POLA OPERASI WADUK
Pembuatan
pola
operasi
waduk
Klasifikasi dari waduk Waduk dengan manfaat tunggal INFLOW Waduk dengan berbagai manfaat Faktor yang mempengaruhi Masuk Masukan an air ke wad waduk uk Karakteristik waduk Prakiraan sedimentasi Keluaran dari waduk Neraca air Pola operasi waduk
"IN#L$ %$"$%&OI%
O!FLOW
Pembuatan
pola
operasi
waduk
Klasifikasi dari waduk Waduk dengan manfaat tunggal INFLOW Waduk dengan berbagai manfaat Faktor yang mempengaruhi Masuk Masukan an air ke wad waduk uk Karakteristik waduk Prakiraan sedimentasi Keluaran dari waduk Neraca air Pola operasi waduk
"IN#L$ %$"$%&OI%
O!FLOW
POLA OPERASI WADUK TUNGGAL
Top set Slope
MWS
Pivot Point
'oarse "edimen
Foreset Slope
NWS
Original … Slope
Outlets Fine Sedimens
Waduk tunggal "uatu tampungan yang tidak berhubungan dengan waduk tunggal atau waduk (amak lainnya Waduk berfungsi tunggal "uatu tampungan yang pemanfaatan airnya hanya digunakan untuk satu (enis kebutuhan sa(a Pembuatan Pola Operasi Waduk Klasifikasi dari Pengoperasian Waduk Waduk dan pengoperasiannya sering diklasifikasikan berdasarkan pada waduk yang akan digunakan untuk suatu tu(uan ) manfaat tertentu atau waduk untuk berbagai tu(uan ) manfaat* Waduk dengan manfaat tunggal relatif sangat mudah dalam perencanaan operasinya dan ini akan bertambah kompleks bila merupakan suatu bagian sistim yang besar dan terintegrasi* Waduk dengan berbagai manfaat lebih kompleks baik dalam perencanaannya maupun pengoperasiannya* "emua waduk untuk berbagai macam manfaat perlu mempunyai outlet yang cukup besar untuk mengantisipasi kemungkinan ter(adinya ban(ir yang sangat besar atau beberapa ke(adian ban(ir besar yang berurutan*
Waduk Dengan Manfaat Tunggal (Single Purpose Waduk yang diperuntukkan bagi rekreasi atau perikanan pada umumnya menghendaki ele+asi yang konstan, tidak terlalu banyak perubahan muka air di waduk terkecuali (ika ter(adi ban(ir besar atau ter(adinya e+aporasi yang besar* ntuk kondisi dimana tidak ada pintu diatas pelimpah maka pengendalian keluaran dibuat pada lebarnya dari pelimpah* ntuk pengendalian ban(ir, waduk akan diusahakan kosong kecuali selama ter(adinya ban(ir* ntuk kondisi daerah pengaliran sungai yang besar - sistim (aringan sungai yang luas yang mempunyai beberapa waduk didalamnya. maka keluaran dari hulu waduk sangat mempengaruhi pola operasi dari waduk dihilirnya* ntuk waduk dengan manfaat tunggal seperti irigasi sangat membutuhkan suatu outlet untuk mengendalikan air yang dikeluarkan dan memungkinkan untuk mengontrol muka air yang ada diwaduk* Waduk dengan !erbagai Manfaat (Multi Purpose Kombinasi dari berbagai manfaat pada umumnya dimaksudkan untuk dapat mengoptimumkan kondisi yang ada serta meningkatkan kelayakan pembangunan suatu waduk* Pola operasi yang terbaik dalam kondisi ini adalah kompromi antara berbagai kebutuhan*
Waduk dengan !erbagai Manfaat (Multi Purpose Kombinasi dari berbagai manfaat pada umumnya dimaksudkan untuk dapat mengoptimumkan kondisi yang ada serta meningkatkan kelayakan pembangunan suatu waduk* /al yang harus diperhatikan dalam mengoperasikan waduk dengan berbagai manfaat adalah konflik kepentingan terutama pada waduk yang memiliki sumber daya air yang terbatas*Pola operasi yang terbaik dalam kondisi ini adalah kompromi antara berbagai kebutuhan* Faktor "ang Mempengaru#i Faktor0faktor yang mempengaruhi dalam operasi waduk adalah 0 prediksi besarnya masukan ke waduk, 0 karakteristik waduk 0 sedimentasi 0 keluaran yang sangat tergantung pada kebutuhan air, debit yang limpas serta besarnya e+aporasi
KON1I"I !IP$ W21K
Masukan air ke $aduk Masukan yang masuk ke waduk sangat dipengaruhi oleh karakteristik dari daerah pengaliran sungainya dan karakteristik iklim didaerah tersebut* Menilik kondisi iklim sulit untuk diperkirakan secara tepat sehingga datanya merupakan suatu +ariabel acak maka besarnya masukan yang masuk ke waduk seringkali ber+ariasi dan sangat sulit untuk dapat diperkirakan secara tepat* 1alam analisis seringkali masukan air ke awduk diklarifikasikan dalam tiga kondisi, yaitu 3 masukan kondisi basah, normal, dan kering* Perhitungan besarnya masukan untuk kondisi basah, normal, dan kering dapat dilakukan dengan menghitung besarnya rata0rata masukan dan standar de+iasinya serta persentasi tingkat akurasi yang diharapkan 2ir yang masuk ke waduk terdiri dari air di sungai yang masuk kewaduk, air dari daerah pengaliran sungai disekeliling waduk serta air hu(an yang (atuh langsung ke waduk* ntuk memperkirakan besarnya masukan yang masuk ke waduk dari sungai dapat dilakukan dengan
Karakteristik Waduk Karakteristik Waduk
Karakteristik waduk sangat diperlukan dalam penyusunan pola operasi suatu waduk* 1ata karakteristik waduk terdiri dari data phisik dari waduk tersebut serta data hubungan antara ele+asi 4 luas dan +olume dari waduk* 1ata fisik dari waduk terdiri dari data pelimpah -lebar dan ele+asinya., data ada ) tidak adanya pintu diatas pelimpah, data outlet dari waduk, data ele+asi maksimum pengoperasian, data tampungan mati dan efektif storage dll* 1ata tersebut diatas mutlak perlu diketahui bila suatu waduk akan dioptimalkan pola operasinya* 1ata hubungan antara ele+asi 4 luas 4 dan +olume didapatkan dari hasil pengukuran ) pemeruman kedalaman waduk* "elan(utnya dapat dilakukan pemetaan dan penggambaran serta perhitungan besarnya storage untuk setiap perubahan ele+asi dari waduk*
*
:=
9=
)uas (km
8=
6=
7=
5=
>=
<=
<<6
= <<6
+,-
Spillway crest
<=6
<=6
;6
;6 Kurva DMA vs Volume T h 1 995
:6
:6
m ( 96 M D 86
Kurva DMA vs Luas T h 1 995
96
Tinggi Operasional Minimum 86 Kurva DMA vs Volume T h 2 000
66
66 Kurva DMA vs Luas Th 200 0
76
76
56
56 =
6==
<===
<6==
>=== '
%olume (&uta m
>6==
5===
m ( M D
Prakiraan Sedimentasi
Permasalahan yang sering dialami dari suatu waduk setelah beroperasi adalah menurunnya kapasitas tampung dari waduk ) pendangkalan waduk karena adanya sedimentasi* "edimentasi ini dapat disebabkan karena adanya perubahan tata guna lahan dihulu sehingga mengakibatkan rusaknya daerah pengaliran sebagai akibat dari ter(adinya erosi yang besar* Penyebab lain ter(adinya sedimentasi diwaduk adalah tidak optimalnya pengoperasian waduk sehingga ter(adi endapan sedimentasi yang besar di waduk* ntuk mengantisipasi menurunya umur waduk karena sedimentasi ini maka perlu dilakukan pemantauan besarnya sedimentasi yang terbawa aliran masuk ke waduk dan pengambilan contoh air dan butiran dari sedimen yang masuk ke waduk* 1engan melakukan pengukuran ) pemeruman kedalaman waduk secara periodik dan dengan menggunakan Model /$'08 dapat diperkirakan secara tepat lokasi dan besarnya sedimentasi yang terdeposit di sungai dan di waduk* ?ilamana ter(adi la(u sedimentasi yang tinggi maka perlu dilakukan perbaikan dari daerah pengaliran sungai di hulu waduk dengan misalnya melakukan reboisasi*
Keluaran dari waduk
Kebutuhan air sangat ditentukan oleh manfaat dari waduk tersebut* ntuk waduk yang mempunyai manfaat tunggal, keluaran air waduk dihitung hanya untuk pemenuhan suatu kebutuhan* ?erbeda halnya untuk waduk yang dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan, keluaran dari waduk perlu mengakomodasi semua kebutuhan dan merupakan total dari seluruh kebutuhan dari setiap sektor seperti untuk irigagi, PL!2, air baku, perianan, dll* Meskipun seringkali ter(adi konflik dalam pengoperasiannya namun hal tersebut dapat dikompromikan ) disusun sesuai dengan skala prioritas yang telah dituangkan dalam undang0undang pengairan untuk mendapatkan hasil yang optimal* Kebutuhan air dalam suatu daerah pada dasarnya dapat dibagi men(adi3 0 Kebutuhan 2ir Minum dan Kegiatan Perkotaan -MPI. 0 Kebutuhan 2ir untuk Industri -IN1. 0 Kebutuhan 2ir untuk Pemeliharaan "ungai 0 Kebutuhan 2ir untuk Perikanan 0 Kebutuhan 2ir untuk Peternakan 0 Kebutuhan 2ir untuk Irigasi
Neraca Air
"imulasi neraca air waduk merupakan fungsi dari inflow, outflow dan tampungan waduk yang dapat disa(ikan dalam persamaan sederhana I 4 O @ ds ) dt 2tau I @ O A '" dengan pengertian 3 I @ inflow O @ outflow 1" ) 1t @ '" @ perubahan tampungan 2tau secara rinci dapat ditampilkan sebagai berikut3 &t @ &t0< A It A %t 4 $t 4 Lt 4 Ot 4 O"t dengan pengertian 3 &t @ !ampungan waduk pada periode t &t0< @ !ampungan waduk pada periode t0< It @ Inflow waduk pada periode t %t @ /u(an yang (atuh di atas permukaan waduk, pada periode t $t @ Kehilangan air akibat e+aporasi pada periode t Lt @ Kehilangan air akibat rembesan dan bocoran Ot @ !otal kebutuhan air O"t @ Outflow dari pelimpah
Kapasitas Waduk -%eser+oir 'apacity and Bield. Kapasitas dari waduk dapat ditentukan dari beberapa metoda3 0 2nalisa kur+a masa 0 Membandingkan inflow ke waduk dengan kebutuhan -demand. dan menentukan storage yang dibutuhkan pada kondisi dimana kebutuhan melebihi inflow* 0 "ecara analitis 0 Memasukan semua inflow yang ada dan tentukan kapasitasnya dengan mengurangkan dengan outflow -numeric dan seCuence depth. 0 2nalisa kapasitas storage dengan memilih minimum flow dari inflow yang ada 0 Pendekatan stokastik Menggunakan suatu model stokastik untuk membangkitkan masukan, dan data hasil bangkitan tersebut digunakan untuk mendapatkan kapasitas tampungan
Pla O!erasi Waduk Pla
%encana dan pedoman operasi harus direncanakan se(ak tahap perencanaan dan digunakan untuk menentukan besarnya tampungan efektif dari waduk yang direncanakan* $+aluasi dan modifikasi terhadap pola operasi dalam tahap operasional dapat disesuaikan lagi sesuai dengan pengalaman operasi yang aktual* Pedoman operasi dapat ber+ariasi dari suatu pola operasi yang dilakukan, misalnya selama ter(adinya ban(ir sampai ke pedoman dalam operasi (angka waktu lebih lama agar dapat memenuhi kebutuhan* Pedoman operasi ini dapat berbentuk grafik, tabulasi atau kombinasinya* Pola dan perioda waktu dalam operasi waduk berkaitan dengan manfaat dari waduk tersebut* "ebagai contoh 3 Irigasi, waktu)durasi pengoperasian adalah > mingguan Pengendalian ban(ir, waktu)durasi pengoperasian adalah (am0(aman PL!2, waktu)durasi pengoperasian adalah (am0(aman) harian 1omestik, waktu)durasi pengoperasian adalah harian
ntuk waduk yang bermanfaat mencukupi berbagai macam kebutuhan, sering mengalami konflik dalam pengoperasiannya* 'ontohnya waduk untuk penanggulangan ban(ir dan waduk untuk irigasi atau PL!2* 1alam operasinya waduk yang dikembangkan untuk pengendalian ban(ir mengusahakan agar ele+asi muka air waduk dapat serendah mungkin pada waktu akan memasuki musim hu(an* Waduk yang digunakan untuk pembangkitan tenaga listrik, untuk dapat mengoptimalkan energi yang diperolehnya diperlukan untuk senantiasa men(aga agar ele+asi muka air di di waduk setinggi mungkin, sedangkan waduk yang digunakan untuk irigasi akan mengeluarkan air sesuai dengan kebutuhan irigai sehingga pada musim penghu(an berusaha untuk menampung air semaksimal mungkin* Konflik operasi untuk waduk0waduk yang digunakan untuk pengendalian ban(ir dan irigasi serta waduk untuk PL!2 dan pengendalian ban(ir seringkali sulit untuk dipecahkan bila dalam pola operasinya tidak ditentukan prioritas dalam pedoman operasinya dan dilakukan optimalisasi dalam penentuan pola operasinya* Pengoperasian waduk dapat dilakukan periode (am0(aman, harian,> mingguan atau bulanan*
2da beberapa pendekatan dan metoda yang dapat digunakan dalam pembuatan pola operasi* Pola operasi dapat dibuat sederhana atau dapat dibuat dengan mengoptimalkan kondisi yang ada* . Pola Konvensional O/TF)OW
I Min
II Kritis
III MaD
"torage
?ila tampungan di waduk pada kondisi I antara Min storage -ele+asi minimum pengoperasian. dan Kondisi awal kritis maka outflow dari waduk lebih kecil dari target -kebutuhan., bila tampungan berada pada kondisi II, maka keluaran dari waduk adalah sesuai dengan kebutuhan air yang diperlukan namun bila storage pada kondisi III dimana melebihi dari tampungan maksimum pengoperasian -ele+asi maksimum pengoperasian. maka keluaran adalah besarnya kebutuhan ditambah dengan besarnya debit yang terbuang melalui pelimpah* Pola operasi yang optimal berusaha untuk men(aga agar tidak sering ter(adi limpasan diatas pelimpah dan tidak adanya pengurangan kebutuhan akibat storage yang cenderung menurun dibawah titik ) ambang
* . Metoda Simulasi Penentuan pedoman operasi dapat dilakukan dengan membuat simulasi terhadap pola operasi* Metoda simulasi berusaha dengan trial and error dan berbagai kondisi tipe inflow serta karakteristik waduk untuk mensimulasikan ele+asi waduk agar didapatkan gambaran ele+asi waduk bila ter(adi kondisi normal, basah dan kering* 2da tiga ambang batas yang akan ditentukan dari hasil simulasi yaitu suatu ambang batas untuk pengoperasian waduk pada kondisi basah, ambang untuk kondisi normal dan ambang untuk kondisi kering* 1engan diketahuinya ketiga ambang tersebut maka pengeluaran dari waduk dapat dikendalikan sedemikian rupa sehingga tidak samapi waduk dalam kondisi yang sangat kritis* 2tau dengan perkataan lain waduk pada waktu awal operasi dimana muka air penuh dapat dicapai kembali pada akhir operasi sebelum masuk pada tahun pengoperasian selan(utnya* 1alam tahap operasional pengoperasian waduk ) outflow dari waduk sangat tergantung pada inflow dan ele+asi waduk pada tiap akhir perioda -mingguan, bulanan.* Model yang cocok digunakan untuk simulasi ini adalah ""2%% Model -Streamflow Synthetic and Reservoir Regulation.
;*=
:*= "tart Operasi
9*=
!M2 -m.
8*=
K 6*=
7*=
5*=
>*=
<*=
2pril
K 3 Kering
May
Eun e
Euly
2ugu st
"ept
Oct
No+
1ec
Ean
Marc Febr h
;*=
:*= "tart Operasi
!M2 -m.
9*=
?
8*=
N
K 6*=
7*=
5*=
>*=
<*=
2pril
May
Eun e
Euly
2ugu st
"ept
Oct
No+
? 3 ?asah, N 3 Normal, K 3 Kering #ambar 6*> Pola Operasi Waduk
1ec
Ean
Marc Febr h
. Metoda Optimasi 1alam tahap operasional, pengoperasian suatu waduk dapat dilakukan dengan menggunakan tehnik optimasi dengan menggunakan linear programming -pemerograman linear. ) dynamic programming -pemrograman dinamis.* 1alam pemrograman linear karakteristik dari kur+a hubungan antara ele+asi dan storage dibuat linear dengan membagi kur+a men(adi beberapa bagian yang dapat dilinearkan* 1alam pemrograman dinamis, pengoperasian dilakukan setiap step ) tahapan* Optimasi ini dibuat untuk mengantisipasi kemungkinan inflow yang masuk ke waduk yang sangat tidak menentu -random.*
'ontoh Perhitungan Inflow Bang Masuk Ke Waduk 0Kondisi Kering 0Kondisi Normal 0Kondisi ?asah
Inflow Bang Masuk Ke Waduk Pola Pengoperasian Waduk
