Tugas Mata Kuliah

PERMODELAN UMUR LAYAN

(Prof. DR. Ir. Sobriyah. MS)

Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan

Untuk Mencapai Derajat Master

Disusun Oleh :

WIDYO EKO NURCAHYO

S 941 402 017

PROGRAM PASCA SARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA - 2014

Jl. Ir. Sutami No. 36 A Kentingan, Surakarta 57126, Telp. (0271) 647069, Ext. 123 Fax. (0271) 634524

Email pasca@uns.ac.id website http://pasca.uns.ac.id

1

Daftar Isi :

I. SOAL I : SISA SUMUR LAYAN WADUK DARMA ........................................ 2

I.1 Latar Belakang ........................................................................................... 2

I.2 Lokasi ........................................................................................................ 2

I.3 Kondisi Curah Hujan .................................................................................. 3

I.4 Data Teknis Waduk Darma ........................................................................ 4

I.5 Data Pengukuran Volume Tersisa Waduk Darma ....................................... 5

I.6 Data Tanah DAS Waduk Darma ................................................................. 6

I.7 Data Land Use DAS Waduk Darma ........................................................... 6

I.8 Perhitungan Perkiraan Umur Layan Waduk Darma .................................... 7

I.8.1 Menentukan Laju Erositas ............................................................ 7

I.8.2 Menentukan faktor k, faktor tanah (wischmeier, dkk., 1971): ........ 8

I.8.3 Menentukan faktor Ls. .................................................................. 9

I.8.4 Menentukan faktor C ...................................................................10

I.8.5 Menentukan faktor P....................................................................11

I.8.6 Menentukan besarnya sedimen di outlet sungai ............................11

I.8.7 Menetukan besarnya sedimen yang diendapkan di waduk ............12

II. Soal Latihan II ....................................................................................................14

2

I. SOAL I : SISA SUMUR LAYAN WADUK DARMA

I.1 Latar Belakang

Bendungan Darma dibangun pada tahun 1962, terletak di hulu Sungai Cisanggarung di

Desa Darrna, Kecamatan Darma, Kabupaten Kuningan, Propinsi Jawa Barat. Sekitar 12

km baratdaya dari pusat kota Kabupaten Kuningan. Bendungan Darma ini berada pada

daerah aliran Sungai Cisanggarung dalam wilayah sungai BBWS Cimanuk-

Cisanggarung. Waduk Darma mempunyai luas DPS sekitar 23,50 km2, mendapat

pasokan air dari Sungai Cisanggarung, Bendung Cilutung melalui Sungai Cinangka dan

beberapa sungai kecil (S. Cilandak, S. Cikalapa, S. Cireunyit) serta beberapa mata air

dengan perkiraan debit masuk ± 4 juta m31menit dan perkiraan sedimentasi ± 1 juta

m3/tahun.

Waduk Darma pada awal dioperasikan tahun 1962 melayani luas areal irigasi sebesar

22.060 ha, mencakup wilayah Kabupaten Kuningan 6.697 ha dan Kabupaten Cirebon

15.363 ha. Namun dengan adanya alih fungsi areal pertanian menjadi berbagai

kepentingan, maka daerah layanan irigasi menjadi berkurang. Dan data PANlR tahun

2006/2007 areal yang dilayani menjadi 19.684 Ha. Dengan perinaan sebagai berikut :

• 4 Kab. Kunlngan : 6.400 ha

• 4 Kab. Cirebon : 13.284 ha

I.2 Lokasi

Waduk Darma merupakan waduk buatan yang berada pada DAS Cisanggarung bagian

hulu. Secara administratif terletak di Kecamatan Darma, Kabupaten Kuningan, Propinsi

Jawa Barat. Waduk ini dibuat dengan membendung aliran sungai Cisanggarung dan

beberapa anak sungai lainnya seperti Kali Cikalapa, Kali Cilame, Kali Cilandak, Kali

Cimuncang dan Kali Cinangka, serta beberapa sumber mata air seperti Cibuntu, Balong,

Beunter dan Citambang.

3

Peta Lokasi Waduk Darma

I.3 Kondisi Curah Hujan

Pada DAS Waduk Darma terdapat 2 (dua) pos hujan, yaitu:

1. Pos hujan Waduk Darma

2. Pos hujan Gunung Sireh

Data curah hujan bulanan pada DAS Waduk Darmapada tahun 2011 adalah sebagai

berikut:

Tgl curah hujan(mm)

Jan (cm) 434

Peb 405

Mart 325

Apr 300

Mei 237

Juni 97

Juli 42

Ags 30

4

Sept 59

Okt 103

Nop 303

Des 380

Total 2715

I.4 Data Teknis Waduk Darma

1 Lokasi : Desa Darma

2 Nama Sungai : Cisanggarung

3 Luas DAS : 23,50 km2

4 Isi air maksimum : 40.000.000 m3

5 Isi air efektif : 36.000.000 m3

6 Luas Areal Genangan : 4 km2

7 Elevasi permukaan air maksimum : 713 m DPAL

8 Tinggi jagaan : 1,09 m

9 Elevasi dasar waduk : 694 m DPAL

10 Kapasitas limpasan maksimum : 40 m3/dt

11 Ketinggian mercu limpasan : 713 m DPAL

12 Tipe konstruksi dam : Rockfill

13 Ketinggian dam : 26,09 m

14 Kemiringan bangunan depan dam : 1:2 s/d 1:1

15 Kemiringan bangunan belakang dam : 1:1 s/d 1:1

16 Panjang dam : 2,27 m

17 Lebar berm : 3 buah x 2 m

18 Isi tubuh bentang dam : 165.000 m3

19 Lebar bawah maksimum dam : 116,90 m

20 Suplesi air untuk areal : 22.060 ha

21 Debit pengeluaran maksimum : 6,5 m3/dt

22 Diameter gorong-gorong : 1,75 m

23 Panjang gorong-gorong : 117 m

24 Kedalaman air waduk : 19 m

25 Elevasi intake : 704 m DPAL

5

I.5 Data Pengukuran Volume Tersisa Waduk Darma

6

Grafik Elevasi Vs Volume Waduk Darma tahun 2011

Grafik Elevasi Vs Luas Waduk Darma tahun 2011

Dari grafik tersebut, untuk elevasi permukaan air maksimum (713 m DPAL) diperoleh

volume waduk sebesar 40.000.000 m3 dan untuk elevasi intake (704 m DPAL)

diperoleh volume waduk sebesar 7.000.000 m3.

I.6 Data Tanah DAS Waduk Darma

Jenis tanah : granuler sedang sampai kasar

Kecepatan permeabilitas : 6 cm/jam

Kandungan debu+pasir halus : 20%

Kandungan pasir : 15%

Kandungan bahan organik : 3%

Sisanya kandungan yang lain

Kemiringan lereng : 0.20

Panjang lereng : 3 km

I.7 Data Land Use DAS Waduk Darma

Hutan : 4.84 km2

Sawah : 2.3 km2

Kebun campuran : 7.64 km2

Perladangan : 8.72 km2

Total : 23.50 km2

Tindakan konservasi dengan adanya pengelolaan

tanah dan penanaman menurut garis kontur dengan

kemiringan 20 %.

7

I.8 Perhitungan Perkiraan Umur Layan Waduk Darma

Metode yang digunakan untuk memperkirakan kehilangan tanah dan distribusinya

dalam DAS salah satunya dengan metode USLE (Universal Soil Loss Equation).

E = R. K. LS. C. P

E : laju erosi, ton/acre/tahun, ton/ha/tahun

R : erosivitas hujan

K : faktor tanah

LS: faktor topografi

C : faktor tutupan lahan / pola tanam

P : faktor usaha pencegahan erosi

I.8.1 Menentukan Laju Erositas

R (erosivitas hujan ton/ha/tahun) didapat dengan persamaan:

( )12

1.36

1

2.21i

i

R R=

=∑

R : erosivitas hujan

Ri : curah hujan bulan ke i (cm)

Catatan: erosivitas hujan ini oleh Wischmeier didefinisikan

sebagai fungsi dari energi kinetik hujan dengan

intensitas 30 menit (EI 30).

Dari data hujan bulanan DAS Waduk Darma tahun 2011, didapat R ( erosivitas hujan)

sebagai berikut:

Bulan curah hujan(cm) 2.21*Ri1.36

Jan 43.4 372.72

Peb 40.5 339.26

Mart 32.5 251.51

Apr 30 225.57

Mei 23.7 163.7

Juni 9.7 48.57

Juli 4.2 15.56

Ags 3 9.85

Sept 5.9 24.7

8

Okt 10.3 52.7

Nop 30.3 228.64

Des 38 311.1

Total 271.5 2043.88

I.8.2 Menentukan faktor k, faktor tanah (wischmeier, dkk., 1971):

Kode struktur tanah untuk menghitung nilai K dengan nomograf (Suripin, 2001)

Kode permeabilitas tanah untuk menghitung nilai K dengan nomograf (Suripin, 2001)

9

Dari data di lapangan, setelah diplotkan di grafik didapat nilai faktor K sebesar 0.12

I.8.3 Menentukan faktor Ls.

Dari data di lapangan, dengan kemiringan lereng 20% dan panjang lereng 3 km, didapat

nilai Ls sebesar 35.

10

I.8.4 Menentukan faktor C

Macam penggunaan A(km2) Nilai C A*C

Land use: tanah terbuka = 500 km2 0 1 0

hutan = 155 km2 4.84 0.001 0.005

sawah = 210 km2 2.30 0.01 0.023

kebun campuran = 130 km2 7.64 0.1 0.764

Perladangan 8.72 0.4 3.488

Total 23.50 0.182

Dari data dilapangan, didaptkan nilai faktor C nya sebesar 0,182

11

I.8.5 Menentukan faktor P

Tindakan konservasi dengan adanya pengelolaan tanah dan penanaman menurut garis

kontur dengan kemiringan >20 %. Dari tabel tersebut dapat diketahui besarnya nilai P

adalah sebesar 0,75.

Dengan persamaan USLE :

E = R. K. LS. C. P

Dengan : Diperoleh nilai E = 1.171,76

ton/ha/thn.

Dengan luas DAS Waduk Darma 23,5 km2, diperoleh besarnya erositas pada DAS

Waduk Darma = 2.753.627,55 ton/thn.

I.8.6 Menentukan besarnya sedimen di outlet sungai

Besarnya sedimen yang terbawa sampai di outlet akibat dari erosi dipengaruhi oleh

faktor SDR (Sediment Delivery Ratio).

SDR = -0.02 + 0.385 (A)-0.2

(Auerswald, K, 1992)

dengan :

SDR = Sediment Delivery Ratio,

A = Luas DAS (km2).

R 2043.88

K 0.12

Ls 60

C 0.182

P 0.90

12

Besarnya 0,20,02 0,385(23,5)SDR

−= − + = 0,18

Besarnya sedimen yang terbawa sampai di outlet sebesar 1.019.628,94 ton/th.

I.8.7 Menetukan besarnya sedimen yang diendapkan di waduk

Besarnya sedimen yang diendapkan di waduk dipengaruhi oleh faktor :

capacity

MARratio

Besarnya MAR ratio = Luas Genangan Waduk x Jumlah hujan tahunan

= 4,25 x 106 x 271,5 x 10

-2

= 11.538.750,00

Besarnya capacity

MARratio =

6

11.538.750,00

40 103,47

x=

Dari grafik sedimen retention, diperoleh besarnya sedimen yang diendapkan di waduk

sebesar 97,5%.

Besarnya sedimen yang diendapkan di waduk sebesar = 495.652,96 ton/thn x 97,5% =

483.261,63 ton.

13

Dengan γ (berat jenis) sedimen 1,2 ton/m3, diperoleh besarnya sedimen yang

diendapkan di waduk sebesar 402.718,03 m3.

Sisa umur layan waduk diperoleh dengan :

= dim

KapasitasTampunganWaduk

Se enYangTertahan

=6

402.71

40 1099,33

8,03

xtahun=

Hasil perhitungan diatas menunjukan bahwa Waduk Darma hanya mencapai umur

99,33 tahun atau tidak mencapai rencana umur pada saat awal pembangunannya yaitu

minimal 100 tahun. Umur waduk hanya akan mecapai 99,33 tahun jika besar sedimen

yang terangkut ke Waduk Darma melalui tiap aliran sungai dalam kondisi relatif sama,

atau hampir sama kondisinya pada saat dilakukan penelitian ini. Waduk ini dibangun

pada tahun 1962 dan sampai tahun 2014 Waduk Darma telah ber-operasi selama 52

tahu, sehingga sisa umur Waduk Darma sampai terpenuhinya tampungan oleh

sedimen yaitu ± 99,33 – 52 = 47,33 tahun atau tampungan akan terisi penuh yaitu

pada tahun ± 2061.

14

II. Soal Latihan II

Hasil echosonding pada tahun 1992, 1997, 2002 dan 2007 memberikan hubungan antara

elevasi dan volume waduk (juta m3) adalah sebagai berikut:

Th 2007 Th 2002 Th 1997 Th 1992

Volume Elevasi Volume Elevasi Volume Elevasi Volume Elevasi

0 119 0 119 0 119 0 119

0 120 1.1 120 2.3 120 3.1 120

4.2 122 6.7 122 8.12 122 9.23 122

17.88 124 20.5 124 24.3 124 27 124

38 126 47.8 126 49 126 55.6 126

55.52 127 63.4 127 68.11 127 71.6 127

77.6 128 81.3 128 82 128 83.5 128

102.2 129 103.6 129 105 129 107.2 129

132 130 133 130 134.9 130 136 130

172 131 173.8 131 175 131 176.5 131

201.2 132 202.5 132 204 132 205.3 132

251 133 253 133 254.5 133 256.1 133

305.6 134 306.1 134 307 134 308.4 134

350 135 353.9 135 355 135 356.3 135

410.1 136 412.8 136 414 136 415.7 136

499.7 137 501 137 501.9 137 503 137

595.2 138 596 138 596.8 138 598 138

675.6 139 677 139 677.9 139 679.2 139

774.02 140 775 140 776.1 140 778 140

Berapa sisa umur layan waduk tersebut, jika dasar pintu pengambilan air pada elevasi

+127m?

15

Jawab:

Beikut ini grafik hubungan antara besarnya volume waduk pada elevasi 127 dengan

tahun echosonding.

Dari grafik tersebut diperoleh persamaan garis untuk volume waduk pada eleavasi 127

yaitu:

y = -0.0439x2 + 174.5x - 173329

Untuk mengetahui sisa umur waduk pada elevasi 127,

Dengan trial dan error diperoleh volume waduk akan habis pada tahun 2029, yaitu

dengan sisa umur layan 22 tahun.

x y

2007 61.1489

2002 68.6244

1997 73.9049

1992 76.9904

2030 -1.51

2029 2.1801