bab ii disa & tri
TRANSCRIPT
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 1/34
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Karakteristik Waduk
2.1.1. Umum
Pada umumnya tujuan dari dibangunnya suatu waduk atau bendungan
adalah untuk melestarikan sumberdaya air dengan cara menyimpan air disaat
kelebihan yang biasanya terjadi disaat musim penghujan. Air yang datang
melimpah pada musim penghujan tersebut, ditampung dan disimpan serta
dipergunakann secara tepat guna sepanjang tahun. Diharapkan pula banjir dapat
dicegah serta kekurangan air pada saat musim kemarau tiba dapat diatasi.
Karakteristik suatu waduk merupakan bagian pokok dari waduk yaitu
volume hidup (live storage), volume mati (dead storage), tinggi muka air
(TA!maksimum, TA minimum, tinggi mercu bangunan pelimpah berdasarkan
debitrencana. Dari karakteristik "isik waduk tersebut didapatkan hubungan antara
elevasi dan volume tampungan yang disebut juga liku kapasitas waduk. #iku
kapasitas tampungan waduk merupakan data yang menggambarkan volume
tampungan air di dalam waduk pada setiap ketinggian muka air.
Gambar 2.1. Karakteristik Waduk
Sumber : eprints.undip.ac.id/34513/5/1501_capter_!!.pd"
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 2/34
2.1.2. Tampu!a"tampu!a Da#am Waduk
$agian%bagian pokok sebagai ciri "isik suatu waduk adalah sebagai berikut&
'. Tampungan berguna (use"ull storage!, menurut eyhan (eyhan, ')*)&+!,
adalah volume tampungan diantara permukaan genangan minimum ( #o$
%ater #evel - ##! dan permukaan genangan normal ( &ormal %ater #evel -
/#!.
+. Tampungan tambahan ( surcarge storage! adalah volume air diatas genangan
normal selama banjir. 0ntuk beberapa saat debit meluap melalui pelimpah.
Kapasitas tambahan ini biasanya tidak terkendali, dengan pengertian adanya
hanya pada waktu banjir dan tidak dapat dipertahankan untuk penggunaan
selanjutnya (#insey, ')12&32!.
4. Tampungan mati (daed storage! adalah volume air yang terletak dibawah
permukaan genangan minimum, dan air ini tidak diman"aatkan dalam
pengoperasian waduk.
. Tampungan tebing (valle' storage! adalah banyaknya air yang terkandung di
dalam susunan tanah pervious dari tebing dan lembah sungai. Kandungan air
tersebut tergantung dari keadaan geologi tanah.
2. Permukaan genangan normal (normal $ater level 5/#!, adalah elevasi
maksimum yang dicapai oleh permukaan air waduk.
3. Permukaan genangan minimum (lo$ $ater level 5##!, adalah elevasi
terendah bila tampungan dilepaskan pada kondisi normal, permukaan ini
dapat ditentukan oleh elevasi dari bangunan pelepasan yang terendah.
*. Permukaan genangan pada banjir rencana adalah elevasi air selama banjir
maksimum direncanakan terjadi ( "lood $ater level 56#!.
1. Pelepasan (realese!, adalah volume air yang dilepaskan secara terkendali darisuatu waduk selama kurun waktu tertentu.
). Periode kritis (critical periode), adalah periode dimana sebuah waduk
berubah dari kondisi penuh ke kondisi kosong tanpa melimpah selama periode
itu. Awal periode kritis adalah keadaan waduk penuh dan akhir periode kritis
adalah ketika waduk pertama kali kosong.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 3/34
uka air $anjir
uka air /ormal ercu Pelimpah
Tampungan ati
Dasar ungai
Gambar 2.2. $%a"&%a Tampu!a Waduk
Sumber : ttp://$$$."reev'nou.com
2.1.'. Kapasitas Tampu!a Beberapa Waduk Besar
Tabe# 2.1. Kapasitas tampu!a (aduk di Id%esia
/o /ama $endungan
7ol. aduk pada kondisi tertentu (juta m4!
m.a
banjir
m.a
normal7ol. mati 7ol. e"ekti"
'. aguling )*8 1*2 +3 33'
+. 9irata +'32 +'32 '** *)3
4. :uanda +1)4 +223 )38 '*)8. utami (karang kates! 4)8 44 )8 +24
2. rican 28 ')4.28 '3.28 *
3. onogiri *42 238 '+8 8
*. onorejo +2) '++ '3 '83
1. Kedungombo )13 *+4 11. 34.3
Sumber : ttp://pustaa.pu.go.id
2.1.) Usur"usur Kapasitas Waduk
Tampungan yang dibutuhkan di suatu sungai untuk memenuhi permintaan
tertentu bergantung pada tiga "aktor (c.ahon, ')*3! , yaitu &
'! 0nsur%unsur aliran sungai
+! 0kuran permintaan
4! Tingkat keandalan dari pemenuhan permintaan
Dalam bentuknya yang paling sederhana, masalah yang ditangani dapat
digambarkan sebagai berikut &
Tampungan ;"ekti"
<# aluran Pengambilan
=angkaian pelepasan
terkendali D (t!
aduk dengan kapasitas
Tamp.akti" 9
=angkaian aliran
ungai > (t!
Gambar 2.'. Idea#isasi masa#a* kapasitas kemampua (aduk
limpahan
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 4/34
Sumber : Soedib'o, eni *endungan
=angkaian aliran sungai >(t! akan diman"aatkan untuk memenuhi
permintaan air dengan kebutuhan yang tertentu D(t!, dalam hal ini mungkin
periode aliran rendah (lo$ "lo$) dari sungai itu perlu diperbesar. Dengan demikian
pertanyaan yang diajukan dapat berupa berapa besarnya kapasitas waduk (9! yang
harus disediakan bagi suatu pelepasan atau dra"t yang terkendali D(t! dengan
tingkat keandalan yang bisa diterima, mungkin ada variasi lain dari pertanyaan ini
misalnya menentukan pelepasan bagi suatu kapasitas tertentu, tetapi masalah
dasarnya tetap sama, yaitu hubungan antara karakteristik aliran masuk (in"lo$),
pelepasan yang terkendali dan keandalan harus ditemukan.
2.1.).1. Usur"usur A#ira Su!ai
0nsur%unsur aliran sungai ini diperlukan untuk menentukan besarnya
tampungan yang perlu dibangun agar dapat memenuhi permintaan.
Di bawah ini diberikan penjelasan tentang unsur%unsur aliran sungai yang
berperan dalam penentuan kapasiras tampungan waduk, antara lain &
% Debit& 7olume air yang mengalir per satuan waktu melewati suatu penampang melintang palung sungai, pipa, pelimpah, a?ui"er dan sebagainya.
% #impasan (run o"")& emua air yang bergerak ke luar dari pelepasan
(outlet) daerah pengaliran ke dalam sungai melewati rute, baik di atas
permukaan maupun lewat bawah tanah sebelum municipal sungai tersebut.
% #impasan permukaan (sur"ace run o"")& #impasan air yang selalu mengalir
di atas permukaan tanah.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 5/34
% #impasan bawah tanah (subsur"ace run o"")& #impasan air yang selalu
melewati rute bawah tanah, dan waktu meninggalkan daerah pengaliran pada
pelepasannya berupa aliran permukaan (sur"ace stream).
% #impasan bulanan& 7olume air selama bulan tertentu atau ekuivalen
dengan debit rata%rata dalam bulan tersebut.
% #impasan rata%rata bulanan atau tahunan& @arga rata%rata aliran dalam tiap
bulan suatu tahun atau aliran tahunan.
2.1.).2. Ukura +ermitaa
Kapasitas waduk yang dibangun harus disesuaikan dengan ukuran
permintaan yang harus dapat dipenuhi oleh waduk tersebut. Adapun hal tersebut
tergantung oleh jumlah penduduk, jumlah lahan yang perlu diairi, jenis tanaman,
jenis tanah, cara pemberian air, cara pengelolaan dan pemeliharaan saluran, iklim,
cuaca, dan lain%lain.
2.2.,. -#%%d R%uti!
6lood =outing atau penelusuran banjir adalah merupakan peramalan
hidrogra" di suatu titik pada suatu aliran atau bagian sungai yang didasarkan atas
pengamatan hidrogra" di titik lain. @idrogra" banjir dapat ditelusuri lewat along
sungai atau lewat waduk.
Tujuan penelusuran banjir&
a. Peramalan banjir jangka pendek
b. Perhitungan hidrogra" satuan pada berbagai titik sepanjang sungai dari
hidrogra" satuan di suatu titik si sungai tersebut.
c. Peramalan terhadap kelakuan sungai setelah terjadi perubahan keadaan
palung sungai (misalnya karena adanya pembangunan bendungan atau
pembuatan tanggul!d. Derivasi hidrogra" sintetik
Pada dasarnya penelusuran banjir lewat palung sungai adalah merupakan
persoalan aliran tidak tunak (non steady "low!, sehingga oleh karenanya dapat
dicari penyelesaiannya. Karena pengaruh gesekan tidak dapat diabaikan, maka
penyelesaian persamaan dasar alirannya akan sangat sulit. Dengan menggunakan
cara karakteristik atau "inite element akan dapat diperoleh penyelesaian yang
memadai, tetapi masih memerlukan usaha yang sangat besar.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 6/34
9ara penelusuran banjir yang akan diuraikan dalam $ab ini tidak
didasarkan atas hokum%hukum dasar hidrolika. ang ditinjau disini hanyalah
hukum kontinuitas, sedangkan persamaan keduanya didapatkan secara empiris
dari pengamatan banjir. <leh karenanya berlakunya cara ini harus diperiksa untuk
setiap kasus khusus.
Penelusuran lewat waduk, di mana penampungannya adalah merupakan
"ungsi dari aliran keluar (out"low!, maka cara penyelesaiannya dapat ditempuh
dengan cara yang lebih eksak.
2.2.,.1. +ee#usuram Bair Le(at +a#u! Su!ai
Penelusuran banjir dengan cara 0KB/C0, berlaku dalam kondisi sebagai
berikut &
'! Tidak ada anak sungai yang masuk ke dalam bagian memanjang
palung sungai yang ditinjau.
+! Penambahan atau kehilangan air oleh curah hujan, aliran masuk
atau keluar air tanah dan evaporasi, kesemuanya ini diabaikan.
Persamaan kontinuitas yang umum dipakai dalam penelusuran banjir
adalah
(+.'!
Dimana
B - debit yang masuk ke dalam permulaan bagian memanjang palung sungai
> - debit yang keluar dari akhir bagian memanjang palung sungai yang ditinjau
(m45dt !
s - besarnya tampungan ( storage ! dalam bagian memanjang palung sungai
yang ditinjau ( m4 !
dt - periode penelusuran ( detik, jam atau hari !
Kalau penelusurannya duibah dari dt menjadi t maka &
B -+
+' ! ! +
B -+
+' ++ +
d - + E '
sehingga rumus (*%'! dapat diubah menjadi &
dt
ds+ ! =−
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 7/34
B -+
+' ! ! +
F+
+' ++ +
- + E '
Dalam mana indeks%indeks ' merupakan pada saat permulaan periode
penelusuran, dan indeks%indeks + merupakan keadaan pada akhir peroide
penelusuran.
Dalam persamaan (*%+! tersebut,
B' dan B+ dapat diketahui dari hidrogra" debit masuk yang diukur besarnya > ' dan
' diketahui dari periode sebelumnya.
>+ dan + tidak diketahui.
Bni berarti diperlukan persamaan kedua. Kesulitan terbesar dalam
penelusuran banjir lewat palung sungai ini terletak Gada mendapatkan persamaan
kedua ini. Pada penelusuran banjir lewat waduk, persamaan tersebut lebih
sederhana, yaitu
>+ - " (+!. Tetapi pada penelusuran lewat palung sungai besarnya tampungan
tergantung pada debit masuk dan debit keluar. Persamaan yang menyangkut
kepada debit masuk dan debit keluar. Persamaan yang menyangkut hubungan
dan > pada palung sungai hanya berlaku untuk hal%hal yang khusus, yang
bentuknya adalah sebagai berikut& - k HI B F ('%I! >J
k dan I ditentukan oleh hidrogra" debit masuk dan debit keluar yang masing%
masing diamati pada saat bersamaan, sehingga hanya berlaku untuk bagian
memanjang palung sungai yang ditinjau.
6aktor I merupakan "aktor penimbang (weight! yang besarnya berkisar
antara 8 dan ', biasanya lebih kecil dari 8,2 dan dalam banyak hal besarnya kira%
kira sama dengan 8,4 serta tidak berdimensi.
Karena mempunyai dimensi volume, sedangkan B dan > berdimensi
debit, maka k harus dinyatakan dengan dimensi waktu (jam atau hari!.
Dari persamaan (*%+! dapat dibuat persamaan berikut ini
' - k HI B' F ('%I! >'J
+ - k HI B+ F ('%I! >+J
Dari persamaan didapat
>+ - c8 B+ F c' B' F c+ >'
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 8/34
Dimana
c8 - %t (,(
t (,
∆+−
∆−
2,8
2,8
c' -t (,(
t (,∆+−
∆−2,8
2,8
c+ -t (,(
t (,(
∆+−
∆−−
2,8
2,8
dan
c8 F c' F c+ - '
2.2.,.2. +ee#usura Bair Le(at Waduk
Penelusuran lewat waduk, di mana penampungannya adalah merupakan
"ungsi
langsung dari aliran keluar (out"low!, maka cara penyelesaiannya lebih eksak.
Kalau periode penelusurannya diubah dari dt menjadi dt maka dari rumus
diatas dapat diubah menjadi
'+
+'+'
++S S
++ ! ! +=
++
+ (+.+!
6aktor E "aktor yang diketahui ditempatkan di ruas kiri seperti berikut ini
∆+=
∆−+
∆+ t ,+S t ,+S t , ! !
+++
+
+
'
'
+'
(+.4!
jika'
''
+ϕ =−
∆
+
t
S dan
+
++
+ϕ =+
∆+
t
S maka rumus dapat ditulis menjadi
+'
+'
+ϕ ϕ =+
+ ! ! (+.!
B' dan B+ diketahui dari hidrogra" debit masuk kewaduk, jika periode penelusuran
(Flood Routing ! ∆t telah ditentukan.
' merupakan tampungan waduk pada permulaan periode penelusuran
yang diukur dari datum "asilitas pengeluaran (puncak bangunan pelimpah atau
spill$a' atau sumbu terowongan outlet!.
>' adalah debit keluarpada permulaan periode penelusuran kalau "asilitas
pengeluarannya berupa bangunan pelimpah ( spillway !, maka
+
4
.. - *. + =
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 9/34
dimana & 9 - koe"isien debit bangunan pelimpah ( ',* E +,+ m'5+5dt !
$ - panjang ambang bangunan pelimpah ( m !
@ - tinggi energi di atas ambang bangunan pelimpah
Pada umumnya kecepatan air di waduk di depan ambang bangunan
pelimpah sangat kecil, sehingga dapat diabaikan. Kalau "asilitas pengeluarannya
berupa terowongan, maka harus diperhitungkan terhadap dua macam keadaan &
'! Pada saat seluruh panjang terowongan belum terisi penuh oleh air,
sehingga masih belum berupa aliran alur terbuka. Dalam hal ini digunakan
rumus > - 7.A, dimana 7 menggunakan rumus anning
+! Pada saat seluruh panjang terowongan penampang atau pro"il
alirannya terisi penuh oleh air,sehingga terjadi aliran tekan atau aliran pipa.
Dalam hal demikian kecepatan airnya ditentukan oleh perbedaan tinggi
tekanan di permulaan dan ujung terowongan. Perbedaan tekanan tersebut
merupakan penjumlahan dari kehilangan energi yang dipengaruhi oleh bentuk
inlet terowongan, kekasaran dinding terowongan, adanya penyempitan atau
pelebaran dalam terowongan, adanya belokan dan bentuk outlet terowongan.
Pada suatu elevasi muka air setinggi kurang lebih ',2 kali diameter
terowongan di atas sumbu terowongan di hulu inlet terjadi peralihan dari aliran
alur bebas menjadi aliran tekan. Karena peralihan tersebut tidak dapat ditentukan
pada ketinggian yang tepat.
Dengan dapat dihitungnya ruas kiri ( rumus !, maka p+ dapat dihitung.
Dengan demikian + dan >+ dapat dihitung juga. Karena pada dasarnya + dan >+
merupakan "ungsi @, seperti halnya ' dan >'.
2.2. Le!ku! Kapasitas Waduk
2.2.1. Umum
#engkung kapasitas waduk ( storage capacit' curve o" reservoir !
merupakan suatu kurva yang menggambarkan hubungan antara luas muka air
(reservoir area!, volume ( storage capasit'! dengan elevasi (reservoir $ater level !.
Dari lengkung kapasitas waduk ini akan diketahui berapa besarnya tampungan
pada elevasi tertentu, sehingga dapat ditentukan ketinggian muka air yang
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 10/34
diperlukan untuk mendapatkan besarnya volume tampungan pada suatu elevasi
tertentu, kurva ini juga dipergunakan untuk menentukan besarnya kehilangan air
akibat perkolasi yang dipengaruhi oleh luas muka air pada elevasi tertentu.
Dari persamaan lengkung kapasitas tinggi dapat ditentukan tinggi muka air
waduk dengan persamaan&
@ - 9h. 8,2 (+.2!
dengan&
A - luas muka air waduk (km+!
- volume tampungan total (m4!
9h - koe"esien
:ika kehilangan turut diperhitungkan, kehilangan ini dikalikan luasan
untuk mendapatkan volume kehilangan. Persamaan lengkung kapasitas luasan
waduk dapat dinyatakan&
A - 9a . 8,2 (+.3!
dengan&
A - luas muka air waduk (km+!
- volume tampungan total (m4!
9a - koe"isien
Tabe# 2.2. Kapasitas Tampu!a Waduk W%%re%
;levasi (m! #uas uka Air aduk (km+! Tampungan ('83 m4!
'' 8 8
'+8 8.')* 8.2)'
'48 8.32 .1+3
'8 '.+42 '.+2'
'28 '.1') +).2+'
'38 +.41 28.2'3
'*8 +.)*3 **.+)3
'18 4.342 ''8.42'
')8 .4'1 '28.''3
Sumber : ttp://pustaa.pu.go.id
Tabe# 2.'. Kapasitas Tampu!a Waduk Ir. /. 0uada
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 11/34
Itera# K%tur
m3
Luas +ermukaa
km234%#ume K%mu#ati5 167 m'3
''8 1+.+ +3)2
'8* 18.+ +2'
'82 *1.) ++)+
'88 *4 ')'+
)2 3*.' '23+
)8 2*. '+2'
12 3. ))+
18 '.4 **4
*2 42.) 21'
*8 48.' '3
32 +.* +*)
38 '1.2 '*'
22 '4.* )8.)
28 1.)1 4.3
2 +.13 3.4*
8 8.' 8.44
4* 8.82 8.83
Sumber : ttp://pustaa.pu.go.id
2.2.2. Le!ku! Kapasitas Waduk di Id%esia
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 12/34
Gambar 2.). Le!ku! Kapasitas Waduk W%%re%
Sumber : ttp://pustaa.pu.go.id
Gambar 2.,. Le!ku! Kapasitas Waduk Ir. /. 0uada
Sumber : ttp://pustaa.pu.go.id
2.'. I5#%( Tampu!a (aduk
2.'.1. Umum
=angkaian air yang memberikan kontribusi sebagai debit in"lo$ sungai
antara lain adalah berasal dari presipitasi (atau saluran! langsung, debit air tanah,
dan termasuk juga limpasan permukaan dan limpasan bawah permukaan.
6aktor%"aktor yang mempengaruhi volume total limpasan&
'. 6aktor%"aktor iklim&
a. $anyaknya presepitasi.
b. $anyaknya evapotranspirasi.
+. 6aktor%"aktor DA&
a. 0kuran daerah aliran sungai.
b. Tinggi tempat rata%rata daerah aliran sungai (pengaruh orogra"is!.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 13/34
6aktor%"aktor yang mempengaruhi aliran waktu limpasan&
'. 6aktor%"aktor meteorologis&
a. Presipitasi.
b. Bntensitas curah hujan.
c. #amanya curah hujan.
d. Distribusi curah hujan dalam daerah pengaliran.
e. Arah pergerakan curah hujan.
". 9urah hujan terdahulu dan kelembaban tanah.
g. Kondisi%kondisi meteorologi yang lain.
+. 6aktor%"aktor daerah aliran sungai&
a. Topogra"i.
b. Ceologi.
c. Tipe tanah.
d. 7egetasi.
e. :aringan drainasi.
4. 6aktor%"aktor manusiawi&
a. truktur hidrolik.
b. Teknik%teknik pertanian.
c. 0rbanisasi.
2.'.2. 8a9am Limpasa
2.'.2.1. Limpasa +ermukaa
#impasan permukaan merupakan limpasan air yang mengalir di atas
permukaan tanah. #impasan permukaan berasal dari air hujan yang terus mengalir
karena tidak ada tanaman yang menghambatnya. #impasan permukaan disebut juga run o"".
2.'.2.2. Limpasa Ba(a* +ermukaa
#impasan air yang selalu mengalir di bawah permukaan tanah, dan pada
waktu meninggalkan daerah pengaliran pada pelepasaannya berupa aliran
permukaan.
2.'.2.'. Limpasa Bu#aa
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 14/34
7olume air selama bulan tertentu atau e?uivalen dengan debit rata%rata
dalam bulan tersebut. Dapat pula dinyatakan sebagai tinggi d, agar dapat
dibandingkan dengan hujan dan penguapan.
d - =
/
0 ∫ > dt (+.*!
dengan &
A - luas daerah pengaliran dan integralnya dimaksudkan untuk
menjumlahkan debit sepanjang bulan yang bersangkutan.
2.'.' Debit Ada#a
Debit andalan adalah besarnya debit yang tersedia untuk memenuhi
kebutuhan air dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Dalam
perencanaan proyekEproyek penyediaan air terlebih dahulu harus dicari debit
andalan (dependable discarge!, yang tujuannya adalah untuk menentukan debit
perencanaan yang diharapkan selalu tersedia di sungai (oemarto, ')1*!.
Tabe# 2.) Besar:a ada#a utuk berba!ai ke!uaa
Kegunaan Keandalan
'. Penyediaan air minum+. Penyediaan air indutri
4. Penyediaan air irigasi untuk
% Daerah iklim setengah lembab
% Daerah iklim kering
. Pembangkit listrik tenaga air (P#TA!
)) )2 E )1
*2 E 12
18 E )2
12 E )8
Sumber : .. Soemanto, -idrologi eni
Ada berbagai cara untuk menentukan debit andalan, masing%masing cara
mempunyai ciri khas sendiri%sendiri. Pemilihan metode yang sesuai umumnya
didasarkan atas pertimbangan data yang tersedia, jenis kepentingan dan
pengalaman. etode%metode untuk analisis debit andalan tersebut antara lain
berikut &
a! etode Karakteristik aliran ( "lo$ caracteristic!
Perhitungan debit andalan dengan metode ini antara lain memakai data yang
didapatkan berdasar karakteristik alirannya.
etode ini umumnya dipakai untuk &
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 15/34
'. Daerah pengaliran sungai (DP! dengan "luktuasi maksimum dan
minimumnya relati" besar dari tahun ke tahun.
+. Kebutuhan yang relati" tidak konstan sepanjang tahun.
4. Data yang tersedia cukup panjang.
Karakteristik aliran dalam hal ini dihubungkan dengan kriteria sebagai berikut &
'. Tahun normal, jika debit rata%rata tahunannya sama dengan atau mendekati
debit rata%rata dari tahun ke tahun.
+. Tahun kering, jika debit rata%rata tahunannya di bawah debit rata%rata dari
tahun ketahun.
4. Tahun basah, jika debit rata%rata tahunannya diatas debit rata%rata dari tahun
ketahun.
b! etode tahun penentu (basic 'ear !.
c! Penentuan debit andalan dengan menggunakan metode ini antara
lain dengan menentukan suatu tahun tertentu sebagai dasar perencanaan.
d! etode bulan penentu.
e! etode ini seperti pada karakteristik aliran tetapi hanya dipilih
bulan tertentu sebagai dasar perencanaan.
"! etode > rata%rata minimum.
Penentuan debit andalan dengan metode ini berdasar data debit rata%rata
bulanan yang minimum ini biasanya dipakai untuk &
DP dengan "luktuasi debit maksimum dan minimum tidak terlalu besar dari
tahun ke tahun.
Kebutuhan relati" konstan sepanjang tahun.
etode yang digunakan dalam studi ini adalah metode karakteristik aliran.
enurut uyono osrodarsono (')18&+8!, terminologi debit dinyatakan
sebagai berikut &
'! Debit air cukup (a""luent !, yaitu debit yang dilampaui oleh debit%
debit sebanyak )2 hari dalam setahun (peluang keandalan +3,8+!.
+! Debit air normal, yaitu debit yang dilampaui oleh debit%debit
sebanyak '12 hari dalam setahun (peluang keandalan 28,31!.
4! Debit air rendah, yaitu debit yang dilampaui oleh debit%debit
sebanyak +*2 hari dalam setahun (peluang keandalan *2,4!.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 16/34
! Debit air kering, yaitu debit yang dilampaui oleh debit%debit
sebanyak 422 hari dalam setahun (peluang keandalan )*,48!.
2.). +emba!kita Data I5#%(
Terdapat tiga model yang digunakan dalam perhitungan%perhitungan
hidrologi yaitu model deterministik, model probabilistik, model stokastik. odel
stokastik mampu mengisi kekosongan di antara kedua model tersebut, yaitu
mempertahankan si"at%si"at peluang yang berhubungan dengan runtun waktu
kejadiannya. Termasuk dalam model stokastik adalah proses perpanjangan runtun
data.
edangkan dasar%dasar teknik pembangkitan data dapat dijelaskan seperti
berikut, dasar proses perpanjangan runtun data ( generated ! adalah bahwa
prosesnya tidak berubah, dalam arti si"at%si"at statistik proses terhadap runtun data
historis tidak berubah terhadap waktu sehingga si"at%si"at kejadian sesungguhnya
dapat dipakai untuk membuat runtun data sintetis yang panjang. Kegunaan
pembangkitan data debit sungai adalah &
a! 0ntuk memenuhi kebutuhan tampungan waduk dengan data sintetis.
b! 0ntuk membantu perancangan waduk akibat data kurang panjang.
c! 0ntuk simulasi pengoperasian waduk.
Pembangkitan data dalam hal ini memerlukan proses dimana kekuatan%
kekuatan yang saling bersangkut paut dan menimbulkan pengaruh bertindak
menghasilkan suatu rangkaian waktu (time series!. Proses terbaik adalah yang
sesuai dengan karakteristik "isik dari rangkaian waktu tersebut. edangkan dari
segi pandang stokastik, aliran sungai bisa dipandang dari empat komponen yaitu&
'! Komponen kecenderungan (Tt!.+! Komponen periodik atau musiman (t!.
4! Komponen korelasi (Kt!.
! Komponen acak (t!.
ang dapat dikombinasikan secara sederhana sebagai berikut &
;t < Tt = St = Kt = t (+.1!
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 17/34
Konsep dari metode stokastik adalah pembangkitan data dengan cara
mempertahankan karakteristik data debit historis, melalui parameter rerata data,
standar deviasi dan koe"isien korelasi antar waktu.
2.).1. Bi#a!a Rad%m
Data debit historis dan sintetik memiliki urutan terjadi berdasarkan proses
acak, serta terletak dalam interval waktu tertentu. 0rutan nilai ini sering disebut
rangkaian waktu (time series!. ecara umum nilai ke%i dari variabel L yang
merupakan anggota dari suatu rangkaian waktu adalah jumlah dari + komponen.
;i < di = ei (+.)!
Dimana komponen deterministik diperoleh dari nilai parameter%parameternya dan
nilai sebelumnya dari proses, seperti LiF', LiF+ dan seterusnya. Komponen
bilangan acak uni"orm dengan cara sebagai berikut &
t1 < u1 = u2 = u' = >>>> = u123 ? 7 & dst (+.'8!
dengan &
t' dan t+ - bilangan acak normal.
u',u+,u4 - bilangan acak uni"orm.
etode lain untuk memperoleh bilangan acak normal dengan persamaan
$oI uller, yaitu &
!..+(9os!ln(.+ '+•−= iii 2 2 & π (+.''!
!..+(in!ln(.+ '' ++ •−=
iii 2 2 & π (+.'+!
dengan &
/' dan /+ - bilangan acak normal.
u',u+,u4 - bilangan acak uni"orm.
2.).2. 8et%de T*%mas ? -ieri!
0ntuk membangkitkan data debit dapat digunakan model Thomas%6iering.
odel ini menganggap bahwa setahun terbagi menjadi musim atau terdiri dari '+
bulan. Dianggap bahwa data aliran adalah I'.', I'.+,MMI'.'+, I+.', I+.+,MM..,In.'+N
contoh, indeks pertama menyatakan tahun dimana aliran terjadi dan kedua
berjalan secara siklus dari ' ke '+.
Prosedur perhitungan &
a! Perhitungan aliran rata%rata untuk tiap bulannya.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 18/34
3 < ∑=
n
'i
bLi,n
' (+.'4!
dengan&
3 - debit rata%rata.
n - jumlah tahun.
Li,b - data debit pada tahun ke%i dan bulan ke%b.
b! Perhitungan standar deviasi
Sd < ( )'5+
b
'i
+
LLi'n
'
−
− ∑
=
(+.'!
c! Perhitungan koe"isien korelasi antar aliran dalam waktu i. dan waktu i.%'
r <
( )'n..dd
L.Ln.L,L
' b b
n
'i
' b b' bi, bi,
−
−
−
=
−−∑
(+.'2!
Persamaan aliran sintetis&
@1b < bL = ( )' b' bi,
' b
b b L?
d
d.r −−
−
− = ( )+ b b bi, r '.d.t −
(+.'3!
dengan&
?i,b - debit hasil pembangkitan untuk bulan b dan tahun ke%B.
L b , L b%' - rerata debit pada bulan b.
r b , r b%' - korelasi untuk bulan b dan bulan b%'.
d b , d b%' - standar deviasi bulan b dan bulan b%'.ti,b - bilangan random bulan b.
?i,b%' - debit pada tahun ke%i dan bulan b.
2.).'. Ui /ip%tesis
Perlu dipastikan tentang keandalan data sebelum dilakukan perhitungan
dan analisis. 0ntuk itu dilakukan pengujian%pengujian secara statistik. Pengujian
dilakukan untuk memastikan ketepatannya agar hasil perhitungan itu dapat
digunakan untuk proses lebih lanjut.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 19/34
Pengujian statistik lebih ditujukan untuk menguji parameter%parameternya,
antara lain dapat dilakukan dengan membandingkan rerata, variansi, kovariansi,
korelasi dan sebagainya. edangkan pada pengujian suatu "ungsi, diuji keandalan
parameter%parameter yang membentuk "ungsi tersebut.
@ipotesa yang dirumuskan dengan harapan untuk ditolak disebut hipotesa
nol atau dinyatakan dengan @o. Penolakan @o mengakibatkan penerimaan
hipotesa alternati" yaitu @'.
2.).'.1. Ui -
0ji analisis pada dasarnya adalah menghitung 6 score, lalu
membandingkan dengan 6 tabel. ang diuji adalah ketidaktergantungan
(independence! atau keseragaman (omogenitas!. 0ji analisis variansi dapat
bersi"at satu arah atau dua arah.
Prinsip uji hipotesis ini adalah membandingkan variansi gabungan antara
kelompok sampel (variance bet$een group! dengan varian kombinasi seluruh
kelompok.
6 hitung -+
+
+
' , ('+ > ++!
6 hitung -+
+
'+ , ('+ < ++!
dengan&
'+ - variansi sampel ' (debit historis! -'n
dn
'
+
''
−
++ - variansi sampel + (debit sintetis! -'n
dn
+
+
+'
−
@arga 6 kritis - (α
, n'%', n+%'!dengan&
n' - jumlah sampel ' (debit historis!.
n+ - jumlah sampel + (debit sintetis!.
@o diterima jika harga 6 hitung < 6kritis.
@o ditolak jika harga 6 hitung > 6kritis.
0ntuk pengaman selanjutnya akan digunakan uji " dengan analisa variansi
yang bersi"at dua arah, dengan hipotesa sebagai berikut&
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 20/34
@ipotesa ' & @o - hujan homogen dari bulan ke bulan.
@' - hujan tidak homogen dari bulan ke bulan.
@ipotesa + & @o - hujan homogen dari tahun ke tahun.
@' - hujan tidak homogen dari tahun ke tahun.
Ada dua 6 score dihitung dengan rumus%rumus berikut&
6' -
( ) ( )
( )∑∑
∑
= =
=
+−−
−−
k
'i
n
' j
+
jiij
+k
'i
i
IIII
IIn'n
(+.'*!
6+ -
( ) ( )
( )∑∑
∑
= =
=
+−−
−−
k
'i
n
' j
+
jiij
+k
'i
j
IIII
IIk 'k
(+.'1!
dengan&
LB - harga rata%rata untuk bulan i.
L j - harga rata%rata untuk bulan j.
L - harga rata%rata untuk keseluruhan.
Lij - pengamatan untuk bulan i pada tahun j.
n - banyak pengamatan perbulan (tahun!.
k - banyak bulan.
2.).'.2. Ui T
0ji T termasuk jenis uji untuk sampel kecil. ampel kecil adalah dimana
ukuran sampel n O 48. 0ntuk mengetahui apakah + sampel I ' dan I+ berasal dari
populasi yang sama, maka dihitung t score dengan rumus &
t -
+'
+'
''
& &
, ,
+⋅
−
σ (+.')!
σ - ( ) ( )
+
''
+'
+
++
+
''
−+⋅−+⋅−
& &
s & s & (+.+8!
dengan &
' - rerata dari sampel I'
+ - rerata dari sampel I+
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 21/34
s' - simpangan baku dari sampel I'
s+ - simpangan baku dari sampel I+
/' - ukuran dari sampel I'
/+ - ukuran dari sampel I+
@ipotesa &
@8 & sampel I' dan I+ berasal dari populasi yang sama
@' & sampel I' dan I+ tidak berasal dari populasi yang sama
@arga t tabel dicari pada tabel distribusi students t untuk derajat bebas ν - /' F
/+ E + dan α - ( #evel o" Signi"icance! misal 2.
Apabila t score O t tabel, maka @8 diterima, dan jika sebaliknya maka @8 ditolak.
2.,. Simu#asi +%#a Operasi di Waduk
2.,.1. Umum
Pola <perasi waduk adalah patokan operasional bulanan suatu waduk
dimana debit air yang dikeluarkan oleh waduk harus sesuai dengan ketentuan agar
elevasinya terjaga sesuai dengan rencana. Pola operasi waduk disepakati bersama
oleh para peman"aat air dan pengelola melalui Panitia Tata Pengaturan Air
(PTPA!. Tujuan dari disusunnya pola operasi waduk adalah untuk meman"aatkan
air secara optimal demi tercapainya kemampuan maksimal waduk dengan cara
mengalokasikan secara proporsional sehingga tidak terjadi kon"lik antar
kepentinggan. Pengoperasian waduk secara e"isien dan optimal merupakan
permasalahan yang kompleks karena melibatkan beberapa "aktor seperti &
'! <perasional polic', pola kebijakan pengoperasian waduk.
+! Debit in"lo$ yang akan masuk ke waduk yang tergantung dari ketepatan
perencanaan debit yang akan masuk ke waduk tersebut.
4! emand , kebutuhan air untuk irigasi dan P#TA.! Ketepatan peralatan akan besarnya debit banjir yang akan terjadi.
2! Keandalan peralatan monitoring tinggi muka waduk, debit aliran dan curah
hujan.
3! Koordinasi antara instansi yang terkait.
*! Kemampuan <perasional.
1! Koordinasi pengoperasian jangka pendek, jangka menengah, dan jangka
panjang serta pengoperasian real time.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 22/34
2.,.2. +%#a Operasi Waduk /aria da Waduk Ta*ua
Pola operasi waduk adalah suatu acuan pengaturan air untuk
pengoperasian waduk%waduk yang disepakati bersama oleh para peman"aat air
dan pengelola melalui Panitia Tata Pengaturan Air (PTPA!. aksudnya adalah
sebagai pedoman pengaturan air untuk memenuhi berbagai kebutuhan air dan
pengendali banjir, dengan tujuan untuk memen"aatkan air secara optimal dengan
cara mengalokasikan secara proporsional sedemikian sehingga tidak terjadi
kon"lik antar kepentingan dan pengendalian banjir pada musim hujan.
aduk tahunan ber"ungsi sebagai penampung5penyadiaan air dan
pengendali "luktuasi debit yang terjadi selama kurun waktu satu tahun, sedangkan
waduk harian ber"ungsi sebagai pengatur5pengendali "luktuasi debit yang terjadi
dalam rentang waktu yang relati" pendek, yaitu satu hari saja.
Ketersediaan air di waduk tergantung dari kapasitas waduk dan debit
in"lo$ yang masuk ke waduk. 6luktuasi debit air yang masuk ke waduk sangat
dipengaruhi oleh penutup lahan di hulu waduk.
2.,.'. Simu#asi Kapasitas Tampu!a Waduk
Dalam situasi atau analisa perilaku operasi waduk bertujuan untuk
mengetahui perubahan kapasitas tampungan waduk. Persamaan yang digunakan
adalah kontinuitas tampungan (mass storage euation! yang memberi hubungan
antara masukan, keluaran dan perubahan tampungan.
Persamaan secara matematika dinyatakan, sebagai berikut (c ahon, ')*1&+!
t F ' - t F >t E Dt E ;t E #t (+.+'!
Dengan kendala 8<=tF'<-9
dengan&
t - interval waktu yang digunakan.
t - tampungan waduk pada awal interval waktu.
tF' - tampungan waktu pada akhir interval waktu
>t - aliran masuk selama interval waktu t.
Dt - lepasan air selama interval waktu t.
;t - evaporasi selama interval waktu t.
#t - kehilangan%kehilangan air lain dari waduk selama interval waktu t,
mempunyai harga yang kecil dan dapat diabaikan.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 23/34
9 - tampungan akti" (tampungan e"ekti"!.
Kapasitas tampungan harus dapat menjamin pasokan air dengan keandalan
pemenuhan '88.
2.,.). Simu#asi Luas La*a :a! Dapat Diairi
imulasi luas lahan yang dapat diairi diiinkan dengan peluang kegagalan
maksimum sebesar +8, untuk pemenuhan seluruh kebutuhan air dari kapasitas
tampungan yang ada.
Dengan mempertimbangkan luas genangan waduk yang bervariasi
terhadap waktu, maka lebih lanjut persamaan ditulis sebagai berikut (udjarwadi,
'))8!&
t F ' - t F >t F =t(A! E <t E ;t E Pt E Pt(A! (+.++!
dengan&
=t(A! - hujan yang jatuh ke waduk pada interval waktu t, sebagai "ungsi luas
permukaan air waduk.
<t - pengambilan air waduk selama interval dari t.
;t(A! - evaporasi selama interval waktu t, sebagai "ungsi luas permukaan di
waduk.
Pt - limpahan yang melewati bangunan pelimpah selama interval waktu t.
Pt(A! - rembesan keluar dari waduk selama interval waktu, sebagai "ungsi luas
permukaan air waduk mempunyai harga yang kecil dan dapat
diabaikan.
2.7. Out5#%( Tampu!a Waduk
Debit keluar (out"lo$! dialirkan melalui saluran pengelak berupa
terowongan. Pada saat seluruh panjang terowongan belum terisi penuh oleh air,
sehingga masih berupa aliran terbuka hal ini digunakan rumus.
2.7.1. Out5#%( 8e#a#ui +e#impa*
$angunan pelimpah diletakkan di bukit kanan dengan pertimbangan
bahwa bukit kanan cenderung mempunyai daya dukung lebih kuat, mempunyai
tebing yang lebih curam dan jarak dengan alur sungai lebih pendek serta arah
aliran searah dengan aliran do$nstream sungai #ogung sehingga saluran peluncur
dan pelepasannya ke sungai tidak terlalu panjang serta mempunyai hidrolis yang
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 24/34
baik. Atas dasar hal tersebut dan mengacu pada studi terdahulu maka digunakan
tipe pelimpah samping ( side over "lo$ t'pe! agar ekonomis. Pro"il mercu
pelimpah digunakan pelimpah bebas tipe <gee dengan lengkung @arrold.
2.7.2 Ke*i#a!a Air di Waduk Akibat Eap%rasi
2.7.2.1. Umum
;vaporasi adalah proses perubahan "isik yang mengubah suatu cairan
atau bahan padat menjadi gas melalui proses perpindahan panas. $esarnya harga
evaporasi sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang terkadang tidak
merata di seluruh daerah (uyono, ')18&2*!.
7olume kehilangan air di waduk karena evaporasi dihitung dengan rumus&
7ew - ;v(t! I A(t! I t I '8 (+.+4!
dengan&
7ew - volume evaporasi di waduk (m4!.
;v(t! - evaporasi rata%rata yang tercatat di alat ukur (mm5hari!.
A(t! - luas genangan waduk (km+!.
t - jumlah hari (hari!.
edangkan kehilangan air di sungai karena evaporasi diperhitungkan
dengan asumsi bahwa keliling basah pada penampang sungai dalam kondisi jenuh
dan bersi"at impermeabel. =umus yang digunakan adalah sebagai berikut&
7es - ;v(t! I #(t! I P I t (+.+!
dengan&
7es - volume evaporasi di sungai (m4!.
;v(t! - evaporasi rata%rata yang tercatat di alat ukur (mm5hari!.
#(t! - lebar muka air sungai (m!.
P - panajang alur sungai (km!.T - jumlah hari (hari!.
2.7.2.2. +e!ambi#a Data Eap%rasi di Waduk
=elati" hanya sedikit waduk%waduk yang mempunyai perhitungan%
perhitungan penguapan yang dapat diandalkan untuk bisa dijabarkan dari budjet
air secara kontinyu, tetapi nilai%nilai dari periode tertentu sering dapat mengecek
atau mengkalibrasikan teknik%teknik lainnya. $ila kondisinya sedemikian rupa
sehingga hasil%hasil yang memuaskan tidak diperoleh dengan menggunakan
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 25/34
budjet air, penguapan dari waduk yang ada dapat ditentukan baik dengan
pendekatan aerodinamis empiris maupun budjet energi. Kedua metode ini
sebaiknya dipakai dalam jangka pendek, mengingat mahalnya biaya yang
diperlukan.
Pengoperasian stasiun panci (di dekat waduk, tapi tak cukup dekat untuk
terpengaruh secara materiil olehnya! untuk pengambilan data, relati" tidak mahal
dan akan memberikan hasil%hasil evaporasi waduk yang sebenarnya. $eberapa
reabilitas akan diperoleh jika adveksi waduk bersihnya dihitung, tetapi item ini
jarang sangat penting kecuali evaporasi musiman atau bulanan dari penguapan
tahunannya diperlukan.
0ntuk studi%studi desain waduk, semua data yang berhubungan bagi
daerah tersebut harus dianalisa dengan menggunakan semua teknik untuk mana
datanya cocok bila aspek%aspek ekonomi perencanaan sangat memungkinkan,
jarang terdapat alasan%alasan yang dapat dibenarkan untuk membangun waduk
yang besar sebelum diperoleh pengumpulan data yang sekurang%kurangnya ' atau
+ tahun dari panci dan data meteorologi yang berhubungan dengan lokasi proyek.
2.7.' Kebutu*a Air Iri!asi
2.7.'.1. Umum
Kebutuhan air irigasi adalah adalah jumlah volume air yang diperlukan
untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk
tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang disediakan oleh alam melalui
hujan dan kontribusi air tanah.
Penggunaan air irigasi ditetapakan dalam peraturan pemerintah no. +4
pasal dan pasal * tahun '))+ tentang irigasi yaitu air irigasi digunakan untuk
mengairi tanaman, selain itu digunakan untuk pemukiman, ternak dan sebagainya.0ntuk memperoleh hasil produksi yang optimal pemberian air harus sesuai
dengan jadwal dengan jumlah dan waktu yang diperlukan tanaman.
Dalam pembangunan proyek irigasi banyaknya air diperlukan untuk
pertanian harus diketahui dengan tepat, sehingga pemberian air irigasi dapat
die"isienkan dengan maksimal.
6aktor%"aktor yang mempengaruhi banyaknya pemakaian air irigasi
adalah&
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 26/34
a! :enis tanaman.
b! 9ara pemberian air.
c! :enis tanah.
d! 9ara pengolahan dan pemeliharaan saluran serta bangunan
(dengan memperhitungkan kehilangan air berkisar 48 % 8!.
e! aktu tanam yang berturutan yang berselang lebih dari dua
minggu sehingga memudahkan pergiliran air.
"! Pengolahan tanah.
g! Bklim dan cuaca, meliputiN curah hujan, angin, letak lintang,
kelembaban, dan suhu udara.
2.7.'.2. +er*itu!a Kebutu*a Air Iri!asi
Kebutuhan total air irigasi yang diukur pada pintu pengambilan dalam satu
periode adalah hasil kali kebutuhan air disawah dengan "aktor e"isien dan jumlah
hari dalam satu periode penanaman.
=umus yang digunakan&
D= -Ki.'888
=.A.T (+.+2!
dengan&
D= - kebutuhan air irigasi pada pitu pengambilan (m4!.
= - kebutuhan air disawah (mm5hari!.
A - luas sawah yang diairi (ha!.
Ki - e"isiensi irigasi (!.
T - periode waktu pemberian air (hari!.
- jumlah hari dalam ' periode I + jam I 4388 detik.
Perkiraan kebutuhan air disawah&
a. 0ntuk tanaman padi
/6= - 9u F Pd F /= F P E =e (+.+3!
b. 0ntuk tanaman palawija
/6= - 9u F P E =e (+.+*!
dengan&
/6= - kebutuhan air bersih disawah (l5dt5ha!.
9u - kebutuhan air tanaman (mm5hari!.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 27/34
Pd - Kebutuhan air untuk kebutuhan tanah (mm5hari!.
/= - Kebutuhan air untuk pembibitan (mmm5hari!.
P - Kebutuhan air karena perkolasi (mm5hari!.
=e - hujan e"ekti" (mm!.
Perkiraan kebutuhan air irigasi&
a. 0ntuk tanaman padi
B= - /6=5e (+.+1!
b. 0ntuk tanaman palawija
B= - (;tc E =e!5e (+.+)!
dengan&
;tc - penggunaan konsumti" (mm!.
P - kehilangan air akibat perkolasi (mm5hari!.
e - e"isiensi irigasi secara keseluruhan (!.
#angkah%langkah dalam menentukan besarnya kebutuhan air bagi tanaman
dapat ditentukan sebagai berikut&
'! enghitung evaporasi potensial.
+! enghitung kebutuhan air tanaman.
4! enentukan laju perkolasi lahan.
! enentukan kebutuhan air untuk pengolahan lahan dan pertanian.
2! enghitung curah hujan e"ekti".
3! enentukan koe"isien tanaman.
*! enghitung kebutuhan air disawah.
1! enentukan e"isien irigasi.
)! Perhitungan kebutuhan air irigasi.
2.7.'.'. Nera9a Air /eraca air merupakan alat untuk mendekati nilai%nilai hidrologis proses
yang terjadi di lapangan. ecara garis besar neraca air merupakan penjelasan
tentang hubungan antara aliran ke dalam (Bn "low! dan aliran ke luar (out "low! di
suatu daerah untuk suatu periode tertentu dari proses sirkulasi air. /eraca air juga
dapat dide"inisikan sebagai selisih antara jumlah air yang diterima oleh tanaman
dan kehilangan air dari tanaman beserta tanah melalui proses evapotranspirasi.
Persamaan neraca air dalam daerah aliran sungai dapat disederhanakan menjadi &
P - >o F ;a Q R
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 28/34
Keterangan &
P- Presipitasi yang jatuh kedalam DA
>o- Aliran sungai yang keluar dari DA di outletnya
;a- ;vapotranspirasi
R- Perubahan timbunan air dalam DA
Gambar 2.7. Nera9a Air +ada Daera* A#ira Su!ai
Sumber : ttp://ma'ong.sta"".ugm.ac.id/site/6page_id7115
/eraca air tersebut di atas menganggap tidak adanya masukan atau
keluaran air dari DA yang disebelahnya. Kalau ada masukan ataupun keluaran
yang terjadi karena keadaan struktur geologi dan litologinya (batuan! maka persamaan neraca air ditulis dengan persamaan &
P F >si - >o F >so F ;a F R
Keterangan &
>si- Aliran masuk bawah permukaan (Transbasin Cround aterin"low!
>so - Aliran keluar bawah permukaan (Transbasin Cround water <ut"low!
2.7.) Kebutu*a Air Baku
/ilai%nilai parameter mutu yang dipergunakan untuk meninjau kecocokan
suatu air tertentu bagi pemakaian tertentu sering disebut kriteria. Kriteria mutu air
adalah nilai%nilai yang didasarkan pada pengalaman dan kenyataan ilmiah yang
dapat dipergunakan oleh pemakainya untuk menetapkan man"aat%man"aat relati"
dari air tertentu, sedangkan baku mutu air biasanya untuk menetapkan tara"%tara"
batas bagi berbagai bahan kandungan yang dapat disetujui sesuai dengan tujuan
peman"aatan atau peman"aatan%peman"aatannya.
$aku mutu air biasanya didasarkan pada salah satu atau beberapa hal dibawah ini&
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 29/34
'! Praktek yang diterapkan atau yang sudah berjalan.
+! Perolehan (baku tersebut harus dapat diperoleh dengan mudah atau
dengan wajar!.
4! Pemukiran ilmiah dengan mempergunakan in"ormasi terbaik yang
ada.
! Percobaan%percobaan.
2! Pengalaman berdasarkan akibat terhadap manusia.
Dibawah ini disajikan nilai%nilai baku air minimum berdasarkan ciri%cirinya
menurut S ringing %ater Standard nd 8uidelines.
Tabe# 2., iri"9iri 5isik
iri"9iri 5isik Batas :a! diiikaKekeruhan ' satuan
arna '2 satuan
$au 4 angka ambang bau
Sumber : ringing %ater Standard nd 8uidelines
Tabe# 2.7 iri"9iri kimia(i da#am mi#i!ram per#iter
0nsur$atas yang diijinkan
;stetika Kesehatan
Atsenikum (As!$arium ($a!
Kadmium (9d!
Klorida (9l! +,28
8,'',8
8,8'
0nsur
$atas yang diijinkan
;stetika Kesehatan9hromium
Tembaga (9u!
;kstrak 9hloro"orm 9arbon (999!
ianida (9/!
6luorida (6!
$esi (6e!
',8
8,4
8,82
8,*
8,+
8,3%',1
0nsur$atas yang diijinkan
;stetika Kesehatan
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 30/34
Timah (Pb!
angan (n!
ercury (@g!
$ahan methylene biru akti"
/itrogen nitrat (/<4 sebagai /!
elenium (e!
Perak (Ag!
ul"at (<!
$ahan padat terlarut semua
eng (Un!
Aldrin
DDT
Dieldrin
9hlordane;ndrin
@epta chlor
@epta chlor epoIide
#indane
ethoIy chlor
8,82
8,2
+,28
(tak terbatas!
2,8
8,82
8,8+
'8,8
8,8'
8,82
(ditangguhkan!
(ditangguhkan!
(ditangguhkan!
8,8848,888+
8,888'
8,888'
8,88
8,'
ToIaphene
Bnsektisida organophosphorus
Aodrin
DichlorvosDimethoate
;thion
8,882
8,884
8,8'8,88+
8,8+
@erbisida chlorophenoIy
+,%D
+,,2%T (+,,2%TP dan silveI!
8,'
8,8'
Sumber : ringing %ater Standard nd 8uidelines
2.7., +emba!kit Tea!a Listrik
2.7.,.1. Umum
Tujuan utama dari konsep dasar ini adalah dalam aspek pengembangan
sumber daya air seperti pemakaian air, pengaturan waduk dan sistem perencanaan
menghasilkan hal yang positi". ebelum beberapa aspek tersebut memenuhi
sasaran maka konsep dasar dari teknik tenaga air perlu diketahui lebih dalam.
Perencanaan P#TA umumnya terdiri dari perencanaan dengan tinggi jatuh
rendah, perencanaan dengan tinggi jatuh menengah dan perencanaan dengan
tinggi jatuh tinggi.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 31/34
Perencanaan dengan tinggi jatuh rendah berkisar antara beberapa "eet
sampai kurang lebih 28 "eet dengan tujuan mendapatkan debit yang besar.
edangkan perencanaan dengan tinggi jatuh menengah berkisar antara 28%+88
"eet , tentunya dalam merencanakan dam yang tinggi khusus P#TA adalah cukup
mahal sehingga biasanya perencanaan ini dipilih jika kebetulan pada daerah
sungainya ada terjunan. edangkan perencanaan dengan tinggi jatuh tinggi bekisar
antara +88%2888 "eet . Perencanaan ini hampir sama dengan perencanaan tipe
menengah yaitu menentukan lokasi yang sesuai, mengalirkan air pada saluran
terbuka dengan kemiringan yang kecil sampai mencapai beda tinggi antara kanal
dan sungai bagian bawah tempat rumah turbin sebesar mungkin sedangkan jarak
horisontal antara kanal dan sungai sekecil mungkin.
2.7.,.2. Turbi
Terdapat dua jenis turbin, yaitu turbin impuls dan turbin reaksi. Pada
turbin impuls, pancaran (jet! air bebas mendorong bagian turbin yang terbuka
yang ditempatkan pada tekanan atmos"ir. Pada turbin reaksi, aliran air terjadi
dengan tekanan pada ruang tertutup. eskipun energi yang diberikan pada turbin
impuls adalah semata%mata energi kinetik sedangkan turbin reaksi juga
meman"aatkan tekanan disamping energi kinetik, tetapi kedua jenis turbin tersebut
tergantung kepada perubahan momentum dari air, sehingga gaya dinamiklah yang
berputar atau runner dari turbin tersebut.
0ntuk P#TA pada umumnya turbin yang dipakai biasanya turbin reaksi.
Pada dasarnya turbin reaksi dibedakan menjadi dua yaitu&
Turbin 6rancis.
Turbin baling%baling.
Pada turbin 6rancis yang biasa air masuk kedalam rumah siput dan
bergerak kedalam runner melalui sederet sudut pengatur dengan celah%celah
penyempitan yang mengubah tinggi tekanan menjadi tinggi kecepatan.
Turbin baling%baling adalah suatu mesin yang digerakkan oleh gerakan
aksial dengan runner nya diletakkan di dalam saluran tertutup. Ada satu jenis lagi
turbin reaksi yang sering dipakai yaitu turbin kaplan. Turbin kaplan adalah suatu
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 32/34
turbin baling%baling dengan daun baling%baling yang dapat bergerak dan gerak
majunya dapat diatur agar sesuai dengan kondisi operasi yang baik.
2.7.,.'. +LTA di Waduk
P#TA di waduk adalah P#TA yang mempunyai tampungan air yang
ukurannya cukup untuk memungkinkan penampungan air kelebihan musim hujan
guna musim kemarau yang dimaksud untuk mengatur pastinya aliran air yang
lebih dari pada aliran alamiah minimum. uatu P#TA aliran sungai biasanya
hanya mempunyai kapasitas waduk yang terbatas dan hanya dapat
mempergunakan air bila memang datang.
uatu pengembangan tenaga air umumnya meliputi sebuah bangunan
sadap, suatu pipa saluran (pipa pesat! untuk mengaliri air ke turbin, turbin%turbin
dengan mekanisme pengaturnya, generator pelengkapan kontrol dan tombol
penghubung, rumah peralatan, trans"romator dan jarak transmisi ke pusat%pusat
distribusi.
Dalam waduk, biasanya P#TA dibangun dengan dilengkapi pompa untuk
membangkitkan energi untuk beban puncak, tetapi pada waktu%waktu tertentu
diluar itu airnya dipompa dari kolam air buangan ke kolam hulu untuk
peman"ataan yang akan datang. Pompa ini memiliki nilai ekonomis tambahan
bagi jaringan daya yang bersangkutan. Penentuan P#TA di waduk dapat
diperhitungkan tanpa memperhatikan tampungan (=<= - 9un " 9iver ! atau
dengan memperhatikan tampungan harian&
'! P#TA di waduk tanpa tampungan (=<=! dengan menggambarkan
lengkung durasi atau hubungan antar debit dengan presentasi waktu
+! P#TA dengan tampungan harian (=<=!
>+ -α
.>' (+.48!
dimana&
>+ - debit dengan adanya tampungan.
>' - debit tanpa adanya tampungan.
α - perbandingan jumlah jam operasi tanpa adanya tampungan dengan adanya
tampungan.
Pendekatan kapasitas terpasang dengan adanya tampungan Sα kali tanpa adanya
tampungan.
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 33/34
Pada waduk yang mempunyai akti" tertentu, waduk membangkitkan daya
P#TA sesuai dengan debit out"lo$ yang tersedia. =umus pembangkitan tenaga
P#TA adalah sebagai berikut &
Pw - ),1 ;"" P#TA . > . @e (+.4'!
dengan &
Pw - daya pembangkit P#TA (kw!.
;"" P#TA - e"isiensi P#TA (!.
> - debit out"lo$ yang lewat P#TA (m45det!.
@e - head e"ekti" dari P#TA (m!.
@ead e"ekti" suatu P#TA dapat dicari dari hubungan berikut &
@e - ;l.A E ;l.T# E @ead loss (+.4+!
dengan &
;l.A - elevasi uka Air aduk (m!.
;l. T#- elevasi ail %ater #evel di saluran tailrace (m!.
-ead loss - kehilangan tinggi di penstoc dan $ater$a'.
2.C. +e#ua! Ke!a!a#a Operasi Waduk
2.C.1. Umum
Penilaian kuantitati" kegagalan waduk dapat didasarkan pada kegagalan
menurut jumlah kejadian (occurance based probabilit'! maupun jumlah
kekurangan air (volume based probabilit'!. Peluang keandalan dalam operasi
waduk dide"inisikan sebagai hubungan antara volume waduk dengan volume
kebutuhan air, atau bila dinyatakan dalam persamaan adalah sebagai berikut&
=v -air kebutuhan permintaan
waduk darisuplaidiyangnyatavolume (+.44!
2.C.2. +eri%de Kritis
Periode kritis (critical period), yaitu periode dimana sebuah waduk
berubah dari kondisi penuh ke kondisi kosong tanpa melimpah selama periode
tersebut. Awal periode kritis adalah waduk dalam keadaan penuh, akhir periode
kritis adalah ketika waduk pertama kali kosong. :adi hanya satu kali kegagalan
yang bisa terjadi selama periode kritis. De"inisi tersebut tidak diterima
sepenuhnya, misalnya 2.S. rm' orps o" ;ngineer (1<=5) menetapkan periode
kritis mulai dari kondisi penuh melewati kekosongan dan kembali ke kondisi
penuh serta memakai istilah periode muka air surut kritis (ritical dra$do$n
7/23/2019 Bab II Disa & Tri
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-disa-tri 34/34
period) terhadap perubahan tingkat penuh ke tingkat kosong. elanjutnya yang
dipakai dalam analisa adalah de"inisi dari 2.S. rm' orps o" ;ngineer .
2.C.'. +r%babi#itas Keada#a Debit
Probabilitas kejadian suatu peristiwa ditentukan oleh perbandingan antara
banyaknya kejadian terhadap jumlah kejadian yang mungkin dan kejadian yang
tidak mungkin (berpeluang atau yang tidak berpeluang!. Kejadian suatu peristiwa
biasanya dinamakan keberhasilan, sedangkan kejadian yang tidak mungkin
dinamakan kegagalan.
Probabilitas keandalan debit adalah suatu kemampuan debit yang tersedia
guna memenuhi suatu perencanaan tertentu sepanjang satu periode, dengan resiko
kegagalan yang telah diperhitungkan.
2.C.). +r%babi#itas Keada#a Tampu!a
uatu waduk laim dikatakan andal apabila waduk tersebut mampu
menjamin kebutuhan minimum yang diperlukan. Penentuan yang didasarkan pada
analisa catatan historis tak dapat memberikan bukti%bukti keandalan suatu waduk.
Adapun probabilitas keandalan tampungan adalah kemampuan suatu tampungan
untuk menyediakan kebutuhan air yang direncanakan guna memenuhi kebutuhan,
untuk lebih jelasnya dapat dipakai kurva%kurva probabilitas lapangan. Kurva
tersebut menunjukan probabilitas bahwa alirannya selama suatu periode dimasa
yang akan datang yang sama dengan panjang rangkaiannya ternyata akan mampu
mempertahankan jumlah kebutuhan yang diingini tanpa mengalami penurunan.
uatu reabilitas 8,)) menunjukan bahwa hanya ' dari '88 rangkaian yang akan
mengalami penurunan, misalnya suatu waduk dengan kapasitas tertentu
memberikan jaminan )) kesuksesan pengoperasian selama umur proyek.