KAP KA PASI ASIT TAS DA DAM/W M/WAD ADUK UK Prof Dr Dr.. Ir. Ir. M. Syahril Syahril B. K.
PROSEDUR •
•
•
•
Kebutuhan Air bagi pengembangan wilayah setempat dan sekitarnya- Tata Ruang (BAPPEDA dan BAPPENAS) Potensi Sumberdaya Air Optimasi Neraca Air (Pola dan Rencana) Optimasi Waduk/Dam
PROSEDUR KEBUTUHAN AIR Pengembangan wilayah : Tata Ruang Lapisan Batas Tiupan Angin
Kondensasi
•
Presipitasi Evapo-transpirasi
Presipitasi
Evaporasi •
Intersepsi Bendungan
Pemukiman
•
Vegetasi
Aliran Permukaan
Industri
Sungai Pertanian Irigasi
Aliran Permukaan
Laut
Pemukiman/Domestik (Minum dll) Populasi x standar kebutuhan/orang (100-200 l/hari/orang) Industri xx l/hari/produktifitas Pertanian/perkebunan yy l/det/ha per komoditas tanaman
Infiltrasi •
Aliran Bawah Bawah Permukaan Permukaan Perkolasi
Air Tanah Dalam
•
Wisata zz m3/aktifitas/tahun Konservasi kk m3/det/day/baku mutu
PROSEDUR POTENSI SUMBER DAYA AIR Potensi Sumberdaya Air : Studi Identifikasi •
•
Analisis Hujan Efektif : Hujan-Evapotranspirasi Analisis Debit Andalan River Runof : •
•
•
Analisis Debit Andalan (regulated): •
•
•
Rainfall -Run Of debit harian model tampungan : Nreca, Sacramento dll Debit andalan : ploting weibull Rainfall -Run Of debit (monhtly) model tampungan : Nreca, Sacramento dll Debit andalan : optiimized distribution of annual/monthly volumel
Field investigation spring water (sumber air tanah)
PROSEDUR OPTIMASI NERACA AIR Pola Optimasi Neraca Air Dalam Pengelolaan Sumber Daya Air
Pola dan Rencana SDA Rencana Pengelolaan SDA Wilayah Sungai Rencana Konservasi SDA Rencana Pengendalian Daya Rusak Air Rencana Pendayagunaan SDA Rencana Pengembangan SDA, dan Rencana-rencana lainnya Rencana Alokasi Air (tahunan)
•
•
Alokasi Air Tepat Waktu (tengah-bulanan)
Pengukuran Status Sistem: Debit Sungai Muka Air Waduk Pola Tata Tanam Penggunaan Air
Peramalan: - Debit Sungai - Kondisi Tanaman - Kebutuhan Air
•
•
Pelaksanaan Alokasi Air - Pengaturan Pintu Air - Oleh para Juru di Lapangan
Perencanaan Alokasi Air: - Musyawarah - Pengalaman - Model Alokasi Air
Prioritas aktifitas daerah : Domestik, Pangan Utama, Enerji dan Industri Strategis Kelayakan pengembangan : Teknis dan Biaya PolSEK (Politis, Sosial, Ekonomi dan Konservasi) mendomnasiUU, PP, KepMen dan PERDA Semua DAS dalam wilayah : Balai Besar Wilayah Sungai PU dan daerah
PROSEDUR OPTIMASI NERACA AIR · · ·
Undang-undang/ Peraturan
UU, KEPMEN & PERATURAN Sumberdaya Air Perdagangan Otonomi Daerah
•
KONDISI SAAT INI
· ·
PENGAMBILAN DATA Data Sekunder Hasil Studi Sebelumnya
PROYEKSI KEBUTUHAN MASA DEPAN
•
•
·
· · ·
·
ANALISIS DATA Potensi Pengembangan Agrobisnis Potensi Produksi Tani Sosial-Ekonomi Kelayakan Pengembangan Agropolitan Dampak Pengembangan Agropolitan
KONSULTASI DENGAN PEMBINA & NARASUMBER
•
•
UU SDA no 7 2004 UU Lingkungan Hidup Otonomi Tata Ruang dlsb
KAPASITAS WADUK/DAM
KAPASITAS WADUK/DAM •
Fungsi layanan • •
•
Potensi air pada daerah tangkapan air • • •
•
Lokasi dam Hujan efektif : hujan-evaotranspirasi Luas daerah tangkapan air di hulu dam
Potensi volume tampungan efektif di hulu dam • • • • •
•
Jenis Kapasitas
Hidrotopografi Lokasi dan Tinggi dam Laju sedimentasi Evaporasi Rembesan
Operasional Waduk •
Efisiensi sistem pengelolaan dan suplai air
3/14/2014
KAPASITAS DAM/WADUK
B-1 A-1
B-2
Risk Assessment
Capability
B-3 Solution Engineering, Institutionalization
Optimasi: Kelayakan Fungsi Layanan
Problems
•
•
•
B-7 A-2
Previous Study
Evaluation/Optimization
C Recommendation Rec & redev Program Funding scheme Institution etc
•
•
•
•
A-3
Existing Investigation
B-4 Physical condition Topography, Batimetryi Geotechcnic etc
B-5 Infrastructures Dam, Spillway, Penstok etc
B-6 Social Economy Demography, field of work etc
B-7
Others Culture, Politics etc
Fungsi utama dan sekunder Air domestik Irigasi Enerji Industri lainnya Wisata Konservasi kk m3/det/day/baku mutu
FUNGSI DAM/WADUK •
Fungsi Utama • •
•
Pemanfaatan air • •
• • •
•
Pemanfaatan air bagi aktifitas kehidupan manusia Pengendalian air agar tidak terjadi bencana Upaya : Optimasi penggunaan sumber air Wujud : Pengambilan dan Distribusi Air (permukaan dan atau air tanah) Parameter : Kebutuhan, Debit Andalan, Prioritas dan Kelayakan Indikator Kinerja : Reliabilitas sistem dan Output/Outcome Permasalahan : Disparitas pembangunan, Carrying capacity dan Perubahan iklim.
Pengendalian air • • • • •
Upaya : Disaster management Wujud : Drainase, Pengendalian banjir, Perlindungan dan Konservasi Parameter : Resiko, Prioritas dan Kelayakan Indikator Kinerja : Reliabilitas sistem dan Lost reduction Permasalahan : Disparitas pembangunan, Inconsitency land use, Keterbatasan dana dan Perubahan iklim.
3/14/2014
FUNGSI DAM/WADUK •
Fungsi, wujud dan karakteristik •
• •
•
Menunjang sistem pengelolaan sda agar dapat berfungsi sesuai rencana Soft dan hardware Site specific
Pemanfaatan air • •
Air minum, Irigasi, Enerji, Industri dan Konservasi Pengambilan air permukaan • •
•
Sungai dan atau waduk Pintu, Kincir, Pompa, Saluran (terbuka/tertutup), Bendung & Bendungan
Pengambilan air tanah • •
3/14/2014
Mata Air, Sumur dan Artesis Pompa, Saluran (terbuka/tertutup), Bendung & Bendungan
FUNGSI DAM/WADUK •
Pengendalian air •
Drainase : lahan dan perkotaan • •
•
Pengendalian banjir : •
•
•
Hujan/banjir DAS mencakup wilayah lebih luas, flashflood/kriman. pintu, tanggul, flood plain, polder, waduk dll
Perlindungan : • • •
•
Hujan/banjir setempat sesuai catchment area Saluran, pintu, pompa, tampungan
gerusan, sedimentasi, benturan dan longsor Fleksibel/rigid Pola aliran, struktur pelindung
Konservasi : • •
3/14/2014
Hutan lindung, kekeringan dll rembesan, retensi/tampungan
Contoh Studi Kasus
Studi Lokasi •
Beh-1 HEPP Project berlokasi di Sungai Beh, Desa Lunyuk, Pulau Sumbawa, NTB.
•
P. Lombok
P. Sumbawa
Luas total DAS Beh mencapai 2.255 km2 dengan bagian hulu berupa pegunungan dengan ketinggian sekitar 1500m Elevasi (m) +2000 m
+1000 m
+0 m
DAS Beh
Studi Lokasi Dodokan
Putih
Rea
Rhee
Pulau Mojo
Hoddo
Parado
Banggo
Sari
Luas DAS Beh: 2.255 km2
Bendung Pelara
Jelateng
Menanga
Bendung Pelara: Luas Daerah Tangkapan Luas Daerah Irigasi Lebar Bendung Tinggi Bendung
Jereweh
Beh
Moyo Hulu
Ampang
Bako
= 1.305 km2 = 2.228 ha = 208 m =7m
Sumber: Dirjen Sumber Daya Air Departemen PU Sumber: google earth
Sumber: wika.co.id
Baka
Rimba
Studi Potensi Air
DATA DEBIT SUNGAI
S.Sekayam-Kembayan
Pengamatan Muka Air Sungai Data Debit Pengukuran (Data Sekunder) – Jumlah stasiun pengukuran debit relatif sedikit dan letaknya tidak tersebar merata – Data debit pengukuran dapat digunakan bagi kalibrasi perhitungan debit sintetis
No. 3- 43- 2-14
Tahun 2004
Induk Sungai Data Geografi Lokasi
: S.Kapuas : 00 33 14 LU 110 25 16 BT : Prop.Kalbar,Kab.Sanggau,Kec.Kembayan,Ds.Kembayan dari Pontianak ke Kembayan dengan bis umum +/- 6 jam terus jaln kaki +/- 2 km sampai ke lokasi. Luas Daerah Pengaliran : 2290 KM2 ; ELEVASI PDA :+ 50.00 M Keterangan mengenai Pos Duga Air Didirikan : Tanggal 00-03-1985 oleh PHBD Periode Pencatatan : Tanggal 00-03-1985 sampai dengan 31/12/2004 Jenis Alat : Pesawat Otomatik Mingguan Ringkasan Data Aliran Ekstrim Aliran Terbesar : M.A. = Aliran Terkecil : M.A. = .99( +.00) M ; Q = 22.45 M3/DET ; TGL 1- 9-2004 Aliran Ekstrim yang Per nah Terjadi sa mpai dengan Ta hun Ini Aliran Terbesar : M.A. = 10.10( +.00) M ; Q =3254.10 M3/DET ; TGL 1- 1-1995 Aliran Terkecil : M.A. = .65( +.00) M ; Q = 12.90 M3/DET ; TGL 13- 9-1997 Penentuan Besarnya Alir : Besarnya Aliran ditentukan berdasarkan Metode Hymos Manning dengan Q = 3.509(H + 0.930)**2.845 yang dibuat menurut data pengukuran aliran dari tahun 1990 s/d tahun 1998. Pengukuran Tahun 2004 tidak digunakan. Catatan : Pengukuran aliran masih kurang terutama untuk muka air tinggi, air tertinggi yang pernah diukur pada 2.40 m dengan Q = 116.0 m3/det Tanggal 20/05/1991. Pelaksana : Balai Hidrologi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air
•
Tabel Besarnya Aliran Harian (m 3/det) Tanggal
Jan
Peb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Ags
Sep
Okt
Nop
Des
1 2 3 4 5
431.5 282.9 206.5 169.1 187
320.4 311.9 447.9 638.2 403.3
90.43 88.34 69.31 71.89 98.37
101.5 103.9 80.58 78.73 372.2
290.5 311.9 399.2 341.7 241.1
92.13 86.55 71.34 58.46 53.85
23.5 50.54 52.39 50.36 62.93
98.54 86.92 74.61 76.76 43.44
33.36 138 102.4 49.29 40.06
217.9 384 171.4 119.6 114.3
51.38 52.22 58.66 57.87 59.67
198.3 253.2 130 100.5 159.2
6 7 8 9 10
222.5 247.7 367.9 496.1 524.9
308.3 272.7 206.3 175.4 176.5
107 126.7 140.3 347.2 412.2
565.5 479.8 387.3 389.1 294.6
164.4 379.4 716.4 825.6 418.3
48.95 51.3 44.39 46.83 54.39
86.94 106.2 73.55 104.2 136.1
50.05 41.31 40.55 34.87 32.22
42.47 78.7 56.16 83.57 226.5
80.46 61.14 49.37 55.08 80.62
93.49 166.2 147.5 132.7 133.9
224.8 298 418.6 180.4 126.8
11 12 13 14 15
798.1 548.7 299.1 290 145.4
228 164.6 118.2 99.6 112.7
477.6 570.9 392.4 299.4 297.2
203.5 167.6 169 204.5 375.5
189.3 149.1 171.7 119.6 92.69
61.38 52.39 44.66 36.47 33.09
72.99 61.6 94.34 92.59 128.1
30.86 29.68 28.25 27.85 27.24
375.6 230.9 177.7 400.6 186.8
122.7 134.1 117.4 121.5 90.78
196.2 234.9 124.2 257.1 387.2
119.6 134.4 130.9 164.1 566.7
16 17 18 19 20
113.7 194.4 316.3 261.1 691.8
278.8 575.2 387.8 155.8 127.4
244.3 260.7 398.6 326.4 183.3
399.6 520.4 201.1 133.8 169.3
73.57 62.8 59.58 65.57 59.08
32.6 32.43 31.73 31.32 31.26
104.6 111.8 132.9 126.5 123
26.16 25.37 25.52 24.63 24.19
198.5 514.2 361.5 190.7 117.9
67.27 74.5 70.95 70.83 80.39
472.6 235.9 160.6 161.7 322.4
670.1 555.6 278.9 256.3 244.8
21 22 23 24 25
890.1 522.6 386.9 543.3 973.1
92.16 83.68 158 172.5 123.5
118 87.69 72.14 60.2 53.63
305.7 165 172.1 286.7 419.1
57.08 48.39 63.38 63.88 56.44
28.68 27.93 27.24 26.22 25.66
114.8 103.9 91.41 82.72 71.45
23.93 23.24 23.57 33.66 26.66
134.9 135.5 105.3 156.6 320.3
86.81 87.79 112.8 104.3 91.46
360.7 466.9 563.4 441.2 205.7
236.6 234.2 338.8 192.7 125.2
26 27 28 29 30
1323 1462 1541 1397 1060
166.6 159.1 130.7 111.3
43.03 40.24 55.36 123.6 138.4
212.1 134.7 145.5 336.9 227.6
50.19 47.91 46.21 46.67 57.53
25.01 24.39 23.98 23.56 22.45
48.06 52.3 69.46 81.42 60.28
25.68 26.37 24.74 24.61 23.89
146.5 192.4 333.7 327.5 208.8
87.11 90.26 72.58 66.53 55.86
125.4 111.9 104.9 116.9 200.5
217.7 457 230.8 130.5 133
31
771.1
65.41
23.37
Rata-rata
569.9 248.8 666.5 1526
231.3 101 253 579.4
190.7 83.29 223.1 510.8
260.1 113.6 294.4 674.2
186.4 81.38 218 499.2
41.69 18.2 47.19 108.1
85.04 37.14 99.47 227.8
36.41 15.9 42.59 97.52
206.8 90.3 234.1 536
245.9 107.4 287.7 658.7
Aliran/k m2 (l/det) Tinggi Aliran(mm) Met er Kubik(106 )
Data Tahunan: Rata-rata 195.5 Tinggi aliran 2700
117.7
108.3
m3 /det; Aliran km2 85.39 mm; Total aliran 6183
meter kubik (10 6).
52.86 188.9 82.48 213.8 489.6
103 44.97 120.5 275.8
116.6
Pengamatan Muka Air Sungai Kasus-1: Lokasi dipengaruhi pasang surut •
•
Tujuan pengamatan: Umumnya untuk mendapatkan konstanta pasang surut bagi perhitungan besaran elevasi muka air penting seperti tinggi (HWL), muka air rendah (LWL), dan muka air rata-rata (MSL) Lama pengamatan Umumnya 15 hari dengan pembacaan ketinggian air setiap satu jam
Usulan Pengamatan Muka Air Sungai Kasus-2: Sungai yang tidak dipengaruhi pasang surut •
•
Tujuan pengamatan: Umumnya untuk mendapatkan rating curve dan hidrograf debit sungai Lama pengamatan Pengamatan muka air cukup dilakukan tiga kali sehari pada saat tidak terjadi hujan, setiap satu jam pada saat terjadi hujan (jika memungkinkan), dengan lama pengamatan selama 30 hari.
Prediksi debit bulanan (debit sintetis)
Hujan terdistribusi tidak merata baik dari waktu maupun lokasi. Data hujan dari beberapa stasiun pengamatan diperlukan untuk mendapatkan prediksi debit yang menggambarkan kondisi lokasi
Prediksi debit bulanan (debit sintetis) •
•
Prediksi debit bulanan dilakukan menggunakan model matematik seperti model rainfall-runoff NRECA, Sacramento, dll. Input model rainfall –runoff adalah data klimatologi (hujan bulanan, temperatur, dll), luas DAS, jenis tanah/tata guna lahan, dan beberapa parameter tampungan air dalam tanah Precipitation
Actual Evapo-tranpiration
Moisture Storage
Excess Moisture
Direct Flow
Recharge to Groundwater
Groundwater Storage
Groundwater Flow
Total Discharge
Prediksi debit bulanan (debit sintetis)
Dengan menggunakan data/hasil prediksi time series debit bulanan selama >10 tahun, dapat disusun Debit Andalan untuk tiap bulan
Studi Tata Letak
Potensi tinggi dan volume tampungan dam
SKALA 0
1
2 km
Dengan menggunakan data topografi, bathimetri sungai, dan alternatif lokasi tubuh dam, dapat disusun rencana elevasi muka air, volume, dan luas permukaan air dam. Pengurangan volume dam akibat sedimentasi juga perlu
Studi Kebutuhan Bangunan Air dan Basic Design
Tipikal Bangunan Air
Setelah lokasi dan tata letak dam ditentukan, dapa disusun basic design bangunan air
ANALISIS DEBIT ANDALAN
PARAMETER Curah hujan harian untuk river runoff Curah hujan bulanan untuk tampungan (waduk, embung/situ) Berbasis hujan efektif = hujan- evapotranspirasi Basis penetapan kurva durasi -> Ploting Weibul Probabilitas
•
•
•
•
•
•
•
•
Irigasi 80 % Domestik 90 % Enerji : optimasi throughput (produksi enerji /tahun)
URUTAN/TAHAPAN RIVER-RUNOFF Basis data : debit hasil pengamatan (observasi) : •
Debit harian andalan berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan ploting (mis weibull)
Basis data hujan dan klimatologi : •
•
•
Evapotranspirasi harian dan Hujan harian efektif Debit sintesis debit bangkitan hujan efektif melalui model tampungan Debit andalan debit sintesis berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan dengan ploting (mis weibull)
URUTAN/TAHAPAN TAMPUNGAN Basis data : debit hasil pengamatan (observasi) : •
Debit harian andalan berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan ploting (mis weibull)
Basis data hujan dan klimatologi : •
•
•
Evapotranspirasi harian dan Hujan harian efektif Debit sintesis debit bangkitan hujan efektif melalui model tampungan Debit andalan debit sintesis berfrekuensi tersyaratkan dalam desain/perencanaan dengan ploting (mis weibull)
EVAPOTRANSPIRASI PARAMETER FISIK •
•
•
•
•
Radiasi Matahari •
Dominan
•
Bergantung letak geografis, ketinggian dan absorbsi lahan
Angin •
Dinamika gradasi suhu udara/atmosfir
•
Rotasi Bumi
radiasi
Kelembaban (humiditas) relatif •
Dinamika angin, suhu/tekanan udara
•
Sumber uap
Suhu (temperatur) •
Radiasi matahari
•
Lokasi geografi
Tumbuhan konsumen
matahari
EVAPOTRANSPIRASI METODE PERHITUNGAN Konsep Dasar : Water Budget
Alat Ukur Lysimeter
Metoda yang sering dipakai
EVAPOTRANSPIRASI METODE THORNTHWAITE
EVAPOTRANSPIRASI METODE BLANEY & CRIDDLE
EVAPOTRANSPIRASI METODE RADIASI
EVAPOTRANSPIRASI METODE PENMAN (MODIFIKASI)
EVAPOTRANSPIRASI METODE PENMAN (MODIFIKASI)
DEBIT ANDALAN •
•
•
•
Debit andalan dipakai sebagai debit rencana untuk memenuhi kebutuhan air dari suatu kegiatan seperti pertanian, air minum, pembangkit listrik tenaga air, industri dll. Debit andalan didefinisikan sebagai besarnya debit yang mempunyai peluang keberhasilan sesuai dengan probabilitasnya Metoda Analisis : Metoda plotting yang pada dasarnya analisis frekuensi berbasis skema interpolasi data debit yang besarannya sudah dikenal/diketahui •
Debit pengukuran tersedia : langsung plotting
•
Debit Pengukuran tidak tersedia : plotting debit sintetis
Debit Sintetis : debit bangkitan berdasarkan model korelasi rain fall-run off pada suatu tampungan contoh Nreca dan Sacramento
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA Precipitation
Actual Evapo-tranpiration
Moisture Storage
Excess Moisture
Direct Flow
Recharge to Groundwater
Groundwater Storage
Groundwater Flow
Total Discharge
Gambar 7.6 Skema konsep model NRECA
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA MENENTUKAN TAMPUNGAN KELENGASAN TANAH
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA MENENTUKAN TAMPUNGAN KELENGASAN TANAH
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS NRECA TOTAL RUN OFF •
Dengan diketahuinya besaran kedua tampungan tersebut, besarnya total Runoff pada model NRECA dapat diekspresikan dalam bentuk : QTOT = QDIR + QBASE
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO •
•
•
Model konseptual : National Weather Service Forecast Center di Sacramento, California, Amerika Serikat. DAS dibagi dalam beberapa komponen penting : zona atas, zona bawah, Perkolasi/Aliran air tanah, Aliran permukaan dan Evapotranspirasi Debit sungai, terdiri dari aliran dari areal kedap air aliran permukaan yang kedap air interflow base flow •
Skema konsep model Sacramento
Massa air dalam tampungan (zona atas, zona bawah, sungai dan atmosfir terkait satu sama lain melalui proses hujan, evapotranspirasi dan aliran (bawah tanah dan permukaan)
•
•
•
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO ET DEMAND
PRECIPITATION INPUT DIRECT ET
PERVIOUS AREA
IMPERVIOUS
RUNOFF
UPPER ZONE SURFACE RUNOFF
TENSION WATER ET
UZTWM FREE WATER
UZFWM
INTERFLOW
ET PERCOLATION ZPERC x REXP
TOTAL
ET
CHANNEL 1-PFREE
DISTRIBUTION
STREAM
FUNCTION
FLOW
FLOW
PFREE
LOWER ZONE
ET
FREE
FREE
TENSION WATER
P
S
LZTM
LZTM
LZTM
SUPLEMENTAL BASE FLOW
RSERV TOTAL BASE PRIMARY BASE FLOW
FLOW
SIDE
SUBSURFACE DISCHARGE
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO •
•
Lahan : 1. Imprevious : hujan langsung masuk ke dalam saluran. 2. Previous : Hujan meresap x % ke dalam tampungan yang dibagi menjadi: a. zona atas, yang menyatakan sistem permukaan catchment b. zona bawah, yang menyatakan sistem tampungan air tanah Zona Atas Zona atas tertekan : Volume hujan yang diperlukan mulai saat kering sampai kelembaban minimal intersepsi sehingga terjadi perkolasi yang akan mengisi zona bawah dan atau menjadi interflow ke saluran. Interflow terjadi hanya jika curah hujan melampaui laju perkolasi. Zona atas dianggap sebagai tampungan linear yang dikuras secara eksponensial. •
•
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
•
Zona Bawah tampungan air tertekan (tension water storage) Prinsipnya sama dengan zona atas namun lebih dalam Laju perkolasi dari zona atas ke zona bawah terjadi jika dipenuhi syarat PBASE yaitu kekurangan volume air agar zona bawah jenuh/penuh •
•
•
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
•
Aliran Air Tanah
Faktor drainase LZPK dan LZSK dapat ditentukan dengan mudah dari kurva resesi hidrograf, dengan menggambarkan pada kertas semi logaritmik, dan berdasarkan persamaan disamping
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO
•
•
•
•
Evapotranspirasi Terjadi di sungai, danau dan tumbuhan air. Evaporasi dari bagian lahan lainnya ditentukan oleh banyaknya air yang berada di zona tertekan. Jika ED adalah evapotranspirasi potensial dan E1 adalah evapotranspirasi aktual maka :
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO •
Parameter Sacramento
DEBIT ANDALAN ANALISIS DEBIT SINTESIS SACRAMENTO KALIBRASI DAN VERIFIKASI • •
•
•
•
Kalibrasi adalah proses memperkirakan parameter model. Untuk proses kalibrasi diperlukan data debit aliran permukaan dari DAS yang akan dicari besaran parameter model tersebut. Kalibrasi dilakukan sampai terjadi korelasi yang baik antara debit hasil model dan debit pengukuran, yaitu yang mendekati angka 1. Verifikasi, yaitu pemodelan aliran permukaan pada DAS yang akan dicari debit andalannya dengan menggunakan parameter model yang diperoleh pada proses kalibrasi. Pemodelan/prediksi debit sintesis dilakukan setelah verifikasi memberikan hasil yang memuaskan yaitu mendekati besarnya debit pengukuran.
SEDIMENTASI, UMUR DAN PRODUKTIFITAS ENERJI : WADUK JATIGEDE RE-ASSESSMENT OF PROJECT LI FETIME DUE TO SEDIMENT RISK
1. Temu wicara dengan staff pembangunan PLTA Jatigede, umur waduk diperkirakan sepanjang 30 tahun. 2. Wawancara staff Parakan Kondang, debit yang masuk ke PLTA parakan kondang adalah 18 m3/detik untuk 4 turbin. Terdapat sediment trap di intake sekitar bendung eretan berukuran 30 x 60 m2. Setiap 3 minggu sekali, sedimen yang terperangkap setinggi 3 m. Dalam setahun sedimen yang terperangkap sekitar 94 ribu m3 untuk debit rata-rata intake 9 m3/detik. Dengan model linear, debit rata-rata Sungai Cimanuk 66,4 m3/detik akan menghasilkan sekitar 700 ribu m3 sedimen di
SEDIMENT PRODUCTION •
•
Universal Soil Loss Equations (USLE) Parameters: 1)
2)
3)
4)
5)
Rainfall Factor Memperhitungkan soil loss akibat curah hujan, dimana parameter lainnya konstan. Nilai R untuk lokasi ini adalah 90. Soil Erodibilty Factor Ukuran ketahanan permukaan tanah terhadap erosi, jumlah tanah yang hilang per satuan rainfall factor R dari satuan petak. Bergantung pada jenis tanah. Slope-length and slope Gradient Factors Tingkat erosi akibat aliran air merupakan fungsi dari panjang lereng (L) dan kemiringan (S). Crop Management Factors Rasio dari soil loss akibat kombinasi vegetasi penutup lahan dan penggarapan tanah secara terus-menerus. Erosion control practice factor Rasio dari soil loss sebagai akibat langsung petak-petak lahan pertanian.
SOIL SURFACE
Excursion guide to the cimanuk delta complex, west Java www.unu.edu
Tanah di sekitar Jatigede terdiri dari alluvium dan volcanic
Land Coverage (2003)
Peta Penutupan Lahan Prop. Jabar Badan Planologi Kehutanan, Departemen Kehutanan
Land Coverage untuk menentukan C (crop management factor) dan P
SEDIMENT DATA Waktu
Besar 19/12/1998 14/12/1992 2/2/1993 8/2/1977 23/2/1977 -/3/1977
•
•
252 559 317 1580 255 1122
unit mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
Sumber Anwar, S, 2001 SMEC 1989 SMEC 1989 SMEC-IKA 1991 SMEC-IKA 1991 SMEC-IKA 1991
Musim Hujan Hujan Hujan Hujan Hujan Hujan
Jenis TSS TSS TSS Total Solid Total Solid Total Solid
Berdasarkan data SMEC-IKA 1991, (Total Suspended Solid) TSS diperkirakan sekitar 83 % dari Total Solid. 17% adalah dissolved solid yang berkemungkinan kecil untuk mengalami sedimentasi. Berdasarkan data sesaat ini, rata-rata TSS pada musim hujan adalah sebesar 0,7 kg/m3. Dengan rata-rata debit 66,4 m3/detik maka dalam setahun volume inflow air yang masuk ke rencana Waduk Jatigede adalah 2,1 miliar m3. Dengan mengasumsikan bahwa rata-rata TSS pada musim hujan ini terjadi sepanjang tahun, maka sedimen rate adalah 1,4 ton/tahun (1/3 soil loss). Dengan mengambil densitas yang sama, maka total suspended sedimen rate adalah 1,9 juta m3/tahun. Sedimen dasar diperkirakan 10 %, maka total sedimen rate (SR) adalah 2.1 juta m3/tahun. Sebagian proporsi dari nilai ini akan mengendap di Waduk Jatigede menjadi sedimen yield, dimana: SY = c x SR SDR x Soil Loss, c 1 Hasil pengujian TSS di LAB Lingkungan ITB mengkonfirmasikan bahwa sampel sedimen yang diambil oleh Tim pada Bulan Maret 2009 adalah 528 mg/l. Nilai ini berada dalam rentang data yang telah tersedia selama ini.
PROJECT LIFETIME •
Perhitungan umur waduk Jatigede didekati dengan persamaan berikut: Umur Waduk = (Volume dead storage soil loss lahan kritis dari studi geologi)/SY Dimana: –
• •
•
Volume dead storage = 102.6 juta m3 Lahan kritis = 11.5 juta m3
Secara praktis, dapat diambil 2 buah alternatif asumsi: 1. bahwa semua sediment rate mengendap di waduk Jatigede (tidak ada sedimen yang keluar dari outflow waduk) asumsi ekstrem 2. bahwa SDR hipotesis adalah benar. –
•
Alternatif 1 menunjukan bahwa umur waduk adalah 44 tahun, alternatif 2 menunjukan bahwa umur waduk adalah 71 tahun. Konsekuensi logis dari semua pernyataan, fakta, asumsi, dan data yang digunakannya adalah umur waduk rencana adalah lebih dari 44 tahun.
ASSESSMENT TERHADAP SUMBERDAYA AIR 200 180
•
Rata Rata
160
58-68
140
68-78 78-88
120 t i b e 100 D 80
88-98 94-04 •
60 40 20 0 0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
•
Probability
160 •
140 120
a t a R 100 a t a 80 R t i 60 b e D
Terdapat trend peningkatan kuantitas air yang signifikan di musim hujan Terdapat trend penurunan kuantitas air yang kurang signifikan di musim kemarau Terdapat trend peningkatan kuantitas air secara keseluruhan hipotesis penyebab utamanya : •
58-04 58-68 68-78
40
•
78-88 20
88-98
0 0
1
94-04 2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Peningkatan proporsi limpasan permukaan karena perubahan tata guna lahan. kemungkinan peningkatan hujan akibat perubahan iklim (belum dapat diketahui)
SKENARIO KETERSEDIAAN AIR •
Ketersediaan air bergantung dari skenario penilaian: 1. skenario moderat diambil dengan mengambil rata-rata dinamika hidrologi periode 1950-2000 an. 2. Skenario optimis diambil dengan mengambil rata-rata dinamika hidrologi periode terbaru (1990-2000 an). misalkan •
•
•
Berdasarkan dinamika hidrologi 1950-2000-an, debit rata-rata bulanan yang berpotensi menjadi inflow waduk Jatigede adalah 66,4 m3/detik. Berdasarkan dinamika hidrologi 1990-2000-an, debit rata-rata bulanan yang berpotensi menjadi inflow waduk Jatigede adalah 74,8 m3/detik.
Untuk menghindari resiko dan dengan adanya inisiasi upaya perbaikan lingkungan yang boleh jadi berlangsung pada masa layan waduk maka analisis ketersediaan air mengutamakan skenario moderat.
NET HEAD DAN PENGGESERAN LOKASI POWER HOUSE KE ARAH HILIR P(Qout)
El
av
Net Head av (m)
90%
252
165.5
95%
252
165.5
45%
256.5
70%
255
•
170 168.5
Analisis selanjutnya mengambil asumsi bahwa lokasi power stasiun sesuai dengan rencana awal. Penggeseran lokasi turbin ke arah hilir hanya bergantung dari parameter H (beda elevasi) antara lokasi awal dan lokasi setelah penggeseran dan net Head (Hnet). Sehingga persentase peningkatan througput bisa didekati dengan persamaan berikut. C = (1+ H/Hnet) x 100 (%)
•
•
Net Head design 170.5 m, diperoleh berdasarkan rated level el+257 m (Sumber, Jatigede Project Consolidation Study, Departemen PU-SMEC 1991). Berdasarkan model optimasi outflow Jatigede (sumber: review studi kelayakan Proyek PLTA Jatigede) diperoleh probailitas net head sbb tabel kiri. Penggeseran lokasi turbin ke arah hilir bisa meningkatkan net head. Berdasarkan topografi peningkatan ini bisa mencapai sekitar 25-50 m sehingga net head bisa meningkat sebesar 30 % Walaupun demikian feasibility penggeseran lokasi turbin ke arah hilir belum dapat dipastikan faktor non-teknisnya (tata guna lahan, kepemilikan lahan dll)
INFLOW – OUTFLOW SKENARIO MODERAT DENGAN PENGARUH RESERVOIR JATIGEDE 160 140 120 100
Inflow Moderat
t i b e 80 D
Outflow
60 40 20 0 0%
10%
20%
30%
40%
50% 60% Probability
Constrain: Jumlah Turbin : 2 unit
70%
80%
90%
100%
1. Jika turbin pertama beroperasi 90 % (Q=34 m3/det) maka turbin kedua kurang lebih dicapai sebanyak 45% (Qtot=68 m3/det). Througput: 670 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW), 2. Jika turbin pertama 95 %, (Q=27.5 m3/det) maka turbin kedua kurang lebih dicapai sebanyak 70%, Qtot=55 m3/det. Througput: 665 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 27.5 m3/det (est. 2 x 45 MW).
INFLOW – OUTFLOW, SKENARIO OPTIMIS DENGAN PENGARUH RESERVOIR JATIGEDE 160 140 120 100 Inflow Optimis
t i b e 80 D
Outflow Modified
60 40 20 0 0%
10%
20%
30%
40%
50% 60% Probability
Constrain: Jumlah Turbin : 2 unit
70%
80%
90%
100%
1. Jika turbin pertama beroperasi 90 % (Q=40 m3/det) maka turbin kedua beroperasi sekitar 40% (Qtot=80 m3/det). Througput : 760 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 40 m3/det (est. 2 x 65 MW) 2. Jika turbin pertama beroperasi 95 % (Q=34 m3/det) maka turbin kedua +- 62% (Qtot=68 m3/det) througput: 775 GWh, ini berarti, kebutuhan turbin bisa 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW)
ESTIMASI THROUGHPUT •
•
C berkisar +- 30 %, pergeseran lokasi turbin mengakibatkan throuput bertambah sekitar C x throuputrencana. Terdapat 4 alternatif optimasi throughputrencana: 1. Alternatif 1: Skenario moderat: 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 90 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 45 %, estimasi throughput rencana: 670 GwH 2. Alternatif 2: Skenario moderat, 2 x 27.5 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 95 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 70 %. estimasi throughput rencana : 655 GwH 3. Alternatif 3: Skenario optimis, 2 x 40 m3/det (est. 2 x 65 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 90 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 40 %. estimasi throughput rencana : 760 GwH 4. Alternatif 4: Skenario optimis, 2 x 34 m3/det (est. 2 x 55 MW), 1 turbin akan beroperasi sepanjang 95 %, 1 turbin lagi akan beroperasi 62 %. estimasi throughput rencana : 775 GwH
•
•
Alternatif 1 dan 4 bisa berkompromi mengingat turbin masih bisa mentolelir perubahan debit < 10 % dan untuk menangkap potensi peningkatan volume air di awal-awal masa layan waduk. Sehingga estimasi throughput adalah antara 670-775 GwH/tahun. Untuk itu debit desain adalah 68 m3/detik dimana turbin adalah 2x34 m3/det (est. 2x55 MW) yang secara teknis direkomendasikan. Satu turbin diprediksikan beroperasi 90-95 %, satu lagi 45%-62%.
