darmadi18.files.wordpress.com …  · Web viewAir mengalir melalui kanal (penstock) melewati...

58
PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR DALAM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR – PLTA SUTAMI (KARANGKATES) HALAMAN JUDUL PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR DALAM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR – PLTA SUTAMI (KARANGKATES) ii

Transcript of darmadi18.files.wordpress.com …  · Web viewAir mengalir melalui kanal (penstock) melewati...

PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR DALAM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR – PLTA SUTAMI

(KARANGKATES)

HALAMAN JUDUL

PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR DALAM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR – PLTA SUTAMI

(KARANGKATES)

DAFTAR ISI

ii

HALAMAN JUDUL................................................................................................i

KATA PENGANTAR.............................................................................................ii

DAFTAR ISI..........................................................................................................iii

BAB I.......................................................................................................................1

PENDAHULUAN...................................................................................................1

1.1 Latar Belakang Masalah............................................................................1

1.2 Rumusan Masalah.....................................................................................4

1.3 Tujuan Penulisan.......................................................................................4

1.4 Manfaat Penulisan....................................................................................4

1.5 Batasan masalah.......................................................................................4

BAB II......................................................................................................................5

TINJAUAN PUSTAKA..........................................................................................5

2.1 Tinjauan Pustaka Tentang PLTA..............................................................5

2.1.1 Sejarah PLTA.....................................................................................5

2.1.2 Komponen PLTA...............................................................................8

2.1.3 Jenis-jenis PLTA..............................................................................15

2.1.3.1 PLTA Berdasarkan Tinggi Terjun................................................15

2.1.3.2 PLTA Berdasarkan Aliran Sungai................................................15

2.1.3.3 Parameter Operasi PLTA.............................................................17

BAB III..................................................................................................................23

PEMBAHASAN....................................................................................................23

3.1 Daerah Wilayah Studi.............................................................................23

3.1.1 Profil Daerah Umum (Profil Kota)..................................................23

3.1.2 Kondisi Umum Bendungan Sutami.................................................24

3.2 Analisis Pengelolaan Sumber Daya Air Menjadi Tenaga Listrik (PLTA) Bendung Sutami.................................................................................................28

3.3 Flow Chart Pengolahan Energi Potensial Air Menjadi Energi Listrik....31

3.4 Analisis Permasalahan Terhadap Pengendalian Debit Maksimum Atau Minimum Pada Bendungan - PLTA Sutami......................................................32

3.5 Grafik Hubungan Curah Hujan dan Debit Inflow Rerata Tahunan Musim Hujan Pada Sub Das Sutami...............................................................................35

BAB IV..................................................................................................................36

PENUTUP..............................................................................................................36

iii

4.1 Kesimpulan..............................................................................................36

4.2 Saran........................................................................................................36

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................37

iv

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Keberadaan listrik merupakan hal yang sangat essensial bagi kehidupan

manusia karena hampir semua kegiatan manusia tidak terlepas dari kebutuhan

terhadap listrik mulai dari kalangan perumahan biasa sampai kepada kalangan

perindustrian, kebutuhan yang besar tehadap listrik inilah kemudian melahirkan

Industri pembangkitan listrik. Begitu juga yang terjadi di Indonesia kebutuhan

terhadap energi listrik sangat besar, bahkan setelah pulih dari krisis moneter 1998

kebutuhan enegri listrik di Indonesia mengalami trend peningkatan, menurut data

pada tahun 1995 – 2000 konsumsi listrik di Indonesia mengalami peningkatan

sebesar 2,9 % pertahun, sedangkan pada tahun 2000 – 2004 konsumsi energi

listrik juga mengalami peningkatan signifikan yaitu sebesar 5,2% per tahunnya.

Grafik perkembangannya dapat dilihat pada grafik 1.

Grafik 1. Kebutuhan dan Produksi Energi Di Indonesia

Listrik diproduksi di pembangkit dengan cara mengubah energi mekanis

menjadi energi listrik dengan menggunakan generator yang bekerja berdasarkan

prinsip medan magnet dan penghantar listrik. Mesin diaktifkan dengan

menggunakan berbagai sumber energi sebagai penggerak mulanya (prime mover)

1

untuk memutar turbin sehingga dapat menggerakan generator dan menghasilkan

energi listrik. Adapun berdasarkan kemampuan prime mover maka pembangkit

tenaga listrik dibedakan menjadi dua hal yakni energi listrik untuk diperbaharui

kembali (renewable source) atau tidak dapat diperbaharui kembali (non

renewable source).

Selanjutnya salah satu contoh energi listrik yang dapat diperbaharui kembali

(renewable source) adalah PLTA karena memanfaatkan sumber daya air dalam

proses penjanaan tenaganya dan keberadaan air termasuk jenis sumber daya yang

dapat diperbaharui. Dalam PLTA, potensi tenaga air dikonversikan menjadi

tenaga listrik. Mula - mula potensi tenaga air dikonversikan menjadi tenaga

mekanik dalam turbin air. Kemudian turbin air memutar generator yang

membangkitkan tenaga listrik. Gambar 1 menggambarkan secara skematis

bagaimana potensi tenaga air, yaitu sejumlah air yang terletak pada ketinggian

tertentu diubah menjadi tenaga mekanik dalam turbin air.

Gambar 1.1 Proses Konversi Energi dalam Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)

2

Gambar1.2 Instalasi Tenaga Air PLTA Bila Dilihat dari Atas

Bendungan menjadi salah satu komponen penting dalam PLTA. Bendungan

merupakan tempat mengumpulkan energi air sebelum dialirkan ke turbin.

Ketentuan teknis mengenai bendungan besar yang dimanfaatkan untuk PLTA

diatur oleh International commission on large Dams (ICOLD). PLTA dapat

beroperasi sesuai dengan perancangan sebelumnya, apabila mempunyai Daerah

Aliran Sungai (DAS) yang potensial sebagai sumber air untuk memenuhi

kebutuhan dalam pengoperasian PLTA tersebut. Pada operasi PLTA tersebut,

perhitungan keadaan air yang masuk pada bendungan atau dam tempat

penampungan air, beserta besar air yang tersedia dalam bendungan atau dam dan

perhitungan besar air yang akan dialirkan melalui pintu saluran air untuk

menggerakkan turbin sebagai penggerak sumber listrik tersebut, merupakan suatu

keharusan untuk dimiliki, dengan demikian kontrol terhadap air yang masuk

maupun yang didistribusikan ke pintu saluran air untuk menggerakkan turbin

harus dilakukan dengan baik, sehingga dalam operasi PLTA tersebut, dapat

dijadikan sebagai dasar tindakan pengaturan efisiensi penggunaan air maupun

3

pengamanan seluruh sistem, sehingga PLTA tersebut, dapat beroperasi sepanjang

tahun, walaupun pada musim kemarau panjang.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penulisan ini adalah :

1. Bagaimana cara pengelolaan air untuk PLTA?

2. Bagaimana cara mengatasi beban puncak air pada bendungan PLTA?

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari makalah ini adalah

1. Untuk mengetahui cara pengelolaan air untuk PLTA

2. Untuk mengetahui cara mengatasi beban puncak air pada bendungan PLTA.

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat penulisan makalah ini adalah

1. Memberikan sumber informasi mengenai pengelolaan air untuk PLTA dan

permasalahannya

1.5 Batasan masalah

Batasan masalah dalam makalah ini adalah proses penjanaan listrik dari

bendungan Sutami hingga pendistribusian kepada masyarakat dan cara

penyelesaian atas permasalahan-permasalahan bendungan yang bisa

menyebabkan terhambatnya operasi PLTA.

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Pustaka Tentang PLTA

2.1.1 Sejarah PLTA

Tenaga air telah berkontribusi banyak bagi pembangunan kesejahteraan

manusia sejak beberapa puluh abad yang lalu. Beberapa catatan sejarah

mengatakan bahwa penggunaan kincir air untuk pertanian, pompa dan fungsi

lainnya telah ada sejak 300 SM di Yunani, meskipun peralatan-peralatan tersebut

kemungkinan telah digunakan jauh sebelum masa itu. Pada masa-masa antara

jaman tersebut hingga revolusi industri, aliran air dan angin merupakan sumber

energi mekanik yang dapat digunakan selain energi yang dibangkitkan dari tenaga

hewan. Perkembangan penggunaan energi dari air yang mengalir kemudian

berkembang secara berkelanjutan sebagaimana dicontohkan pada desain tenaga

air yang menakjubkan pada tahun 1600-an untuk istana Versailles dibagian luar

Paris, Prancis. Sistem tersebut memiliki kapasitas yang sepadan dengan 56 kW

energi listrik.

Sistem tenaga air mengubah energi dari air yang mengalir menjadi energi

mekanik dan kemudian biasanya menjadi energi listrik. Air mengalir melalui

kanal (penstock) melewati kincir air atau turbin dimana air akan menabrak sudu-

sudu yang menyebabkan kincir air ataupun turbin berputar. Ketika digunakan

untuk membangkitkan energi listrik, perputaran turbin menyebabkan perputaran

poros rotor pada generator. Energi yang dibangkitkan dapat digunakan secara

langsung, disimpan dalam baterai ataupun digunakan untuk memperbaiki kualitas

listrik pada jaringan.

Jumlah daya listrik yang dapat dibangkitkan pada suatu pusat pembangkit

listrik tenaga air tergantung pada ketinggian (h) dimana air jatuh dan laju aliran

airnya. Ketinggian (h) menentukan besarnya energi potensial (EP) pada pusat

pembangkit (EP = m x g x h). Laju aliran air adalah volume dari air (m3) yang

5

melalui penampang kanal air per detiknya (q m3/s). Daya teoritis kasar (P kW)

yang tersedia dapat ditulis sebagai:

6

Daya yang tersedia ini kemudian akan diubah menggunakan turbin air

menjadi daya mekanik. Karena turbin dan peralatan elektro-mekanis lainnya

memiliki efisiensi yang lebih rendah dari 100% (biasanya 90% hingga 95%), daya

listrik yang dibangkitkan akan lebih kecil dari energi kasar yang tersedia.

Gambar 2.1 Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Air Pada Umumnya

Laju q dimana air jatuh dari ketinggian efektif h tergantung dari besarnya

luas penampang kanal. Jika luas penampang kanal terlalu kecil, daya keluaran

akan lebih kecil dari daya optimal karena laju air q dapat lebih besar. Di lain

pihak, ukuran kanal tidak dapat dibuat besar secara sembarangan karena laju air q

yang melalui kanal tergantung dari laju pengisian air pada reservoir air di

belakang bendungan.

Volume air pada reservoir dan ketinggian h yang bersangkutan, tergantung

dari laju air yang masuk ke dalam reservoir. Selama musim kering, ketinggian air

pada reservoir dapat berkurang karena jumlah air dalam reservoir lebih sedikit.

Selama musim hujan, ketinggiannya dapat naik kembali karena air yang masuk

dari berbagai aliran air yang mengisi bendungan. Fasilitas pembangkit listrik

tenaga air harus di desain untuk menyeimbangkan aliran air yang digunakan untuk

membangkitkan energi listrik dan jumlah air yang mengisi reservoir melalui

sumber alami seperti curahan hujan, salju, dan aliran air lainnya.

7

Pembangkit listrik tenaga air merupakan aplikasi energi terbaru yang

terbesar dan paling matang secara teknologi, dimana terdapat 678.000 MW

kapasitas daya listrik yang terpasang di seluruh dunia, yang menghasilkan lebih

dari 22% listrik dunia (2564 TWh/tahun pada 1998). Dalam hal ini, 27.900 MW

merupakan pembangkit skala kecil yang menghasilkan listrik 115 TWh/tahun. Di

eropa barat, pembangkit listrik tenaga air berkontribusi sebesar 520 TWh listrik

pada tahun 1998, atau sekitar 19% dari energi listrik di Eropa (sehingga

menghindari emisi dari sejumlah 70 juta ton CO2 per tahun-nya). Pada sejumlah

negara di Afrika dan Amerika Selatan, pembangkit listrik tenaga air merupakan

sumber listrik yang menghasilkan lebih 90% kebutuhan energi listriknya. Grafik 2

memperlihatkan pembangkitan energi listrik dari air dunia yang meningkat secara

dinamis tiap tahunnya. Di samping pembangkit listrik tenaga air yang

berkapasitas besar yang telah ada, masih terdapat ruang untuk pengembangan

lebih jauh dimana diperkirakan hanya sekitar 10% dari total potensi air di dunia

yang telah digunakan.

Grafik 2. Pembangkitan energi listrik tenaga air dunia dalam TWh [5]

8

Grafik Pie 1. Kondisi Pembangkitan Energi Listrik (Sumber PLN 2007)

2.1.2 Komponen PLTA

Secara garis besar komponen – kompnen PLTA berupa dam, turbin,

generator ,transmisi dan reservoir air. Adapun penjelasan beberapa macam

komponen PLTA tersebut disajikan dalam penjelasan berikut ini :

1. Dam

Dam berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin

memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi

untuk pengendalian banjir. contoh bendungan Jatiluhur yang berkapasitas 3

miliar kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6 miliar kubik.

2. Intake

Intake adalah suatu bangunan pada bendung yang berfungsi sebagai penyadap

aliran sungai, mengatur pemasukan air dan sedimen serta menghindarkan

sedimen dasar sungai dan sampah masuk ke intake. Terletak di bagian sisi

bendung, di tembok pangkal dan merupakan satu kesatuan dengan bangunan

pembilas.

3. Penstock

Penstock adalah saluran dimana air dari resevoir bergerak untuk menuju turbin.

Aliran fluida pada penstock mempengaruhi unjuk kerja sebuah turbin. Hal

yang perlu diperhatikan dalam pemilihan penstock untuk PLTA adalah

diameter. Dimana semakin kecil diameter maka kecepatan air dalam penstock

akan semakin naik untuk debit yang sama, kerugian pada penstock disebabkan

debit air dan tinggi jatuh yang relatif kecil dan ketersediaan material di daerah

lokal.

9

Gambar 2.2 Penstock

Dibawah ini perhitungan dari penampang pipa saluran (penstock) dengan

menggunakan pipa beton :

- Rumus penampang saluran

A = ¼ π.d2

- Rumus debit

Q = A x V

Setelah diketahui A = Q / V

maka diperoleh diameter pipa sebesar D =

Dalam perencanaan pembangkit ini, direncanakan menggunakan pipa

pesat atau penstock terbuat dari pipa beton dibuat lurus untuk mengurangi rugi

– rugi pusaran dan rugi gesekan. Untuk mengurangi rugi-rugi pusaran air pada

sisi masuk penstock maka minimum intake penstok dari permukaan air forebay:

- Jarak minimum batang pipa dari permukaan penampung air :

- Ketebalan dinding batang pipa adalah :

P = V + [ 20% x V ]

10

Penstock

Power House

4. Turbin

Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi

mekanik. Air akan memukul sudu-sudu dari turbin sehingga turbin berputar.

Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator. Turbin terdiri dari berbagai

jenis seperti turbin Francis, Kaplan, Pelton, dan lain-lain.

Turbin memiliki prinsip kerja yakni sebagai berikut gaya jatuh air yang

mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan

seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar

baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah

energi.

Perencanaan mesin turbin

Dari pengukuran diperoleh Hn dalam m dengan Q dalam m3/det

digunakan turbin Impuls aliran radial yaitu turbin Crossflow dengan konversi :

- Hn dalam m dikonversikan ke ft

- Q dalam m3/det dikonversikan ke ft3/det

11

Gambar 2.3 Jalan Air Pada Turbin Crossflow

12

Lebar dan Diameter Runner

L = 144.QN/(862)(C)(k)(2g)1/2H

Dengan:

C = 0,98

k = 0,087

N = (862 / D1)H1/2

Maka:

L =

= 210,6.Q / D1H1/2

Untuk mencari lebar turbin :

Dimana L dan D dalam inch, dan nilai D mulai dari 50 cm sampai 100 cm.

Pemilihan lebar L turbin akan berpengaruh pada N, D1, so, dan t.

Tabel Jarak Diameter Runner Berdasarkan Lebar Turbin

L (inch) D (inch) L (cm) D (cm)

104,06

94,59

86,71

80,03

74,31

69,35

65,02

61,21

57,80

54,76

52,02

19,69

21,65

23,62

25,59

27,56

29,53

31,50

33.46

35,43

37,40

39,37

264,31

240,23

220,24

203,28

188,75

176,05

165,15

155,45

146,81

139,07

132,13

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Putaran Turbin

N = ( 862/D1)H1/2

13

Tebal Pancaran

Luas pancaran dengan V adalah kecepatan absolut air :

A = Q/V

sehingga tebal pancaran so :

so = A/L

Jarak Antar Sudut

s1 = kD1

maka

t = s1/sinβ1

Jumlah Sudut

Jika jarak antar sudut, maka jumlah sudut dan diperoleh :

n = π.D1/t

Lebar Keliling Radial

a = 0,17.D1

Kelengkungan Sudut

ρ = 0,326.r1

Jarak Pancaran dari Pusat Poros

y1 = (0,1986 - 0,945.k)D1

Jarak Pancaran dari Tepi Dalam Runner

y2 = (0,1314 – 0,945.k)D1

Daya Output Turbin

Dari persamaan house power dengan efisiensi maksimum turbin 0,87 :

HP = QHηt /8,8

Dikonversikan dalam kW

P = (HP x 0,746)

Perhitungan Pembanding

Dari persamaan umum daya output :

P = ηt . 9,81.QH

5. Generator

14

Generator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbox.

Memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam

generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan arus AC.

Gambar 2.4 Komponen Generator Dalam PLTA

Berdasarkan perhitungan dalam perencanaan digunakan generator dengan

kapasitas tertentu. Generator tersebut merupakan generator yang mempunyai

kecepatan putar dalam rpm dengan tegangan keluaran dalam volt, cos φ dan

frekuensi output dalam Hz. Untuk menaikan kecepatan dalam rpm digunakan

speed increaser dengan gearing ratio :

Besarnya daya yang dapat dihasilkan setelah memperhitungkan besarnya

efisiensi turbin, efisiensi speed increaser, efisiensi generator adalah sekitar 0,70

diperoleh :

P = η.9,81.Q.H

Keterangan :

15

- P : Daya (KW)

- η : Efisiensi Generator

- Q: Debit aliran (m3/s)

- H : Tinggi jatuh / Head (m)

- Arus Generator Sinkron :

- Dimensi Utama Generator :

S = 1,11 x kω.π2.B.ac.D2.Ln x 10-3

Jika jumlah saluran adalah 3 buah dengan panjang masing-masing 10 cm

maka panjang bersih inti armatur :

Larm = L – 3x10 = 970 mm

6. Travo

Travo digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar listrik

tidak banyak terbuang saat dialirkan melalui transmisi.

7. Transmisi

Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau

industri. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan travo

step down.

16

Gambar 2.5 Komponen PLTA Secara Keseluruhan

17

2.1.3 Jenis-jenis PLTA

2.1.3.1 PLTA Berdasarkan Tinggi Terjun

Berdasarkan tinggi terjun terdapat jenis-jenis PLTA seperti:

1. PLTA jenis terusan air (water way)

Adalah pusat listrik yang mempunyai tempat ambil air (intake) di hulu sungai

dan mengalirkan air ke hilir melalui terusan air dengan kemiringan (gradient)

yang agak kecil. Tenaga listrik dibangkitkan dengan cara memanfaatkan tinggi

terjun dan kemiringan sungai.

2. PLTA Jenis DAM atau Bendungan

Adalah pembangkit listrik dengan bendungan yang melintang di sungai,

pembuatan bendungan ini dimaksudkan untuk menaikkan permukaan air

dibagian hulu sungai guna membangkitkan energi potensial yang lebih besar

sebagai pembangkit listrik.

3. PLTA Jenis Terusan dan DAM (campuran)

Adalah pusat listrik yang menggunakan gabungan dari dua jenis sebelumnya,

jadi energi potensial yang diperoleh dari bendungan dan terusan.

2.1.3.2 PLTA Berdasarkan Aliran Sungai

Ditinjau dari caranya membendung air, PLTA dapat bagi menjadi dua

kategori yaitu:

a. PLTA run off river

b. PLTA dengan kolam tando (reservoir)

Gambar 2.6 Prinsip Kerja PLTA Run Off River

18

Gambar 2.7 Potongan Memanjang Pipa Pesat PLTA Sutami Dengan Kolam Tando Reservoir

Pada PLTA run off river, air sungai dialihkan dengan menggunakan dam

yang dibangun memotong aliran sungai. Air sungai ini kemudian disalurkan ke

bangunan air PLTA seperti pada Gambar 8. Banyak dipakai dalam PLTA saluran

air atau terusan, jenis ini membangkitkan listrik dengan memanfaatkan aliran

sungai itu sendiri secara alamiah.

Adapun PLTA dengan kolam tando (reservoir), aliran sungai dibendung

dengan bendungan besar agar terjadi penimbunan air sehingga terjadi kolam

tando. Selanjutnya air dari kolam tando dialirkan ke bangunan air PLTA seperti

Gambar 9. Dengan adanya penimbunan air terlebih dahulu dalam kolam tando,

maka pada musin hujan di mana debit air sungai besarnya melebihi kapasitas

penyaluran air bangunan air PLTA, air dapat ditampung dalam kolam tando. Pada

musim kemarau di mana debit air sungai lebih kecil dari pada kapasitas

penyaluran air bangunan air PLTA, selisih kekurangan air ini dapat di atasi

dengan mengambil air dari timbunan air yang ada dalam kolam tando. Inilah

keuntungan penggunaan kolam tando pada PLTA. Hal ini tidak dapat dilakukan

pada PLTA run off river. PLTA run off river, daya yang dapat dibangkitkan

tergantung pada debit air sungai. Tetapi PLTA run off river memerlukan biaya

pembangunan yang lebih murah dari pada PLTA dengan kolam tando (reservoir),

karena kolam tando memerlukan bendungan yang besar dan juga memerlukan

daerah genangan yang luas. Jika ada sungai yang mengalir keluar dari sebuah

danau, maka dapat dibangun PLTA dengan menggunakan danau tersebut sebagai

kolam tando.

19

2.1.3.3 Parameter Operasi PLTA

Pada prinsipnya ada beberapa parameter yang mempengaruhi operasi

PLTA, disebabkan oleh :

Keberadaan Air

Konstruksi pintu saluran air

A. Keberadaan Air

Untuk dapat mengoptimalkan pengoperasian PLTA, baik dalam keadaan

musim penghujan maupun musim kemarau panjang, diperlukan perhitungan besar

volume air yang tersedia dalam bendungan atau dam, guna perhitungan berapa

besar debit air yang harus dialirkan melalui pintu air yang dialirkan ke turbin. Bila

terjadi banjir, berapa besar volume air yang harus dibuang keluar dari bendungan

atau dam melalui pintu pembuangan air, sehingga tetap terjadi keseimbangan air

dalam bendungan atau dam, dengan demikian dapat dihindari kerusakan bangunan

bendungan atau dam maupun perangkat keras pendukung lainnya. Untuk

kebutuhan perhitungan keadaan air baik yang akan masuk maupun yang berada

dalam bendungan atau dam, dilakukan pengukuran terhadap parameter yang

mempengaruhi keadaan air yang akan masuk maupun yang ada dalam bendungan

atau dam. Pengukuran tersebut dilakukan pada berbagai stasiun ukur yang tersebar

pada DAS dalam bendungan atau dam tersebut. Data hasil pengukuran yang

diperoleh pada stasiun pengukuran, ditransmisikan melalui media komunikasi

yang digunakan ke pusat kontrol operasi PLTA untuk diproses sesuai fungsinya

dalam sistem kontrol tersebut. Pada perhitungan keberadaan air tersebut, ada

beberapa parameter yang harus diperhatikan antara lain:

a. Aliran permukaan ( surface flow)

Aliran permukaan dan aliran dasar dipengaruhi intensitas curah hujan dan lama

turunnya hujan. Semakin tinggi intensitas curah hujan dan semakin lama waktu

turunnya hujan, semakin besar aliran permukaan dan aliran dasar sungai.

Tinggi permukaan dipengaruhi aliran permukaan dan aliran dasar. Semakin

besar aliran permukaan dan aliran dasar, semakin tinggi muka air yang terjadi,

sehingga semakin besar volume air yang mengalir ke dalam bendungan atau

dam.

20

b. Aliran dasar (base flow)

c. Tinggi muka air

d. Kehilangan air karena keadaan lingkungan

Parameter kehilangan air yang disebabkan keadaan lingkungan, dipengaruhi

antara lain :

o Suhu udara : semakin tinggi suhu udara, semakin besar kehilangan air

o Kelembaban : semakin kecil kelembaban (humidity) maka semakin besar

kehilangan air

o Kecepatan angin : semakin cepat kecepatan angin berhembus, semakin besar

kehilangan air

o Penyinaran Matahari : semakin panas dan semakin lama penyinaran

matahari, semakin besar kehilangan air

e. Keadaan DAS

Parameter keadaan DAS dipengaruhi beberapa parameter, antara lain :

o Vegetasi : semakin rapat tumbuhnya tumbuh-tumbuhan (pohon) dalam

DAS, semakin besar aliran dasar sungai

o Penduduk : semakin padat atau ramai penduduk yang bermukim dalam

DAS, semakin besar kehilangan air

o Industri : semakin banyak industri yang beroperasi dalam DAS,

semakin besar kehilangan air

B. Konstruksi Saluran Air

Kecepatan gerakan turbin, dipengaruhi oleh besar tekanan aliran air yang

dialirkan ke turbin. Besar tekanan aliran air yang dialirkan tersebut, dipengaruhi

debit air yang dialirkan beserta konstruksi dan penempatan saluran air yang

mengalirkan air tersebut. Semakin lebar diameter dan semakin tinggi pintu saluran

air dibuka, semakin besar debit air yang dialirkan, semakin tinggi tekanan air yang

terjadi masuk ke turbin. Selain hal tersebut diatas, rancangan dan peletakan

saluran air tersebut, juga mempengaruhi tekanan air yang dialirkan ke turbin.

Semakin besar perbedaan sudut antara posisi saluran pintu masuk air dari

bendungan atau dam (Q2) dengan posisi saluran pintu air keluar yang

mengalirkan air masuk ke turbin (Q1) pada gambar di bawah ini, semakin besar

21

tekanan air yang mengalir masuk ke turbin, dengan demikian perputaran turbin

semakin cepat. Semakin cepat perputaran turbin, semakin besar listrik yang

terjadi. Bentuk peletakan posisi saluran air yang mengalirkan air ke turbin,

dipaparkan pada gambar di bawah ini :

Gambar 2.8 Bentuk posisi pintu saluran masuk air dan keluar, dengan Q1 = sudut posisi peletakan pintu keluar air dengan garis horizontal, Q2 = sudut posisi peletakan

pintu saluran air masuk dari bendungan/dam dengan garis horizontal

Data hasil pengukuran yang ditransmisikan ke pusat kontrol operasi PLTA

tersebut diproses sesuai kebutuhan masing-masing data tersebut. Dari hasil olahan

data tersebut, diketahui berapa besar listrik yang dapat dihasilkan dari setiap

operasi yang dilakukan, berdasarkan besar debit air yang dialirkan melalui pintu

saluran air ke turbin, beserta keputusan apa yang segera diinstruksikan untuk

dioperasikan, dalam upaya pengamanan sistem pembangkit listrik tenaga air

secara menyeluruh. block diagram alur data hasil pengukuran dipaparkan

pada gambar di bawah ini:

Gambar 2.9 Block diagram alur data hasil pengukuran, dengan St1 s/d Stn=stasiun ukur pada DAS, WD = stasiun ukur pada bendungan / dam, Pi1 s/d Pin = pintu-pintu masuk air ke saluran air, Po1 s/d Pon=pintu-pintu keluar air dari saluran, T = turbin, L = listrik yang dihasilkan

22

2.2 Tinjauan Tentang Bendungan

2.2.1 Pengertian Bendungan

Bendungan (dam) adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan laju air

menjadi bendungan, danau, atau tempat rekreasi. Seringkali bendungan juga

digunakan untuk mengalirkan air ke sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Air.

2.2.2 Bagian-Bagian Bendungan

Bendungan terdiri dari beberapa komponen, yaitu :

1. Badan bendungan (body of dams)

Adalah tubuh bendungan yang berfungsi sebagai penghalang air. Bendungan

umumnya memiliki tujuan untuk menahan air, sedangkan struktur lain seperti

pintu air atau tanggul digunakan untuk mengelola atau mencegah aliran air ke

dalam daerah tanah yang spesifik. Kekuatan air memberikan listrik yang

disimpan dalam pompa air dan ini dimanfaatkan untuk menyediakan listrik

bagi jutaan konsumen.

2. Pondasi (foundation)

Adalah bagian dari bendungan yang berfungsi untuk menjaga kokohnya

bendungan.

3. Pintu air (gates)

Digunakan untuk mengatur, membuka dan menutup aliran air di saluran baik

yang terbuka maupun tertutup. Bagian yang penting dari pintu air adalah :

a. Daun pintu (gate leaf) adalah bagian dari pintu air yang menahan tekanan

air dan dapat digerakkan untuk membuka , mengatur dan menutup aliran

air.

b. Rangka pengatur arah gerakan (guide frame) adalah alur dari baja atau besi

yang dipasang masuk ke dalam beton yang digunakan untuk menjaga agar

gerakan dari daun pintu sesuai dengan yang direncanakan.

c. Angker (anchorage) adalah baja atau besi yang ditanam di dalam beton dan

digunakan untuk menahan rangka pengatur arah gerakan agar dapat

memindahkan muatan dari pintu air ke dalam konstruksi beton.

23

d. Hoist adalah alat untuk menggerakkan daun pintu air agar dapat dibuka dan

ditutup dengan mudah.

4. Bangunan pelimpah (spill way) adalah bangunan beserta intalasinya untuk

mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam bendungan agar tidak

membahayakan keamanan bendungan. Bagian-bagian penting dari bangunan

pelimpah :

a. Saluran pengarah dan pengatur aliran (controle structures) digunakan untuk

mengarahkan dan mengatur aliran air agar kecepatan alirannya kecil tetapi

debit airnya besar.

b. Saluran pengangkut debit air (saluran peluncur, chute, discharge carrier,

flood way). Makin tinggi bendungan, makin besar perbedaan antara

permukaan air tertinggi di dalam bendungan dengan permukaan air sungai

di sebelah hilir bendungan. Apabila kemiringan saluran pengangkut debit

air dibuat kecil, maka ukurannya akan sangat panjang dan berakibat

bangunan menjadi mahal. Oleh karena itu, kemiringannya terpaksa dibuat

besar, dengan sendirinya disesuaikan dengan keadaan topografi setempat.

c. Bangunan peredam energi (energi dissipator)

Digunakan untuk menghilangkan atau setidak-tidaknya mengurangi energi

air agar tidak merusak tebing, jembatan, jalan, bangunan dan instalasi lain

di sebelah hilir bangunan pelimpah.

5. Kanal (canal)

Digunakan untuk menampung limpahan air ketika curah hujan tinggi.

6. Reservoir

Digunakan untuk menampung atau menerima limpahan air dari bendungan.

7. Stilling basin

Memiliki fungsi yang sama dengan energi dissipater.

8. Katup (kelep, valves)

Fungsinya sama dengan pintu air biasa, hanya dapat menahan tekanan yang

lebih tinggi (pipa air, pipa pesat dan terowongan tekan). Merupakan alat untuk

membuka, mengatur dan menutup aliran air dengan cara memutar,

menggerakkan kea rah melintang atau memenjang di dalam saluran airnya.

9. Drainage galeri

24

Digunakan sebagai alat pembangkit listrik pada bendungan

2.2.3 Tipe Bendungan

Berdasarkan ukuran :

1. Bendungan besar (h ≥ 15 )

2. Bendungan kecil (h < 15 )

Berdasarkan tujuan pembangunan :

1. Tujuan tunggal (single purpose)

2. Tujuan serbaguna (multi purpose)

Berdasarkan penggunanya :

1. Bendungan untuk membentuk bendungan

2. Bendungan penangkap/pembelok air

Berdasarkan jalan airnya :

1. Bendungan untuk dilewati air

2. Bendungan untuk menahan air

Berdasarkan konstruksinya :

1. Bendungan urugan (fill dams, embankment dams)

a. Urugan serbasama

b. Urugan berlapis-lapis

c. Urugan batu dengan lapisan kedap air dimuka

2. Bendungan beton

Berdasarkan fungsinya :

1. Bendungan pengelak pendahulu

2. Bendungan pengelak

3. Bendungan utama

4. Bendungan sisi

25

BAB IIIPEMBAHASAN

3.1 Daerah Wilayah Studi

3.1.1 Profil Daerah Umum (Profil Kota)

Kabupaten Malang adalah sebuah kabupaten di Provinsi Jawa Timur,

Indonesia. Ibu kotanya saat ini berada di Kota Malang. Berdasarkan Peraturan

Pemerintah Nomor 18 Tahun 2008, Kota Kepanjen ditetapkan sebagai ibu kota

Kabupaten Malang yang baru. Kota Kepanjen saat ini sedang berbenah diri agar

nantinya layak sebagai ibu kota kabupaten. Kabupaten ini berbatasan langsung

dengan Kabupaten Jombang, Kabupaten Mojokerto, Kota Batu, dan Kabupaten

Pasuruan di utara, Kabupaten Lumajang di timur, Samudra Hindia di selatan, serta

Kabupaten Blitar dan Kabupaten Kediri di barat. Sebagian besar wilayahnya

merupakan pegunungan yang berhawa sejuk, Malang dikenal sebagai salah satu

daerah tujuan wisata utama di Jawa Timur.

Kabupaten Malang terdiri atas 33 kecamatan, yang dibagi lagi menjadi

sejumlah desa dan kelurahan. Pusat pemerintahan di Kecamatan Kepanjen. Pusat

pemerintahan sebelumnya berada di Kota Malang. Kota Batu dahulu bagian dari

Kabupaten Malang, sejak tahun 2001 memisahkan diri setelah ditetapkan menjadi

kota. Ibukota kecamatan yang cukup besar di Kabupaten Malang antara lain

Lawang, Singosari, Dampit, dan Kepanjen. Berikut ini merupakan gambaran

(peta) kota Malang :

26

Gambar 3.1 Peta Kota Malang Jawa Timur

3.1.2 Kondisi Umum Bendungan Sutami

Bendungan Karangkates atau yang sekarang biasa disebut dengan

Bendungan Sutami terletak di Desa Karangkates, Kecamatan Sumberpucung,

Kabupaten Malang, Jawa Timur. Daerah tangkapan air (DTA) Bendungan sutami

merupakan bagian dari Daerah Aliran Sungai (DAS) Brantas. Daerah tersebut

terbentang antara 07⁰44’20” hingga 08⁰17’45” Lintang Selatan dan antara

112⁰57’55” Bujur Timur (Sub BRLKT, 1996). Secara geografis terdiri atas Sub-

sub DAS : Bango, Sumber Brantas, Amprong, Lesti dan Metro. Batas

administrative sebelah timur berbatasan dengan wilayah Kabupaten Lumjang dan

Kecamatan Ampelgading dan Donomulyo; di sebelah Barat berbatasan dengan

wilayah Kanupaten Blitar dan Kecamatan Kalipare (Kabupaten Malang);

sedangkan secara geografis, DTA Bendungan Sutami dikelilingi gugusan gunung.

Sebelah timur terbentang pegunungan Tengger (dengan puncaknya Gunung

Bromo) dan pegunungan Semeru (dengan puncaknya gunung Mahameru);

wilayah selatan terdapat gugusan Pegunungan Kendeng Selatan; di bagian barat

terbentang gugusan Gunung Kawi dan Butak; serta di wilayah Utara terdapat

gugusan Gunung Arjuno dan Anjasmoro

Bendungan yang airnya berasal dari Sungai Brantas ini mulai dibangun oleh

pemerintah antara tahun 1975-1977 dengan dana sekitar US$37,97 juta atau

Rp.10.093 milyar untuk dijadikan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Air

(PLTA). Untuk dapat mencapai Bendungan Karangkates relatif mudah

(menggunakan kendaraan umum), karena lokasinya berada di tepi jalan raya

Malang-Blitar, sekitar 35 kilometer di sebelah selatan Kota Malang atau 16

kilometer arah barat obyek wisata Gunung Kawi. Berikut merupakan gambaran

DAS Brantas

27

Gambar 3.2 Lokasi Bendung Sutami di DAS Brantas

Gambar 3.3 Tampak Atas Bendungan Sutami

Bendungan dan bendungan Karangkates yang dikelola oleh Perum Jasa

Tirta I (PJT I) yang berkedudukan di Kota Malang ini mempunyai luas

keseluruhan sekitar 6 hektar. Air bendungannya hanya berasal dari Sungai Brantas

yang semakin hari bertambah keruh dan kotor karena polusi. Hal ini menyebabkan

beberapa tahun yang lalu banyak ikan di Bendungan Karangkates mati karena

kekurangan oksigen. Menurut Ir Tjoek Walujo Subijanto (Direktur Pengelolaan

Sungai Brantas), oksigen yang menipis itu merupakan dampak dari polusi limbah

28

cair berbahaya yang berasal dari deterjen dan limbah industri yang merangsang

berkembang biaknya tumbuhan algae.

Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) Sutami merupakan dua diantara sebelas

unit kegiatan usaha inti dari Unit Pembangkitan (UP) Brantas. UP Brantas secara

keseluruhan mempunyai 25 unit pembangkit (turbin) dengan daya total sebesar

274.88 MW yang dapat menyediakan energi listrik 1 200 GWh per tahun. PLTA

yang dikelola UP Brantas tersebar di tujuh daerah tingkat II wilayah Propinsi

Jawa Timur. Dari susunan organisasi, UP Brantas dibawah PT Pembangkitan

Jawa Bali (PT PJB). UP Brantas berperan sebagai pengoperasi pembangkit untuk

menghasilkan energi listrik, sedangkan harga daya listrik ditetapkan oleh PT PJB.

PT PJB selain mengelola PLTA juga mengelola Pusat Listrik Tenaga Uap

(PLTU). Produksi daya listrik yang dikelola oleh PT PJB untuk memenuhi

permintaan konsumen akhir di setengah wilayah Pulau Jawa dan keseluruhan

wilayah Propinsi Bali. Ditinjau dari penguasaan sumberdaya untuk

menghasilkan output (daya listrik) dan sebaran wilayah konsumen akhir.

Selanjutnya lepas dari masalah itu, yang jelas Bendungan Karangkates

memiliki tiga turbin dengan kapasitas terpasang 3x35 megawatt (MW) dan

mampu memproduksi listrik sekitar 400 juta kwh per tahun. Selain itu,

Bendungan Karangkates saat ini juga dijadikan sebagai sarana rekreasi dan

olahraga, terutama bagi masyarakat yang berasal dari Malang dan Kediri. Konon,

hijaunya pepohonan serta suasananya yang tenang, membuat banyak orang

tertarik untuk berkunjung ke sana, walau terkadang harus diselingi oleh bau tak

sedap dari sampah yang mengapung di bendungan.

3.1.3 Profil Bendungan Sutami

A. Informasi Umum

Lokasi : Kabupaten Malang, Jawa Timur

Kontraktor : Nichimen/Sakai/Toshiba

Konsultan : Nippon Koei

Pengelola : Perum Jasa Tirta I

29

B. Manfaat

Adapun manfaat pembangunan Bendungan Sutami adalah sebagai berikut :

1. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

2. Pengendali banjir, mengurangi debit banjir periode 1000 tahun dari 4200

m3/detik menjadi 1580 m3/detik, mengurangi debit bajir periode 200 tahun

dari 3000 m3/detik menjadi 1060 m3/detik, dan mengendalikan bajir periode

10 tahun dari 1540 m3/detik menjadi 350 m3/detik

3. Irigasi, memberikan tambahan debit untuk daerah hilir Karangkates

4. Pengembangan perikanan darat dan pariwisata

C. Data Teknis

Tipe bendungan : Rockfill

Tinggi bendungan : 97,5 m

Panjang :820 m

Volume normal bendungan : 343 juta m3

Catchment area : 2.050 km2

Spillway capacity :1.600 m3/detik

Elevasi muka air normal :+ 272,5 m

Elevasi muka air banjir :+ 277 m

Kedalaman maksimum : 31 meter

Ketinggian permukaan : 297 meter

Luas permukaan : 15 km2

Volume air : 343.000.000 m3

Daerah pengumpulan air : 2050 km2

Gambar 3.4 Bendungan Sutami

30

Gambar 3.5 Gardu Pembangkit Listrik Bendungan Sutami

3.2 Analisis Pengelolaan Sumber Daya Air Menjadi Tenaga Listrik (PLTA)

Bendung Sutami

Air dari sungai sungai Berantas dengan system PLTA menggunakan kolam

tando (reservoir) dimana aliran sungai yang masuk melalui pintu intake yang

memiliki katup pengaman sebagai katup pengatur intake akan dibendung sesuai

dengan kebutuhan dan kapasitas bendung yang direncanakan. Selanjutnya untuk

pengolahan sebagai PLTA maka air yang sudah ditampung tadi sebagaian akan

dimanfaatkan lalu dialirkan ke penstock melalui headrace tunnel. Adapun fungsi

penstock dalam komponen PLTA adalah untuk mengalirkan air yang masuk dari

intake menuju turbin. Akan tetapi dalam perencanaan penstock ini juga perlu

dilakukan secara cermat karena . Aliran fluida pada penstock mempengaruhi

unjuk kerja sebuah turbin. Hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan penstock

untuk PLTA adalah diameter. Semakin kecil diameter maka kecepatan air dalam

penstock akan semakin besar untuk debit yang sama.

Sementara itu juga terdapat surge tank pada komponen PLTA. Fungsi surge

tank berfungsi sebagai pengaman tekanan air yang tiba-tiba naik saat katup pintu

intake ditutup. Setelah air masuk menuju penstock maka air menuju turbin. Akan

tetapi sebelum masuk ke turbin debit air dikontrol oleh main stop valpe. Setelah

air masuk maka turbin akan mengubah energi potensial air menjadi energi gerak.

Hasil dari turbin akan menggerakkan generator untuk menghasilkan energi listrik.

31

Selanjutnya main transformer akan mengconverter listrik yang dihasilkan

oleh turbin menjadi listrik untuk ditransmisikan. Transmission line berfungsi

sebagai penyalur energi listrik ke konsumen. Adapun proses pengolahan energi

potensial air menjadi energi listrik dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 3.6 Proses Pengolahan Energi Potensial Air Menjadi Energi Listrik

1. Aliran sungai dengan jumlah debit air yang demikian besar ditampung

dalam bendungan yang ditunjang dengan bangunan bendungan .

2. Air tersebut dialirkan melalui saringan Power Intake

3. kemudian masuk ke Pipa Pesat (Penstock) untuk merubah energi potensial

menjadi energi kinetik.

4. Pada ujung pipa pesat dipasang Katup Utama (Main Inlet Valve) untuk

mengalirkan air ke turbin. Katup utama akan ditutup otomatis apabila

terjadi gangguan atau di stop atau dilakukan perbaikan/pemeliharaan

turbin.

5. Air yang telah mempunyai tekanan dan kecepatan tinggi (energi kinetik)

dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui sirip-sirip

pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yang terpasang

pada turbin .

6. Energi putar yang diterima oleh turbin selanjutnya digunakan untuk

menggerakkan generator (7) yang kemudian menghasilkan tenaga listrik.

32

7. Air yang keluar dari turbin melalui Tail Race selanjutnya kembali ke

sungai .

8. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator, tegangannya masih rendah .

Oleh karena itu, tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikkan dengan Trafo

Utama untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban.

Tegangan tinggi tersebut kemudian diatur/dibagi di Switch Yard

9. Apabila terjadi banjir maka kelebihan air tersebut akan dibuang melalui

pintu pelimpas otomatis (spillway).

33

3.3 Flow Chart Pengolahan Energi Potensial Air Menjadi Energi Listrik

34

Air dari Dam Utama

Intake

Penstock

Generator

Dam Cadangan

Turbin

Transformer

Pendistribusian

Mulai

Main Inlet Valve

Selesai

3.4 Analisis Permasalahan Terhadap Pengendalian Debit Maksimum Atau

Minimum Pada Bendungan - PLTA Sutami

Pada musim penghujan biasanya curah hujan terjadi sangat berlimpah.

Akibatnya dapat menyebabkan ketidakseimbangan antara air yang masuk (inflow)

dengan kapasitas debit yang direncanakan. Dengan demikian diperlukan suatu

langkah khusus untuk mengatasi permasalahan tersebut. Hal ini pernah terjadi

seperti pada tahun Mei 2006 di bendungan Sutami mengalami elevasi air tertinggi,

yaitu 272,5 meter diatas permukaan laut (mdpl). Adapun batas terendah PLTA

untuk bisa beroperasi dan menghasilkan pembangkit listrik tenaga air adalah 253

(mdpl).

Dengan demikian alternative yang dapat diambil untuk penanganan masalah

tersebut adalah dengan mengalirkan.

Air Intake Penstock Turbin Reservoar

Pembangkit listrik tenaga air bekerja dengan cara mengalirkan air dari

dam ke turbin setelah itu air dibuang. Saat ini ada teknologi baru yang dikenal

dengan pumped-storage plant .

Pumped-storage plant memiliki dua penampungan yaitu:

Bendungan Utama (upper reservoir) seperti dam pada PLTA

konvensional. Air dialirkan langsung ke turbin untuk menghasilkan listrik.

Bendungan cadangan (lower reservoir). Air yang keluar dari turbin

ditampung di lower reservoir sebelum dibuang disungai.

Pada saat beban puncak air dalam lower reservoir akan di pompa ke upper

reservoir sehingga cadangan air pada Bendungan utama tetap stabil.

Sedangkan permasalahan yang mungkin muncul ketika musim kemarau

adalah terjadi kekurangan debit air yang masuk ke bendungan (inflow) atau

kondisi elevasi aktual debit inflow ke bendungan mengalami penurunan.

Permasalahan kekurangan debit inflow di bendungan Sutami selama ini memang

tidak sampai menimbulkan kekurangan pasokan listrik namun pada beberapa

tahun sebelumnya sempat terjadi krisis listrik sehingga fungsi dan peranan PLTA

menjadi terhambat. Dikarenakan kurangannya pasokan air sehingga menyebabkan

PLTA tidak dapat beroperasi dengan maksimal. Oleh karena itu perlu adanya

suatu solusi untuk memecahkan masalah tersebut. Salah satu cara penanganan

35

permasalahan kekurangan debit inflow ini dapat dilakukan dengan cara teknis dan

non teknis. Adapun cara teknis dapat dilakukan melalui pembangunan Dam

cadangan. Sedangkan cara non teknis dapat ditempuh melalui pengadaan

pemadaman listrik secara bergilir kepada masyarakat.

Selanjutnya penanganan jangka pajang juga dapat dilakukan dengan

pengelolaan sumberdaya di daerah tangkapan air bendungan di dam Sutami sebab

selama ini terjadinya kekurangan debit inflow di bendungan Sutami salah satunya

diakibatkan karena adanya sedimentasi yang cukup tinggi. Adapun pengelolaan

sumberdaya di daerah tangkapan air bendungan di dam Sutami berdasarkan pada

ketentuan berikut ini :

1. Letak dan Kondisi fisik

Secara geografis bendungan sutami terletak di bagian hilir bendungan

sengguruh yang membendung kali brantas dan kali lesti. Bendungan

sengguruh ini berfungsi melindungi bendungan Sutami dari sedimentasi.

Penurunan tingkat sedimen kurang lebih sebesar 26%, yaitu dari 6,93 juta

m3/th menjadi 1,79 juta m3/th (socheh, 2002). Apabila bendungan sengguruh

dalam keadaan tidak beroperasi (penuh sedimen), kenaikan tingkat sedimen

bendungan Sutami meningkat menjadi tiga kali lipat, yakni dari 1,79 juta

m3/th menjadi 5,38 juta m3/th.

2. Tataguna Lahan, Erosi dan Hidrologi

Luas DTA Bendungan sengguruh-sutami adalah 177.030 ha yang

tersebar di 1.897 unit SPL (Satuan Pengelolaan Lahan). Luas lahan budidaya

intensif (58%) relatif seimbang dengan lahan non-budidaya intensif (42%).

Jenis penggunaan lahan yang tergolong dalam non-budidaya intensif dijumpai

berbagai tanaman tahunan dan semusim. Pada lahan budidaya intensif

terdapat lima jenis tanaman tahunan (tebu, kopi, cokelat, apel, dan jeruk) serta

terdapat 12 pola tanam yang terdiri dari kombinasi antar tanaman pangan dan

tanaman sayuran.

3. Erosi DAS hulu dan pendangkalan bendungan

Terdapat tiga proses sedimentasi, yaitu tahap produksi, transportasi dan

pengendapan. Sedimen di bendungan Sutami terdiri atas 54.08% pasir, 5,33%

36

lempung, 12.15% lempung, maka berat jenis sedimen adalah 0,94639.

Beberapa metode pemantauan kerusakan DAS secara empiris yaitu metode:

1. Pemantauan langsung dari angkutan sedimen pada suatu pos duga

air secara kontinyu dan berkala,

2. Perkiraan erosi permukaan denganmenggunakan formula universal

soil loss equation (USLE),

3. Model kombinasi erosi dan transport sedimen.

4. Penanganan sedimen

Penanganan sedimen di kali brantas dirumuskan dalam tiga kelompok

menurut dimensi waktu, yakni tindakan yang bersifat jangka pendek,

menengah dan jangka panjang.

Jangka pendek

Penanganan jangka pendek ini lebih ditekankan pada pengambilan langkah

korektif di lapangan yang hasilnya segera terihat dalam waktu singkat.

Terdapat dua bentuk tindakan jangka pendek, yaitu 1) pengerukan

langsung endapan sedimaen di bendungan dan 2) penggelontoran endapan

sedimen di bendungan.

Jangka menengah

Penanganan jangka menengah dimaksudkan untuk melakukan langkah

korelatif sekaligus preventif. Kegiatan yang termasuk dalam tindakan

jangka menegah adalah pembuatan bangunan fisik penahan sedimen dan

pembangunan saluran bypass. Bangunan fisik fisik penahan sedimen

terdiri atas Sabo dam, Check Dam, dan Kantong pasir.

Jangka panjang

Penanganan jangka panjang diambil dengan mengambil langkah preventif

yang bertujuan mencegah erosi dan sedimentasi di kemudian hari.

Tindakan ini meliputi aktifitas penghutanan kembali dan pengendalian

erosi. Penghutanan kembali bertujuan untuk menahan terlepasnya partikel

tanah serta menerapkan metode penghijauan yang bersifat melindungi

tanah.

37

3.5 Grafik Hubungan Curah Hujan dan Debit Inflow Rerata Tahunan Musim Hujan Pada Sub Das Sutami

38

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit listrik yang

mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi

listrik. Energi listrik yang dibangkitkan dari ini biasa disebut sebagai

hidroelektrik.

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Sutami merupakan dua diantara

sebelas unit kegiatan usaha inti dari Unit Pembangkitan (UP) Brantas. UP

Brantas secara keseluruhan mempunyai 25 unit pembangkit (turbin) dengan daya

total sebesar 274.88 MW yang dapat menyediakan energi listrik 1.200 GWh per

tahun. Untuk PLTA sutami sendiri menghasilkan daya 2 x 35.000 kWh (400juta

kWh/tahun) dengan menggunakan tiga turbin.

Untuk mengatasi debit puncak dapat dilakukan dengan menggunakan

teknologi baru yang dikenal dengan pumped-storage plant. Sedangkan untuk

mengatasi debit minimum pada musim kemarau dapat diatasi dengan membangun

Dam cadangan dan mengadakan pemadaman bergilir serta untuk penanganan

jangka pajang dapat dilakukan dengan pengelolaan sumberdaya didaerah

tangkapan air bendungan di dam Sutami.

4.2 Saran

Penggunaan pembangkit listrik tenaga air harus dikembangkan karena air

dimuka bumi masih banyak sehingga dapat menghemat minyak bumi.

Penggunaan air untuk pembangkit listrik juga bisa dikembangkan dengan

Pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH) dimana prinsip kerjanya hampir

sama dengan PLTA yaitu menggunakan air sebagai sumber energi penggerak

39

DAFTAR PUSTAKA

http://www.ecoton.or.id

http://www.wisatanesia.com/2010/05/bendungan-karangkates- malang.html#ixzz17sPkDPht

http://doctor-iman.blogspot.com/2010/10/cara-kerja-plta.html

http://www.jasatirta1.co.id/haspem.php?subaction=showfull&id=1191737150&archive=&start_from=&ucat=5&

40