REKAYASA SUMBERDAYA AIR
(WATER RESOURCES ENGINEERING )
OPERASI WADUK
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Today’s Subject Overview Operasi Waduk ✓ ✓ ✓ ✓
Pengantar Operasi Waduk Karakteristik Operasi Waduk Lingkup Operasi Waduk Skema Operasi Waduk
Pengantar Operasi Waduk
Konfigurasi Sistem Pengelolaan Sumberdaya Air
Pengantar Operasi Waduk Arti Operasi Waduk Operasi Waduk (Reservoir Operation): adalah adalah proses penampungan aliran air sungai ke dalam suatu waduk dan melepaskan air yang telah ditampung tersebut untuk dimanfaatkan di berbagai kebutuhan dengan pedoman tertentu yang telah baku. Pedoman Operasi Waduk (Reservoir Operation): adalah metode dan aturan-aturan tertentu yang dugunakan dalam memanfaatkan kapasitas tampungan waduk (reservoir storage capacity) untuk tujuan tertentu.
Pengantar Operasi Waduk Tujuan Keberadaan Waduk Keberadaan waduk bertujuan untuk memenuhi: pengguna terbesar dr segi 1. Pasokan air irigasi ! kuantitas. 2. Pasokan air untuk kebutuhan domestik. 3. Kebutuhan untuk pembangkit (hydroelectric power) 4. Sanitasi / keseatan lingkungan ! city flushing 5. Pengendalian banjir dan bahaya terkait air. 6. Pelayaran di darat (inland water navigation) 7. Pariwisata dan rekreasi 8. Konservasi kehidupan liar (wild life conservation)
Pengantar Operasi Waduk Tujuan Operasi Waduk Tujuan Operasi Waduk (Reservoir Operation) yang optimal adalah: 1. Memaksimumkan keuntungan dari salah satu tujuan waduk, sementara itu tetap memenuhi batas-batas persyaratan tertentu untuk masing-masing tujuan yang lain. 2. Memaksimumkan total keuntungan waduk (kombinasi seluruh tujuan), namun tetap memenuhi kondisi minimal syarat tujuan lain. 3. Meminimumkan kerugian dalam pemanfaatan dan pengelolaan waduk.
Pengantar Operasi Waduk Drfinisi dan Istilah Terkait Operasi Waduk 1. Inflow, adalah debit masukan ke dalam sistem waduk. 2. Outflow, debit keluaran total dari waduk untuk semua peruntukan tujuan keberadaan waduk. 3. Release atau lepasan, adalah debit keluaran terkontrol dari waduk lewat bangunan pelengkapnya. 4. Spillout atau limpaan, adalah debit keluaran tak terkontrol lewat pelimpah (spillway). 5. Storage atau tampungan waduk, adalah posisi (status atau kondisi) volume air di waduk. 6. Storage capacity atau kapasitas tampungan waduk, adalah volume ruang yang tersedia di waduk untuk menampung air. 7. Air baku, adalah air pasokan yang bisa dimanfaatkan. 8. Debit musiman, adalah debit normal yang alami dimana besarnya bervariasi berdasarkan musim. 9. Debit ekstrim, adalah debit yang menyebabkan bencana.
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Bendungan (dam) waduk Sermo
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Menara pengambilan (intake tower)
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Bangunan pelimpah dan intake tower
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Bangunan pengambilan air baku PDAM
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Ujung sistem pipa pengambilan PDAM
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Water treatment plant area milik PDAM
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Budidaya karamba dan restoran apung
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Saluran/sungai di outlet waduk Sermo
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Bangunan ukur di outlet waduk Sermo. (ambang penampang trapesium)
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Bangunan pelimpah (spillway) tampak hulu
KULIAH -7 [Operasi Waduk]
Bangunan pelimpah tampak hilir
Pengantar Operasi Waduk Pemanfaatan Air Waduk
Zona VolumeWaduk
Zona VolumeWaduk TAMPUNGAN
ELEVASI MSL
STORAGE (M3)
FSL
EL.+ 260.00
979.500
MOL
EL.+ 230.00
183.400
Efektif
(230.00 - 260.00)
796.100 EL.+ 260.00
T. Mati
EL.+ 221.00
99.180
(979.500 m3 -183.400 m3 = 796.100 m3)
KULIAH -7 [Operasi Waduk]EL.+ 230.00
Zona VolumeWaduk
Kurva Karakteristik Waduk
• Hubungan antara elevasi, volume, dan luas permukaan waduk
265
EL. FSL +260,00 m
256 246
Elevasi (m)
237
Vol = 979.90 juta m3 EL. MOL +230,00 m
227 218 208 199
Vol = 183.40 juta m3
189 180 170
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Volume ( Juta m3 )
900
Elevasi MAW 170.00 175.00 180.00 185.00 190.00 195.00 200.00 205.00 210.00 215.00 220.00 225.00 230.00 235.00 240.00 245.00 247.00 250.00 255.00 260.00 262.00 265.00 270.00 272.50
1,000 1,100 1,200 1,300
VOLUME juta m3 0.10 0.30 1.30 3.80 7.50 12.50 19.40 29.60 44.20 64.30 91.60 129.50 183.40 259.00 359.10 481.50 553.75 626.00 792.30 979.50 1062.78 1187.70 1416.10 1537.60
LUAS Ha 3.10 6.60 34.10 64.30 85.60 111.50 166.00 243.10 338.30 464.80 630.50 884.60 1269.90 1755.90 2246.70 2655.30 2887.70 3120.10 3532.90 3953.00 4121.76 4374.90 4762.60 4962.20
Karakteristik Operasi Waduk 1. Persamaan Keseimbangan Waduk ✓ Persamaan dasar dalam operasi waduk adalah persamaan keseimbangan waduk. ✓ Pada dasarnya, persamaan keseimbangan waduk adlah inventarisir banyaknya air waduk yang masuk dan keluar waduk dalam periode tertentu.
St +i = St + I − O dengan
St+i St I O
= tampungan pada akhir periode t = tampungan pada awal periode t = inflow = Outflow
Karakteristik Operasi Waduk Et St It
Splt
St+1 ARt Abt + Agt
Keterangan : St+1 = tampungan akhir waduk St = tampungan awal waduk gelontor It = inflow Et = evaporasi waduk
Abt Agt
= kebutuhan air baku = kebutuhan air
ARt Splt
= actual relase = spill
1. KEHILANGAN BERSIH AKIBAT PENGUAPAN KARENA ADANYA WADUK ADALAH: ✓ karena pembangunan suatu waduk menambah luas permukaan air yang terbuka, lebih daripada yang ada pada sungai aslinya, sehingga meningkatkan penguapan
Ew - Ea ≈ Ew - (P - q) dengan
Ew Ea waduk P q
= penguapan dari permukaan air bebas = evapotranspirasi yang sebenarnya dari lahan yang digenangi oleh = presipitasi = limpasan
Karakteristik Operasi Waduk 2. Sarana Operasi Waduk ✓ Sarana operasi waduk adalah berupa bangunanbangunan pengendali debit yang keluar dari waduk. ✓ Sarana-sarana operasi waduk a.l adalah: 1. Pelimpah (spillway) 2. Konduit (tunnel spillway) 3. Corong pengambilan (intake) 4. Tanggul utama (main dam)
Karakteristik Operasi Waduk 3. Tampungan Operasi Waduk ✓ Tampungan operasi waduk adalah besarnya tampungan yang masih bisa dimanfaatkan dalam pengoperasian suatu waduk. ✓ Contoh tapungan operasi waduk untuk pelimpah tanpa pintu:
Karakteristik Operasi Waduk 4. Aturan Operasi Waduk ✓ Aturan operasi waduk merupakan pedoman dalam menjelaskan jumlah air dari waduk yang “dilepaskan” (release) sesuai dengan peruntukan dan kondisi yang berlaku. ✓ Aturan operasi waduk yang paling sederhana adalah: “Lepaskan air sesuai dengan kebutuhan selama masih ada air yang tersedia di waduk” ✓ Lepasan (release) air tidak hanya tergantung pada tampungan semata, tapi tegantung kebutuhan dan ketersediaan masukan (inflow) ke waduk.
Lingkup Operasi Waduk 1. Golongan Operasi Waduk Berdasarkan kondisi hidrometeorologi dan kebutuhan pelayanannya, maka operasi waduk dapat digolongkan sbb: 1. Operasi waduk pada kondisi debit tinggi (musim hujan) 2. Operasi waduk pada kondisi debit rendah (musim kemarau) 3. Operasi waduk pada kondisi peralihan.
Lingkup Operasi Waduk 2. Sedimentasi Waduk Selain bagaimana pengoperasian pintu air untuk pemanfaatan air dalam tujuan tertentu, operasi waduk juga dilakukan untuk melakukan pengendalian sedimen yang masuk ke dalam sistem waduk. Pengendalian sedimen ini dapat berupa: 1. Penggelontoran (flushing) 2. Fluidisasi dasar waduk 3. Pengerukan / normalisasi dasar waduk.
Lingkup Operasi Waduk 3. Identifikasi Kehilangan dan Efisiensi Waduk Waduk sebagai sebuah sistem, juga mengalami kehilangan potensi dan penurunan efisiensi dalam pengoperasiannya. Hal-hal yang patut di cermati adalah, a.l: 1. Evaporasi, luasnya bidang genangan/permukaan waduk akan sangat berpengaruh terhadap besarnya jumlah kehilangan air akibat penguapan. 2. Rembesan, rembesan (seepage) adalah peristiwa merembesnya air melalui pori-pori tanah akibat kapilaritas dari sistem porositas tanah. Rembesan ini, selain menyebabkan kehilangan, juga bisa mempengaruhi stabilitas tanggul (untuk volume tertentu)
Skema Operasi Waduk Waduk sebagai tampungan, memiliki skema atau skenario yang berbeda berdasarkan musim yang berlangsung. ➢Skema Musim hujan : - Sebisa mungkin menampung air semaksimal mungkin. - Menghindari terjadinya bencan/banjir. - Manajemen banjir ➢Skema Musim kemarau : - Memanfaatkan semaksimal mungkin kapasitas tampung. - Optimalisasi potensi air - Manajemen pemenuhan kebutuhan ➢Skema Musim antara : - Mengosongkan tampungan air semaksimal mungkin. - Manajemen penampungan
TUGAS 1: • aliran masuk dan keluar waduk adalah sbb: PUKUL 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00
ALIRAN MASUK , m3/ dtk 20 26 42 54 48 36
ALIRAN KELUAR, m3/ dtk 30 26 20 12 8 8 3
• pada pukul 10 pagi terdapat 4,000,000 m air di dalam waduk. Berapakah jumlah air yang ada di waduk pada pukul 5 sore?
TUGAS 2:
• di bawah ini diberikan aliran bulanan, penguapan panci, curah hujan, dan laju kebutuhan untuk 3 suatu letak waduk yang direncanakan. Hak-hak atas air yang ada sebelumnya menuntut pelepasan aliran alamiah atau 5 m /dtk, dipilih mana lebih kecil. Anggaplah bahwa luas waduk rata-rata adalah 150 Ha dan bahwa koefisien limpasan untuk lahan yang akan tergenang adalah 0,4. Berapakah kapasitas waduk yang diperlukan? bila tahun sebelumnya pada dasarnya serupa dengan yang diberikan dalam tabel, apakah terdapat cukup air untuk memenuhi kebutuhan?
BULAN
ALIRAN RATARATA , m3/ dtk
KEBUTUHAN, m3
Januari
107
1,000,000
2,1
5,3
Februari
95
1,500,000
2,7
3,0
Maret
109
2,000,000
3,2
1,6
April
52
3,000,000
3,6
1,0
Mei
20
3,600,000
5,5
0,2
Juni
9
3,600,000
7,9
0
Juli
3
3,600,000
8,3
0
Agustus
5
3,500,000
8,0
0
September
25
3,400,000
7,8
0
Oktober
4
2,000,000
6,1
0
November
95
1,800,000
3,4
4,7
Desember
103
1,000,000
2,1
6,3
CURAH PENGUAPAN HUJAN, , inchi inchi