Jadi,

sebagian besar akan diendapkan di bagian volume aktif waduk dan sebagian

dapat dibilas ke bawah, apabila terjadi banjir pada saat permukaan air waduk

masih rendah.

4. Di bendungan atau pintu-pintu air yang menyebabkan kesulitan dalam

mengoperasikan pintu-pintu tersebut. Adanya pembentukan pulau-pulau pasir

(sand bars) di sebelah hulu bendungan atau pintu air akan mengganggu aliran

air yang melalui bendungan atau pintu air. Bahaya penggerusan terhadap

bagian hilir bangunan terjadi apabila beban sedimen di sungai tersebut

berkurang karena pengendapan di bagian hulu bendungan, maka aliran dapat

mengangkut material alas sungai.

20

5. Di daerah sepanjang sungai, seperti yang telah dijelaskan diatas, banjir akan

lebih sering terjadi di daerah yang tidak dilindungi. Daerah yang dilindungi

oleh tanggul akan aman selama tanggulnya selalu dipertinggi sesuai dengan

kenaikan dasar sungai, dan permukaan airnya akan mempengaruhi drainase

daerah sekitarnya, lama-kelamaan drainase dengan cara gravitasi sudah tidak

mungkin lagi.

Faktor utama yang mempengaruhi gerakan sedimen (transport sedimen) di

sungai adalah : berat jenis butiran dan kecepatan aliran dan morfologi sungai.

Perencanaan waduk di dalamnya selalu disediakan sebagian volume

penampungan yang disebut volume mati (dead storage), selama sedimen masih

mengisi volume mati, waduk masih bisa beroperasi secara normal. Laju

sedimentasi pada waduk sangat dipengaruhi oleh kondisi daerah tangkapan air

waduk tersebut. Beberapa faktor yang mempengaruhi laju sedimen di waduk

adalah : tipe tanah, kemiringan lahan, penutupan vegetasi, karakter hujan dan tata

guna lahan (Sumarto, 1995).

Sedimentasi waduk dapat mengurangi volume banjir efektif waduk,

mempengaruhi kualitas air waduk, mengurangi pengendalian banjir, ketersediaan

air, kekuatan air untuk turbin, dan keuntungan rekreasi (Yang, 1996).

Disiplin ilmu angkutan sedimen memberikan rumus-rumus hasil penelitian

yang dapat digunakan untuk pedoman pengumpulan data dan melakukan hitungan

perkiraan laju sedimen pada waduk, karena endapan sedimen secara akumulatif

semakin lama semakin banyak yang akan menyebabkan waduk tidak berfungsi

secara memadai (Sudjarwadi, 1989).

21

2.3. Jenis Sedimen

Sedimen merupakan proses terkikisnya butiran tanah yang berpengaruh

penting terhadap perencanaan, pengembangan, pemanfaatan dan pemeliharaan

sumber daya air. Angkutan sedimen yang terdapat di dalam waduk dapat

diuraikan berdasarkan klasifikasi sebagai berikut :

Gambar 2.1. Bagan Penggolongan Angkutan Sedimen (Rouf, 2004)

Wash load adalah muatan partikel-partikel halus berupa lempung (Silt), dan

debu (Dust), yang terbawa oleh aliran sungai (Rouf, 2004). Partikel-partikel ini

akan terbawa oleh aliran sampai laut, atau dapat mengendap pada aliran yang

tenang atau yang tergenang. Wash load biasanya berupa butiran halus dan

berlindung diantara butir-butir yang lebih besar, baru terangkat jika tidak

mempengaruhi dasar sungai (Mardjikoen, 1987). Sumber wash load berasal dari

hasil pelapukan lapisan atas batuan atau tanah di daerah aliran sungai, hasil

tersebut akan dibawa oleh hujan atau angin ke dalam sungai atau alur-alur kecil di

dalam daerah aliran sungai (DAS).

Suspended load sedimen melayang dapat dikatakan sebagai material dasar

sungai (bed load) yang bergerak melayang di dalam aliran sungai yang terdiri dari

Angkutan sedimen

berdasarkan sumber

asal sedimen

Angkutan material dasar

Wash load Suspended load

Bed load

Angkutan sedimen

digolongkan berdasarkan mekanisme

pengangkutan

22

sebagian besar butiran-butiran pasir halus yang senantiasa didukung oleh air dan

hanya jarang ekali interaksinya dengan dasar sungai, karena selalu terdorong ke

atas oleh turbulensi air. Pada sungai pendek suspended load dapat dianggap tetap

konsentrasinya, tetapi pada seluruh alur sungai konsentrasinya dapat bervariasi

(Kironoto, 2001).

Bed load merupakan partikel-partikel kasar yang bergerak sepanjang dan

dekat dengan dasar sungai secara keseluruhan. Bed load ini dapat ditunjukkan

oleh gerakan-gerakan partikel-partikel dasar, gerakan tersebut dapat bergeser,

menggelinding, atau meloncat-loncat, akan tetapi tidak pernah lepas dari dasar

sungai. Sedimen sangat tergantung pada debit aliran yang terjadi di daerah aliran

sungai (Bahar & Hilala, 2004).

Distribusi konsentrasi angkutan sedimen dan hidrograf debit air dengan

konsentrasi suspended load dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.2. Distribusi Vertikal Konsentrasi Angkutan Sedimen (Rouf, 2004)

C

h h

C

Wash load Suspended load

C

h

Bed load

23

Gambar 2.3. Hidrograf Debit Air dan Konsentrasi Suspended load (Rouf, 2004)

2.4. Prediksi Umur Layanan (Useful life) Waduk

Umur layanan waduk dapat ditentukan dengan dua metode (Qohar, 2002),

yaitu sebagai berikut :

1. Perkiraan umur layanan (useful life) berdasarkan atas kapasitas tampungan

mati (dead storage).

Perkiraan ini didasarkan atas perhitungan pada beberapa waktu yang

dibutuhkan oleh sedimen untuk mengisi kapasitas tampungan mati. Dengan

diketahuinya besarnya kapasitas tampungan mati dan besarnya kecepatan

(laju) sedimen yang mengendap, maka akan diketahui waktu yang dibutuhkan

sedimen untuk mengisi/menutup pada daerah tampungan mati. Seiring

bertambahnya umur waduk maka akan semakin berkurang kapasitas

tampungan matinya, yang akan berdampak menjadi terganggunya pelaksanaan

operasional waduk. Oleh karena itu hal tersebut dapat dijadikan suatu acuan

untuk memprediksikan kapan kapasitas tampungan mati waduk itu akanterisi

penuh oleh sedimen.

Konsentrasi Suspended load

Debit aliran

Waktu

Debit Aliran

24

2. Perkiraan umur layanan (useful life) berdasarkan besarnya distribusi sedimen

yang mengendap di tampungan dengan menggunakan metode The Empirical

Area Reduction.

Metode The Empirical Area Reduction ini pertama kali diusulkan oleh

Lane dan Koezler (1935), kemudian dikembangkan oleh Borland Miller

(1953) dalam USBR (1973) dan Lara (1965) dalam USBR (1973) merupakan

suatu kesimpulan berdasarkan data survei dari 30 waduk yang ada di beberapa

tempat yang berbeda, metode ini dapat memprediksikan bagaimana disribusi

sedimen di dalam waduk pada masa-masa yang akan datang.

Acuan dari metode ini adalah untuk menentukan umur operasi waduk

berdasarkan hubungan fungsi antara luas genangan dengan elevasi genangan

dan kapasitas tampungan matinya. Patokan elevasi pintu pengambilan

dijadikan sebagai acuannya. Sehingga apabila elevasi pintu pengambilan akan

dicapai oleh elevasi endapan sedimen, maka kegiatan operasional waduk akan

terganggu, dan akhirnya secara teknis akan mengakibatkan waduk tidak dapat

berfungsi sama sekali.

2. 5. Metode Pengendapan Sedimen di Waduk

Umumnya bagunan waduk sudah disediakan daerah tampungan sedimen,

yang volumenya telah ditetapkan. Hal utama yang berkaitan dengan pegendapan

sedimen di waduk adalah berat volume kering (unit dry weight) dan trap

efficiency (Qohar, 2000). Berat volume kering merupakan massa sedimen kering

dalam satuan volume, ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi berat

volume kering di waduk, antara lain :

25

a) Cara operasi waduk

b) Tekstur dan ukuran partikel sedimen

c) Tingkat pemadatan dan konsolidasi

d) Arus rapat massa dan kemiringan dasar sungai (Qohar, 2000)

Dalam perhitungan sedimen di waduk dapat dipengaruhi faktor-faktor

berikut :

1. Efisiensi tangkapan sedimen (Trap Efficiency)

Jumlah sedimen yang tertahan atau mengendap di dalam waduk dapat

dihitung yaitu dengan cara mencari besarnya trap efficiency yang didefinisikan

sebagai perbandingan antara jumlah sedimen yang mengendap di waduk

dengan total angkutan sedimen yang masuk ke dalam waduk (Brune, 1953

dalam USBR, 1973). Perhitungan untuk menentukan besarnya trap efficiency

yaitu berdasarkan perbandingan antara kapasitas tampungan (C) dengan inflow

aliran tahunan (I), kemudian perbandingan itu diplotkan pada grafik trap

efficiency (Brune, 1953) yaitu hubungan antara ratio of reservoir capacity to

annual inflow (sumbu x) dengan sediment trapped percent (sumbu y), nilai

tersebut akan berkurang sejalan dengan umur operasional karena kapasitas

waduk akan berkurang akibat sedimen (Qohar, 2000).

26

Gambar. 2.4 Grafik Trap Efficiency (Kironoto, 1997)

2. Berat Volume Kering

Banyaknya angkutan sedimen yang masuk ke waduk dinyatakan satuan

waktu yang dikonversikan ke satuan volume per satuan waktu. Berat volume

sendiri adalah massa sedimen yang kering dalam satuan volume. Menurut

Lane dan Kozler (1946) dalam USBR (1973) bahwa jenis dari pengoperasian

waduk diklasifikasikan pada Tabel 2.1. :

27

Tabel 2.1.Pembagian Tipe Waduk Berdasarkan Cara Pengoperasiannya

Tipe Waduk Operasi Waduk

1

2

3

4

Sediment always submerged or nearly submerged (Sedimen selalu terendam atau hampir terendam) Normally moderate of considerable reservoir drawdown(Pada umumnya draw down normal) Reservoir normally empty (Waduk umumnya kosong) Riverbed sediments (Sedimen dasar sungai)

Sumber : Lara dan Pemberton (1965) dalam USBR (1973)

Lane dan Kozler (1946) dalam USBR (1973) menyatakan bahwa berat volume

kering di waduk dapat diperkirakan setelah T tahun dengan menggunakan

persamaan berikut :

T LogW1W += ……..…………………………….……………………..(2.1) Keterangan :

W = berat volume kering setelah T tahun operasi waduk (kg/m3)

W1= berat volume kering mula-mula setelah 1 tahun konsolidasi (kg/m3)

K = Konstanta konsolidasi

Untuk nilai W1 dan K tergantung dari tipe waduk yang bersangkutan untuk

masing-masing waduk dapat dilihat dari Tabel 2.2. :

Tabel 2.2. Nilai WT dan konstanta K Pasir (sand) Lanau (silt) Lempung (clay) Tipe

Waduk W1 K W1 K W1 K 1 2 3 4

1500 1500 1500 1500

0 0 0 0

1050 1185 1275 1320

90 45 15 0

500 750 950

1250

250 170 100 0

Sumber : Lane dan Kozler (1943) dalam V.T. Chow (1964)

Menurut Miller (USBR, 1953) bahwa suatu rumus integral pendekatan pada

persamaan 2.1., untuk menentukan berat volume kering rata-rata dari semua

28

sedimen yang mengendap di dalam waduk selama T tahun beroperasi dapat

ditentukan sebagai berikut :.

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 1TLn

1TT K1 0,4343W1WT ……..…………………....……(2.2)

Keterangan : WT = berat volume kering rata-rata setelah T tahun operasi waduk

(kg/m3)

W1 = berat volume kering awal (kg/m3)

K1 = konstanta yang tergantung pada operasi waduk dan jenis material

sedimen

= Kc.Pc + Km.Pm + Ks. Ps .. ……………………………………(2.3)

Keterangan : Kc, Km, Ks = Konstanta konsolidasi lempung, lumpur, dan pasir

Pc, Pm, Ps = Persentase lempung, lumpur, dan pasir

Nilai Kc ,Km,Ks untuk masing-masing tipe waduk dapat dilihat dalam Tabel 2.3

Tabel 2.3. Koefisisen K1 untuk berbagai Tipe Waduk Tipe Waduk Kc Km Ks

1 2 3

256 135 0

91 29 0

0 0 0

Sumber : Miller (1953) dalam USBR (1973)

Berat volume kering awal menurut Lara dan Pamberton dapat diestimasi

dengan persamaan:

W1 = Wc.Pc + Wm.Pm + Ws.Ps……….……………..………………………(2.4)

Keterangan :

W1 = Berat volume kering mula-mula setelah 1 tahun konsolidasi

(kg/m3)

29

Pc, Pm, Ps = Persentasi lempung (<0,005 mm, lumpur (0,005 – 0,0625 mm),

pasir (0,0625 – 2,00 mm)

Wc,Wm,Ws = Konstanta berat volume kering untuk lempung, lumpur, pasir

yang nilainya tergantung dari bentuk waduk, yang nilainya seperti pada

Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Koefisisen untuk Penentuan Berat Volume Kering

Sumber Lara Pamberton (1965) dalam USBR(1973)

Besarnya nilai WT pada Persamaan 2.2 di atas digunakan untuk

mengkonversikan berat sedimen ke dalam sedimen setelah waktu T tahun.

Sedangkan menurut Strand (1974) dalam USBR menyatakan bahwa dalam

menentukan berat volume kering rata-rata dari semua sedimen yang

mengendap dalam waduk selama waktu T tahun, menggunakan persamaan

berikut :

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 1TLn

1TT K2 6,9566W1WT ……..…………………………(2.5)

Keterangan :

WT = Berat volume kering rata-rata setelah T tahun operasi waduk (Kg/m3)

W1 = Berat volume kering awal (Kg/m3)

K2 = Konstanta yang tergantung pada operasi waduk dan jenis material

sedimen

= Kc. Pc + Km. Pm + Ks. Ps

Tipe Waduk Wc Wm Ws 1 2 3 4

416 561 641 961

1120 1140 1150 1170

1550 1550 1550 1550

30

Tabel 2.5. berikut merupakan penentuan koefisien besarnya K2 untuk berbagai

tipe waduk :

Tabel 2.5. Koefisien K2 untuk berbagai Tipe Waduk Tipe Waduk Kc Km Ks

1 2 3

16 8,4 0

5,7 1,8 0

0 0 0

Sumber: Strand (1973) dalam USBR (1973)

Strand juga menentukan berat volume kering awal dengan menggunakan

rumus sebagai berikut :

( )Ssmmcc PPPW ∗+∗+∗= γγγ01794,161 ……………………….………..(2.6) Keterangan :

W1 = Berat volume kering awal (Kg/m3)

Pc, Pm, Ps = Persentase lempung < 0,004 mm

= Lumpur 0,004 – 0,0625 mm

= Pasir 0,0625 – 2,00 mm

γc, γm, γs = Konstanta berat volume kering untuk lempung,

lumpur, dan pasir

Nilai γc, γm, γs dapat ditentukan menggunakan Tabel 2.6. berikut :

Tabel 2.6. Koefisien untuk penentuan berat volume kering

Tipe Waduk γc γm γs 1 2 3 4

26 35 40 60

70 71 72 73

97 97 97 97

Sumber : Strand dalam USBR (1973)

31

3. Distribusi Sedimen Waduk

Aliran air sungai yang membawa sedimen ke dalam waduk dengan

kecepatan yang besar dari aliran itu akan berangsur-angsur berkurang.

Sedimen tersebut terdiri dari partikel melayang (suspended load), yang

berukuran besar dan muatan dasar (bed load) akan mengendap membentuk

delta di bagian hulu waduk. Sedangkan untuk partikel yang berukuran kecil

akan tetap melayang dan terangkut oleh aliran dan akan mengendap di bagian

hilir. Partikel-partikel yang lebih kecil dapat tetap melayang dan sebagiannya

mungkin akan melewati waduk bersama-sama dengan aliran yang melalui alur

buangan, turbin, atau pelimpah.

Distribusi endapan yang terjadi dengan suatu metode empirik yang

dinamakan The Empirical Area Reduction method sebagai acuan untuk

menghitung besarnya distribusi sedimen.

Distribusi endapan sedimen dalam waduk dipengaruhi oleh :

1. Pengoperasian waduk

2. Tekstur atau ukuran partikel sedimen

3. Bentuk waduk

4. Volume sedimen

Dari keempat faktor diatas yang paling utama adalah bentuk waduk karena

penting untuk menentukan distribusi endapan sedimen dalam waduk. Bentuk

waduk dapat diklasifikasikan pada Tabel 2.7., sebagai berikut:

32

Tabel 2.7. Klasifikasi Waduk berdasarkan nilai m Tipe Waduk Klasifikasi m

1 2 3 4

Lake Flood plain foot hill

Hill Normally empty

3,5 – 4,5 2,5 – 3,5 1,5 – 2,5 1,0 – 1,5

Sumber : Borland dan Miller (1953) dalam USBR ( 1973)

Dengan menggunakan Persamaan 2.7. dasar emprical area reduction method

adalah :

∫ ∫+=y0

0

H

y0

dy aK dyA S ……...………………………………..……………(2.7)

Dimana :

S = Volume sedimen total yang diendapkan didalam waduk

0 = Elevasi dasar (asli )waduk

Y0 = Elevasi dasar waduk setelah T tahun

A = Luas waduk

H = Kedalaman total waduk (pada muka air normal)

K = Konstanta untuk mengkonversikan luas sedimen relatif (a) ke dalam

luas sedimen sebenarnya

A = Luas sedimen relatif

Berdasarkan hasil integrasi Persamaan 2.7. tersebut dan data empiric menurut

Kironoto (2000), maka diperoleh suatu persamaan sebagai berikut:

33

AhHVhSF

×−

= ……………………...………………………………………(2.8)

Dimana :

F = Fungsi tanpa dimensi

S = Volume sedimen total yang diendapkan di waduk

Vh = Volume waduk pada elevasi h

Ah = Luas waduk pada kedalaman h

Untuk menentukan distribusi tampungan waduk, menurut Lara dan Borland-

Miller mengusulkan bahwa grafik-grafik beberapa tipe waduk untuk

perbandingan antara nilai luas sedimen relatif (a) dengan menggunakan

kedalaman relatif waduk diukur dari dasar (p) bagi masing-masing tipe waduk.

Berikut ini merupakan tabel persamaan untuk mencari nilai sedimen relatif (a),

nilai (p) kedalaman, dan hubungan nilai (a) dengan nilai (p) yaitu :

Tabel 2.8. Persamaan untuk mencai nilai a

Tipe Waduk a menurut Lara a menurut Borland-Miller

1 2 3 4

5,074 p 1,85 (1 – p) 0,35 2,487p 0,57 (1 – p) 0,41

16,967p 1,15 (1 – p) 2,32 1,486p 0,25 (1 – p) 1,34

3,417 p 1,50 (1 – p) 0,20

2,324 p 0,50 (1 – p) 0,40 15,882p 1,10 (1 – p) 2,30 4,232 p 0,10 (1 – p) 1,50

Sumber : Lara (1965) dalam USBR ( 1973), Borland dan Miller (1953) dalam USBR (1973)

34

Tabel 2.9. Nilai persamaaan antara nilai p dengan nilai a masing-masing tipe waduk (Lara,1973)

Tipe Waduk p kedalaman 1 2 3 4

0 ∞ ∞ ∞ 0 0,1 0,06908 0,64108 0,94069 2,29458 0,2 0,23897 0,90684 1,58839 1,64779 0,3 0,48285 1,08175 1,85747 1,24500 0,4 0,77896 1,19644 1,80836 0,94238 0,5 1,10429 1,26086 1,53120 1,69807 0,6 1,43104 1,27663 1,12527 0,49459 0,7 1,72097 1,23880 0,68927 0,32366 0,8 1,91173 1,13203 0,31372 0,18181 0,9 1,85609 0,91116 0,07194 0,06974 1 0 0 0 0

Sumber : Lara (1973) dalam USBR 1973

Tabel 2.10. Nilai persamaaan antara nilai p dengan nilai a masing-masing tipe waduk (Borland-Miller,1973)

Tipe Waduk p kedalaman 1 2 3 4

0 ∞ ∞ ∞ 0 0,1 0,10251 0,70458 0,99006 2,58316 0,2 0,27336 0,95058 1,61862 2,06240 0,3 0,46976 1,10366 1,85979 1,53816 0,4 0,66959 1,19819 1,79027 1,07679 0,5 0,85425 1,24540 1,50454 0,69802 0,6 1,00439 1,24777 1,10055 0,40692 0,7 1,09611 1,20125 0,67281 0,20131 0,8 1,09344 1,09193 0,30667 0,07403 0,9 0,92259 0,87772 0,07089 0,01324 1 0 0 0 0

Sumber : Borland-Miller (1973) dalam USBR 1973

35

Tabel 2.11 Nilai F masing-masing tipe waduk

Nilai F tipe Waduk p 1 2 3 4

0 ∞ ∞ ∞ 00,01 996,7000 5,5680 12,0300 0,20230,02 277,5000 3,7580 5,5440 0,23300,05 51,4900 2,2330 2,0570 0,27160,1 14,5300 1,4950 1,0130 0,2911

0,15 6,6710 1,1690 0,6821 0,29320,2 4,1450 0,9706 0,5180 0,2878

0,25 2,7660 0,8299 0,4178 0,27810,3 1,9800 0,7212 0,3486 0,2656

0,35 1,4850 0,6323 0,2968 0,25130,4 1,1490 0,5565 0,2555 0,2355

0,45 0,9076 0,4900 0,2212 0,21870,5 0,7267 0,4303 0,1917 0,2010

0,55 0,5860 0,3758 0,1657 0,18260,6 0,4732 0,3253 0,1422 0,1637

0,65 0,3805 0,2780 0,1207 0,14430,7 0,3026 0,2333 0,1008 0,1245

0,75 0,2359 0,1907 0,0820 0,10440,8 0,1777 0,1500 0,0643 0,0840

0,85 0,1262 0,1107 0,0473 0,06330,9 0,0801 0,0728 0,0310 0,0424

0,95 0,0383 0,0359 0,0153 0,02130,98 0,0149 0,0143 0,0061 0,00850,99 0,0074 0,0071 0,0030 0,0025

1 0 0 0 0Sumber : Borland-Miller (1973) dalam USBR 1973

36

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Konsep Dasar dan Metode

Sedimentasi waduk tejadi akibat laju sedimen yang cepat akibat pengaruh

kondisi tangkapan air di hulunya, selain itu dipengaruhi juga oleh tipe tanah,

penutupan vegetasi, karakter hujan dan tata guna lahan, sehingga dalam

perencanaan waduk diperlukan tinjauan usia fungsional dalam memperkirakan

usia kedepannya. Penelitian dilakukan dengan metode pengumpulan data yaitu

mencari data-data dan informasi mengenai waduk Mrica pada tahun 1988 dan

2004. Langkah-langkah penelitian ini lebih jelas adalah sebagai berikut ini.

3.2. Pengumpulan data

Data yang dikumpulkan adalah data sekunder yang merupakan data dari

hasil pengukuran langsung di lapangan dan pengujian di laboratorium. Jenis data

yang digunakan dalam penelitian terlihat seperti pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Jenis data, peta dan sumbernya

No Data/Gambar/Peta Sumber

1 Data Pengukuran Sedimen Tahun 1988 Proyek PLTA Mrica Indonesia Power dan Jurnal Bambang Agus Kironoto

2 Data Pengukuran Sedimen Tahun 2004 Proyek PLTA Mrica Indonesia Power Banjarnegara

3 Data Teknis Waduk Mrica Proyek PLTA Mrica Indonesia Power Banjarnegara

4 Data Persentase Bed Material Tim Laboratorium Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto

5 Data Inflow Rata-rata PLTA PB.Soedirman

Proyek PLTA Mrica Indonesia Power Banjarnegara

6 Gambar Perkembangan Laju Sedimen Waduk PB. Soedirman

Proyek PLTA Mrica Indonesia Power Banjarnegara

7 Peta Daerah Tangkapan Air Waduk PB. Soedirman

Proyek PLTA Mrica Indonesia Power Banjarnegara

8 Lay out Waduk PLTA PB. Soedirman Proyek PLTA Mrica Indonesia Power Banjarnegara

9 Data Flushing Waduk PB. Soedirman Proyek PLTA Mrica Indonesia Power Banjarnegara

37

3.3 Pengolahan data

3.3.1. Data Sedimen

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data hasil pengukuran

sedimen pada tahun 1988 dan 2004 berupa hubungan elevasi dengan volume

waduk Mrica, data inflow sedimen rata-rata tahunan dan data bed load material,

Pengolahan data sedimen pada tahun 1988 digunakan untuk menentukan tipe

waduk yang diklasifikasikan menurut Borland dan Miller (1953) dalam USBR

(1973) sebagai berikut :

a. Data hubungan elevasi dengan volume waduk pada tahun 1988 diplotkan pada

grafik logaritmik sehingga membentuk kemiringan (slope) suatu persamaan

yang menunjukkan nilai sebagai parameter m tipe waduk pada Tabel 2.4.

b. Data inflow sedimen rata-rata tahunan digunakan untuk menentukan besarnya

laju sedimen meter kubik per tahun. Data inflow juga digunakan untuk

perkiraan umur layanan waduk dengan metode dead storage dan the empirical

area reduction.

c. Data bed load material digunakan untuk menentukan berat volume kering

(WT), data ini merupakan rata-rata persentase yang diambil dari lima titik

pengujian pada waduk Mrica.

3.3.2. Perkiraan Umur Layanan Waduk Berdasarkan Kapasitas Tampungan

Mati (Dead Storage)

Perkiraan dengan menggunakan metode dead storage ini didasarkan pada

penentuan tipe waduk kemudian berat volume keringnya dianalisis berdasarkan

38

formula Miller (1953) dalam USBR (1973) pada Persamaan 2.4., dan Strand

(1974) pada Persamaan 2.5.setelah pengolahan data persentase bed load material.

Perkiraan umur layanan waduk ini menggunakan berat volume kering

yang terbesar berdasarkan analisis kedua formula tersebut, selanjutnya dengan

laju sedimen dianggap tetap dan akumulasi pengurangan (sisa) kapasitas waduk

dari awal tahun 1988 sampai memenuhi kapasitas tampungan mati (dead storage)

dengan asumsi awal 10 juta m3 dan juga sedimen inflow serta trap efficiency

waduk Mrica dengan cara trial error, sehingga diperoleh umur layanan waduk

Mrica.

3.3.3. Perhitungan Umur Layanan Waduk Berdasarkan Distribusi Sedimen

Distribusi endapan sedimen ini menggunakan data elevasi, luas dan

kapasitas waduk pada tahun 1988 dan 2004, selanjutnya berdasarkan penentuan

tipe waduk (m) dengan variabel yang dicari yaitu kedalaman relatif (p) , dan luas

relatif (Ap) untuk menentukan elevasi nol baru.

Penentuan elevasi dasar atau nol baru berdasarkan volume sedimen yang

selama operasional (16 tahun). Langkah awal dengan memperhitungkan Fh dan

tiap kedalaman relatifnya, selanjutnya diplotkan pada grafik hubungan antara Fh

dengan kedalaman relatif sehingga berpotongan atau mendekati grafik tipe waduk

2 maka didapatkan kedalaman relatif nol baru. Langkah kedua kedalaman relatif

itu digunakan untuk menentukan elevasi nol baru dari hasil interpolasi.

Perkiraan umur layanan waduk dari elevasi nol baru ini dicari faktor K

sebagai acuan sedimen yang terdistribusi harus sama dengan sedimen selama

umur yang ditinjau.

39

Faktor K ini dicari dengan cara trial error sampai diperoleh hasil sedimen

yang sama dan hasil distribusi sedimen selama umur yang ditentukan dan hasil

tersebut ditabulasikan, apabila pada umur perkiraan tersebut kurang memenuhi

atau melebihi sesuai dengan parameter level intakenya maka dilakukan trial error

lagi.

40

3.4. Flow chart penelitian

Langkah-langkah perhitungan lebih jelasnya dapat dilihat pada flow chart

berikut ini.

Gambar 3.1. Flow chart Perhitungan Dead Storage Sedimen

Start

Data persentase material endapan sedimen

1. Data sedimen Inflow tahunan 2. Data kapasitas tampungan 3. Data tampungan mati

Inflow Aliran tahunan (I) = koef.run off x Curah hujan rata-

rata x catchment area

Penentuan tipe operasi waduk Tipe

waduk

Jenis Operasi waduk

1

2 3 4

Sedimen selalu terendam atau hampir terendam Umumnya darw down waduk sedang Waduk umunya kosong Sedimen dasar sungai

Trap Efficiency Grafik Gunnar Brune (1953)

Berat volume kering

Waktu untuk mengisi dead storage tiap 10 x 106 m3

( )InflowSedimen Efficiency TrapSedimen Volume×

=

Perkiraan Usia waduk T≈ Σ tahun (Wbt)

Finish

41

Gambar 3.2. Flow Chart Perhitungan Prediksi Distribusi Endapan Sedimen

Start

Data elevasi, luas dan kapasitas waduk Data vol. sedimen yang mengendap T tahun

Klasifikasi tipe waduk (m) Tipe Waduk Nilai m 1 3,5 – 4,5 2 2,5 – 3,5 3 1,5 – 2,5 4 1,0 – 1,5

Hitungan nilai F(h) ( )( )ΔhH

VhSF×−

=

( )nm p1pCAp −×=

Penetuan elevasi dasar waduk setelah T tahun dengan memplotkan pada grafik

Cara Borlan dan Miller Tipe Waduk C m n 1 3,417 1,5 0,2 2 2,324 0,5 0,4 3 15,882 1,1 2,3 4 4,232 0,1 2,5

Cara Lara Tipe Waduk C m n 1 5,047 1,85 0,36 2 2,487 0,57 0,41 3 16,987 -1,15 2,32 4 1,486 -0,25 1,34

Mengkonversi luas relatif ke dalam luas endapan sedimen sebenarnya dengan mengalikan faktor K

tersebutElevasi pada Relatif LuasBaruDasar Elevasi pada Asli Waduk LuasK =

Hitung volume relatif

( ) iΔElevas2

A2A1K ×+

=

Volume enadapan sedimen hasil prediksi = volume endapan sedimen sebenarnya (S1 = S)

Mencari Nilai K baru

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

S2S1 K1K2

Luas Waduk baru =Luas Waduk original – Luas endapan

Volume Waduk baru = Volume waduk original – vol. endapan sedimen

Finish

Ya Tidak

42

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Tipe Waduk

Hubungan kedalaman dengan kapasitas waduk Mrica dapat ditunjukkan

pada Gambar 4.1., dengan persamaan y = 2,65 x + 194,24 yang merupakan

persamaan linier, sehingga nilai slope (m) sebesar 2,65. Berdasarkan Tabel 2.7.

maka waduk dengan slope (m) 2,65 termasuk tipe 2 yaitu flood plain foot hill

yang berarti waduk tersebut selalu terairi. Sedangkan menurut Lane-Kozler dalam

USBR (1973) tipe waduk tersebut pengoperasiannya pada umumnya draw down

normal, dan menurut Yang (1999) sedimen dalam waduk ini di dominasi oleh

partikel lanau (silt).

y = 2,652x + 194,24R2 = 0,9183

100,00

1.000,00

0 50 100 150 200

Kapasitas dalam 105 (m3)

Ked

alam

an (m

)

Gambar 4.1. Grafik hubungan kedalaman dengan kapasitas waduk

43

4.2. Berat Volume Kering (Bulk density)

Besarnya berat volume kering sedimen dipengaruhi oleh persentase bed

material yang terdiri dari : lempung (clay), lanau (silt), dan pasir (sand) yang

mengendap di dalam waduk.

Besarnya berat volume kering merupakan pengendapan sedimen yang

mengendap, akibat terjadinya konsolidasi dan pemadatan sedimen. Penentuan

berat volume kering dapat diketahui seiring waktu yang bertambah dari umur

operasional waduk..

Hasil yang diperoleh berdasarkan analisis berat volume kering dengan

menggunakan formula Miller dan Strand diperoleh pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Berat Volume Kering berdasarkan rumus Miller dan Strand

Miller Strand Waktu,T (Tahun) WT (Kg/ m3) WT (Kg/ m3)

16 892,85 932,434 60 909,29 974,175

Menurut tabel tersebut digunakan umur 16 tahun karena sebagai patokan lamanya

operasional yang ditinjau sedangkan umur 60 tahun merupakan umur rencana dari

Waduk Mrica. Berdasarkan hasil analisis tersebut digunakan berat volume kering

menurut Strand (1973) yaitu ; 932,434 Kg/m3 untuk waktu T = 16 tahun dan

974,175 Kg/m3 untuk T = 60 tahun.

Hal itu digunakan karena berat volume kering yang besar maka

kecepatan pengendapan bed load akan semakin cepat, sehingga volume

tampungan mati akan segera terisi sedimen yang pada akhirnya memperpendek

umur layanan waduk.

44

4.3. Umur Layanan Waduk berdasarkan tampungan mati (Dead Storage)

y = -0.0293x2 + 4.6301x - 0.0349R2 = 1

05

101520253035404550

0 2 4 6 8 10 12

Waktu, T (Tahun)

Volu

me

Sedi

men

(Jut

a m

eter

Ku

bik)

10,43

dead storage

Gambar 4.2. Hubungan volume sedimen terhadap umur layanan waduk

Berdasarkan Gambar 4.2. volume sedimen yang terjadi pada setiap

tahunnya semakin bertambah besar. Sesuai dengan grafik tersebut, diperoleh umur

layanan waduk 10,43 tahun dengan volume sedimen 45.034.267 m3, sehingga

sedimen menutup volume tampungan waduknya. Hal ini bertolak belakang pada

umur layanan waduk yang telah melampaui umur operasional yang di tinjau tahun

2004 (16 tahun), hal ini disebabkan pada perhitungan awal tidak

memperhitungkan flushing, sehingga laju sedimen yang mengendap di dalam

waduk di anggap konstan yaitu 4,42 juta m3 per tahunnya.

4.3. Umur Layanan Waduk berdasarkan Distribusi Sedimen

4.4.1. Distribusi endapan di dasar waduk berdasarkan pengukuran langsung

Volume sedimen selama 16 tahun yang diperoleh (70,799 juta m3)

digunakan pada the empirical area reduction method untuk menghitung besarnya

45

distribusi sedimen berdasarkan tipe atau bentuk waduk dan akumulasi laju

sedimen pada tiap-tiap luasan tampungan dan besarnya kapasitas tampungan.

Perkiraan umur yang digunakan adalah umur operasional selama 16 tahun

dan 60 tahun, kemudian apabila pada umur tersebut masih layak maka dilanjutkan

pada perkiraan umur yang ditentukan.

4.4.2. Elevasi Baru

A. Umur layanan waduk saat 16 tahun

Hasil analisa pada umur operasional selama 16 tahun diperoleh elevasi nol

baru sekitar + 188,57 m, hal itu berarti bahwa pada saat umur 16 tahun ini

kedalaman waduk Mrica bertambah sekitar + 28,57 m dari elevasi awal umur

waduk tahun 1988 (sesuai dengan lampiran 15), dengan acuan volume sedimen

selama 16 tahun adalah 70.799.992 m3, sedangkan untuk kedalaman relatif (p)

baru diperoleh sebesar + 0,351 m (lampiran 9 dan 16).

Hasil dari perhitungan tersebut kemudian divalidasikan (Lampiran 15)

dengan hasil pengukuran tahun 2004, maka diperoleh sebesar 4,387 % terhadap

perhitungan dengan menggunakan the area empirical area reduction method

sehingga hal ini dapat dikatakan bahwa dengan metode ini dapat digunakan untuk

memperkirakan umur layanan saat sedimen menutupi level intake berikut validasi

antara perhitungan dari umur rencana (tahun 1988) sampai umur operasional

(2004) pada Gambar 4.3., saat umur 16 tahun ini elevasi nol barunya (+ 188,57

m) masih di bawah level intake (+ 206,00 m), sehingga waduk ini masih bisa

beroperasional kemudian dari umur 16 tahun ini dapat diperkirakan lagi pada saat

umur berapa tahun sedimen menutupi volume tampungan matinya atau dikatakan

46

level intakenya tertutup yang menyebabkan fungsional dari operasi waduk mati

total. Menurut Kironoto (2000), bahwa waduk dengan kapasitas sedang dalam

memprediksikan distribusi sedimennya dapat menggunakan the empirical area

reduction.

150

175

200

225

250

0 25 50 75 100 125Kapasitas waduk (juta meter kubik)

Elev

asi (

m)

Berdasarkan pengukuran pada Tahun2004Perhitungan pada Tahun 2004

Gambar 4.3. Grafik perbandingan antara distribusi sedimen hasil pengukuran

dengan hasil perhitungan umur operasi 16 tahun

Berdasarkan hasil dari perhitungan the empirical area reduction pada

umur 16 tahun ini belum diperoleh volume sedimen yang menutup volume

matinya karena elevasi nol baru akibat sedimen ini masih dibawah level intake,

sehingga perlu di coba-coba lagi sampai dengan tahun ke-60 (umur rencana)

untuk menentukan kelayakan waduk Mrica.

B. Umur layanan waduk saat 60 tahun (umur rencana)

Berdasarkan analisis dengan perkiraan umur operasional 60 tahun (umur

rencana) diperoleh hasil perhitungan elevasi nol barunya + 220,00 m dan

47

kedalaman relatif barunya (p) yaitu + 0,80 m, hal itu menunjukkan pertambahan

yang besar dari elevasi awal yaitu + 160,00 m pada waduk Mrica.

Kenaikan elevasi nol baru tersebut, mengakibatkan pertambahan volume

sedimen selama 60 tahun, yaitu sebesar 265,2 * 106 m3 dengan perkiraan laju

sedimen tetap yaitu 4,42 m3/tahun. Selanjutnya berdasarkan perkiraan distribusi

sedimennya, diperoleh hasil perhitungan yaitu sebesar – 77,58 * 106 m3 pada

elevasi maksimum + 235,00 m, angka negatif tersebut menunjukkan bahwa

volume sedimen telah melampaui volume waduk maksimum pada level puncak,

sehingga waduk pada umur ini sudah menjadi daratan akibat tertutup oleh

sedimen yang melebihi kapasitasnya.

Pada perkiraan umur rencana (60 tahun) terdapat perbedaan yang sangat

besar antara elevasi nol baru dengan level intakenya, sehingga perlu dilakukan

analisis ulang pada perkiraan umur 27 dan 41 tahun.

C. Perkiraan umur layanan waduk saat 27 dan 41 tahun

Menurut perhitungan pada perkiraan umur 27 tahun ini diperoleh

kedalaman relatifnya yaitu + 0,481 m dan elevasi nol barunya + 198,03 m, elevasi

nol baru ini menunjukkan pertambahan sekitar + 38,03 m dari elevasi awal waduk

Mrica.

Elevasi nol baru tersebut digunakan untuk memperkirakan distribusi

sedimen yang terjadi pada tahun tersebut dengan mengacu langkah perhitungan

pada lampiran 13 dan dengan perkiraan sedimen yang terjadi sebesar 119,34 * 106

m3(lampiran 17). Berdasarkan hasil analisis tersebut diperoleh volume sedimen

pada waduk sebesar 68,272 * 106 m3. Hal itu menunjukkan bahwa pada umur 27

48

tahun disribusi sedimen yang tersisa tinggal 68,272 * 106 m3 dari volume waduk

yang tersedia sebelum terisi sedimen, tetapi pada umur ini waduk Mrica masih

dapat menampung partikel-partikel sedimen yang mengendap pada voleme

tampungan matinya sehingga pintu intakenya belum tertutup dan operasional

waduk masih bisa berfungsi, hal ini dikarenakan elevasi nol barunya masih di

bawah level intake. Sehubungan masih mampu kapasitas waduk menampung

sedimen pada umur 27 tahun, maka perlu dilakukan trial error pada umur 41

tahun.

Hasil perhitungan pada umur 41 ini hampir sama mengacu pada perkiraan

metode perhitungannya seperti umur 27 tahun, dan hasilnya diperoleh kedalaman

relatif + 0,613 m, yang diinterpolasikan sehingga diperoleh elevasi nol baru yaitu

+ 206,00 m, hal itu menunjukkan bahwa pada elevasi nol baru tersebut sama

dengan elevasi level intake waduk Mrica yaitu + 206,00 m sedangkan pada elevasi

puncak + 235,00 m kapasitas waduk tersisa sebesar 13,78 juta meter kubik

(lampiran 18). Sehingga dapat dikatakan pada umur 41 tahun tersebut waduk

Mrica sudah mulai tidak berfungsi untuk PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)

dan penyuplai irigasi secara optimal.

Sebagai perbandingan distribusi sedimen pada umur yang telah

diperkirakan yang ditinjau dari elevasi nol baru dapat digambarkan pada Gambar

4.4.

49

185.00

190.00

195.00

200.00

205.00

210.00

215.00

220.00

225.00

2004 2024 2044

Waktu, T (Tahun)

Ele

vasi

Nol

Bar

u (m

)

2029

+ 206,00 level intake

Gambar 4.4. Perbandingan kondisi perkiraan distribusi sedimen pada tahun yang

diperkirakan

Berdasarkan Gambar 4.4. menunjukkan bahwa distribusi sedimen yang terjadi di

waduk Mrica semakin meningkat pada tiap tahunnya dan elevasi dasar waduk

bertambah dangkal. Patokan perkiraan umur yang digunakan adalah pada tahun

2029 dari awal tahun

Perkiraan umur tersebut ternyata tidak sesuai dengan umur yang

direncanakan perencana sehingga diperlukan peninggian level intake untuk

memperlambat atau mencapai umur rencana yang diinginkan. Hal itu terjadi

dikarenakan perubahan tata guna lahan yang sudah berubah di hulu DAS akibat

erosi, maka berdampak laju sedimen di daerah tangkapan waduk (DTW) yang

semakin cepat terjadi di hilir. Menurut Bupati Banjar Negara M Djasri dikutip

dalam Harian Kompas (2005), menyatakan bahwa dampak yang lebih jauh dari

pengelolaan sumber daya lahan di daerah tangkapan waduk tidak hanya

50

disebabkan oleh tingkat sedimentasi di hilir waduk saja tetapi akibat kerusakan

dan degredasi lingkungan disekitar DAS yang sangat parah.

Analisis perkiraan umur waduk Mrica diperlukan sebagai bahan

pertimbangan dan antisipasi dalam perencanaan waduk yang baru, dan juga dalam

penanganan masalah sedimentasi ini sudah tidak bisa ditangani secara teknis dan

ekonomisnya. Dalam hal ini yang berpengaruh dalam memperkirakan distribusi

endapan waduk ditentukan oleh waktu lamanya waduk beroperasi dan yang paling

utama adalah faktor tata guna lahan yang berubah di hulu daerah aliran sungai

(DAS).

Tabel 4.2. Perkiraan elavasi pada tahun perkiraan akibat sedimen

Waktu,T(Tahun) Elevasi Nol Baru (m)

2004 188,57

2015 198,03

2029 206,00

2048 220,00

Tabel 4.2. menunjukkan bahwa elevasi akan terus bertambah setiap tahunnya

sehingga pintu intake lambat laun akan tertutup sampai waktu yang telah

ditentukan yaitu pada tahun 2029. Disamping itu laju sedimen pun akan terus

bertambah, dan akan melebihi kapasitas tampungan waduk.

Perbandingan dari hasil perkiraan umur layanan waduk Mrica dengan

menggunakan dua metode yaitu dead storage dan the empirical area reduction

terlihat pada Tabel 4.3.

51

Tabel 4.3. Hasil perkiraan umur layanan dengan metode dead

storage dan the empirical area reduction

Metode Waktu, T (Tahun) Cara Dead Storage 10,43

Cara The Empirical Area Reduction 41

Hasil perkiraan kedua metode seperti pada Tabel 4.3., terlihat jelas perbedaan

yang sangat jauh, hal ini karena pada metode dead storage tidak

memperhitungkan volume sedimen yang terbuang oleh flushing sebesar 81.608,43

m3/tahun (Lampiran 22), sedangkan pada metode the empirical area reduction

mengacu pada volume sedimen yang mengendap setelah dikurangi oleh volume

flushing pada tahun operasional yang ditinjau berdasarkan pengukuran echo

sounding.

Sehingga usaha-usaha untuk mencapai umur rencana waduk antara lain

dapat dilakukan dengan flushing, yaitu dengan penggelontoran sedimen pada

pintu intake waduk sehingga sedimen yang mengendap akan terbuang, akan tetapi

hal ini secara otomatis akan memerlukan debit air yang besar dan dredging yaitu

berupa pengerukan sedimen dengan menggunakan peralatan mekanik, tetapi hal

ini akan memerlukan biaya operasional yang cukup mahal untuk pelaksanaannya.

.

52

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Umur layanan waduk Mrica berdasarkan metode dead storage adalah 10,43

tahun, dengan volume dead storage waduk sebesar 45 * 106 m3 .

2. Umur perkiraan layanan waduk Mrica berdasarkan the empirical area

reduction method adalah 41 tahun, dengan volume sedimen sebesar 181,22 *

106 m3.

3. Umur layanan berdasarkan metode dead storage lebih pendek dibandingkan

dengan umur layanan berdasarkan metode the empirical area reduction,

karena dalam metode dead storage tidak memperhitungkan adanya flushing

5.2. Saran

1. Salah satu solusi untuk memperpanjang atau menyesuaikan dengan umur

waduk Mrica yang direncanakan maka diperlukan flushing yaitu dengan

menggelontor sedimen yang tertampung di daerah volume mati sebelum

menutup pintu intake air atau melakukan tindakan pencegahan erosi di hulu

agar tidak terlalu besar.

2. Perlu adanya penelitian lebih lanjut perkiraan siklus untuk flushing sediment

terhadap perkiraan sedimen setiap tahunnya.

53

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, C., 2004. Hidrologi Dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Fuat, S & Simons, D.B., 1992. Sediment Transfort Technology Water and

Sediment Dynamics. Book Crafter, Michigan USA. Jasri, M., 28 Agustus 2003. Kondisi Daerah Tangkapan Air Waduk Soedirman

Amat Parah. Kompas. Kironoto, B.A., 1997. Hidraulika Transpor Sedimen. Program Pasca Sarjana

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. ____________., 2000. Kajian Metode The Empirical Area Reduction untuk

Prediksi Distribusi Endapan Sedimen pada Beberapa Waduk dengan Karakteristik Berbeda. Jurnal Forum Teknik Jilid 24.

Linsley, Jr. R.K., 1996. Hidrologi untuk Insinyur. Penerbit Erlangga, Jakarta. Mardjikoen, P., 1987. Transpor Sedimen. PAU Ilmu Teknik Universitas Gadjah

Mada, Yogyakarta. Qohar, Abdul., 2002. Prediksi Umur Layanan Waduk Kedungombo Akibat

Sedimen. Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Rouf, A., Metode Pengukuran Sediment Transfort Dan Analisa Sedimen Di

Laboratorium. Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Semarang. Soemarto, C.D., 1995. Hidrologi Teknik. Penerbit Erlangga, Jakarta. Sudjarwadi., 1987. . Teknik Sumber Daya Air PAU Ilmu Teknik Universitas

Gadjah Mada, Yogyakarta _________., 1989. Operasi Waduk. PAU Ilmu Teknik Universitas Gadjah

Mada, Yogyakarta. Sukresno & N.A. Rahardiyan., 2001. Evaluasi Sumber-Sumber Erosi

Sedimentasi Di Waduk Wonogiri. Prosiding Ekspose Hasil Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pengelolaan DAS, Surakarta.

USBR. 1973., Design of Small Dams, second edition. Oxford and IBH

Publishing, New delhi

54

Wuryanata, A. & Pramono, I.B. 2002, Identifikasi Kekeruhan Air Waduk Gadjah Mungkur dengan Menggunakan Citra Digital Landsat 7 ETM+. Prosiding Ekspose BP2TPDAS-IBB, Surakarta.

Yang, C.T. 1999. Sediment Transport & Practice. Mc Graw Hill. USA

55

Lampiran 1. Hubungan Antara Elevasi dengan Luas dan Volume Waduk

tahun 1988

Data Awal Tahun 1988 Elevasi (m) Luas, Ah (106m2) Kapasitas,Vh (106m3) 235.000 12.910 187.620 234.500 12.240 179.620 234.000 11.600 171.930 233.500 10.990 164.230 233.000 10.410 156.540 232.500 9.860 151.750 232.000 9.350 147.510 231.000 8.420 141.250 228.000 6.720 117.450 225.000 5.890 98.610 224.500 5.700 96.110 220.000 5.690 73.840 215.000 3.320 55.100 210.000 2.610 40.280 206.000 2.410 28.630 205.000 2.050 22.630 200.000 1.500 19.740 195.000 1.140 13.140 190.000 0.840 8.190 185.000 0.550 4.710 180.000 0.400 2.330 175.000 0.130 1.020 170.000 0.080 0.490 165.000 0.050 0.150 160.000 0.010 0.000

Sumber : PT. Indonesia Power Proyek PLTA Mrica (1988) dan Kironoto (2000)

56

Lampiran 2. Hubungan Antara Elevasi dengan Luas dan Volume Waduk

tahun 2004

Data Pengukuran Tahun 2004 Elevasi (m) Luas, Ah (106m2) Kapasitas, Vh (106m3) 234.500 12.240 116.820 234.000 11.600 110.860 233.500 10.990 105.212 233.000 10.410 99.862 232.500 9.860 94.795 232.000 9.350 89.992 231.000 8.260 81.187 228.000 5.430 60.650 225.000 3.765 46.856 224.500 3.522 45.034 220.000 2.482 31.524 215.000 1.761 20.914 210.000 1.242 13.402 206.000 1.194 8.527 205.000 1.001 7.429 200.000 0.638 3.328 195.000 0.373 0.798 190.720 0.000 0.000

Sumber : PT. Indonesia Power Proyek PLTA Mrica (2004)

57

58

Lampiran 4. Data Teknis Waduk PB. Soedirman Proyek PLTA Mrica

Banjarnegara Jawa Tengah

a. Elevasi muka air normal : + 235, 00 m

b. Elevasi muka air penuh : + 224, 00 m

c. Elevasi muka air rendah : + 231, 00 m

d. Elevasi muka air banjir : + 229, 75 m

e Luas genangan : 8.258.253 m2

f. Isi waduk (gross storage) : 187.620.000 m3

g. Isi mati (dead storage) : 45.034.267 m3

h. Persentase bed material di waduk Mrica

Sumber : Lab. Lingkungan Unsoed (2002)

No Jenis Material Persentase Material (%) 1 Lempung (Clay) 48,59 2 Lanau (Silt) 49,58 3 Pasir (Sand) 1,83

59

Lampiran 5. Lay Out Waduk PB. Soedirman dan

Peta Daerah Tangkapan Air Waduk

PB. Soedirman

60

Lampiran 6. Hasil Perhitungan Sedimen berdasarkan pada data teknis

a. Inflow rata-rata (I) = 848,38 . 106 m3.

b. Volume sedimen selama 16 tahun = volume waduk tahun 2004 – Volume

waduk tahun1988

= 187.620.000 m3 – 116.820.008 m3

= 70.799.992 m3

c. Kapasitas dead storage = A – B

= ( 81.187.082 – 36.152.815 )

= 45.034.267 m3

Keterangan :

A = Volume total waduk (m3)

B = Volume air efektif (m3)

d. Kapasitas rasio inflow adalah :

• Tahun 1988 (C/I) = 000.380.848000.620.187

= 0,225

• Tahun 2004 (C/I) = 000.380.848008.820.116

= 0,140

• Rata-rata inflow (C/I) = 0,1825

e. Laju sedimen pertahun = 70,799 / 16 = 4,42 m3 / tahun

f. Inflow sedimen = 4,42 * 106 / 0,91

= 4,25 * 106 m3 / tahun atau

= 4,25 * 106 ton / tahun

61

Lampiran 7. Perhitungan Berat Volume Kering

a. Berat Volume Kering menurut Miller

Menentukan W1 (Berat volume kering awal) :

W1 = Wc.Pc + Wm.Pm + Ws.Ps

W1 = 561 . 0,4859 + 1140 . 0,4958 + 1550 . 0,0183

W1 = 866,17 Kg/m3

Menentukan faktor K1, sebagai berikut :

K1 = Kc.Pc + Km.Pm + Ks.Ps

K1 = 35 . 0,4859 + 29 . 0,4958 + 0 . 0,0183

K1 = 31,3847

Untuk T = 16 tahun

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 1TLn

1TT K1 0,4343W1WT

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 116Ln

11616 31,3847 * 0,4343W1WT

=WT 892,85 Kg/m3

T= 60 tahun

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 1TLn

1TT K1 0,4343W1WT

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 160Ln

16060 31,3847 * 0,4343W1WT

=WT 909,29 Kg/m3

b. Berat Volume Kering menurut Strand

Menentukan W1 (Berat volume kering awal) :

( )Ssmmcc PPPW ∗+∗+∗= γγγ01794,161

( )0183,0974958,0714859,03501794,161 ∗+∗+∗=W

703,8641 =W Kg/m3

Menentukan faktor K2, sebagai berikut :

K2 = Kc. Pc + Km. Pm + Ks. Ps

K2 = 8,4. 0,859 + 1,8 . 0,4958 + 0 . 0,0183

62

K2 = 4,974

Untuk T = 16 tahun

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 1TLn

1TT K2 6,9566W1WT

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 116Ln

116164,974*6,9566864,703WT

932,434WT = Kg/m3

Untuk T = 60 tahun

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 1TLn

1TTK2 6,9566W1WT

)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−+= 160Ln

160604,974*6,9566864,703WT

974,175WT = Kg/m3

Analisis berat volume kering digunakan yang paling menentukan yaitu

WT = 932,434 Kg/m3 dan WT = 974,175 Kg/m3 .

63

Hasil analisis berat volume kering (bulk density) secara rinci

Tahun Ke- WT (Kg/m3) Tahun Ke- WT(Kg/m3) 1 865 31 953 2 878 32 954 3 887 33 955 4 894 34 956 5 899 35 957 6 904 36 958 7 908 37 958 8 912 38 959 9 915 39 960 10 918 40 961 11 921 41 962 12 923 42 962 13 926 43 963 14 928 44 964 15 930 45 965 16 932 46 965 17 934 47 966 18 936 48 967 19 937 49 967 20 939 50 968 21 941 51 969 22 942 52 969 23 943 53. 970 24 945 54 970 25 946 55 971 26 947 56. 972 27 948 57 972 28 949 58. 973 29 951 59 973 30 952 60 974

64

65

Lampiran 9. Penjelasan langkah-langkah perhitungan metode dead storage

Kolom1 = Kapasitas tampungan mati diperoleh dari data, yang kemudian

berkurang kapasitasnya sebesar 10 juta m3 sampai dengan

kapasitas tampung mati terpenuhi.

Kolom 2 = Volume sedimen kumulatif

Kolom 3 = Inflow aliran tahunan (I)

Kolom 4 = Perbandingan antara kapasitas dengan inflow aliran tahunan (C/I)

Kolom 5 = Trap efficiency diperoleh dari grafik Brune

Kolom 6 = Angkutan sediment inflow aliran tahunan diperoleh dari data rata-

rata tahunan yang mengendap selama 16 tahun operasi

Kolom 7 = Kolom 6 dikali besarnya bulk density selama 16 tahun

Kolom 8 = Berat volume kering (bulk density) pada tahun ke-T

Kolom 9 = Sedimen inflow berasal dari Kolom 7 dibagi Kolom 8

Kolom 10 = Tahun yang diperoleh pada coba-coba

(187,62 – C)/(Kolom 5 * Kolom 9)

66

Lampiran 10. Grafik Fh umur 16 dan 60 tahun

0.001

0.1

10

1000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Kedalaman Relatif (p)

Ked

alam

an u

ntuk

Fun

gsi (

Fh)

Tipe 1 tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 T16

Grafik nilai Fh dan p umur operasi waduk 16 tahun

0.001

0.1

10

1000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Kedalaman Relatif (p)

Ked

alam

an u

ntuk

Fun

gsi (

Fh)

Tipe 1 tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 T60

Grafik nilai Fh dan p umur operasi waduk 60 tahun

67

Lampiran 11. Grafik Fh umur 27 dan 41 tahun

0.001

0.1

10

1000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Kedalaman Relatif (p)

Ked

alam

an u

ntuk

Fun

gsi (

Fh)

Tipe 1 tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 T27

Grafik nilai Fh dan p umur waduk 27 tahun

0.001

0.1

10

1000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Kedalaman Relatif (p)

Keda

lam

an u

ntuk

Fun

gsi (

Fh)

Tipe 1 tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 T41

F

Grafik nilai Fh dan p umur waduk 41 tahun

68

Lampiran 12. Perhitungan Fh umur 16 tahun

Data Original S 16 tahun = 70,799 * 106 Elevasi (m) Luas, Ah

(106m2) Kapasitas, Vh (106m3)

P Kedalaman

Relatif (m)

H x Ah m3 S - Vh

(106m3) F = S - Vh/H x Ah

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 235,000 12,910 187,620 1,000 3033,850 - - 234,500 12,240 179,620 0,993 2870,280 - - 234,000 11,600 171,930 0,987 2714,400 - - 233,500 10,990 164,230 0,980 2566,165 - - 233,000 10.410 156,540 0,973 2425,530 - - 232,500 9,860 151,750 0,967 2292,450 - - 232,000 9.350 147,510 0,960 2169,200 - - 231,000 8,420 141,250 0,947 1945,020 - - 228,000 6,720 117,450 0,907 1532,160 - - 225,000 5,890 98,610 0,867 1325,250 - - 224,500 5,700 96,110 0,860 1279,650 - - 220,000 5,690 73,840 0,800 1251,800 - - 215,000 3,320 55,100 0,733 713,800 15,699 0,022 210,000 2,610 40,280 0,667 548,100 30,519 0,056 206,000 2,410 28,630 0,613 496,460 42,169 0,085 205,000 2,050 22,630 0,600 420,250 48,169 0,115 200,000 1,500 19,740 0,533 300,000 51,059 0,170 195,000 1,140 13,140 0,467 222,300 57,659 0,259 190,000 0,840 8,190 0,400 159,600 62,609 0,392 185,000 0,550 4,710 0,333 101,750 66,089 0,650 180,000 0,400 2,330 0,267 72,000 68,469 0,951 175,000 0,130 1,020 0,200 22,750 69,779 3,067 170,000 0,080 0,490 0,133 13,600 70,309 5,170 165,000 0,050 0,150 0,067 8,250 70,649 8,564 160,000 0,010 0,000 0,000 1,600 70,799

Dimana :

F = Fungsi tanpa dimensi

S = Volume sedimen total yang diendapkan di waduk

Vh = Volume waduk pada elevasi h

Ah = Luas waduk pada kedalaman h

69

Lampiran 13. Perhitungan Fh umur 60 tahun

Data Tahun 1988 S 60 tahun = 265,2 * 106 m3 Elevasi

(m) Luas,Ah (106 m2)

Kapasitas,Vh (106 m3)

Kedalaman Relatif,p

(m)

H x Ah (106 m3) S – Vh,

(106 m3) F = S - Vh/H x Ah

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 235.000 12.910 187.620 1.000 3033.850 66.780 0.022 234.500 12.240 179.620 0.993 2870.280 74.780 0.026 234.000 11.600 171.930 0.987 2714.400 82.470 0.030 233.500 10.990 164.230 0.980 2566.165 90.170 0.035 233.000 10.410 156.540 0.973 2425.530 97.860 0.040 232.500 9.860 151.750 0.967 2292.450 102.650 0.045 232.000 9.350 147.510 0.960 2169.200 106.890 0.049 231.000 8.420 141.250 0.947 1945.020 113.150 0.058 228.000 6.720 117.450 0.907 1532.160 136.950 0.089 225.000 5.890 98.610 0.867 1325.250 155.790 0.118 224.500 5.700 96.110 0.860 1279.650 158.290 0.124 220.000 5.690 73.840 0.800 1251.800 180.560 0.144 215.000 3.320 55.100 0.733 713.800 199.300 0.279 210.000 2.610 40.280 0.667 548.100 214.120 0.391 206.000 2.410 28.630 0.613 496.460 225.770 0.455 205.000 2.050 22.630 0.600 420.250 231.770 0.552 200.000 1.500 19.740 0.533 300.000 234.660 0.782 195.000 1.140 13.140 0.467 222.300 241.260 1.085 190.000 0.840 8.190 0.400 159.600 246.210 1.543 185.000 0.550 4.710 0.333 101.750 249.690 2.454 180.000 0.400 2.330 0.267 72.000 252.070 3.501 175.000 0.130 1.020 0.200 22.750 253.380 11.138 170.000 0.080 0.490 0.133 13.600 253.910 18.670 165.000 0.050 0.150 0.067 8.250 254.250 30.818 160.000 0.010 0.000 0.000 1.600 254.400 159.000

70

Lampiran 14. Perhitungan Fh umur 27 tahun

Data Tahun 1988 S 27 tahun = 119.34 * 106 m3 Elevasi

m Luas,Ah (106 m2)

Kapasitas,Vh(106 m3)

Kedalaman Relatif,p

(m)

H x Ah m3 S - Vh

(106 m3) F = S - Vh/H x Ah

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 235.000 12.910 187.620 1.000 3033.850 - - 234.500 12.240 179.620 0.993 2870.280 - - 234.000 11.600 171.930 0.987 2714.400 - - 233.500 10.990 164.230 0.980 2566.165 - - 233.000 10.410 156.540 0.973 2425.530 - - 232.500 9.860 151.750 0.967 2292.450 - - 232.000 9.350 147.510 0.960 2169.200 - - 231.000 8.420 141.250 0.947 1945.020 - - 228.000 6.720 117.450 0.907 1532.160 -2.970 - 225.000 5.890 98.610 0.867 1325.250 15.870 0.012 224.500 5.700 96.110 0.860 1279.650 18.370 0.014 220.000 5.690 73.840 0.800 1251.800 40.640 0.032 215.000 3.320 55.100 0.733 713.800 59.380 0.083 210.000 2.610 40.280 0.667 548.100 74.200 0.135 206.000 2.410 28.630 0.613 496.460 85.850 0.173 205.000 2.050 22.630 0.600 420.250 91.850 0.219 200.000 1.500 19.740 0.533 300.000 94.740 0.316 195.000 1.140 13.140 0.467 222.300 101.340 0.456 190.000 0.840 8.190 0.400 159.600 106.290 0.666 185.000 0.550 4.710 0.333 101.750 109.770 1.079 180.000 0.400 2.330 0.267 72.000 112.150 1.558 175.000 0.130 1.020 0.200 22.750 113.460 4.987 170.000 0.080 0.490 0.133 13.600 113.990 8.382 165.000 0.050 0.150 0.067 8.250 114.330 13.858 160.000 0.010 0.000 0.000 1.600 114.480 71.550

71

Lampiran 15. Perhitungan Fh umur 41 tahun

Data Original Relatif Kondisi 60 tahun

Sedimen = 181.22* 106 m3 Hasil Hitungan

Elevasi m

Luas (Ah)

106 m3

Kapasitas (Vh)

106 m3 Kedalaman

(p) m

Luas (Ap)

10^6 m2

Luas 106 m3

Volume 106 m3

Luas 106 m2

Volume 106 m3

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Keterangan

235.000 12.910 187.620 1.000 0.000 0.000 181.220 12.910 6.400 234.500 12.240 179.620 0.993 0.334 0.762 181.029 11.478 -1.409 234.000 11.600 171.930 0.987 0.439 1.002 180.588 10.598 -8.658 233.500 10.990 164.230 0.980 0.515 1.174 180.044 9.816 -15.814 233.000 10.410 156.540 0.973 0.576 1.313 179.423 9.097 -22.883 232.500 9.860 151.750 0.967 0.627 1.430 178.737 8.430 -26.987 232.000 9.350 147.510 0.960 0.672 1.533 177.996 7.817 -30.486 231.000 8.420 141.250 0.947 0.749 1.708 176.375 6.712 -35.125 228.000 6.720 117.450 0.907 0.917 2.091 170.676 4.629 -53.226 225.000 5.890 98.610 0.867 1.034 2.358 164.002 3.532 -65.392 224.500 5.700 96.110 0.860 1.050 2.395 162.813 3.305 -66.703 220.000 5.690 73.840 0.800 1.169 2.665 151.429 3.025 -77.589 215.000 3.320 55.100 0.733 1.255 2.862 137.612 0.458 -82.512 210.000 2.610 40.280 0.667 1.309 2.984 122.997 -0.374 -82.717 206.000 2.410 28.630 0.613 1.332 3.037 110.955 -0.627 -82.325 Level intake 205.000 2.050 22.630 0.600 1.335 3.045 107.914 -0.995 -85.284 200.000 1.500 19.740 0.533 1.339 3.053 92.669 -1.553 -72.929 195.000 1.140 13.140 0.467 1.321 3.013 77.504 -1.873 -64.364 190.000 0.840 8.190 0.400 1.282 2.924 62.662 -2.084 -54.472 185.000 0.550 4.710 0.333 1.221 2.784 48.392 -2.234 -43.682 180.000 0.400 2.330 0.267 1.134 2.587 34.965 -2.187 -32.635 175.000 0.130 1.020 0.200 1.017 2.320 22.699 -2.190 -21.679 170.000 0.080 0.490 0.133 0.858 1.956 12.011 -1.876 -11.521 165.000 0.050 0.150 0.067 0.625 1.424 3.561 -1.374 -3.411 160.000 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.010 0.000

72

Lampiran 16. Validasi distribusi sedimen pada umur layanan waduk 16 tahun

Kondisi 16 tahun Data Original Data Pengukuran

2004 Hasil Hitungan Elevasi

(m) Luas,Ah (106m3)

Kapasitas,Vh (106m3)

Luas,Ah (106m2)

Kapasitas,Vh(106m3)

Luas (106m2)

Volume ((106m3)

Selisih Volume (106m3)

Validasi

(%)

1 2 3 4 5 8 9 10 11

Keterangan

235.000 12.910 187.620 - - 12.910 116.821 - - 234.500 12.240 179.620 12.240 116.820 11.942 108.895 7.925 4.412 234.000 11.600 171.930 11.600 110.860 11.209 101.378 9.482 5.515 233.500 10.990 164.230 10.990 105.212 10.531 93.890 11.322 6.894 233.000 10.410 156.540 10.410 99.862 9.897 86.443 13.419 8.572 232.500 9.860 151.750 9.860 94.795 9.301 81.921 12.874 8.484 232.000 9.350 147.510 9.350 89.992 8.751 77.970 12.022 8.150 231.000 8.420 141.250 8.260 81.187 7.753 72.343 8.844 6.261 228.000 6.720 117.450 5.430 60.650 5.903 50.770 9.880 8.412 225.000 5.890 98.610 3.765 46.856 4.969 34.537 12.319 12.493 224.500 5.700 96.110 3.522 45.034 4.764 32.501 12.533 13.040 220.000 5.690 73.840 2.482 31.524 4.649 14.679 16.845 22.813 215.000 3.320 55.100 1.761 20.914 2.202 1.336 19.578 35.531 210.000 2.610 40.280 1.242 13.402 1.444 0.000 21.176 52.572 206.000 2.410 28.630 1.194 8.527 1.224 0.000 0.000 0.000 Level Intake 205.000 2.050 22.630 1.001 7.429 0.861 - - - 200.000 1.500 19.740 0.638 3.328 0.307 - - - 195.000 1.140 13.140 0.373 0.798 -0.037 - - - 190.720 0.000 0.000 0.000 0.000 - - - - 190.000 0.840 8.190 - - -0.302 - - - 188.570 0.630 5.700 - - -0.499 - - - 185.000 0.550 4.710 - - -0.538 - - - 180.000 0.400 2.330 - - -0.611 - - - 175.000 0.130 1.020 - - -0.776 - - - 170.000 0.080 0.490 - - -0.684 - - - 165.000 0.050 0.150 - - -0.506 - - - 160.000 0.010 0.000 - - 0.010 - - -

73

Lampiran 17. Distribusi sedimen pada umur layanan waduk 16 tahun

Data Tahun 1988 Relatif Sedimen =70,799.10^6 Kondisi 16 tahun

Hasil Hitungan

Elevasi

(m)

Luas,Ah (106m2)

Kapasitas.Vh (106m3) Kedalaman

,p (m) Luas ,Ap (106m2)

Luas (106m2)

Volume (10^6 m3)

Luas (106m2) Volume(106m3)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Keterangan

235.000 12.910 187.620 1.000 0.000 0.000 70.799 12.910 116.821 234.500 12.240 179.620 0.993 0.334 0.298 70.725 11.942 108.895 234.000 11.600 171.930 0.987 0.439 0.391 70.552 11.209 101.378 233.500 10.990 164.230 0.980 0.515 0.459 70.340 10.531 93.890 233.000 10.410 156.540 0.973 0.576 0.513 70.097 9.897 86.443 232.500 9.860 151.750 0.967 0.627 0.559 69.829 9.301 81.921 232.000 9.350 147.510 0.960 0.672 0.599 69.540 8.751 77.970 231.000 8.420 141.250 0.947 0.749 0.667 68.907 7.753 72.343 228.000 6.720 117.450 0.907 0.917 0.817 66.680 5.903 50.770 225.000 5.890 98.610 0.867 1.034 0.921 64.073 4.969 34.537 224.500 5.700 96.110 0.860 1.050 0.936 63.609 4.764 32.501 220.000 5.690 73.840 0.800 1.169 1.041 59.161 4.649 14.679 215.000 3.320 55.100 0.733 1.255 1.118 53.764 2.202 1.336 210.000 2.610 40.280 0.667 1.309 1.166 48.054 1.444 -7.774 206.000 2.410 28.630 0.613 1.332 1.186 43.350 1.224 -14.720 Level Intake 205.000 2.050 22.630 0.600 1.335 1.189 42.162 0.861 -19.532 200.000 1.500 19.740 0.533 1.339 1.193 36.207 0.307 -16.467 195.000 1.140 13.140 0.467 1.321 1.177 30.282 -0.037 -17.142 190.000 0.840 8.190 0.400 1.282 1.142 24.484 -0.302 -16.294 188.570 0.630 5.700 0.351 1.267 1.129 22.861 -0.499 -17.161 Nol Baru 185.000 0.550 4.710 0.333 1.221 1.088 18.905 -0.538 -14.195 180.000 0.400 2.330 0.267 1.134 1.011 13.659 -0.611 -11.329 175.000 0.130 1.020 0.200 1.017 0.906 8.867 -0.776 -7.847 170.000 0.080 0.490 0.133 0.858 0.764 4.692 -0.684 -4.202 165.000 0.050 0.150 0.067 0.625 0.556 1.391 -0.506 -1.241 160.000 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.010 0.000

74

Lampiran 18. Distribusi sedimen pada umur layanan waduk umur 60 tahun

Data Original Relatif Sedimen = 265,2 * 10^6 m^3

Kondisi 60 tahun

Hasil Hitungan

Elevasi

(m) Luas,Ah (106 m2)

Kapasitas,Vh(106 m3)

Kedalaman, p

(m)

Luas ,Ap (106 m3)

Luas (106 m2)

Volume (106 m3) Luas Volume

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Keterangan

235.000 12.910 187.620 1.000 0.000 0.000 265.200 12.910 -77.580 234.500 12.240 179.620 0.993 0.334 1.115 264.922 11.125 -85.302 234.000 11.600 171.930 0.987 0.439 1.466 264.276 10.134 -92.346 233.500 10.990 164.230 0.980 0.515 1.718 263.480 9.272 -99.250 233.000 10.410 156.540 0.973 0.576 1.921 262.571 8.489 -106.031 232.500 9.860 151.750 0.967 0.627 2.093 261.567 7.767 -109.817 232.000 9.350 147.510 0.960 0.672 2.244 260.483 7.106 -112.973 231.000 8.420 141.250 0.947 0.749 2.500 258.111 5.920 -116.861 228.000 6.720 117.450 0.907 0.917 3.060 249.770 3.660 -132.320 225.000 5.890 98.610 0.867 1.034 3.451 240.003 2.439 -141.393 224.500 5.700 96.110 0.860 1.050 3.505 238.264 2.195 -142.154 220.000 5.690 73.840 0.800 1.169 3.899 221.604 1.791 -147.764 215.000 3.320 55.100 0.733 1.255 4.189 201.384 -0.869 -146.284 210.000 2.610 40.280 0.667 1.309 4.367 179.996 -1.757 -139.716 206.000 2.410 28.630 0.613 1.332 4.444 162.374 -2.034 -133.744 Level intake 205.000 2.050 22.630 0.600 1.335 4.456 157.924 -2.406 -135.294 200.000 1.500 19.740 0.533 1.339 4.468 135.613 -2.968 -115.873 195.000 1.140 13.140 0.467 1.321 4.409 113.420 -3.269 -100.280 190.000 0.840 8.190 0.400 1.282 4.279 91.701 -3.439 -83.511 185.000 0.550 4.710 0.333 1.221 4.074 70.818 -3.524 -66.108 180.000 0.400 2.330 0.267 1.134 3.786 51.169 -3.386 -48.839 175.000 0.130 1.020 0.200 1.017 3.395 33.218 -3.265 -32.198 170.000 0.080 0.490 0.133 0.858 2.862 17.577 -2.782 -17.087 165.000 0.050 0.150 0.067 0.625 2.085 5.211 -2.035 -5.061 160.000 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.010 0.000

75

Lampiran 19. Distribusi sedimen pada umur layanan waduk umur 27 tahun

Data tahun 1988 Relatif Sedimen = 119.34 * 106 m3

Kondisi 27 tahun

Hasil Hitungan

Elevasi (m)

Luas,Ah (106 m2)

Kapasitas,Vh (106 m3) Kedalaman,p

(m) Luas,Ap (106 m3)

Luas (106 m3)

Volume (106 m3) Luas Volume

Keterangan

1 2 3 4 5 6 7 8 9 235.000 12.910 187.620 1.000 0.000 0.000 119.348 12.910 68.272 234.500 12.240 179.620 0.993 0.334 0.502 119.222 11.738 60.398 234.000 11.600 171.930 0.987 0.439 0.660 118.932 10.940 52.998 233.500 10.990 164.230 0.980 0.515 0.773 118.574 10.217 45.656 233.000 10.410 156.540 0.973 0.576 0.865 118.164 9.545 38.376 232.500 9.860 151.750 0.967 0.627 0.942 117.712 8.918 34.038 232.000 9.350 147.510 0.960 0.672 1.010 117.224 8.340 30.286 231.000 8.420 141.250 0.947 0.749 1.125 116.157 7.295 25.093 228.000 6.720 117.450 0.907 0.917 1.377 112.403 5.343 5.047 225.000 5.890 98.610 0.867 1.034 1.553 108.007 4.337 - 224.500 5.700 96.110 0.860 1.050 1.578 107.224 4.122 - 220.000 5.690 73.840 0.800 1.169 1.755 99.725 3.935 - 215.000 3.320 55.100 0.733 1.255 1.885 90.624 1.435 - 210.000 2.610 40.280 0.667 1.309 1.965 80.997 0.645 - 206.000 2.410 28.630 0.613 1.332 2.000 73.065 0.410 - Level intake 205.000 2.050 22.630 0.600 1.335 2.006 71.062 0.044 - 200.000 1.500 19.740 0.533 1.339 2.011 61.020 -0.511 - 198.030 1.217 14.552 0.481 1.327 1.993 57.076 -0.776 - Nol Baru 195.000 1.140 13.140 0.467 1.321 1.984 51.051 -0.844 - 190.000 0.840 8.190 0.400 1.282 1.926 41.275 -1.086 - 185.000 0.550 4.710 0.333 1.221 1.834 31.875 -1.284 - 180.000 0.400 2.330 0.267 1.134 1.704 23.031 -1.304 - 175.000 0.130 1.020 0.200 1.017 1.528 14.952 -1.398 - 170.000 0.080 0.490 0.133 0.858 1.288 7.912 -1.208 - 165.000 0.050 0.150 0.067 0.625 0.938 2.346 -0.888 - 160.000 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.010 -

76

Lampiran 20. Distribusi sedimen pada umur layanan waduk umur 41 tahun

Data tahun 1988 Relatif Sedimen = 181.22* 10^6 m^3

Kondisi 60 tahun Hasil Hitungan Elevasi

(m) Luas,Ah

(106 m2)

Kapasitas,Vh(106 m3) Kedalaman,p

(m) Luas,Ap (106 m2)

Luas (106 m2)

Volume (106 m3)

Luas (106 m2)

Volume (106 m3)

Keterangan

1 2 3 4 5 6 7 8 9 235.000 12.910 187.620 1.000 0.000 0.000 181.220 12.910 6.400 234.500 12.240 179.620 0.993 0.334 0.762 181.029 11.478 - 234.000 11.600 171.930 0.987 0.439 1.002 180.588 10.598 - 233.500 10.990 164.230 0.980 0.515 1.174 180.044 9.816 - 233.000 10.410 156.540 0.973 0.576 1.313 179.423 9.097 - 232.500 9.860 151.750 0.967 0.627 1.430 178.737 8.430 - 232.000 9.350 147.510 0.960 0.672 1.533 177.996 7.817 - 231.000 8.420 141.250 0.947 0.749 1.708 176.375 6.712 - 228.000 6.720 117.450 0.907 0.917 2.091 170.676 4.629 - 225.000 5.890 98.610 0.867 1.034 2.358 164.002 3.532 - 224.500 5.700 96.110 0.860 1.050 2.395 162.813 3.305 - 220.000 5.690 73.840 0.800 1.169 2.665 151.429 3.025 - 215.000 3.320 55.100 0.733 1.255 2.862 137.612 0.458 - 210.000 2.610 40.280 0.667 1.309 2.984 122.997 -0.374 - 206.000 2.410 28.630 0.613 1.332 3.037 110.955 -0.627 - Level intake 205.000 2.050 22.630 0.600 1.335 3.045 107.914 -0.995 - 200.000 1.500 19.740 0.533 1.339 3.053 92.669 -1.553 - 195.000 1.140 13.140 0.467 1.321 3.013 77.504 -1.873 - 190.000 0.840 8.190 0.400 1.282 2.924 62.662 -2.084 - 185.000 0.550 4.710 0.333 1.221 2.784 48.392 -2.234 - 180.000 0.400 2.330 0.267 1.134 2.587 34.965 -2.187 - 175.000 0.130 1.020 0.200 1.017 2.320 22.699 -2.190 - 170.000 0.080 0.490 0.133 0.858 1.956 12.011 -1.876 - 165.000 0.050 0.150 0.067 0.625 1.424 3.561 -1.374 - 160.000 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.010 -

77

Lampiran 21. Rekapitulasi hasil perhitungan distribusi sedimen pada tahun

operasional, umur rencana dan umur perkiraan.

16 tahun 60 tahun 27 tahun 41 tahun Elevasi m Volume

(106m3) Volume (106m3)

Volume (106m3)

Volume (106m3)

235.00 116.82 -77.580 68.272 6.400 234.50 108.90 -85.302 60.398 -1.409 234.00 101.38 -92.346 52.998 -8.658 233.50 93.89 -99.250 45.656 -15.814 233.00 86.44 -106.031 38.376 -22.883 232.50 81.92 -109.817 34.038 -26.987 232.00 77.97 -112.973 30.286 -30.486 231.00 72.34 -116.861 25.093 -35.125 228.00 50.77 -132.320 5.047 -53.226 225.00 34.54 -141.393 -9.397 -65.392 224.50 32.50 -142.154 -11.114 -66.703 220.00 14.68 -147.764 -25.885 -77.589 215.00 1.34 -146.284 -35.524 -82.512 210.00 -7.77 -139.716 -40.717 -82.717 206.00 -14.72 -133.744 -44.435 -82.325 205.00 -19.53 -135.294 -48.432 -85.284 200.00 -16.47 -115.873 -41.280 -72.929 195.00 -17.14 -100.280 -42.524 -64.364 190.00 -16.29 -83.511 -37.911 -54.472 188.57 -17.16 -78.568 -33.085 -44,579 185.00 -14.19 -66.108 -27.165 -43.682 180.00 -11.33 -48.839 -20.701 -32.635 175.00 -7.85 -32.198 -13.932 -21.679 170.00 -4.20 -17.087 -7.422 -11.521 165.00 -1.24 -5.061 -2.196 -3.411 160.00 0.00 0.000 0.000 0.000

78

Lampiran 22. Penjelasan langkah-langkah Perhitungan Distribusi Sedimen

1. Menentukan total endapan sedimen dan elevasi nol yang baru

2. Menentukan tipe waduk berdasarkan nilai m

3. Kemudian ditabelkan dengan langkah-langkah dibawah ini :

• Kolom (1), (2), dan (3) diperoleh dari data

• Kolom (4) merupakan kedalaman relatif

• Kolom (5) diperoleh dari persamaan Borland an Miller

Waduk tipe 2. Ap = 2,324 p 0,50 (1 – p) 0,40

• Kolom (6) = Kolom 5 x nilai K, dimana :

tersebutElevasi pada Relatif LuasBaruDasar Elevasi pada Asli Waduk LuasK =

• Kolom (7) = (A1 + A2)/2 x Δ Elevasi

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

S2S1 K1K2 jika volume sedimen total tidak sama dengan S

• Kolom (8) = Kolom (2) – Kolom (6)

• Kolom (9) = Kolom (3) – Kolom (7)

• Kolom (10) = Kolom (5) – Kolom (9)

• Kolom (11) = Kolom (10) / Kolom (3) * 100 %

Keterangan :

Faktor K pada saat t = 16 tahun , adalah sebagai berikut :

a. K1 = 0,630 / 1,276 = 0,49723

b. K2 = 0,49723 * 70,799 / 39,519 = 0,8908, sehingga :

Digunakan K2

Faktor K pada saat t = 27 tahun , adalah sebagai berikut :

a. K1 = 0,917

b. K2 = 1,42988

c. K3 = 1,4407, sehingga :

Digunakan K3

Faktor K pada saat t = 41 tahun dan 60 tahun, adalah sebagai berikut :

a. K1 = 1,81 K1 = 4,867

b. K2 = 2,187426 K2 = 3,20112, sehingga digunakan K2

79

Lampiran 23. Data Flushing Draw down PB. Soedirman dan Rata-rata Sedimen

yang Terbuang

Waktu, T (Tahun) Volume air Terbuang (m3) Volume Sedimen Terbuang

(m3) Keterangan

1996 1108000 7733 1999 1314600 24628 2000 537600 33754 2001 1024800 57871 2002 991200 27671 2003 352800 16783 2004 1764000 403819

7093000 572259 Total Sumber : Proyek PLTA INDONESIA POWER Banjarnegara

Perhitungan laju sedimen setelah adanya flushing, yaitu:

Rata-rata Volume Sedimen (m3) = 81751.28571 (m3/tahun) Rata-rata Volume Air (m3) = 1013285.714 (m3/tahun) Maka laju sedimennya adalah :

= ( 4420000 – 81751,28571)

= 4438248,714 (m3/tahun)