ANALISIS UMUR FUNGSI WADUK WADUK MRICA Teguh Marhendi1
ABSTRACT
Laju erosi daerah tangkapan tangkapan air Waduk Mrica dalam beberapa tahun terakhir mengalami peningkatan. Akibat peningkatan erosi tersebut, volume tampungan waduk Mrica mengalami penyusutan akibat sedimentasi yang meningkat. Akhir Tahun 2!, volume waduk tinggal "",2# $ atau %&," juta meter kubik dari kondisi awal 'Tahun ()&)* sebanyak (!(,2!% juta meter kubik. +eme +ement ntar ara a itu, itu, seja sejak k bero berope pera rasi si Tahun ahun ()&) ()&) hing hingga ga Tahun 2&, sedimentasi Waduk Waduk Mrica mencapai mencapai &,%)( juta meter kubik, atau sekitar "),.$ volume waduk terisi lumpur. lumpur. -aper -aper ini bertujuan menganalisis prediksi umur ungsi Waduk Mrica akibat erosi dan sedimentasi di daerah tangkapan airnya melalui beberapa metode. /asil analisis menunjukkan bahwa umur ungsi waduk Mrica tidak tidak sesuai sesuai denga dengan n rencan rencana. a. +edime +edimenta ntasi si yang yang tinggi tinggi menyebab menyebabkan kan pendangka pendangkalan lan berlangs berlangsung ung secara secara cepat cepat sehingga perkiraan umur rencana menjadi lebih pendek. Key words 0 Waduk Mrica, erosi, sedimentasi, umur ungsi waduk
PENDAHULUAN Laju erosi daerah tangkapan air Waduk Mrica dalam beberapa tahun terakhir mengalami peningkatan. Akhir Tahun 2004, volumena tinggal !!,2" # atau $%,0! juta meter kubik dari kondisi a&al 'Tahun ()%)* sebanak (4(,24$ juta meter kubik '+T. ndonesia +o&er, 200!*. -ementara itu, sejak beroperasi Tahun ()%) hingga Tahun Tahun 200%, sedimentasi sedimentasi di Waduk Waduk Mrica mencapai mencapai %,$)( juta meter meter kubik, atau sekitar !).# !).# volume &aduk terisi lumpur '+T. ndonesia +o&er, 2002, 200! dan 200%*. /al tersebut diduga disebabkan oleh kerusakan ekosistem ekosiste m di daerah tangkapan air Waduk Waduk Mrica akibat berkurangna luas hutan di bagian hulu '-uroso, 200$* dan dimanaatkan untuk lahan pertanian.
Proses Proses peruba perubahan han pengg pengguna unaan an lahan, lahan, selain selain mengha menghasil silkan kan manfaat, juga memberikan resiko terjadinya kerusakan lahan akibat eros erosi, i, penc pencem emar aran an ling lingku kung ngan an,, banj banjir ir dan lain lainny nya. a. Er Eros osii akan akan menye menyebab babkan kan terjad terjadiny inya a prose proses s pendan pendangk gkala alan n waduk, waduk, penuru penurunan nan kapasitas saluran irigasi, dan dapat mengganggu sistem pembangkit (
-ta +engajar 1urusan Teknik -ipil T 3M +ur&okerto, -edang menempuh +rogram oktor di 35M 1
tenaga listrik. Erosi dan banjir juga dapat menurunkan kualitas dan kuantitas sumberdaya alam !amartin "ihite, #$$1%. Kejadian erosi akan memberikan dampak secara langsung maupun tidak langsung, baik terhadap &'", waduk maupun terhadap manusia atau lingkungan. Erosi yang terus(menerus terjadi, akan menyebabkan kerusakan struktur tanah, merubah kegemburan tanah yang berimbas pada lahan pertanian. &i samping itu, peningkatan sedimen, akan menyebabkan operasi waduk menjadi terganggu. Erosi dan produksi sedimen sebenarnya merupakan suatu kejadian alami yang tidak mungkin dihindari sama sekali. )amun akibat yang ditimbulkan oleh erosi di bagian hulu waduk, seperti *aduk Mrica, akan dirasakan sangat merugikan karena akan mengganggu operasi *aduk Mrica termasuk akan memperpendek umur fungsi waduk. +leh karena itu perlu dilakukan langkah(langkah antisipasi guna pengamanan terhadap waduk dari bahaya pendangkalan yang dipercepat akibat erosi di bagian hulu waduk tersebut. LOKASI KAJIAN Waduk Mrica berlokasi di 6ecamatan 7a&ang, 6abupaten 7anjarnegara, pada koordinat (0) 0"8009 : ((0 0$84)9 7T dan $ ($8049 : $ 4$80$9 L-. Waduk dibangun Tahun ()% dan mulai digenangi 7ulan April Tahun ()%%. Luas genangan pada elevasi ;2( m sekitar % km 2 dengan volume eekti sekitar 4$ juta m . Luas genangan pada elevasi penuh mencapai sekitar (2 km 2 dengan volume genangan (4(,24$ juta m . Luas genangan pada elevasi ;24,!0 m mencapai sekitar (2,!0 km 2. -edangkan luas genangan pada elevasi ;2! m 'operasi penuh* mencapai (2,)( km 2 dengan volume genangan mencapai (%$,"2 juta m .
°
°
°
2
5ambar ( aerah tangkapan air Waduk Mrica Tabel ( &ata teknis *aduk Mrica
) o 1 # / 0 2 1$
&ata Teknis Ketinggian Ele3asi muka air rendah Ele3asi muka air penuh Ele3asi muka air banjir 4uas genangan pada ele3asi 5#-, m 4uas genangan pada ele3asi 5#1,$ m 6olume tampungan 1ead +torage 6olume seluruh 6olume efektif
Keterangan 5 #,$$$ 5 ##-,$$ 5 #1,$$$ 5 #-,$$ 7 1#,$$ km# 7 ,$$$ # km 7 1-1,#-0 juta m 7 11$,$$$ juta m 7 1/,$$$ juta m 7 -0,$$$
m m m m
3
juta m
KARAKTERISTIK WADUK MRICA
Karakteristik waduk dapat diamati dari hubungan antara ele3asi muka air waduk dengan 3olume tampungan% air waduk dan hubungan antara ele3asi air waduk dengan luas permukaan air waduk. "ecara sederhana berikut ini diberikan gambaran hubungan antara ele3asi muka air waduk dengan luas serta dengan 3olume *aduk Mrica untuk tahun 2, 2#, 2, 2- dan #$$#.
8ambar # Karakteristik *aduk Mrica sampai tahun #$$#
4
ANALISIS UMUR FUNGSI WADUK MRICA
9mur fungsi waduk dide:nisikan sebagai masa manfaat waduk dalam menjalankan fungsinya sesuai dengan tujuan pembuatan waduk. ;atas umur fungsi waduk ditentukan apabila sedimen yang masuk waduk mencapai ele3asi kapasitas tampungan
cara yaitu cara statistik regresi% dan cara angkutan sedimen dengan mengacu data hasil echosounding sebagai pembanding. &ata echosounding yang digunakan merupakan hasil pengukuran yang dilakukan oleh PT 9ni >ndonesia Power 9;P Mrica sampai tahun #$$/. 'nalisis pertama dilakukan menggunakan metode statistik regresi% untuk dua persamaan berbeda menggunakan data tahun 122(#$$/ sebagaimana tertera dalam Tabel #. "uatu persamaan dengan prosedur curve 3tting dapat diturunkan dengan umur fungsi waduk sebagai absis dan 3olume sedimen waduk sebagai ordinat. ?asil analisis curve 3tting dua persamaan untuk prediksi umur fungsi waduk dapat dilihat pada 8ambar dan 8ambar - di bawah ini. Tabel # Perkembangan 3olume sedimen *aduk Mrica 6olume Tahu "edimen juta n m% 122 .-$ 122$ /.$$ 1221 1#.$ 122# 1/.$$ 122 #$.1$ 122 #.$ 122 #.$ 122/ .1$ 5
1220 122 1222 #$$$ #$$1 #$$# #$$#$$ #$$/
.$ -1.$ -.$ #.$$ /.#$ 2.$ /0.1$ 01.0$ 0.$$
"umber @ PT. >ndonesia Power, #$$
8ambar 4urve 3tting menggunakan regresi linier
6
8ambar - 4urve 3tting menggunakan regresi polynomial orde 2 &ari 8ambar di atas dapat dilihat, kedua persamaan memiliki nilai koe:sien yang sama. "ecara matematis, kedua kur3a dianggap baik untuk analisis mengingat koe:sien korelasinya < 2% mendekati nilai 1. )amun untuk menyimpulkan kur3a mana yang paling baik, perlu dilihat hasil prediksinya. 'pakah kedua kur3a tersebut memberikan hasil yang sama atau tidak. Kur3a yang paling mendekati data asli yang nantinya dianggap paling layak. ?asil prediksi kedua kur3a dapat dilihat pada Tabel di bawah ini dengan A adalah tahun dan y adalah sedimen dalam juta m .
Tabel Prediksi umur fungsi *aduk Mrica dengan metode regresi Persamaan Prediksi 4inier y = 4.3601!1.14"4 Polynomial orde # # = !0.00612$4.4%&3! 1.&324
Prediksi akhir umur fungsi
6olume sedimen akhir umur fungsi
#$1-
((2.2(4
Kapasita s 1ead +torage
11$ #$1-
((0.$02
'nalisis kedua dilakukan dengan cara angkutan sedimen. "edimen yang terangkut ke waduk melalui alur sungai sebagian besar akan terendapkan di waduk, dan hanya sebagian kecil yang keluar melewati waduk. 9ntuk mengetahui atau menentukan 3olume sedimen yang mengendap, perlu memperhatikan hal(hal seperti trap eiciency dari waduk, berat jenis spesi:k dari endapan sedimen dan 3olume sedimen yang mengendap dalam waduk. Trap eiciency dide:nisikan sebagai perbandingan antara besarnya sedimen yang mengendap dalam waduk dengan aliran sedimen yang masuk ke waduk. Trap eiciency sangat dipengaruhi oleh ukuran dan bentuk partikel sedimen serta besar aliran yang masuk waduk. Metode yang biasa digunakan adalah dengan metode B'()* 12%. ;erat jenis endapan sangat dipengaruhi oleh cara 7
operasi waduk, tekstur dan ukuran partikel sedimen, tingkat pemadatan atau konsolidasi dan faktor lain seperti rapat massa dan kemiringan sungai. "edimen yang terangkut ke waduk selanjutnya akan membentuk distribusi endapan sedimen. &istribusi ini sangat dipengaruhi oleh cara bagaimana waduk dioperasikan, tekstur dan ukuran partikel sedimen, bentuk waduk dan 3olume sedimen yang diendapkan. &ari keempat faktor tersebut, faktor bentuk waduk sering dipilih sebagai kriteria utama dalam penentuan distribusi. ;entuk waduk ditentukan berdasarkan hubungan antara kedalaman air waduk dengan kapasitas waduk parameter +%. )ilai + dide:nisikan sebagai kemiringan slope% dari garis yang diperoleh dari plot data antara data kedalaman dengan data kapasitas waduk pada kertas logaritmik. Tabel - Klasi:kasi waduk berdasarkan nilai m Tipe waduk > >> >>> >6
Klasi:kasi
m
Lake 5lood plain oothill /ill normlly
, B -,$ #, B , 1, B #, (
6olume sedimen yang mengendap dalam waduk meliputi sedimen suspensi dan muatan dasar yang melalui alur sungai dan 3olume sedimen yang langsung masuk ke waduk melalui genangan waduk "udjarwadi, 122%. 9ntuk menghitung 3olume sedimen suspensi yang masuk ke waduk digunakan rumus sebagai berikut @ Q s
=
aQwb .......................................................................
..........................1 dengan, =s C debit sedimen suspensi tonDhari% =w C debit aliran sungai m Ddt% a,b C konstanta tergantung data pengukuran lapangan% 9ntuk memudahkan dalam analisis, pada tulisan ini perhitungan angkutan sedimen yang masuk ke *aduk Mrica memperhitungkan sungai(sungai yang dianggap memberi konstribusi sedimen yaitu "ungai "erayu ?ulu dan Merawu. 6olume air dan angkutan sedimen yang masuk ke *aduk Mrica per tahun dapat dilihat pada Tabel berikut. Tabel 6olume air dan angkutan sedimen yang masuk *aduk Mrica 8
)ama "ungai "erayu ?ulu Merawu lainnya !umlah
6olume 'ir 1$/ mDth% 1.$#,$ /$#,$/ 1,1.2##,2
'ngkutan "edimen tonDth% #1-.---,$01/.-0,-# 1#./-,$$ 2-.#-,-/
"umber @ "udjarwadi, 122 !umlah angkutan sedimen suspensi yang masuk ke waduk tidak semua mengendap, ada sebagian yang akan keluar melalui turbin, pelimpah dan bangunan pengambilan. 9ntuk itu, dengan mengacu 8ra:k ;rune, untuk nilai perbandingan kapasitas waduk dengan aliran air yang masuk waduk rata(rata pertahun sama dengan $,$0 "udjarwadi, 122%, maka diperoleh trap eiciency $,. 'rtinya atau sebesar $1.22,02 ton jumlah angkutan sedimen suspensi yang masuk waduk akan mengendap. Kondisi sungai dan jenis material dasar *aduk Mrica bersifat spesi:k yaitu mempunyai karakteristik seperti sungai daerah pegunungan dengan jenis material dasar relatif halus. 9mumnya untuk sungai di daerah pegunungan material dasarnya bersifat kasar dan sungai di daerah landai yang memiliki material dasar halus. +leh karena itu untuk memprediksi besar angkutan sedimen perlu digunakan tabel yang memberi perkiraan angkutan dasar berdasarkan prosentase hasil hitungan angkutan sedimen suspensi yang masuk waduk. Tabel / Prosentase muatan dasar terhadap muatan suspensi total Konsentrasi sedimen suspensi mgDltr% F 1$$$ 1$$$ ( 0$$
!enis bahan dasar sungai Pasir Pasir
Tekstur dari material suspensi #$ B $ pasir #$ ( $ pasir
Prosentase muatan dasar terhadap muatan suspensi total # B 1$ 1$ B
Mengacu "udjarwadi 122%, konsentrasi sedimen suspensi untuk "ungai "erayu adalah 10,02 mgDltr F 1$$$ mgDltr%, Merawu 11,#- mgDltr G 1$$$ mgDltr% dan 4umajang adalah /$,$- mgDltr F 1$$$ mgDltr%. &engan mempertimbangkan kondisi sungai(sungai di lokasi mempunyai karakteristik aliran deras dengan material dasar sungai relatif halus, maka batas prosentase muatan dasar yang digunakan adalah batas atas yaitu 1$ untuk konsentrasi F 1$$$ 9
mgDltr dan untuk konsentrasi G 1$$$ mgDltr. &engan demikian angkutan sedimen total yang mengendap di waduk menjadi 1.2.02, yang berasal dari angkutan sedimen suspensi $1.22,02 ton dan angkutan dasar 21.,// ton. Tabel 0 'ngkutan dasar bed load% ke *aduk Mrica )ama sungai "erayu ?ulu Merawu lainnya
'ngkutan dasar tonDth% #1.///,$/ #$.0,$ 1.2/-,$
!umlah Total angkutan sedimen
Keterangan 1$ H #1-.---,$ H 01/.-0,-# 1$ H 1#./-,$$ 21.,// 1.2.02,-
Mengacu I6 *idha konsultan dan Puslitbang Pengairan, berat jenis sedimen adalah $,0# tonDm. &engan demikian 3olume sedimen yang mengendap tiap tahun adalah 1.2.#-2 m atau mendekati # juta m tiap tahun. ?asil ini jauh lebih kecil dari hasil echosounding yang besarnya mencapai ,2 juta m tiap tahun PT 9ni >ndonesia Power, #$$/%. Perbedaan hasil ini bisa saja dipengaruhi oleh panjang data yang pendek sehingga perubahan debit sedimen setiap tahun tidak diketahui. 6ariasi debit sedimen dari tahun ke tahun umumnya sangat besar dan bisa mencapai $$ "udjarwadi, 122%. ?al lain yang mempengaruhi adalah diskritisasi waktu untuk hitungan bulanan kemungkinan terlalu panjang. +leh karena itu, hitungan di atas perlu dilakukan koreksi. Menurut "udjarwadi 122% perbedaan hitungan berdasar debit harian dan debit seperempat jam(an berbeda $ dengan hasil hitungan berdasar Jt 1 menit. 'pabila perbedaan hasil hitungan antara inter3al waktu bulanan dan harian dianggap juga $ , maka hasil hitungan suplai sedimen ke waduk sebesar # juta mDtahun harus dikoreksi menjadi 1,%1,%#,$% C , juta mDtahun. "eandainya endapan sebesar , juta mDtahun yang digunakan untuk analisis umur fungsi waduk, maka untuk perkiraan umur fungsi waduk berdasar tampungan mati dead storage% menjadi 11$,$$%D $,%D,% C ,#2 tahun. 'rtinya untuk memenuhi dead storage *aduk Mrica dibutuhkan waktu selama ,#2 tahun dari operasi awal. 'ngka ini nampaknya terlalu optimistis jika dibandingkan dengan hasil echosounding yang hanya #0 tahun perkiraannya. PEMBAHASAN
Perlu disadari bahwa pemanfaatan waduk pada umumnya tidak terasakan oleh masyarakat di daerah tangkapan air waduk tersebut, 10
tetapi sangat diperlukan dan dimanfaatkan oleh ekosistem diluar daerah tangkapan waduk. Misalnya, air irigasi yang disediakan oleh waduk dimanfaatkan atau dirasakan oleh masyarakat di luar ekosistem daerah tangkapan waduk. "ebaliknya yang harus menanggung beban kelestarian sumber air dan pencegahan erosi adalah di ekosistem daerah tangkapan waduk itu sendiri. &i sisi lain setiap perubahan yang terjadi pada ekosistem daerah tangkapan waduk akan dirasakan oleh masyarakat di bawahnya, seperti banjir dan erosi serta berkurangnya kemampuan waduk. +leh karena itu dapat dipahami, bahwa kepedulian masyarakat "ub &'" di atas *aduk Mrica nampaknya kurang. Persoalan sebagaimana disebutkan diatas menyebabkan tingginya aliran sedimen yang masuk *aduk Mrica dan mempengaruhi umur fungsi waduk. ;erdasarkan Tabel # dan dengan analisis regresi sederhana serta analisis angkutan sedimen, prediksi umur fungsi rencana waduk yang sudah dirancang sebelumnya selama / tahun "uroso, #$$0% dipastikan tidak dapat terpenuhi akibat sedimen yang terus meningkat. ?asil prediksi umur fungsi *aduk Mrica dapat dilihat pada Tabel . Tabel Prediksi umur fungsi *aduk Mrica !enis analisis
4urve 3tting linier 4urve 5itting -olynomial 'ngkutan sedimen echosounding
Prediksi umur fungsi th% #.$$ #.$$ .#2 #0.-
9mur fungsi rencana th%
/
"umber @ hasil analisis KEMUNGKINAN UPA#A PENGURANGAN LAJU EROSI
8una mengatasi sedimentasi yang tinggi di *aduk Mrica, yang perlu dilakukan adalah mengurangi laju erosi lahan yang terjadi di daerah tangkapan air waduk tersebut. 9paya mengurangi laju erosi dapat dianggap sebagai upaya untuk mengelola kemampuan potensial butiran hujan melalui energi kinetiknya dan gradien hidraulik di permukaan tanah agar penghantaran tanah oleh massa air dapat dikurangi atau dicegah. +leh karena itu perlu pemberdayaan masyarakat di sekitar daerah tangkapan air agar proses peningkatan erosi dapat dikurangi tanpa mengurangi produkti3itas lahan yang ada. Proses perpindahan sedimen secara alami sangat dipengaruhi oleh kondisi siklus hidrologi. 'da dua pemahaman fenomena siklus 11
hidrologi yaitu pandangan kuno dan modern Mays, 122/%. Menurut konsep kuno, kondisi siklus hidrologis merupakan sesuatu yang secara alami terbangun atau given. "edang konsep modern menyatakan bahwa akti3itas manusia sangat berpengaruh terhadap kondisi siklus hidrologis.
Atmoser
+ermukaan 7umi
Manusia
+ermukaan 7umi
Manusia
'a* -andangan 6uno
Atmoser Proses-proses alam
Proses-proses anthropogenic
'b* -andangan Modern 8ambar Peran manusia terhadap proses hidrologi Mays, 122/% ;erdasarkan 8ambar b%, proses sedimentasi akan sangat dipengaruhi oleh akti3itas manusia dalam memanfaatkan sistem lahan dan sistem alur. >ntensitas dampak negatif dari sedimen sangat tergantung pada kondisi kemiringan lahan, struktur tanah serta kondisi hidrologis suatu kawasan. +leh karena itu upaya meminimalkan laju erosi lahan perlu dilakukan secara terus menerus. Kondisi perkembangan peningkatan sedimen yang masuk ke *aduk Mrica akibat pengaruh intensitas tekanan manusia terhadap lahan dapat dilihat pada 8ambar /.
12
8ambar / Penampang memanjang perkembangan peningkatan sedimentasi *aduk Mrica Pemberdayaan masyarakat menurut 4ouis 8. *hite, 12 dalam 4egono, dkk, #$$0, diterjemahkan sebagai suatu proses pemberian kekuasaan pada masyarakat untuk tujuan kesadaran, dimana masyarakat memiliki kemampuan dalam menyelesaikan persoalan yang dihadapi. Persoalan yang dimaksud dalam hal ini adalah berkaitan dengan tingginya erosi di daerah tangkapan *aduk Mrica. Masyarakat diharapkan mengenal terhadap lingkungan tersebut, sebab hal ini berhubungan dengan mata pencaharian. &engan demikian masyarakat akan dapat memahami, bahwa jika daerah tangkapan waduk mengalami kerusakan akan mengganggu mata pencaharian mereka akibat erosi ynag tinggi disamping akan berpengaruh terhadap waduk. +leh karena itu perlu memberikan pemahaman kepada masyarakat akan pentingnya kelestarian lingkungan dan melakukan upaya penekanan laju erosi tanpa menghilangkan faktor ekonomi dan sosial budaya masyarakat setempat. ;erkaitan dengan pemberdayaan masyarakat ini, perlu dibangun dua hal 4egono, dkk, #$$0%. Pertama, masyarakat tidak akan merusak atau menjadi penyebab tingginya erosi melalui akti3itas mata pencahariannya dan kedua, masyarakt dapat menjdi ujung tombak dalam memperlambat laju erosi yang berakibat terhadap tingginya sedimentasi *aduk Mrica. &engan demikian masyarakat perlu dikenalkan berbagai teknologi sederhana dalam akti3itas penggunaan lahan yang dapat memperlambat laju erosi dan sedimentasi pada daerah tangkapan *aduk Mrica.
13
DAFTAR PUSTAKA
&armono, #$$1, Tinjauan 7eberapa 8umus untuk +edimentasi Waduk -7 +oedirman, Tesis, 98M
/itungan
&joko Marsono, #$$, -enyusunan 9rand 1esign 8encana Tindak -enataan dan -emulihan 6awasan 1ieng '8T--61*, Kerjasama Pusat "tudi 'groekologi 98M dengan ;P &'" "erayu(+pak( Progo !amartin "ihite, #$$1, :valuasi 1ampak :rosi Tanah Model -endekatan :konomi Lingkungan 1alam -erlindungan 1as 0 6asus +ub;1as 7esai < 1as Tulang 7awang, Lampung, >nstitut Pertanian ;ogor 4egono, &., dkk, #$$0, Model +osio;:ko;/idraulik -engelolaan Laguna +egara Anakan +ecara 7erkelanjutan, "emarang Mays, 4., *., 122/, Water 8esources /and 7ook, Mc 8raw(?ill ;ook Iompany, )ew ork >y , 4aporan Tahunan Penelitian ?>;'? PEKE, 9nsud Purwokerto
14
