KAPASITAS DAM/WADUK
Prof Dr. Ir. M. Syahril B. K.
PROSEDUR
Kebutuhan Air bagi pengembangan wilayah setempat dan sekitarnya- Tata Ruang (BAPPEDA dan BAPPENAS)
Potensi Sumberdaya Air
Optimasi Neraca Air (Pola dan Rencana)
Optimasi Waduk/Dam
PROSEDUR KEBUTUHAN AIR
Pengembangan wilayah
: Tata Ruang
Pemukiman/Domestik (Minum dll) Populasi x standar kebutuhan/orang
(100-200 l/hari/orang)
Industri xx l/hari/produktifitas
Pertanian/perkebunan yy l/det/ha per komoditas
tanaman
Wisata zz m3/aktifitas/tahun
Konservasi kk m3/det/day/baku mutu
Evaporasi
Aliran
Permukaan
Infiltrasi
Aliran Bawah Permukaan
Presipitasi
Presipitasi
Evapo-transpirasi
Kondensasi
Laut
Sungai
Vegetasi
Pertanian
Irigasi
Pemukiman Bendungan
Industri
Perkolasi Air Tanah Dalam
Intersepsi
Aliran
Permukaan
Lapisan Batas
Tiupan Angin
PROSEDUR POTENSI SUMBER DAYA AIR
Potensi Sumberdaya Air : Studi Identifikasi
Analisis Hujan Efektif : Hujan-Evapotranspirasi
Analisis Debit Andalan River Runof :
Rainfall -Run Of debit harian model tampungan : Nreca, Sacramento dll
Debit andalan : ploting weibull
Analisis Debit Andalan (regulated):
Rainfall -Run Of debit (monhtly) model tampungan : Nreca, Sacramento dll
Debit andalan : optiimized distribution of annual/monthly volumel
Field investigation spring water (sumber air tanah)
PROSEDUR OPTIMASI NERACA AIR
Pola dan Rencana SDA
Prioritas aktifitas daerah : Domestik, Pangan Utama,
Enerji dan Industri Strategis
Kelayakan pengembangan : Teknis dan Biaya
PolSEK (Politis, Sosial, Ekonomi dan Konservasi) mendomnasiUU, PP, KepMen dan PERDA
Semua DAS dalam wilayah : Balai Besar Wilayah Sungai PU dan daerah
Pengukuran Status Sistem: Debit Sungai Muka Air Waduk Pola Tata Tanam Penggunaan Air
Peramalan: - Debit Sungai - Kondisi Tanaman - Kebutuhan Air
Pelaksanaan Alokasi Air - Pengaturan Pintu Air - Oleh para Juru di Lapangan
Perencanaan Alokasi Air: - Musyawarah - Pengalaman - Model Alokasi Air
Alokasi Air Tepat Waktu (tengah-bulanan)
Rencana Pengelolaan SDA Wilayah Sungai Rencana Konservasi SDA Rencana Pengendalian Daya Rusak Air Rencana Pendayagunaan SDA Rencana Pengembangan SDA, dan Rencana-rencana lainnya Rencana Alokasi Air (tahunan)
Pola Optimasi Neraca Air Dalam Pengelolaan Sumber Daya Air
Undang-undang/
Peraturan
UU SDA no 7 2004
UU Lingkungan Hidup
Otonomi
Tata Ruang
dlsb
UU, KEPMEN & PERATURAN
Sumberdaya Air
Perdagangan
Otonomi Daerah
PENGAMBILAN DATA
Data Sekunder
Hasil Studi Sebelumnya
ANALISIS DATA
Potensi Pengembangan
Agrobisnis
Potensi Produksi Tani
Sosial-Ekonomi
Kelayakan Pengembangan
Agropolitan
Dampak Pengembangan
Agropolitan
KONSULTASI DENGAN
PEMBINA & NARASUMBER
PROYEKSI
KEBUTUHAN
MASA DEPAN
KONDISI SAAT
INI
PROSEDUR OPTIMASI NERACA AIR
KAPASITAS WADUK/DAM
KAPASITAS WADUK/DAM
Fungsi layanan Jenis Kapasitas
Potensi air pada daerah tangkapan air Lokasi dam Hujan efektif : hujan-evaotranspirasi Luas daerah tangkapan air di hulu dam
Potensi volume tampungan efektif di hulu dam Hidrotopografi Lokasi dan Tinggi dam Laju sedimentasi Evaporasi Rembesan
Operasional Waduk Efisiensi sistem pengelolaan dan suplai air
3/14/2014
KAPASITAS DAM/WADUK
Optimasi: Kelayakan
Fungsi Layanan
Fungsi utama dan sekunder
Air domestik
Irigasi
Enerji
Industri lainnya
Wisata
Konservasi kk m3/det/day/baku mutu
B-7
Evaluation/Optimization
C Recommendation
Rec & redev
Program
Funding scheme
Institution
etc
B-6
Social Economy
Demography, field of
work etc
B-3 Solution
Engineering,
Institutionalization
B-1
Risk
Assessment
B-2
Capability
B-5 Infrastructures
Dam, Spillway,
Penstok etc
B-4 Physical condition
Topography,
Batimetryi
Geotechcnic etc
A-3
A-2
Previous
Study
A-1
Existing
Investigation
B-7 Others
Culture, Politics
etc
Problems
FUNGSI DAM/WADUK
Fungsi Utama Pemanfaatan air bagi aktifitas kehidupan manusia Pengendalian air agar tidak terjadi bencana
Pemanfaatan air Upaya : Optimasi penggunaan sumber air Wujud : Pengambilan dan Distribusi Air (permukaan dan atau air
tanah) Parameter : Kebutuhan, Debit Andalan, Prioritas dan Kelayakan Indikator Kinerja : Reliabilitas sistem dan Output/Outcome Permasalahan : Disparitas pembangunan, Carrying capacity dan
Perubahan iklim. Pengendalian air
Upaya : Disaster management Wujud : Drainase, Pengendalian banjir, Perlindungan dan Konservasi Parameter : Resiko, Prioritas dan Kelayakan Indikator Kinerja : Reliabilitas sistem dan Lost reduction Permasalahan : Disparitas pembangunan, Inconsitency land use,
Keterbatasan dana dan Perubahan iklim.
3/14/2014
Fungsi, wujud dan karakteristik Menunjang sistem pengelolaan sda agar dapat
berfungsi sesuai rencana Soft dan hardware Site specific
Pemanfaatan air Air minum, Irigasi, Enerji, Industri dan Konservasi Pengambilan air permukaan
Sungai dan atau waduk Pintu, Kincir, Pompa, Saluran (terbuka/tertutup), Bendung &
Bendungan
Pengambilan air tanah Mata Air, Sumur dan Artesis Pompa, Saluran (terbuka/tertutup), Bendung & Bendungan
3/14/2014
FUNGSI DAM/WADUK
Pengendalian air Drainase : lahan dan perkotaan
Hujan/banjir setempat sesuai catchment area Saluran, pintu, pompa, tampungan
Pengendalian banjir : Hujan/banjir DAS mencakup wilayah lebih luas,
flashflood/kriman. pintu, tanggul, flood plain, polder, waduk dll
Perlindungan : gerusan, sedimentasi, benturan dan longsor Fleksibel/rigid Pola aliran, struktur pelindung
Konservasi : Hutan lindung, kekeringan dll rembesan, retensi/tampungan
3/14/2014
FUNGSI DAM/WADUK
Contoh Studi Kasus
Studi Lokasi
Beh-1 HEPP Project berlokasi di
Sungai Beh, Desa Lunyuk,
Pulau Sumbawa, NTB. P. Lombok P. Sumbawa
DAS Beh
+0 m
+1000 m
+2000 m
Elevasi (m)
Luas total DAS Beh mencapai
2.255 km2 dengan bagian hulu
berupa pegunungan dengan
ketinggian sekitar 1500m
DAS Beh
Studi Lokasi
Beh Jereweh Menanga Jelateng
Dodokan Putih Rea Rhee Pulau Mojo
Hoddo Banggo Parado Sari
Rimba Baka Bako Ampang Moyo Hulu
Bendung Pelara
Bendung Pelara: Luas Daerah Tangkapan = 1.305 km2
Luas Daerah Irigasi = 2.228 ha Lebar Bendung = 208 m Tinggi Bendung = 7 m
Luas DAS Beh: 2.255 km2
Sumber: google earth Sumber: wika.co.id
Sumber:
Dirjen Sumber Daya
Air Departemen PU
Studi Potensi Air
Data Debit Pengukuran (Data Sekunder) Jumlah stasiun pengukuran debit relatif
sedikit dan letaknya tidak tersebar merata
Data debit pengukuran dapat digunakan bagi kalibrasi perhitungan debit sintetis
Pengamatan Muka Air
Sungai
:::
:
:::
::
:::
:
:
Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des
431.5 320.4 90.43 101.5 290.5 92.13 23.5 98.54 33.36 217.9 51.38 198.3282.9 311.9 88.34 103.9 311.9 86.55 50.54 86.92 138 384 52.22 253.2206.5 447.9 69.31 80.58 399.2 71.34 52.39 74.61 102.4 171.4 58.66 130169.1 638.2 71.89 78.73 341.7 58.46 50.36 76.76 49.29 119.6 57.87 100.5187 403.3 98.37 372.2 241.1 53.85 62.93 43.44 40.06 114.3 59.67 159.2
222.5 308.3 107 565.5 164.4 48.95 86.94 50.05 42.47 80.46 93.49 224.8247.7 272.7 126.7 479.8 379.4 51.3 106.2 41.31 78.7 61.14 166.2 298367.9 206.3 140.3 387.3 716.4 44.39 73.55 40.55 56.16 49.37 147.5 418.6496.1 175.4 347.2 389.1 825.6 46.83 104.2 34.87 83.57 55.08 132.7 180.4524.9 176.5 412.2 294.6 418.3 54.39 136.1 32.22 226.5 80.62 133.9 126.8
798.1 228 477.6 203.5 189.3 61.38 72.99 30.86 375.6 122.7 196.2 119.6548.7 164.6 570.9 167.6 149.1 52.39 61.6 29.68 230.9 134.1 234.9 134.4299.1 118.2 392.4 169 171.7 44.66 94.34 28.25 177.7 117.4 124.2 130.9290 99.6 299.4 204.5 119.6 36.47 92.59 27.85 400.6 121.5 257.1 164.1
145.4 112.7 297.2 375.5 92.69 33.09 128.1 27.24 186.8 90.78 387.2 566.7
113.7 278.8 244.3 399.6 73.57 32.6 104.6 26.16 198.5 67.27 472.6 670.1194.4 575.2 260.7 520.4 62.8 32.43 111.8 25.37 514.2 74.5 235.9 555.6316.3 387.8 398.6 201.1 59.58 31.73 132.9 25.52 361.5 70.95 160.6 278.9261.1 155.8 326.4 133.8 65.57 31.32 126.5 24.63 190.7 70.83 161.7 256.3691.8 127.4 183.3 169.3 59.08 31.26 123 24.19 117.9 80.39 322.4 244.8
890.1 92.16 118 305.7 57.08 28.68 114.8 23.93 134.9 86.81 360.7 236.6522.6 83.68 87.69 165 48.39 27.93 103.9 23.24 135.5 87.79 466.9 234.2386.9 158 72.14 172.1 63.38 27.24 91.41 23.57 105.3 112.8 563.4 338.8543.3 172.5 60.2 286.7 63.88 26.22 82.72 33.66 156.6 104.3 441.2 192.7973.1 123.5 53.63 419.1 56.44 25.66 71.45 26.66 320.3 91.46 205.7 125.2
1323 166.6 43.03 212.1 50.19 25.01 48.06 25.68 146.5 87.11 125.4 217.71462 159.1 40.24 134.7 47.91 24.39 52.3 26.37 192.4 90.26 111.9 4571541 130.7 55.36 145.5 46.21 23.98 69.46 24.74 333.7 72.58 104.9 230.81397 111.3 123.6 336.9 46.67 23.56 81.42 24.61 327.5 66.53 116.9 130.51060 138.4 227.6 57.53 22.45 60.28 23.89 208.8 55.86 200.5 133
771.1 117.7 108.3 65.41 23.37 52.86 116.6
569.9 231.3 190.7 260.1 186.4 41.69 85.04 36.41 188.9 103 206.8 245.9248.8 101 83.29 113.6 81.38 18.2 37.14 15.9 82.48 44.97 90.3 107.4666.5 253 223.1 294.4 218 47.19 99.47 42.59 213.8 120.5 234.1 287.71526 579.4 510.8 674.2 499.2 108.1 227.8 97.52 489.6 275.8 536 658.7
Rata-rata 195.5 Aliran km2 85.39Tinggi aliran 2700 Total aliran 6183 meter kubik (106).
* = Tanggal PengukuranK = Debit Perkiraan Berdasarkan HydrographE = Debit Ekstrapolasi
Tahun 2004
DATA DEBIT SUNGAI
31
282930
2425
2627
212223
17181920
15
16
6789
111213
Tinggi A liran(mm)
M eter Kubik(106)
Data Tahunan:
m3/det;mm;
Keterangan:
S.Kapuas00 33 14 LU 110 25 16 BT
Induk SungaiData Geografi
Penentuan Besarnya Aliran
Aliran Ekstrim yang Pernah Terjadi sampai dengan Tahun Ini
Ringkasan Data Aliran EkstrimM.A. = M.A. = .99( +.00) M ; Q = 22.45 M3/DET ; TGL 1- 9-2004
M.A. = .65( +.00) M ; Q = 12.90 M3/DET ; TGL 13- 9-1997M.A. = 10.10( +.00) M ; Q =3254.10 M3/DET ; TGL 1- 1-1995
Aliran Terkecil
Aliran TerbesarAliran Terkecil
Jenis Alat
Aliran Terbesar
Tanggal 00-03-1985 oleh PHBDTanggal 00-03-1985 sampai dengan 31/12/2004Pesawat Otomatik Mingguan
Luas Daerah Pengaliransampai ke lokasi.
Periode Pencatatan
Keterangan mengenai Pos Duga Air2290 KM2 ; ELEVASI PDA :+ 50.00 M
Didirikan
Kembayan dengan bis umum +/- 6 jam terus jaln kaki +/- 2 kmLokasi
Tabel Besarnya Aliran Harian (m3/det)
Balai Hidrologi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya AirPelaksana
Catatan
Aliran/km2(l/det)
Rata-rata
Tanggal
12345
10
14
S.Sekayam-Kembayan No. 3- 43- 2-14
yang pernah diukur pada 2.40 m dengan Q = 116.0 m3/det Tanggal 20/05/1991.
Besarnya Aliran ditentukan berdasarkan Metode Hymos Manningdengan Q = 3.509(H + 0.930)**2.845 yang dibuat menurut data pengukuranaliran dari tahun 1990 s/d tahun 1998. Pengukuran Tahun 2004 tidak digunakan.Pengukuran aliran masih kurang terutama untuk muka air tinggi, air tertinggi
Prop.Kalbar,Kab.Sanggau,Kec.Kembayan,Ds.Kembayan dari Pontianak ke
Tujuan pengamatan: Umumnya untuk mendapatkan
konstanta pasang surut bagi perhitungan besaran elevasi muka air penting seperti tinggi (HWL), muka air rendah (LWL), dan muka air rata-rata (MSL)
Lama pengamatan Umumnya 15 hari dengan
pembacaan ketinggian air setiap satu jam
Pengamatan Muka Air Sungai
Kasus-1: Lokasi dipengaruhi pasang surut
Tujuan pengamatan: Umumnya untuk mendapatkan rating
curve dan hidrograf debit sungai
Lama pengamatan Pengamatan muka air cukup dilakukan
tiga kali sehari pada saat tidak terjadi hujan, setiap satu jam pada saat terjadi hujan (jika memungkinkan), dengan lama pengamatan selama 30 hari.
Usulan Pengamatan Muka Air Sungai
Kasus-2: Sungai yang tidak dipengaruhi pasang surut
Prediksi debit bulanan (debit sintetis)
Hujan terdistribusi tidak merata baik dari waktu maupun lokasi. Data hujan dari beberapa stasiun pengamatan diperlukan untuk mendapatkan prediksi debit yang menggambarkan kondisi lokasi
Prediksi debit bulanan dilakukan menggunakan model matematik seperti model rainfall-runoff NRECA, Sacramento, dll.
Input model rainfallrunoff adalah data klimatologi (hujan bulanan, temperatur, dll), luas DAS, jenis tanah/tata guna lahan, dan beberapa parameter tampungan air dalam tanah
Prediksi debit bulanan (debit sintetis)
Moisture Storage
Groundwater
Storage
Precipitation Actual Evapo-tranpiration
Recharge to Groundwater
Excess Moisture Direct Flow
Groundwater
Flow
Total Discharge
Prediksi debit bulanan (debit sintetis)
Dengan menggunakan data/hasil prediksi time series debit bulanan selama >10 tahun, dapat disusun Debit Andalan untuk tiap bulan
Studi Tata Letak
Potensi tinggi dan volume tampungan dam
Dengan menggunakan data topografi, bathimetri sungai, dan alternatif lokasi tubuh dam, dapat disusun rencana elevasi muka air, volume, dan luas permukaan air dam. Pengurangan volume dam akibat sedimentasi juga perlu dipertimbangkan
0 1 2 km
SKALA
Studi Kebutuhan
Bangunan Air dan Basic
Design
Tipikal Bangunan Air
Setelah lokasi dan tata letak dam ditentukan, dapa disusun basic design bangunan air
ANALISIS DEBIT
ANDALAN
PARAMETER
Curah hujan harian untuk river runoff
Curah hujan bulanan untuk tampungan (waduk, embung/situ)
Berbasis hujan efektif = hujan- evapotranspirasi
Basis penetapan kurva durasi -> Ploting Weibul
Probabilitas
Irigasi 80 %
Domestik 90 %
Enerji : optimasi throughput (produksi enerji /tahun)
URUTAN/TAHAPAN RIVER-RUNOFF
Basis data : debit hasil pengamatan
(observasi) :
Debit harian andalan berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan ploting (mis weibull)
Basis data hujan dan klimatologi :
Evapotranspirasi harian dan Hujan harian efektif
Debit sintesis debit bangkitan hujan efektif melalui model tampungan
Debit andalan debit sintesis berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan dengan
ploting (mis weibull)
URUTAN/TAHAPAN TAMPUNGAN
Basis data : debit hasil pengamatan
(observasi) :
Debit harian andalan berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan ploting (mis weibull)
Basis data hujan dan klimatologi :
Evapotranspirasi harian dan Hujan harian efektif
Debit sintesis debit bangkitan hujan efektif melalui model tampungan
Debit andalan debit sintesis berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan dengan
ploting (mis weibull)
EVAPOTRANSPIRASI PARAMETER FISIK
Radiasi Matahari Dominan
Bergantung letak geografis, ketinggian dan absorbsi lahan
Angin Dinamika gradasi suhu udara/atmosfir radiasi matahari
Rotasi Bumi
Kelembaban (humiditas) relatif Dinamika angin, suhu/tekanan udara
Sumber uap
Suhu (temperatur) Radiasi matahari
Lokasi geografi
Tumbuhan konsumen
EVAPOTRANSPIRASI METODE PERHITUNGAN
Konsep Dasar : Water Budget
Alat Ukur Lysimeter
Metoda yang sering dipakai
EVAPOTRANSPIRASI METODE THORNTHWAITE
EVAPOTRANSPIRASI METODE BLANEY & CRIDDLE
EVAPOTRANSPIRASI METODE RADIASI
EVAPOTRANSPIRASI METODE PENMAN (MODIFIKASI)
EVAPOTRANSPIRASI METODE PENMAN (MODIFIKASI)
DEBIT ANDALAN
Debit andalan dipakai sebagai debit rencana untuk memenuhi kebutuhan air dari suatu kegiatan seperti pertanian, air minum, pembangkit listrik tenaga air, industri dll.
Debit andalan didefinisikan sebagai besarnya debit yang mempunyai peluang keberhasilan sesuai dengan
probabilitasnya
Metoda Analisis : Metoda plotting yang pada dasarnya analisis frekuensi berbasis skema interpolasi data debit yang
besarannya sudah dikenal/diketahui Debit pengukuran tersedia : langsung plotting
Debit Pengukuran tidak tersedia : plotting debit sintetis
Debit Sintetis : debit bangkitan berdasarkan model korelasi rain fall-run off pada suatu tampungan contoh Nreca dan Sacramento
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA
Moisture Storage
Groundwater
Storage
Precipitation Actual Evapo-tranpiration
Recharge to Groundwater
Excess Moisture Direct Flow
Groundwater
Flow
Total Discharge
Gambar 7.6 Skema konsep model NRECA
MENENTUKAN TAMPUNGAN KELENGASAN TANAH
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA
MENENTUKAN TAMPUNGAN KELENGASAN TANAH
TOTAL RUN OFF
Dengan diketahuinya besaran kedua tampungan tersebut, besarnya total Runoff pada model NRECA
dapat diekspresikan dalam bentuk :
QTOT = QDIR + QBASE
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA
Skema konsep model Sacramento
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
Model konseptual : National Weather Service Forecast
Center di Sacramento,
California, Amerika Serikat.
DAS dibagi dalam beberapa komponen penting : zona atas, zona bawah, Perkolasi/Aliran air tanah, Aliran permukaan dan Evapotranspirasi
Debit sungai, terdiri dari
aliran dari areal kedap air
aliran permukaan yang kedap air
interflow
base flow
Massa air dalam tampungan (zona atas, zona bawah, sungai dan atmosfir terkait satu sama lain melalui proses hujan, evapotranspirasi dan aliran (bawah tanah dan permukaan)
ET DEMAND
ET
ET
ET
ET
ET
PRECIPITATION INPUT
PERVIOUS AREA IMPERVIOUS
TENSION WATER
UZTWM
FREE WATER
UZFWM
UPPER ZONE
PERCOLATIONZPERC x REXP
PFREE1-PFREE
LOWER ZONE
TENSION WATERLZTM
FREE
PLZTM
FREE
SLZTM
RSERV
PRIMARY BASE FLOW
TOTAL
BASE
FLOW
SUPLEMENTAL
BASE FLOW
SIDESUBSURFACE
DISCHARGE
STREAM
FLOW
DISTRIBUTION
FUNCTION
TOTAL
CHANNEL
FLOW
INTERFLOW
SURFACE
RUNOFF
DIRECT
RUNOFF
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
Lahan : 1. Imprevious : hujan langsung masuk ke dalam saluran.
2. Previous : Hujan meresap x % ke dalam tampungan yang dibagi menjadi:
a. zona atas, yang menyatakan sistem permukaan catchment
b. zona bawah, yang menyatakan sistem tampungan air tanah
Zona Atas Zona atas tertekan : Volume hujan yang diperlukan mulai saat kering
sampai kelembaban minimal intersepsi sehingga terjadi perkolasi yang
akan mengisi zona bawah dan atau menjadi interflow ke saluran.
Interflow terjadi hanya jika curah hujan melampaui laju perkolasi. Zona atas dianggap sebagai tampungan linear yang dikuras secara eksponensial.
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
Zona Bawah tampungan air tertekan
(tension water storage)
Prinsipnya sama dengan zona atas namun lebih
dalam
Laju perkolasi dari zona atas ke zona bawah
terjadi jika dipenuhi
syarat PBASE yaitu
kekurangan volume air
agar zona bawah
jenuh/penuh
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
Aliran Air Tanah Faktor drainase LZPK dan LZSK
dapat ditentukan dengan mudah dari
kurva resesi hidrograf, dengan
menggambarkan pada kertas semi
logaritmik, dan berdasarkan
persamaan disamping
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
Evapotranspirasi Terjadi di sungai, danau dan tumbuhan air. Evaporasi dari bagian lahan lainnya ditentukan oleh banyaknya air
yang berada di zona tertekan.
Jika ED adalah evapotranspirasi potensial dan E1 adalah evapotranspirasi aktual maka :
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
Parameter Sacramento
KALIBRASI DAN VERIFIKASI
Kalibrasi adalah proses memperkirakan parameter model. Untuk proses kalibrasi diperlukan data debit aliran permukaan
dari DAS yang akan dicari besaran parameter model tersebut.
Kalibrasi dilakukan sampai terjadi korelasi yang baik antara debit hasil model dan debit pengukuran, yaitu yang mendekati angka 1.
Verifikasi, yaitu pemodelan aliran permukaan pada DAS yang akan dicari debit andalannya dengan menggunakan parameter model yang diperoleh pada proses kalibrasi.
Pemodelan/prediksi debit sintesis dilakukan setelah verifikasi memberikan hasil yang memuaskan yaitu mendekati besarnya debit pengukuran.
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
SEDIMENTASI, UMUR DAN PRODUKTIFITAS ENERJI : WADUK
JATIGEDE
R E - A S S E S S M E N T O F P R O J E C T L I F E T I M E D U E T O S E D I M E N T R I S K
1. Temu wicara dengan staff pembangunan PLTA Jatigede, umur waduk diperkirakan sepanjang 30 tahun.
2. Wawancara staff Parakan Kondang, debit yang masuk ke PLTA parakan kondang adalah 18 m3/detik untuk 4 turbin. Terdapat sediment trap di intake sekitar bendung eretan berukuran 30 x 60 m2. Setiap 3 minggu sekali, sedimen yang terperangkap setinggi 3 m. Dalam setahun sedimen yang terperangkap sekitar 94 ribu m3 untuk debit rata-rata intake 9 m3/detik. Dengan model linear, debit rata-rata Sungai Cimanuk 66,4 m3/detik akan menghasilkan sekitar 700 ribu m3 sedimen di lokasi hipotesis Sedimen Trap Bendung Eretan.
SEDIMENT PRODUCTION
Universal Soil Loss Equations (USLE)
Parameters:
1) Rainfall Factor
Memperhitungkan soil loss akibat curah hujan, dimana parameter lainnya konstan. Nilai R untuk lokasi ini adalah 90.
2) Soil Erodibilty Factor
Ukuran ketahanan permukaan tanah terhadap erosi, jumlah tanah yang hilang per satuan rainfall factor R dari satuan petak. Bergantung pada jenis tanah.
3) Slope-length and slope Gradient Factors
Tingkat erosi akibat aliran air merupakan fungsi dari panjang lereng (L) dan
kemiringan (S).
4) Crop Management Factors
Rasio dari soil loss akibat kombinasi vegetasi penutup lahan dan penggarapan tanah secara terus-menerus.
5) Erosion control practice factor
Rasio dari soil loss sebagai akibat langsung petak-petak lahan pertanian.
SOIL SURFACE
Tanah di sekitar Jatigede terdiri dari alluvium dan volcanic
Land Coverage (2003)
Excursion guide to the cimanuk delta complex, west Java www.unu.edu
Land Coverage untuk menentukan C (crop management factor) dan P (erosion control practice factor)
Peta Penutupan Lahan Prop. Jabar Badan Planologi Kehutanan, Departemen Kehutanan
SEDIMENT DATA
Berdasarkan data SMEC-IKA 1991, (Total Suspended Solid) TSS diperkirakan sekitar 83 % dari Total Solid. 17% adalah dissolved solid yang berkemungkinan kecil untuk mengalami sedimentasi. Berdasarkan data sesaat ini, rata-rata TSS pada musim hujan adalah sebesar 0,7 kg/m3. Dengan rata-rata debit 66,4 m3/detik maka dalam setahun volume inflow air yang masuk ke rencana Waduk Jatigede adalah 2,1 miliar m3. Dengan mengasumsikan bahwa rata-rata TSS pada musim hujan ini terjadi sepanjang tahun, maka sedimen rate adalah 1,4 ton/tahun (1/3 soil loss). Dengan mengambil densitas yang sama, maka total suspended sedimen rate adalah 1,9 juta m3/tahun. Sedimen dasar diperkirakan 10 %, maka total sedimen rate (SR) adalah 2.1 juta m3/tahun. Sebagian proporsi dari nilai ini akan mengendap di Waduk Jatigede menjadi sedimen yield, dimana:
SY = c x SR SDR x Soil Loss, c 1
Hasil pengujian TSS di LAB Lingkungan ITB mengkonfirmasikan bahwa sampel sedimen yang diambil oleh Tim pada Bulan Maret 2009 adalah 528 mg/l. Nilai ini berada dalam rentang data yang telah tersedia selama ini.
Waktu Besar unit Sumber Musim Jenis
19/12/1998 252 mg/l Anwar, S, 2001 Hujan TSS
14/12/1992 559 mg/l SMEC 1989 Hujan TSS
2/2/1993 317 mg/l SMEC 1989 Hujan TSS
8/2/1977 1580 mg/l SMEC-IKA 1991 Hujan Total Solid
23/2/1977 255 mg/l SMEC-IKA 1991 Hujan Total Solid
-/3/1977 1122 mg/l SMEC-IKA 1991 Hujan Total Solid
PROJECT LIFETIME
Perhitungan umur waduk Jatigede didekati dengan persamaan berikut: Umur Waduk = (Volume dead storage soil loss lahan kritis dari studi
geologi)/SY Dimana:
Volume dead storage = 102.6 juta m3 Lahan kritis = 11.5 juta m3
Secara praktis, dapat diambil 2 buah alternatif asumsi: 1. bahwa semua sediment rate mengendap di waduk Jatigede (tidak ada
sedimen yang keluar dari outflow waduk) asumsi ekstrem 2. bahwa SDR hipotesis adalah benar.
Alternatif 1 menunjukan bahwa umur waduk adalah 44 tahun, alternatif 2 menunjukan bahwa umur waduk adalah 71 tahun. Konsekuensi logis dari semua pernyataan, fakta, asumsi, dan data yang digunakannya adalah umur waduk rencana adalah lebih dari 44 tahun.
ASSESSMENT TERHADAP SUMBERDAYA AIR
Terdapat trend peningkatan kuantitas air yang signifikan di musim hujan
Terdapat trend penurunan kuantitas air yang kurang signifikan di musim kemarau
Terdapat trend peningkatan kuantitas air secara keseluruhan
hipotesis penyebab utamanya : Peningkatan proporsi
limpasan permukaan karena perubahan tata guna lahan.
kemungkinan peningkatan hujan akibat perubahan iklim (belum dapat diketahui)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Probability
De
bit
Rata Rata
58-68
68-78
78-88
88-98
94-04
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bulan
De
bit
Ra
ta-R
ata
58-04
58-68
68-78
78-88
88-98
94-04
SKENARIO KETERSEDIAAN AIR
Ketersediaan air bergantung dari skenario penilaian: 1. skenario moderat diambil dengan mengambil rata-rata dinamika
hidrologi periode 1950-2000 an.
2. Skenario optimis diambil dengan mengambil rata-rata dinamika hidrologi periode terbaru (1990-2000 an).
misalkan Berdasarkan dinamika hidrologi 1950-2000-an, debit rata-rata bulanan yang
berpotensi menjadi inflow waduk Jatigede adalah 66,4 m3/detik.
Berdasarkan dinamika hidrologi 1990-2000-an, debit rata-rata bulanan yang berpotensi menjadi inflow waduk Jatigede adalah 74,8 m3/detik.
Untuk menghindari resiko dan dengan adanya inisiasi upaya perbaikan lingkungan yang boleh jadi berlangsung pada masa layan waduk maka analisis ketersediaan air mengutamakan skenario moderat.
NET HEAD DAN PENGGESERAN LOKASI POWER HOUSE KE ARAH
HILIR
Net Head design 170.5 m, diperoleh berdasarkan rated level el+257 m (Sumber, Jatigede Project Consolidation Study, Departemen PU-SMEC 1991). Berdasarkan model optimasi outflow Jatigede (sumber: review studi kelayakan Proyek PLTA Jatigede) diperoleh probailitas net head sbb tabel kiri.
Penggeseran lokasi turbin ke arah hilir bisa meningkatkan net head. Berdasarkan topografi peningkatan ini bisa mencapai sekitar 25-50 m sehingga net head bisa meningkat sebesar 30 %
Walaupun demikian feasibility penggeseran lokasi turbin ke arah hilir belum dapat dipastikan faktor non-teknisnya (tata guna lahan, kepemilikan lahan dll)
P(Qout) El av Net Head av (m)
90% 252 165.5
95% 252 165.5
45% 256.5 170
70% 255 168.5
Analisis selanjutnya mengambil asumsi bahwa lokasi power stasiun sesuai dengan rencana awal. Penggeseran lokasi turbin ke arah hilir hanya bergantung dari parameter DH (beda elevasi) antara lokasi awal dan lokasi setelah penggeseran dan net Head (Hnet). Sehingga persentase peningkatan througput bisa didekati dengan persamaan berikut.
C = (1+DH/Hnet) x 100 (%)
INFLOW OUTFLOW SKENARIO MODERAT DENGAN PENGARUH RESERVOIR JATIGEDE
1. Jika turbin pertama beroperasi 90 % (Q=34 m3/det) maka turbin kedua kurang lebih dicapai sebanyak 45% (Qtot=68 m3/det). Througput: 670 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW),
2. Jika turbin pertama 95 %, (Q=27.5 m3/det) maka turbin kedua kurang lebih dicapai sebanyak 70%, Qtot=55 m3/det. Througput: 665 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 27.5 m3/det (est. 2 x 45 MW).
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%Probability
De
bit
Inflow Moderat
Outflow
Constrain: Jumlah Turbin : 2 unit
INFLOW OUTFLOW, SKENARIO OPTIMIS DENGAN PENGARUH RESERVOIR JATIGEDE
1. Jika turbin pertama beroperasi 90 % (Q=40 m3/det) maka turbin kedua beroperasi sekitar 40% (Qtot=80 m3/det). Througput : 760 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 40 m3/det (est. 2 x 65 MW)
2. Jika turbin pertama beroperasi 95 % (Q=34 m3/det) maka turbin kedua +- 62% (Qtot=68 m3/det) througput: 775 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW)
Constrain: Jumlah Turbin : 2 unit
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%Probability
De
bit Inflow Optimis
Outflow Modified
ESTIMASI THROUGHPUT
C berkisar +- 30 %, pergeseran lokasi turbin mengakibatkan throuput bertambah sekitar C x throuputrencana.
Terdapat 4 alternatif optimasi throughputrencana: 1. Alternatif 1: Skenario moderat: 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan
beroperasi sepanjang 90 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 45 %, estimasi throughputrencana: 670 GwH
2. Alternatif 2: Skenario moderat, 2 x 27.5 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 95 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 70 %. estimasi throughputrencana : 655 GwH
3. Alternatif 3: Skenario optimis, 2 x 40 m3/det (est. 2 x 65 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 90 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 40 %. estimasi throughputrencana : 760 GwH
4. Alternatif 4: Skenario optimis, 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 95 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 62 %. estimasi throughputrencana : 775 GwH
Alternatif 1 dan 4 bisa berkompromi mengingat turbin masih bisa mentolelir perubahan debit < 10 % dan untuk menangkap potensi peningkatan volume air di awal-awal masa layan waduk.
Sehingga estimasi throughput adalah antara 670-775 GwH/tahun. Untuk itu debit desain adalah 68 m3/detik dimana turbin adalah 2x34 m3/det (est. 2x55 MW) yang secara teknis direkomendasikan. Satu turbin diprediksikan beroperasi 90-95 %, satu lagi 45%-62%.
Terima Kasih
Top Related