KAPASITAS WADUK Penetapan kapasitas untuk suatu waduk biasanya disebut suatu penelaahan operasi (operation study) dan merupakan suatu simulasi dari pengoperasian waduk untuk suatu jangka waktu yang sesuai dengan seperangkat aturan yang ditetapkan. Suatu penelaahan operasi hanya dapat menganalisis suatu masa kritis yang dipilih, yaitu pada waktu aliran sangat rendah. Data bulanan paling umum dipergunakan, tetapi untuk waduk besar yang menyimpan tampungan untuk beberapa tahun, interval tahunan akan cukup memuaskan. Kapasitas waduk ditentukan berdasarkan besarnya inflow, release yang diharapkan serta kehilangan-kehilangan yang terjadi akibat evaporasi dan rembesan.
A. Pentingnya mengetahui kapasitas tampungan waduk dalam perencanaan bendungan. Seperti yang sama-sama kita ketahui bahwa dalam perencanaan bendungan, sangat perlu diperhitungkan volume air yang akan kita tampung agar perencanaan yang kita lakukan dapat terselesaikan dengan optimal, sehingga tidak menjadi masalah pada kemudian hari pada saat pengoperasian. Selain itu, kapasitas tampungan waduk ini juga dapat dijadikan sebagai salah satu dasar atau acuan untuk memilih suatu lokasi dari beberapa alternatif pilihan lokasi. Yang dalam hal ini perlu dilakukan pertimbangan-pertimbangan yang menyangkut ke optimalan bendungan yang direncanakan dari berbagai perspektif. Oleh karena itu, kapasitas tampungan waduk ini sangat perlu untuk di tinjau.
B. Tampungan-tampungan Dalam Waduk
Bagian-bagian pokok sebagai ciri fisik suatu waduk adalah sebagai berikut: 1. Tampungan berguna (usefull storage), menurut Seyhan (Seyhan, 1979:24), adalah volume tampungan diantara permukaan genangan minimum (Low Water Level = LWL) dan permukaan genangan normal (Normal Water Level = NWL). 2.
Tampungan tambahan (surcharge storage) adalah volume air diatas genangan
normal selama banjir. Untuk beberapa saat debit meluap melalui pelimpah. Kapasitas tambahan ini biasanya tidak terkendali, dengan pengertian adanya han ya pada waktu banjir dan tidak dapat dipertahankan untuk penggunaan selanjutnya (Linsey, 1985:65). 3.
Tampungan mati (daed storage) adalah volume air yang terletak dibawah
permukaan genangan minimum, dan air ini tidak dimanfaatkan dalam pengoperasian waduk. 4. Tampungan tebing (valley storage) adalah banyaknya air yang terkandung di dalam susunan tanah pervious dari tebing dan lembah sungai. Kandungan air tersebut tergantung dari keadaan geologi tanah.
5. Permukaan genangan normal (normal water level/NWL), adalah elevasi maksimum yang dicapai oleh permukaan air waduk. 6. Permukaan genangan minimum (low water level/LWL), adalah elevasi terendah bila tampungan dilepaskan pada kondisi normal, permukaan ini dapat ditentukan oleh elevasi dari bangunan pelepasan yang terendah. 7.
Permukaan genangan pada banjir rencana adalah elevasi air selama banjir
maksimum direncanakan terjadi (flood water level/FWL). 8. Pelepasan (realese), adalah volume air yang dilepaskan secara terkendali dari suatu waduk selama kurun waktu tertentu. 9. 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. C. Cara mengetahui kapasitas tampungan waduk Ada beberapa cara yang sering digunakan untuk menghitung kapasitas waduk diantaranya adalah metode Rippl dan metode Sequent –peak. 1. Metode Rippl Metode ini dikemukakan oleh Ripple (1883) untuk menghitung besarnyakapasitas tampung reservoir yang memadai pada tingkatt kebutuhan airtertentu (efektif untuk kebutuhan air yang konstan). Prosedur hitungan sebagai berikut : a. Data debit digambarkan sebagai garis massa debit (massa curve). b. Kebutuhan air dianggap konstan, sehingga kebutuhan kumulatif bisa digambarkan dengan kemiringan tertentu. c. Jarak vertikal antara garis massa debit dengan garis kebutuhan kumulatif merupakan kapasitas tampungan. Jarak vertikal terbesar adalah kapasitas yang diperlukan.
d. Jarak tegak antara tangen-tangen yang berturutan menyatakan jumlah air yang dialirkan melalui pelimpah (spill) 2. Metode Sequent-Peak Berdasarkan metode ini nilai-nilai dari jumlah aliran masuk (inflow) dikurang pelepasan dapat dihitung. Secara grafis, puncak yang pertama (maksimum setempat dari aliran bersih kumulatif) dan puncak urutannya (puncak berikut yang lebih besar dari puncak pertama dapat diketahui). Tampungan yang diperlukan untuk interval yang bersangkutan adalah perbedaan antara puncak awal dengan ceruk terendah di dalam interval. Proses ini diulangi untuk semua kasus yang ada dalam jangka waktu yang ditelaah, kemudian nilai yang terbesar dari tampungan yang dibutuhkan dapat ditetapkan. Perhitungan kebutuhan kapasitas reservoir dengan metode ini adalah dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Kt = Rt– Qt + Kt-1 , jika bernilai positif Kt= 0 , selainnya Dengan, Kt = kebutuhan kapasitas tampung pada akhir periode waktu t Kt-1 = kebutuhan kapasitas tampung sebelum akhir periode waktu Rt = Release / kebutuhan air selama periode waktu t Qt = Aliran masuk / inflow selama periode waktu t T = periode waktu t
D. Perhitungan Kapasitas Tampungan Waduk Kapasitas tampungan waduk yang bentuknya beraturan dapat dihitung dengan rumus-rumus untuk menghitung volume benda padat. Kapasitas waduk pada kedudukan alamiah biasanya haruslah di tetapkan berdasarkan pengukuran topografi (Ray K. Linsley, 1989). Perhitungan ini didasarkan pada peta dengan skala 1 : 1000 dan beda tinggi kontur 1m. cari luas permukaan genangan embung yang dibatasi garis kontur. kemudian dicari volume yang dibatasi oleh dua garis kontur yang berurutan dengan menggunakan persamaan pendekatan volume (Soedibyo. 1993).
1 Vx xZx Fy Fx Fy Fx 3
…………………………………………………..(1)
Dimana : Vx
= Volume pada kontur (m3)
Z
= Beda tinggi antar kontur (m)
Fy
= Luas pada kontur Y (m2)
Fx
= Luas pada kontur X (m2)
Dari perhitungan tersebut di atas. kemudian dibuat grafik hubungan antara elevasi volume embung. dari grafik tersebut dapat dicari luas dari volume embung setiap elevasi terntentu dari embung. Langkah-langkah perhitungan kapasitas tampungan waduk, dapat dilihat sebagai berikut:
a. Peta Topografi daerah Embung Tambakboyo Kabupaten Sleman
Gambar 1. Peta Topografi daerah Embung Tambakboyo
b. Perhitungan kapasitas tampungan waduk Dari peta topografi daerah Embung Tambakboyo Kabupaten Sleman di dapat : 1. Elevasi rencana embung 2. Luas Permukaan Selanjutnya untuk menghitung kapasitas tambungan waduk maka dapat menggunakan rumus 1. Hasil perhitungan menggunakan rumus 1 dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Tabel 1. Perhitungan hubungan elevasi, luas dan volume daerah genangan Elevasi
Luas
Embung
Permukaan
(m)
(m²)
140
0.00
Jumlah Luas Permukaan (m²)
1.00
8690.92
1.00
19531.45
1.00
23621.26 51843.63
1.00
26861.92
42145.29
78705.55 1.00
29489.52
46026.34
108195.07 1.00
32234.88
50367.84
140429.96 108075.13
147
(m³)
38157.09
96394.18 146
(m³)
28222.37
88171.63 145
Komulatif
32440.99
80302.38 144
Embung
8690.92
70598.08 143
Volume
25911.79 58352.78
142
(m)
Volume
0.00 25911.79
141
h
1.00
36134.63
57707.29
176564.58 121200.00
1.00
40516.05
148
63492.71
217080.63 135961.18
149
262523.93 1.00
51904.15
82849.87
314428.08 173525.21
151
45443.30
72468.47 155318.34
150
1.00
1.00
57980.59
90675.34
372408.67 (Sumber : Perhitungan )
Tabel 2. Hubungan elevasi, luas dan volume daerah genangan Elevasi
Luas
Volume
Embung
Permukaan
Storage
(m)
(m²)
(m³)
140
0.00
0.00
141
25911.79
8690.92
142
32440.99
28222.37
143
38157.09
51843.63
144
42145.29
78705.55
145
46026.34
108195.07
146
50367.84
140429.96
147
57707.29
176564.58
148
63492.71
217080.63
149
72468.47
262523.93
150
82849.87
314428.08
151
90675.34
372408.67
(Sumber : Perhitungan )
Grafik Hubungan Elevasi dengan Volume Genangan dan Luas Genangan 1
2
3
4
Elevasi (m)
152
6 Luas5 Genangan (m27)
8
9
10
11x 10000 152
151
151
150
150
149
149
148
148
147
147
146
146
145
145
144
144
143
143
142
142
141
141
140 110 x 10000
140 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Volume Genangan (m3) Hub. Elevasi dg Volume Genangan
Gambar 2. Grafik hubungan elevasi dengan volume genangan dan luas
0
Elevasi (m)
0
