1_paper_bani.pdf

PROSIDING SIMPOSIUM DAN SEMINARGEOMEKANIKA KE-1 TAHUN 2012MENGGAGAS MASA DEPAN REKAYASA BATUAN &TEROWONGAN DI INDONESIA

3-1

KLASIFIKASI GEOTEKNIK GOA SUNGAI BAWAH TANAHDAERAH SEROPANWONOSARI – GUNUNG KIDUL,

DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA

Bani NugrohoDosen Universitas Trisakti,

Jl. Kyai Tapa no 1, Grogol, Jakarta [email protected]

Pulung Arya PranantyaPeneliti Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air

Kementerian Pekerjaan UmumJl. Ir. H. Djuanda no.193, Bandung

[email protected]

ABSTRACTater is the most important human basic necessity. As the the population increasing, also thewater requirement have also increase. Karstis one of the areas with very low wateravailability particularly in the surface. Seropan, located in the district of Gunung Kidul-DIY,

is an underground river cave in karst areas, which there is an underground river with a enuogh amountof discharge. This amount of water is sufficient and potential for hydropower installations. Hydropowerinstallation can be used as source of energy for the turbine to drive the pump, as a means off ulfilling thepublic demands for water on the surface.Manufacturing hydropower will involvea multi disciplines science including geology, engineeringgeology, hydrology, hydraulicsand others. Geological engineering is one discipline that will be discussedas the main subject to build an underground river cave hydropower plant, in Seropan. Based on theobservations of the engineering geology of the rock mass quality using the classification of rockmassrating (RMR) showed that rocks generally considered to a class IV.As a result of research handcollaboration from a variety of multi disciplinary science, hydropower installations detail design can bemadeKeywords: caves, underground river, Seropan, hydropower, Gunung Kidul,

ABSTRAKAir baku merupakan kebutuhan manusia yang paling utama. Seiring dengan bertumbuhnya penduduk,maka kebutuhan air baku ini meningkat dengan ketersediaan yang semakin terbatas. Daerah karstmerupakan salah satu daerah dengan ketersediaan air yang sangat minim di permukaan. Seropan, terletakdi kabupaten Gunung Kidul-DIY, adalah suatu goa sungai bawah tanah daerah karst yang di dalamnyaterdapat aliran sungai bawah tanah dengan debit cukup besar. Potensi sungai bawah tanah ini akandibendung dan dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk instalasi hydropower. Instalasi hydropower inimerupakan sumber energi untuk menggerakkan pompa dari turbin, sebagai sarana pemenuhan kebutuhanmasyarakat di permukaan.Pembuatan instalasi hydropower ini akan melibatkan berbagai disiplin ilmu antara lain geologi, geologiteknik, hidrologi, hidraulika dan lain sebagainya. Geologi teknik merupakan salah satu bidang yang akandibahas pada paparan mengenai goa sungai bawah tanah di Seropan dalam fungsinya sebagai instalasihydropower. Berdasarkan pengamatan dari sisi geologi teknik terhadap kualitas massa batuan denganmenggunakan klasifikasi Rock Mass Rating (RMR) menunjukkan bahwa pada umumnya batuan termasukkelas III dan IV.Sebagai hasil penelitian dan kolaborasi dari berbagai multidisiplin ilmu, maka dapat dibuat detail desaininstalasi hydropowerKata Kunci : Goa, Sungai bawah tanah, Seropan, hydropower, Gunung Kidul,

W


3-2

PENDAHULUANKetersediaan air baku di daerah keringmerupakan kebutuhan yang tidak dapatdihindari. Di beberapa daerah kering, masihterdapat air pemukaan yang terbatas ataumemiliki tingkat kualitas yang kurang baik. Airpermukaan yang ketersediaannya relatif besarmempunyai kualitas yang kurang baik danmemerlukan pengolahan yang intensif untukdigunakan sebagai sumber air baku. Disampingitu, air permukaan sering tidak dapat tersedia disepanjang waktu dalam satu tahun dan seringberada jauh dari wilayah yang memerlukannya.Akibatnya penggunaan airtanah sebagai sumberair baku menjadi andalan untuk memenuhikebutuhan air domestik, air industri maupun airirigasi.Gunung Kidul merupakan daerah yang unikkarena memiliki tipologi Karst Topografi, yaitubentukan bentang alam khas pada batuankarbonat (gamping) akibat proses tektonik yangdilanjutkan oleh adanya pelarutan dan terbentukcelah tempat air mengalir (Sir McDonald,1982).Sumber air yang berada di dalam tanah yangberupa gua-gua atau sungai-sungai bawah tanahmerupakan tantangan yang harus dihadapidalam penyediaan air, seperti misalnya diwilayah Pawonsari (Pacitan, Wonogiri danWonosari), Nusa Tenggara Barat, NusaTenggara Timur serta lainnya. Untukpemanfaatannya diperlukan teknologimenaikkan air dari sumber air tersebut secaraefektif dan efisien sehingga masyarakatpengguna mampu melakukan pengoperasiandan pemeliharaan secara berkelanjutan(sustainable) (BBWS, Serayu-Opak, 2010).Salah satu permasalahan utama adalah besarnyabiaya untuk mengangkat air yang ada di sungaibawah tanah tersebut ke permukaan. Besarnyabiaya tersebut karena metode pengangkatan airyang umum dilakukan adalah menggunakanenergi listrik ataupun diesel. Sebagai Solusiadalah teknologi hydropower, yang meskipunmemiliki beberapa keterbatasan namun sangatmurah dalam pengoperasiannya (Wibawa,2005).Dalam melaksanakan teknologi ini diperlukanpenelitian untuk mengatasi berbagai masalahyang muncul dalam penerapannya. Prototipeyang sudah dibangun berada di daerah Sindon,Dadapayu, Kecamatan Semanu, Gunung Kidul,dengan sungai bawah tanah di Bribin sebagaisumber airnya. Dalam pembahasan saat ini,akan dipaparkan mengenai rencanapembangunan hydropower di sungai bawah

tanah di Goa Seropan yang mengambil contohdari sungai bawah tanah di Bribin dan instalasidi Sindon(BBWS Serayu-Opak, 2010).Maksud dari penulisan ini adalah untukmengkaji kegiatan pembendungan sungai bawahtanah di Seropan dan tujuannya untukmemperkenalkan konsep dan penerapan sistempemanfaatan aliran sungai bawah tanah ditinjaudari sudut pandang geologi teknik. Masalahyang akan dibahas pada tulisan ini meliputikonsep dasar pembuatan instalasi hydropowerdi sungai bawah tanah Goa Seropan,kelayakkan, tantangan yang harus dihadapibeserta keuntungan yang didapatkan.

LANDASAN TEORIIstilah Karst berasal dari bahasa Slovenia kras-berarti lahan gersang berbatu. Saat ini istilahtersebut di gunakan untuk mendeskripsikansuatu kawasan atau bentang alam yang telahmengalami proses pelarutan dalam ruang danwaktu geologi. Ford dan Williams (1989)mendefinisikan karst sebagai medan dengankondisi hidrologi yang khas sebagai akibat daribatuan yang mudah larut dan mempunyaiporositas sekunder yang berkembang baik.Beberapa penciri kawasan karst (Ford &William, 1989) adalah sebagai berikut :1. Terdapatnya cekungan tertutup dan atau

lembah kering dalam berbagai ukuran danbentuk

2. Langkanya atau tidak terdapatnya drainaseatau sungai permukaan

3. Terdapatnya gua dari sistem drainasebawah tanah.

Batugamping merupakan batuan yang memilikikomposisi karbonatan yang dominan, olehkarena itu kawasan karst dapat berkembang baikdi suatu kawasan dengan satuan batuanbatugamping.Suatu kawasan dapat dikatakan sebagaikawasan karst apabila telah mengalami proseskarstifikasi. Kartisifikasi adalah serangkaianproses mulai dari terangkatnya batugampingkepermukaan bumi akibat proses dari dalambumi (endogen) dan terjadi proses pelarutanterhadap batugamping tersebut, dalam ruangdan skala waktu geologi hingga akhirnyamenghasilkan bentang alam karst yang khas.Apabila suatu kawasan memiliki susunanbatugamping namun belum mengalami proseskarstifikasi maka belum dapat dikatakan sebagaikawasan karst (Koesoemadinata, 1987).Sistem hidrogeologi kawasan karst sangatberbeda karakteristiknya dengan kawasan non-karst. Porositas batugamping lebih didominasi


3-3

oleh porositas sekunder di mana air lolosmelalui rekahan-rekahan (Fracture), perlapisanbatuan (bedding plane) dan patahan (fault) padaformasi batugamping. Sedangkan nilai porositasruang antarbutir (primer) dan permeabilitaspada batugamping terumbu (nonklastik)sangatlah rendah (Fetter, 1994). Porositasprimer dan permeabilitas akan tinggi apabilabatugamping tersebut bersifat klastik karenamemiliki ruang antar butiran.Aliran air pada aquifer batugamping tersebutmengalir sekaligus melarutkan bidangperlapisan, rekahan dan patahan. Kebanyakanaliran air yang mengalir melalui rekahan danbidang perlapisan memiliki hydraulicconductivity yang besar. Sifat Aquiferbatugamping tidak menerus secara lateral dantidak seragam dikarenakan aliran air padaaquifer batugamping mengalir melalui rekahan-rekahan dan bidang perlapisan. Aliran air yangmasuk akan segera lolos mengalir hingga kealiran dasar (Baseflow). Aliran tersebutterakumulasi membentuk pola aliran di bawahpermukaan tanah sebagaimana layaknya sungaipada permukaan. Dalam saat bersamaan prosespelarutan memperbesar ruang rekahan-rekahandan bidang perlapisan membentuk sistem loronggua. Lorong-lorong gua ini berfungsi sebagaikoridor menuju ke sistem sungai bawah tanah(underground river) (Koesoemadinata, 1987).Aliran dasar pada sungai bawah tanah umumnyamerupakan muka air tanah dan aquiferbatugamping yang cenderung datar (flat watertable). Suplai air sungai bawah tanah dapatberasal dan sungai permukaan yang masukmelalui mulut gua horizontal (shallow hole)atau gua vertikal (Sink Hole) maupun danresapan lapisan tanah diatas permukaan yangmasuk melalui rekahan kecil dibawah lapisantanah tersebut. Aliran air sungai bawah tanahtersebut dapat muncul kembali di permukaansebagai mata air (kars Spring) atau sungaikeluar dari mulut gua (Sir McDonald, 1982).Suatu keberadaan Sungai bawah tanah(underground river) yang mengalir di dalamgua bare dapat dikatakan pasti keberadaan danpotensinya jika telah dilakukan penelusuran danpemetaan terhadap goa tersebut.Metode lainuntuk mengetahui kepastian darimana awal airdalam gua tersebut berada dan kemana aliranairnya, perlu dilakukan water tracing.Pelacakan muka air tanah (water table) padasungai bawah tanah di kawasan kars sangatlahkomplek dan tidak sederhana, hal inidisebabkan medan gua merupakan lingkunganyang ektrim, dibutuhkan teknik penelusuran

serta memetakan sistem lorong gua (caving)dengan aman. Penelusuran gua untuk pelacakansistem sungai bawah tanah adalah salah satuaplikasi ilmu speleology (Yulianto, 2010).Kegunaan Pompa Air Tenaga Mikro Hidro atauhydropower (PATMH) adalah untuk untukmenaikkan air dari tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi dengan memanfaatkanenergi aliran air yang mempunyai tinggi tekan(Head) dan besar debit aliran tertentu.Umumnya PATMH digunakan untuk memenuhikebutuhan air baku untuk pemukiman dipedesaan dan irigasi skala kecil dengan syarattersedia tinggi jatuh air minimal 2 m danmemiliki debit air yang mencukupi untukmemfungsikan turbin (Wibawa, 2005).Prinsip kerja PATMH adalah denganmelakukan proses perubahan energi potensialmenjadi energi kinetis. Terdapat beberapakeuntungan dengan menerapkan prinsipPATMH, diantaranya adalah pengoperasiannyatidak memerlukan keahlian khusus.Kelebihanlain adalah dapat bekerja secara otomatis terusmenerus selama 24 jam, kebisingan relatifsangat sedikit pada saat dioperasikan. Efisiensitinggi juga merupakan kelebihan karena pompaair diputar oleh putaran turbin dengan transmisibeltdan tidak memerlukan energi listrik,sehingga sangat efisien. Biaya operasional danpemeliharaan kecil karena tidak memerlukanlistrik ataupun solar dalam pengoperasian, danhanya memerlukan penggantian olie transmisisecara berkala. Disamping kelebihan tersebut,terdapat beberapa kekurangan, diantaranya debitpemompaan yang relatif kecil dibandingkandengan debit yang dibutuhkan untukmemfungsikan turbindan biaya modal masihrelatif tinggi terutama untuk turbinnya karenaproduksinya masih tergantung pada pesanan,belum diproduksi secara massal (Wibawa,2005).Dalam penyelidikan pemanfaatan potensihydropower dalam sungai bawah tanah, tidakterlepas dari kondisi lingkungan penempataninstalasi, terutama kondisi geotekniknya. Disetiap tempat di dalam bumi, terdapat teganganawal yang berupa tegangan gravitasi, tegangantektonik dan tegangan sisa. Kestabilan akanterjadi jika terdapat kesetimbangan antarategangan-tegangan tersebut dengan kondisigeologi yang ada. Jika ada penggalian, misalnyapembuatan lubang bukaan/terowongan, makaakan terjadi perubahan kesetimbangan danmengakibatkan terjadinya redistribusi teganganyang ada. Dalam proses redistribusi tegangantersebut, terdapat kemungkinan :


3-4

a. Lubang bukaan tetap stabil.b. Lubang bukaan tidak stabil pada saat-saat

awal, karena terjadi perpindahan(deformasi), tetapi kemudian akan menjadistabil kembali.

c. Lubang bukaan tidak akan pernah stabilsehingga menjadi runtuh.

Kestabilan suatu lubang bukaan, dipengaruhioleh faktor geologi, dalam hal ini adalahstruktur geologi, dan faktor non-geologi yangmeliputi kondisi tegangan, kondisi batuan dankondisi air tanahnya (Nugroho, 2000).Meskipun demikian, cara atau metodepenggalian, sistem penyanggaan serta ketepatanwaktu pemasangan penyangga juga mempunyaiperan yang penting terhadap kestabilan lubangbukaan.Di bawah permukaan bumi terdapat tegangan,yaitu tegangan vertikal dan tegangan horizontal.Jika bawah permukaan dilakukan penggalianuntuk terowongan, maka terjadi gangguan padategangan tersebut sehingga terjadi perpindahan(deformasi). Jika proses deformasi padaterowongan semakin besar, maka besarkemungkinan terowongan atau lubang bukaantersebut runtuh. Jika semakin kecil tegangan,maka kemungkinan akan berhenti dan menjadistabil (Bieniawski, 1989).Daerah penelitian, mempunyai kondisi yangrelatif rawan terhadap hal tersebut (puslitbangSDA, 2011) karena :a. Secara litologi, berupa batugamping yang

mengalami proses pelarutan yang tinggioleh air. Goa pada daerah penelitianterdapat air yang mengalir menjadi sungaiyang dapat melarutkan batuan sekitarnya.

b. Struktur geologi, di dalam goa banyakterdapat bidang diskontinyu yang bisamempengaruhi kestabilan goa. Banyaknyabidang diskontinyu tidak selalu membuatterowongan/goa menjadi tidak stabil,karena tergantung pada kondisi bidangdiskontinyu. Adanya kondisi bidangdiskontinyu yang saling berpotongan atautidak berpotongan di masing-masing lokasiakan menjadi, sangat tidakmenguntungkan/very unfavorable, tidakmenguntungkan/unfavorable, sedang/fair,menguntungkan/favorable, dan sangatmenguntungkan/very favorable.

METODOLOGIMetode yang digunakan pada penelitian diSeropan-Wonosari, menggunakan teknikpemetaan lapangan baik liologi maupun strukturyang hasilnya dipakai sebagai data dasar

penyelidikan geoteknik, menggunkana metodeRock Mass Ratting (RMR) yang dikembangkanoleh Bieniawsky(1987). Disamping itu sebagaidata pelengkap, terdiri atas beberapa bidang,diantaranya bidang Speleologi, menggunakanmetode pemetaan goa bawah tanah frog leap,dengan grade ketelitian 5. Dalam penyelidikanhidrologi, menggunakan alat “Automatic WaterLevel Recorder” dan perhitungan debit padasaluran terbuka. Dalam bidang hidraulikadigunakan data pengukuran speleologi danhidrologi sebagai data dasar denganmenggunakan perhitungan numerik Dayahydraulik tenaga air, Pair = ρg Q H,untukhydropower (Wibawa, 2005).

HASIL DAN PEMBAHASANSeropan adalah sungai bawah tanah yangterletak di Semanu, Gunung Kidul dan ditempatini dilakukan percobaan kedua dalammelakukan pembendungan sungai bawah tanahuntuk pembuatan PATMH. Berdasarkanpengukuran dari ASC, sebagai gambaran awal,dimensi dari Goa Seropan ini memiliki Panjangsekitar 888 m dengan kedalaman sekitar 62 mdari permukaan tanah setempat. Pintu guaterletak pada dasar dari sebuah cekungantertutup. Jalan yang menuju ke pintu gua sudahdibuat tangga beton, sekaligus untuk perawataninstalasi yang sudah terpasang di dalam gua.Lorong awal beratap rendah sampai padasebuah ruangan yang lebih besar. Bagian lorongberikutnya dapat diakses dengan berjalan kakibiasa. Panjang lorong dari mulut gua sampai kebadan sungai bawah tanah sekitar 211 meter.Sungai bawah tanah di dalam gua Seropanmemiliki debit air cukup besar, lebih dari 600 ltr/ dtk pada musim kemarau (KIT, 2010).Lorong ke arah hulu, hampir seluruhnyaterendam air dengan ketinggian 1 – 1,5 meterakibat dibangunnya bendungan di percabangan.Pada bagian sisi dalam belokan sungai, biasanyaair lebih dalam. Lorong ini berakhir padasebuah sump (lorong gua yang seluruhnyatertutup air dari dasar sampai atap).Ke arah hilirkedalaman air relatif lebih dangkal, hanya padabeberapa tempat kedalaman air mencapai dada.Sebagian besar ornamen yang ada adalahgolongan dripstone jenis stalaktit. Lorong iniberakhir pada sebuah chamber(ruang besar didalam goa) dimana terdapat air terjun pertamadengan ketinggian sekitar 7 meter. Untukmenuruni air terjun saat ini sudah terpasang


3-5

tangga besi dan sebaiknya tetap menggunakanperalatan pengaman untuk medan vertikal.Setelah air terjun pertama ini lorong masihberlanjut sekitar 200 meter sebelum berakhirpada air terjun kedua setinggi 9 meter kemudianaliran air berakhir pada sebuah Sump.Sungai bawah tanah yang mengalir di dalamgua seropan ini telah dimanfaatkan untukmencukupi kebutuhan air minum pendudukyang tersebar di 5 kecamatan (Semanu,Ponjong, Wonosari, Playen, Rongkop). Targetmasyarakat yang memanfaatkan air dari GuaSeropan mencapai 200 ribu jiwa.Gua seropanini juga menjadi tempat latihan dan obyekpenelusuran gua bagi kelompok-kelompokPecinta Alam dari berbagai Perguruan Tinggitidak hanya dari Yogyakarta saja melainkandari seluruh penjuru Indonesia .Penelusuran Goa Seropan ini dilakukan pertamakali pada tahun 1988, oleh kelompok speleologiAcintyacunyata Speleological Club Yogyakarta.

Beberapa gua di sekitarnya telah di eksplorasidan dipetakan oleh team dari Inggris ygbekerjasama dengan pemerintah Indonesiauntuk melacak keberadaan potensi air bersihpada sungai bawah tanah yang terdapat di dalamgua-gua di kawasan karst khususnya diYogyakarta.Keunikan lain dari Gua Seropan iniadalah memiliki 2 buah air terjun, denganketinggian masing-masing sekitar 7 dan 9meter. Dan air terjun ini tetap ada meskipunmusim kemarau panjang.Tahun 2009 sempat terjadi banjir besar di dalamGua Seropan (berdasarkan data logger tercatatkenaikan muka air mencapai 2,5 meter)dijumpai adanya ruangan baru yang sebelumnyatertutup runtuhan. Pada ruangan tersebutdijumpai lorong yang terdapat pada ketinggian 7meter, setelah dieksplorasi sejauh 200 meterlorong berakhir pada sebuah Sump (Gambar 1).

Gambar 1. Kondisi goa bawah tanah Seropan (tanpa skala, sumber: ASC)

Gua seropan terletak sekitar 45 km sebelahTenggara kota Yogyakarta. Jalur yang ditempuh adalah Yogyakarta - Wonosari -melaluijalan yang menuju ke arah Bedoyo. Terletak100 meter dari jalan Wonosari - Bedoyo.Seropan berada di wilayah Semanu kabupatengunung kidul, kotamadya Wonosari, DIY,secara geografis terletak pada UTM 4650019113942.Seropan merupakan sungai bawahtanah dengan kapasitas sungai yang cukupmemadai baik secara kemiringan maupun debitaliran. Terdapat dua terjunan pada sungaiSeropan. Tinggi terjun pertama mencapai 15

meter dan terjunan kedua sekitar 7 meter(gambar 2), dengan debit andalan sebesar 600liter/detik (KIT, 2010). Dengan adanya terjunandan debit air tersebut, merupakan energipotensial yang dapat dikembangkan menjadienergi listrik dan pompa. Pada penyelidikan inipemanfaatan sungai bawah tanah akan beradapada terjunan pertama, karena penempatanturbine dan pompa lebih mudah danmemperhitungkan pipa pesat yang akandipergunakan.


3-6

Gambar 2. Hasil pengkukuran geometri dan lokasi penempatan turbine(tanpa skala, sumber: KIT)

Sejak tahun 2010 KIT sudah membuat predesain goa seropan dan sampai 2012masihdisempurnakan. Pembangunan direncanakanakan dimulai pada tahun 2013 namundisesuaikan dengan kondisi dan perkembangandidaerah tersebut.Pembangunan di seropan akan dilakukan atasbeberapa tahap. Pembendungan sungai bawahtanah diperlukan untuk mendapatkan kestabilandebit air yang akan dimasukkan kedalamturbine. Tinggi pembendungan mengikuti tinggibendung yang sudah ada yaitu 15 meter darirencana peletakkan instalasi hydropower.Sistem pembendungan yang digunakan adalahbendung tetap, dengan konstruksi beton danhanya menutupi sebagian penampang goasehingga air yang berlebih melimpas melaluipuncak mercu bendung. Pembendungan juga

memperhitungkan aspek sistem terowonganberupa rekahan dan junction pada bagian hulubendung, sebab apabila tinggi mercu bendunglebih tinggi dibandingkan rekahan atau junction,maka air dikawatirkan akan berpindah dandalam jangka pendek mengakibatkan hilangnyasebagian air dan dalam jangka panjang air akanberpindah arah melalui alur baru.

Gambar 3. bendung sungai bawah tanah di Seropan (sumber: Puslitbang SDA, KIT)


3-6






3-6






3-7

Analisis geoteknik terowongan merupakan salahsatu aspek penting dalam penyelidikan. Hasilanalisis geoteknik akan dipergunakan sebagaidasar perhitungan penempatan instalasihydropower beserta perangkatnya, berupa pipapesat dan bendung. Dalam melakukan analisisgeoteknik, parameter yang diukur meliputiparameter geologi yaitu stratigrafi, jenis batuan,jurus dan kemiringan, kekar dan sesar, dankandungan kimia. Parameter lain adalahparameter geologi teknik, yaitu kuat massabatuan melalui serangkaian test geomekanikberupa triaksial, point load, slake durability.Parameter geoteknik lain yang didapatkanadalah RQD berdasarkan hasil pengeboran intidan mendapatkan core sample, baik core utuhmaupun artificial core. Bieniawski (1976)mempublikasikan sebuah klasifikasi massabatuan yang disebut GeomechanicsClassification atau Rock Mass Rating (RMR).Selama bertahun-tahun, sistem ini telahdiperbaiki dengan semakin banyaknya studikasus yang dikumpulkan, sehingga akhirnyaBieniawski melakukan pembobotan (rating)terhadap parameter-parameternya seperti saatini..Enam parameter yang digunakan untukmengklasifikasikan massa batuan menggunakansistem RMR atau klasifikasi geomekanika iniadalah :1. Kuat tekan uniaksial (Uniaxial

Compressive Strength/UCS)Kuat tekan uniaksial adalah kekuatancontoh batuan jika ditekan dari dua arah(atas/bawah).

2. Rock Quality Designation (RQD)Rock Quality Designation (RQD) yaitusuatu penandaan atau penilaian kualitasbatuan berdasarkan kerapatan kekar. RQDdidapatkan dengan analisis terhadap core.

3. Spasi bidang diskontinyuSpasi bidang diskontinyu adalahperhitungan jarak antar bidang diskontinyuyang satu family di lapangan.

4. Kondisi bidang diskontinyu

Kondisi bidang diskontinyu adalah kondisipermukaan pada bidang diskontinyu.Kondisi ini didapatkan dengan melakukanpengamatan secara langsung di lapangan.Kondisi bidang diskontinyu ini mempunyai5 parameter, sebagai berikut :a. panjang, yaitu panjang setiap bidang

diskontinyub. separasi, yaitu lebar bukaan pada bidang

diskontinyuc. pengisian, yaitu material yang mengisi

pada bagian dalam bidang diskontinyud. kekasaran, yaitu kasar atau tidaknya

permukaan bagian dalam bidangdiskontinyu

e. pelapukan, yaitu lapuk atau tidaknyabidang diskontinyu

5. Kondisi air tanahKondisi air tanah ditentukan berdasarkanpengamatan secara langsung di lapangan.

6. Orientasi bidang diskontinyuOrientasi bidang diskontinyu adalah polapenyebaran dari bidang diskontinyuterhadap arah sumbu terowongan.

Dalam menerapkan sistem ini, massa batuandibagi menjadi seksi-seksi berdasarkan ataskondisi geologinya. Masing-masing seksidiklasifikasikan secara terpisah. Batas-batasseksi umumnya berupa struktur geologi sepertipatahan atau perubahan jenis batuan. Perubahansignifikan dalam spasi atau karakteristik bidangdiskontinyu menyebabkan jenis massa batuanyang sama dibagi juga menjadi seksi-seksi.Dalam penyelidikan di Seropan, saat ini masihdalam tahap pengambilan contoh dan sebagiananalisis. Hasil analisis yang sudah didapatkanberupa analisis geologi teknik berupa pemetaanstruktur sungai bawah tanah. Pengambilan datageologi-geoteknik di Goa Seropan dibagimenjadi tiga bagian, yaitu section 1, section 2,dan section 3(Gambar 4) (Puslitbang SDA,2011). Pengukuran RMR pada Goa dilakukanpada section 2, yaitu lokasi penempatan pipapesat dari lokasi bendung sampai posisipenempatan instalasi hydropower


3-8

Gambar 4. hasil pengukuran pemetaan struktur geologi di Seropan

Perhitungan RMR dilakukan pada section 2(Gambar 5). Berdasarkan data yang hasilpengukuran di lapangan, maka section initermasuk kelas III – IV (fair-poor). Hal inisesuai dengan kondisi lapangan yaitu dibeberapa tempat terjadi runtuhan, mulai dimensikerikil sampai boulder/bomb. Sehingga perluperhatian khusus untuk melakukan rekayasa

geoteknik dalam pemasangan pipa dan instalasihydropower.

Gambar 5. Lokasi pengamatan dan pengambilan data geologi-geoteknik

Persiapan lokasi diperlukan sebagai langkahawal perhitungan hidromekanik berkaitandengan penentuan lokasi turbin, dan pemilhanpompa serta sistem perpipaan yang akandipergunakan. Dalam penyiapan lokasi,diperlukan adanya hasil analisis hidraulika,hidrologi, geoteknik dan mekanik. Dalampenentuan lokasi, analisis hidrologi yang

dilakukan meliputi pengamatan tinggi muka airpada saat normal dan banjir. Pengamatan iniperlu dilakukan sebagai langkah pengamanandalam meletakkan turbine dan pompa. Padalokasi penyelidikan, tinggi air pada saat banjirpada terjunan pertama dapat mencapai lebih dari8 meter (Gambar 6), sehingga pengamanan

Section 1

Section 2

Section 3


3-9

terhadap turbine dan pompa harus dilakukanlebih baik.

Gambar 6. Hasil pengukuran tinggi muka air di sungai Seropan (KIT, 2010)

Analisis hidraulika merupakan hal pentingdalam persiapan lokasi. Pada penyelidikan diSeropan, penentuan lokasi pada terjunanpertama didasarkan pada jarak antara bendungsungai dan panjangnya pipa pesat. Pipa pesatmemiliki panjang optimal untuk medapatkantekanan yang mencukupi bagi turbin.Selain analisis hidraulika, analisis geoteknikmerupakan salah satu faktor utama dalampemilihan lokasi. Lokasi yang dipilih harusrelatif stabil atau dapat dilakukan perkuatantebing dan dinding untuk melindungi instalasi.Dalam penyelidikan geoteknik, akan didapatkantingkat keamanan dinding dan atap goa terhadapruntuhan. Salah satu dampak dari runtuhanadalah tertutupnya aliran sungai bawah tanahdan berkurangnya debit air yang mengalir. Halini menjadi perhatian untuk penyelidikangeoteknik tidak hanya pada lokasi pompamelainkan juga pada bagian hulu dan hilirpompaDalam desain pelaksanaan peletakkan instalasihydropower, perhitungan didasarkan pada tinggipotensial (head) dan kapasitas debit. Analisishydraulik merupakan tahap akhir dari analisispada pembuatan desain hydropower di sungaibawah tanah. Berdasarkan data yangdidapatkan, potensi tenaga air di sungai Seropandapat ditentukan sebagai berikut:• Desain debit (Q): ~ 0,5 - 1,0 m3 / s (periode

kering - periode hujan)• Tinggi tekan air (Head netto): 15 m• Tinggi tekan pompa ke reservoir yang ada

(Hf): 112 m• Debit air dipompa (output, q): 41-81 l / det• Jumlah layanan pasokan air: 100 000 jiwa

• Volume air yang dipompa (24h): 3500-7000m3/hari

Salah satu pertimbangan yang harusdiperhitungkan adalah perbandingan dengan airyang ada saat ini dipompa teknik di GunungKidul, yang merupakan teknik pompa klasikmenggunakan listrik eksternal (PLN) dan / atausolar sebagai sumber energi. Sebagai dasarperhitungan, untuk mencapai kapasitas yangsama dengan pembangkit listrik tenaga air dimasa depan.Berdasarkan hasil perhitungan daritim KIT (2010), biaya energi untukpengoperasian teknik memompa klasik adalah:• Listrik (1 kWh ~ 0,06 €): 41 000 €/yearatau

IDR 495,895,000/ tahun• Diesel (1 liter ~ 0,4 €): 91 000 €/year atau IDR

1,100,645,000/ tahunOleh karena itu, dengan kapasitas yang sama,teknik klasik pompa akan memerlukan biayaoperasional tinggi, yang dianggap sebagai salahsatu masalah utama penyebab masalahkelangkaan air di Gunung Kidul.Dengan menggunakan hydropower, tidak adabiaya yang diperlukan untuk diesel maupunlistrik. Biaya yang dikeluarkan adalah untukperawatan alat termasuk pembiayaan tenagaoperator dan penggantian olie gearbox.Pembuatan hydropower ini memerlukan biayainvestasi yang sangat tinggi. Di satu sisi, biayainvestasi untuk pengembangan pembangkitlistrik tenaga air juga perlu dipertimbangkan. Disisi lain, itu harus memperhatikan bahwa inipembangkit listrik tenaga air memiliki karakterpenelitian. Tujuan utama adalah untukmenunjukkan teknologi berkelanjutan tersedia.


3-10

Ini akan digunakan sebagai pilot project untukmultiplikasidi masa yang akan datang.

KESIMPULANKetersediaan air di daerah kering merupakankebutuhan mendasar yang harus dipenuhi.Problem utama pemenuhan kebutuhan adalahbiaya yang tinggi. Hydropower merupakansalah satu metode untuk memompakan airdengan biaya murah. Seropan adalah salah satudaerah kering dengan sungai bawah tanah yangmemiliki potensi untuk dikembangkan sebagaiinstalasi hydropower. Pengembangan potensitersebut perlu didukung dengan penelitianmengenai hidrologi, hidraulika, geologi,geoteknik dan hidromekanik sebagai dasar awalpembuatan instalasi hydropower. Secara teknis,sungai bawah tanah Seropan merupakan daerahyang layak untuk instalasi hydropower, denganbeberapa rekayasa teknik. Denganpembangunan hydropower sebagai penggantipompa listrik/ diesel, maka penghematansebesar Rp.495,895,000,- /tahun dibandingkanpenggunaan listrik atauRp.1,100,645,000/tahun dibandingkanpenggunaan diesel.

UCAPAN TERIMAKASIHPenelitian ini didanai oleh Daftar IsianPenggunaan Anggaran (DIPA), Balai BangunanHidraulik dan Geoteknik Keairan,PusatPenelitian dan Pengembangan Sumber DayaAir, Kemeterian Pekerjaan Umum. Seluruh datasekunder didapatkan dari Balai Besar WilayahSungai Serayu Opak, Kementerian PekerjaanUmum dan Karlsruhe Institute of TechnologyJerman. Pengambilan data primer dilakukanbersama dengan Universitas Trisakti danAcintyacunyata Spleological Club serta seluruhinstansi terkait yang bersama melakukanpenyelidikan dan pengambilan data.

DAFTAR PUSTAKA

Acintyacunyata Spleological Club (ASC).,1988, Peta Goa Seropan, KecamatanSemanu, Kabupaten Gunung Kidul,Yogyakarta

Bieniawski., 1989, Engineering Rock MassClassification, John Wiley & Son, NewYork.

Dunham, R.J. (1962). "Classification ofcarbonate rocks according to depositionaltexture". In Ham, W.E. Classification ofcarbonate rocks. American Association ofPetroleum Geologists Memoir.

Ford, D. and Williams, P. (1989) KarstGeomorphology and Hydrology, UnwinHyman Ltd., London.Fetter, 1994.

Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 2010,Pre-Design of the Hydropower Plat withWood Stave Pipeline in Gua Seropan, JointProject Integrated Water RescourcesManagement (IWRM) in Gunung Kidul,Indonesia, Yogyakarta.

Koesoemadinata, 1987. Reff CarbonateExploration, Institut Teknologi Bandung,Bandung.

Mori, K., M. Asano, and T. Shirakawa. 1996.Lithology and Permeability of LyukyuLimestone in Sunagawa Subsurface Dam inMiyakojima (in Japanese). The JapanGeology Association.

Nugroho, Bani., 2000, Pengaruh KekarTerhadap Kestabilan Terowongan BawahTanah, Jurusan Teknik Geologi, FakultasTeknologi Mineral, Universitas Trisakti,Jakarta.

Pyne, R.D.G., 2005, Aquifer Storage andRecovery, ASR System LLC Florida, USA.

Pusat Litbang Sumber Daya Air, 2009,Pengembangan Teknologi Reservoir BawahTanah, Laporan Akhir, Bandung.



Pusat Litbang Sumber Daya Air, “PengkajianPenerapan Mikro Hidro Standar untuk


3-11

Masyarakat Pedesaan”, Laporan Akhir,Desember 2001.

Pusat Litbang Sumber Daya Air, “PengkajianDan Penerapan Pompa-Hidro UntukPenyediaan Air Baku Dan Tenaga ListrikDi Daerah Pegunungan”, Laporan Akhir,Desember 2004.

Sir McDonald, 1982, Laporan PenyelidikanGunung Pegunungan Sewu, vol. III, diKabupaten Gunung Kidul, Wonosari-Daerah Istimewa Yogyakarta.

Suharyadi, 1984, Geohidrologi, Jurusan TeknikGeologi fakultas Teknik Universitas GajahMada, Yogyakarta.

Wibawa, Yanto, 2005, Studi potensi penerapanmikrohidro untuk penyediaan air baku dantenaga listrik di saluran irigasi Tumiyang,Grumbul, Jurangmangu, Desa TumiyangKecamatan Pekuncen, KabupatenBanyumas, Propinsi Jawa Tengah,Puslitbang SDA, Bandung.

Yulianto, Bagus,2010, Goa Seropan – BahanReferensi IWRM, Yayasan Acintyacunyata,Yogyakarta.

1_paper_bani.pdf

Documents