OPTIMASI WADUK REGULATING DAM DI KABUPATEN PRINGSEWU, PROVINSI LAMPUNG
ABSTRAK
OPTIMASI WADUK REGULATING DAM
DI KABUPATEN PRINGSEWU, PROVINSI LAMPUNG
Oleh
DHARMAWAN SETIYOKO
Bendung Argoguruh adalah bendung irigasi yang terbesar di Provinsi Lampung.
Bendung ini dibangun tahun 1935 di Sungai Way Sekampung dan melayani
Daerah Irigasi Sekampung seluas 67.000 ha. Bendung ini mendapat suplai air dari
Bendungan Batutegi dan baseflow dari DAS Way Sekampung bagian hulu.
Kelebihan air yang melewati Bendung Argoguruh selama ini hanya melimpas dan
terbuang percuma ke laut. Oleh karena itu, direncanakanlah pembangunan sebuah
bendungan di antara Bendungan Batutegi dan Waduk Argoguruh untuk
menampung dan memanfaatkan limpasan debit yang melewati Bendung
Argoguruh. Bendungan tersebut adalah sebuah Regulating Dam yang dibangun di
Kabupaten Pringsewu.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan simulasi neraca air di Regulating Dam
sehingga diperoleh suatu pola operasi yang paling optimal dalam pengoperasian
Regulating Dam. Objective function dari simulasi adalah elevasi muka air waduk
dengan keandalan 80%. Adapun constrain dari simulasi adalah elevasi muka air
waduk tidak boleh kurang dari elevasi muka air untuk tampungan mati yaitu
+102,30 m. Data debit yang digunakan dalam simulasi adalah data debit limpasan
Bendung Argoguruh dari tahun 2005 sampai dengan tahun 2013. Simulasi
dilakukan untuk periode waktu 15 harian.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa objective function dari simulasi adalah elevasi
+116,07 m dengan keandalan 80,09%. Pada saat tersebut air dari Regulating Dam
digunakan untuk suplai PDAM Pringsewu sebesar 0.45 m3/dt dan pengairan
sawah baru seluas 242,90 ha. Adapun elevasi terendah pada simulasi ini adalah
+111,86 m yang berarti masih jauh di atas elevasi muka air waduk pada
tampungan mati.
Kata kunci : Regulating Dam, Simulasi, Constrain, dan Objective function
ABSTRACT
THE OPTIMIZATION OF REGULATING DAM RESERVOIR
OF PRINGSEWU REGENCY, LAMPUNG PROVINCE
By:
DHARMAWAN SETIYOKO
Argoguruh Weir is the biggest irrigation weir in Lampung Province. This
hydraulic structure was developed in 1935, crossing Way Sekampung River and
serving Sekampung Irrigation Area which is about 67,000 ha. This weir is
supplied by water from Batutegi Dam and baseflow of the upper Way Sekampung
basin. Excessive water in Argoguruh Weir is passing by and flowing to the sea.
Due to this condition, the government plan to build a dam between Batutegi Dam
and Argoguruh Weir in order to store and utilise the excessive water. The dam is
called Regulating Dam and will be built in Pringsewu Regency.
This research aims to carry out a simulation of water balance in the Regulating
Dam in order to find the best operational pattern for the dam. The Objective
function of the simulation is water elevation of reservoir with probability more
than 80%. The constrain of the simulation is that water elevation of the reservoir
has to be higher than the water elevation of reservoir dead storage that is +102.30
m. Discharge data used in the simulation is daily discharge data of Argoguruh
Weir from the year 2005 to the year 2013. The simulation is operated in 15-days
time basis.
Results of the simulation indicate that the objective function of the simulation is
found in elevation +116.07 m with probability of 80.09%. On that condition,
water from the reservoir is utilised for PDAM Pringsewu water supply and for the
water supply for 242.90 ha new irrigation area. The lowest water elevation in this
condition is +111.86 m. This water elevation is much more higher than the one of
reservoir dead storage.
Key Words: Regulating Dam, Simulation, Constrain, and Objective function
OPTIMASI WADUK REGULATING DAM
DI KABUPATEN PRINGSEWU, PROVINSI LAMPUNG
Oleh
DHARMAWAN SETIYOKO
Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
MAGISTER TEKNIK
Pada
Program Pascasarjana Magister Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
OPTIMASI WADUK REGULATING DAM
DI KABUPATEN PRINGSEWU, PROVINSI LAMPUNG
(Tesis)
Oleh
DHARMAWAN SETIYOKO
PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Tipe bendungan berdasarkan konstruksinya
(Wikipedia, 2015a) ...............................................................
11
Gambar 3.1 Lokasi Penelitian Regulating Dam Way Sekampung ...........
25
Gambar 3.2 Lokasi Regulating Dam Way Sekampung ............................
27
Gambar 3.3 Prosedur penelitian ...............................................................
31
Gambar 4.1 Peta DAS Way Sekampung ..................................................
34
Gambar 4.2 Hubungan Antara Elevasi dan Volume Tampungan Regulating
Dam .......................................................................................
42
Gambar 4.3 Hubungan Antara Elevasi dan Luas Tampungan Regulating
Dam .......................................................................................
44
Gambar 4.4 Grafik Elevasi Muka Air Waduk Regulating Dam tahun
2005-2013 (dengan fingsi objektif f(x) = 115 ......................
67
i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ..............................................................................................
i
DAFTAR TABEL ......................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
v
BAB I
PENDAHULUAN .....................................................................
1
1.1
Latar Belakang .................................................................
1
1.2
Identifikasi Masalah .........................................................
2
1.3
Rumusan Masalah ............................................................
3
1.4
Maksud dan Tujuan ..........................................................
4
1.5
Batasan Masalah ...............................................................
4
1.6
Manfaat Penelitian ...........................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................
6
2.1
Waduk atau Bendungan ...................................................
6
2.1.1 Pengertian Umum .................................................
6
BAB II
2.1.2 Karakteristik dan Klasifikasi Penggunaan
Bendungan .............................................................
15
2.2
Pola Operasi Waduk .........................................................
16
2.3
Daerah Aliran Sungai .......................................................
18
2.4
Koefisien Pengaliran DAS ...............................................
20
2.5
Evaporasi ..........................................................................
22
2.6
Debit Andalan ..................................................................
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................
24
3.1
Lokasi Penelitian ..............................................................
24
3.2
Kondisi Lokasi Penelitian ................................................
25
ii
3.3
Bahan dan Alat .................................................................
27
3.3.1
Bahan ....................................................................
27
3.3.2
Alat .......................................................................
28
Metode Pelaksanaan Penelitian ........................................
28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................
32
3.4
4.1
Umum ...............................................................................
32
4.2
Data Morfologi Daerah Aliran Sungai (DAS) .................
32
4.3
Komponen Inflow dan Outflow ........................................
35
4.1.1
Komponen Inflow .................................................
35
4.1.2
Komponen Outflow ..............................................
36
4.4
Data Konstruksi Bendungan ............................................
37
4.5
Constrain dari Simulasi ....................................................
41
4.6
Fungsi Objektif dari Simulasi ..........................................
41
4.7
Hubungan Elevasi dan Volume Tampungan ....................
41
4.8
Hubungan Elevasi dan Luas Tampungan .........................
43
4.9
Konversi Debit Menjadi Volume .....................................
44
4.10 Tampungan Maksimal Regulating Dam ..........................
48
4.11 Skenario-skenario Simulasi ..............................................
68
4.12 Hasil Simulasi ..................................................................
68
BAB IV SIMPULAN DAN SARAN .......................................................
70
5.1
Simpulan ..........................................................................
70
5.2
Saran .................................................................................
71
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Harga koefisien pengaliran ......................................................
21
Tabel 2.2 Debit Andalan untuk Penyelesaian Optimum Penggunan Air
23
Tabel 4.1 Konstruksi Bendungan ............................................................
37
Tabel 4.2 Debit Rerata 15 harian Bendung Argoguruh (m3/detik) .........
38
Tabel 4.3 Volume 15 harian Bendung Argoguruh (juta m3) ..................
39
Tabel 4.4 Volume 15 harian Regulating Dam (juta m3) .........................
40
Tabel 4.5 Hubungan Elevasi dan Volume Tampungan Regulating Dam
42
Tabel 4.6 Hubungan Elevasi dan Volume Tampungan Regulating Dam
43
Tabel 4.7 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2005 .....................................
49
Tabel 4.7 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2005 ((lanjutan) ...................
50
Tabel 4.8 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2006 .....................................
51
Tabel 4.8 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2006 ((lanjutan) ...................
52
Tabel 4.9 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2007 .....................................
53
Tabel 4.9 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2007 ((lanjutan) ...................
54
Tabel 4.10 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2008 .....................................
55
Tabel 4.10 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2008 ((lanjutan) ...................
56
iv
Tabel 4.11 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2009 .....................................
57
Tabel 4.11 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2009 ((lanjutan) ...................
58
Tabel 4.12 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2010 .....................................
59
Tabel 4.12 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2010 ((lanjutan) ...................
60
Tabel 4.13 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2011 .....................................
61
Tabel 4.13 Simulasi untuk fungsi obje ktif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2011 ((lanjutan) ...................
62
Tabel 4.14 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2012 .....................................
63
Tabel 4.14 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2012 ((lanjutan) ...................
64
Tabel 4.15 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2013 .....................................
65
Tabel 4.15 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evap orasi tahun 2013 ((lanjutan) ...................
66
Tabel 4.16 Skenario Simulasi ....................................................................
68
Tabel 4.17 Prosentase Fungsi Objektif ......................................................
69
Masa lalu adalah kenangan,
masa kini adalah perjuangan,
masa depan adalah harapan.
Berjuang untuk menang.
PERSEMBAHAN
Kupersembahan karyaku ini
untuk
- Ayu,
- Mas Nunuk,
- Chanetta,
- Indonesiaku tercinta
semoga bermanfaat.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjung Karang, pada tanggal 17 Februari
1982, anak ke-empat dari lima bersaudara, dari Bapak Marwoto
dan Ibu Miswati (almh).
Pendidikan Sekolah Dasar (SD) diselesaikan di SD Budi Bhakti
Persit pada tahun 1994, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) di SLTP
Negeri 2 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 1997, Sekolah Menengah
Umum (SMUN) di SMUN 2 Bandar Lampung pada tahun 2000, Strata 1 (S1) di
Teknik Pengairan Universitas Brawijaya, Malang diselesaikan pada tahun 2006.
SANWACANA
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, ridho, dan karunia-Nya sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan.
Tesis dengan judul “Optimasi Waduk Regulating Dam di Kabupaten Pringsewu,
Provinsi Lampung” merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar Magister
Teknik di Universitas Lampung.
Tesis ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, dan petunjuk dari semua
pihak dari proses perkuliahan sampai pada saat penulisan tesis ini.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
kepada :
1.
Bapak Prof. Dr. Suharno, M. Sc selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung;
2.
Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D selaku Pembimbing Utama yang
telah
menyediakan
waktu,
tenaga,
pikiran
dan
kesempatan
untuk
mengarahkan penulis dalam menyelesaian tesis ini;
3.
Bapak Ir. Ahmad Zakaria, M.Sc., Ph.D selaku Pembimbing Kedua atas
kesediannya untuk memberikan bimbingan, saran, kritik dan arahan dalam
proses penyelesaian tesis ini;
4.
Ibu Dr. Dyah Indriana K, S.T., M.Sc. selaku Penguji ujian tesis dan Ketua
Program Magister Teknik Sipil Universitas Lampung terimakasih untuk
masukan dan saran-saran pada seminar proposal dan seminar hasil tesis
terdahulu;
5.
Istri tercinta Ayudia Hardiyani Kiranaratri yang memberikan motivasi dan
kasih sayang selama ini;
6.
AKBP Riyadi Nugroho, SIK, yang telah mensponsori tahapan-tahapan
perkuliahan;
7.
Kedua orang tua bapak dan mamak serta seluruh keluarga besar yang
senantiasa memberi doa restu, kasih sayang, dukungan baik materi dan moral;
8.
Seluruh teman-teman Magister Teknik Sipil Universitas Lampung yang telah
banyak membantu dalam menyelesaikan penulisan tesis ini;
9.
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata, Penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat dan dapat
memberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi khalayak secara umum dan
mahasiswa jurusan Teknik Sipil pada khususnya.
Bandar Lampung, 27 Juni 2015
Penulis
Dharmawan Setiyoko
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Provinsi Lampung memiliki kedudukan yang strategis dalam pembangunan
nasional. Di samping letaknya yang strategis karena merupakan pintu
gerbang selatan Sumatera, Provinsi Lampung juga memiliki potensi sumber
daya alam yang sangat besar terutama potensi sumber daya air. Pelaksanaan
pembangunan di bidang sumber daya air di Provinsi Lampung masih
dilaksanakan sampai dengan saat ini, mulai dari perencanaan, pelaksanaan
fisik konstruksi, sampai dengan operasional dan pemeliharaannya.
Pembangunan di bidang sumber daya air tersebut dilakukan untuk
memfasilitasi kebutuhan masyarakat terutama untuk bidang pertanian. Di
samping itu penyediaan fasilitas air bersih, drainase, dan penanggulangan
bencana juga menjadi tujuan lain dalam pembangunan di bidang sumber
daya air. Bendungan Batutegi adalah multi purpose dam di Lampung mulai
dibangun sejak tahun 1994 dengan ditandatanganinya kontrak pembangunan
sistem pengelak dan terowong pengambilan pada 1 Februari 1994.
Pengisian waduk awal (initial ponding) dimulai pada 23 Agustus 2001 dan
muka air mencapai ketinggian muka air normal (penuh) pada + 274 m baru
pada 3 Maret 2003. Sejak tahun 2004 pengelolaan Operasi dan
2
Pemeliharaan bendungan tersebut dipercayakan kepada Balai Besar Wilayah
Sungai Mesuji – Sekampung.
Untuk melestarikan bendungan beserta waduknya atau mengurangi risiko
kegagalan/keruntuhan bendungan maka diperlukan pengelolaan Operasi dan
Pemeliharaan yang teratur dan baik, dan pelaksanaan perbaikan segera agar
kerusakan kerusakan tidak berkembang akibat hujan, rembesan
atau
penyebab lainnya. Selain pemeliharaan rutin, juga diperlukan perbaikan
perbaikan ringan/rehabiltasi. Untuk pekerjaan rehabilitasi berat perlu
dilakukan studi desain yang lebih lengkap didukung dengan pekerjaan
survai dan investigasi. Bendungan/Waduk Batutegi dibangun sebagai
alternatif penyedia air untuk daerah irigasi Way Sekampung, di samping
adanya manfaat lain seperti pembangkit listrik, air baku, air minum,
pariwisata dan lain-lain.
Selain Bendungan Batutegi, untuk mendukung pelaksanaan irigasi di Sungai
Way Sekampung, telah dibangun Bendung Argoguruh pada tahun 1935.
Bendung Argoguruh ini pada musim kemarau menerima aliran air dari
Bendungan Batutegi. Daerah yang diairi oleh Bendung Argoguruh ini
adalah Daerah Irigasi Sekampung atau lebih dikenal dengan Sekampung
System.
1.2. Identifikasi Masalah
Bendungan/Waduk Batutegi bertugas menyuplai debit ke Bendung
Argoguruh untuk memenuhi kebutuhan air irigasi di daerah hilirnya (Daerah
Irigasi Way Sekampung) pada musim kemarau. Pada musim hujan Bendung
3
Argoguruh mengandalkan baseflow Way Sekampung di daerah hulunya.
Terkadang pada musim hujan Bendung Batutegi masih harus menyuplai
debit ke Bendung Argoguruh karena kurangnya beseflow Way Sekampung.
Di sisi lain, bila terjadi banjir di Way Sekampung alirannya melimpas di
atas Bendung Argoguruh dan terbuang percuma ke hilir. Regulating Dam di
sungai Way Sekampung direncanakan dibangun dengan tujuan agar inflow
dari DAS Way Sekampung di hilir bendungan Dam Batutegi dan hulu
rencana Regulating Dam dapat dimanfaatkan secara optimal untuk berbagai
kepentingan demi peningkatan kehidupan masyarakat dari pada terbuang ke
laut.
Berdasarkan pada hal tersebut, perlu dilakukan suatu optimasi debit pada
Regulating Dam secara tepat, sehingga setiap wilayah yang memerlukan air
dapat terpenuhi kebutuhan airnya secara merata. Sebelum optimasi
Regulating Dam dapat dilakukan, terlebih dahulu harus dilakukan simulasi
operasi pada Regulating Dam. Simulasi ini bertujuan untuk mengetahui
besarnya kebutuhan air serta perubahan kapasitas tampungan waduk,
sehingga dari hasil perhitungan ini dapat ditetapkan pola operasi waduk
yang optimal dengan meninjau hubungan antara ketersediaan air dengan
kebutuhan air.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah yang telah diterangkan
sebelumnya, maka masalah dalam penelitian ini dirumuskan sebagai
berikut:
4
1.
Bagaimana kondisi debit air di Bendung Argoguruh dengan tidak
adanya Regulating Dam (kondisi existing yang ada sekarang)?
2.
Bagaimana kondisi debit air di Bendung Argoguruh pasca dibangunnya
Regulating Dam?
3.
Bagaimanakah perilaku debit dan muka air waduk pada Regulating
Dam akibat pola operasi yang diterapkan?
1.4. Maksud dan Tujuan
Maksud dari penelitian ini adalah memperoleh pola operasi optimum dari
Regulating Dam yang akan dibangun. Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk mengetahui elevasi optimum muka air waduk berdasarkan inflow dan
outflow Regulating Dam.
1.5. Batasan Masalah
Untuk menajamkan fokus penelitian, masalah dalam penelitian ini dibatasi
sebagai berikut:
1.
Penelitian ini berisi simulasi pola operasi bendungan Regulating Dam.
2.
Perencanaan teknis bendungan Regulating Dam bukan merupakan
bagian dari penelitian ini.
3.
Data teknis bendungan Regulating Dam akan dipakai dalam penelitian
ini sebagai dasar pelaksanaan simulasi pola operasi bendungan
Regulating Dam.
5
1.6. Manfaat Penelitian
1.
Sebagai informasi dan referensi dalam kasus-kasus penerapan pola
operasi waduk
2.
Sebagai masukan bagi pihak berwenang yang bertindak sebagai
perencana pembangunan Regulating Dam.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Waduk atau Bendungan
2.1.1 Pengertian Umum
Menurut Peraturan Pemerintah Nomor 37 Pasal 1 Tahun 2010 tentang
Bendungan, bahwa bendungan adalah bangunan yang berupa urukan
tanah, urukan batu, beton, dan atau pasangan batu yang dibangun selain
untuk menahan dan menampung air, dapat pula dibangun untuk menahan
dan menampung limbah tambang (tailing), atau menampung lumpur
sehingga terbentuk waduk. Bendungan atau waduk merupakan wadah
buatan yang terbentuk sebagai akibat dibangunnya bendungan.
Menurut Peraturan Menteri Nomor 72/PRT/1997, bendungan adalah setiap
bangunan penahan air buatan, jenis urugan atau jenis lainnya yang
menampung air atau dapat menampung air, termasuk pondasi, bukit/tebing
tumpuan, serta bangunan pelengkap dan peralatannya, termasuk juga
bendungan limbah galian, tetapi tidak termasuk bendung dan tanggul.
Sebuah bendungan berfungsi sebagai penangkap air dan menyimpannya di
musim hujan waktu air sungai mengalir dalam jumlah besar dan yang
melebihi kebutuhan baik untuk keperluan, irigasi, air minum, industri atau
yang lainnya. Dengan memiliki daya tampung tersebut sejumlah besar air
7
sungai yang melebihi kebutuhan dapat disimpan dalam waduk dan baru
dilepas mengalir ke dalam sungai lagi di hilirnya sesuai dengan kebutuhan
pada saat diperlukan. Sebuah bendungan dapat dibuat dari bahan bangunan
urugan tanah campur batu berukuran kecil sampai besar atau dari beton.
Bila aliran sungai yang masuk ke dalam waduk tersebut melebihi air yang
dialirkan ke luar waduk sesuai dengan kebutuhan, maka isi waduk makin
lama makin penuh dan dapat melampaui batas daya tampung rencananya,
sehingga permukaan air dalam waduk akan naik terus dan akhirnya
melimpas. Untuk mencegah terjadinya limpasan air pada sebuah
bendungan, limpasan air itu dilokalisir pada bangunan pelimpah yang
lokasinya dipilih menurut kondisi topografi yang terbaik.
Panjang bangunan pelimpah dihitung menurut debit rencana sedemikian
rupa hingga tinggi muka air waduk tidak akan naik lebih tinggi dari pusat
bendungan dan bahkan biasanya direncanakan agar muka air waduk itu
lebih rendah dari puncak bendungan minimum 5 m. Beda tinggi bervariasi
dari 5 - 20 m. Tinggi bendungan bervariasi dari sekitar 15 m sampai
ratusan meter. Disebut dengan tinggi bendungan adalah perbedaan elevasi
antara puncak bendungan dengan dasar sungai lama.
Pembagian tipe bendungan dilihat dari 7 (tujuh) kondisi, yaitu:
1.
Tipe bendungan berdasarkan ukurannya;
a.
Bendungan besar (large dams)
Definisi menurut ICOLD, bendungan besar adalah bendungan
yang tingginya lebih dari 15 m, diukur dari bawah pondasi sampai
8
ke puncak bendungan. Bendungan antara 10 – 15 m dapat disebut
sebagai bendungan besar bila memenuhi kriteria, yaitu:
1) Panjang puncak bendung lebih dari 500 m;
2) Kapasitas waduk yang terbentuk tidak kurang dari 1 juta m3;
3) Debit banjir maksimum yang diperhitungkan tidak kurang
dari 2000 m3/det;
4) Bendungan menghadapi kesulitan kesulitan khusus pada
pondasinya atau mempunyai spesifik;
5) Desain bendung tidak seperti biasanya.
b.
Bendung kecil (small dams, weir, bendung)
Adalah semua syarat bendungan besar tidak dipenuhi.
2.
Tipe bendungan berdasarkan tujuan pembangunan;
a.
Bendung dengan tujuan tunggal, (single purpose dams), yaitu
bendungan dibangun dengan satu tujuan saja. Misalnya untuk
pembangkit listrik, untuk irigasi, dan pengendali banjir;
b.
Bendungan serba guna (multipurpose dams), adalah bendungan
yang dibangun untuk memenuhi beberapa tujuan misalnya
pembangkit tenaga listrik dan irigasi, pengendalian banjir dan
PLTA, air minum dan industri, pariwisata.
3.
Tipe bendungan berdasarkan penggunaan;
a.
Bendungan untuk membentuk waduk (storage dams), adalah
bendungan yang dibangun untuk membentuk waduk yang
berguna untuk menyimpan air pada waktu kelebihan dan dapat
dipakai pada waktu diperlukan;
9
b.
Bendungan penangkap atau pembelok air (diversion dams),
bendungan dibangun agar permukaan air tinggi sehingga dapat
mengalir masuk ke dalam saluran air atau terowongan. Banyak
dipakai untuk irigasi, PLTA, penyediaan air industri;
c.
Bendungan untuk memperlambat jalannya air (detension dams),
adalah bendungan yang dibangun untuk memperlambat jalannya
air sehingga dapat mencegah banjir besar. Untuk menyimpan air
sementara dan dialirkan dalam saluran air bagian hilir. Untuk
menyimpan air selama mungkin agar dapat meresap di daerah
sekitarnya. Apabila dipakai untuk menangkap lumpur dan pasir
maka disebut sebagai debris dam, checkdam, sabo dam.
4.
Tipe bendungan berdasarkan jalannya air;
a.
Bendungan untuk dilewati air (overflow dam) adalah bendungan
yang dibangun untuk dilimpasi air, misalnya bangunan pelimpah;
b.
Bendungan untuk menahan air (non overflow dam) adalah
bendungan yang sama sekali tidak boleh dilimpasi air.
5.
Tipe bendungan berdasarkan konstruksinya;
Tipe bendungan berdasarkan kostruksinya ada tiga tipe yaitu:
a.
Bendungan urugan (fill type dam) adalah bendungan yang
dibangun dari hasil penggalian bahan tanpa bahan tambahan lain
yang bersifat campuran secara kimia, jadi betul-betul bahan
pembentuk bendungan asli. Bendungan ini dapat dibagi menjadi:
1) Bendungan urugan berlapis-lapis (zone dams, rockfill dams),
yaitu bendungan urugan yang terdiri atas beberapa lapisan,
10
yaitu lapisan kedap air (water tight layer), lapisan batu (rock
zones, shell), lapisan batu teratur (rip rap), dan lapisan
pengering (filter zones);
2) Bendungan urugan serba sama (homogeneous dams), yaitu
bendungan yang lebih dari setengah volumenya terdiri atas
bahan bangunan yang seragam;
3) Bendungan urugan batu dengan lapisan kedap air di muka
(impermeable face rockfill dams, decked rockfill dams), yaitu
bendungan urugan batu berlapis-lapis yang lapisan kedap
airnya diletakkan di sebelah hulu bendungan. Lapisan kedap
air yang sering dipasang adalah aspal dan beton bertulang.
b.
Bendungan beton (concrete dam) adalah bendungan yang dibuat
dengan konstruksi beton dengan tulang maupun tidak. Ada 4 tipe
bendungan beton:
1) Bendungan beton berdasarkan berat sendiri (concrete gravity
dam) adalah bendungan beton yang direncanakan untuk
menahan beban dan gaya yang bekerja padanya hanya
berdasar atas berat sendiri;
2) Bendungan beton dengan penyangga (concrete buttress dam)
adalah bendungan beton yang mempunyai penyangga untuk
menyalurkan gaya-gaya yang bekerja padanya. Banyak
dipakai apabila sungainya sangat lebar dan geologinya baik;
3) Bendungan beton berbentuk lengkung atau busur (concrete
arch dam) adalah bendungan beton yang direncanakan untuk
11
menyalurkan gaya yang bekerja padanya melalui pangkal
tebing (abutment) kiri dan kanan bendungan;
4) Bendungan beton kombinasi (combination concrete dam atau
mixed type concrete dam) adalah kombinasi lebih dari satu
tipe bendungan. Apabila suatu bendungan beton berdasar
berat sendiri berbentuk lengkung disebut concretearch
gravity dam dan kemudian apabila bendungan beton
merupakan gabungan beberapa lengkung, maka disebut
concrete multiple arch dam.
c.
Bendungan lainnya, misalnya bendungan kayu (timber dams),
bendungan besi (steel dams), bendungan pasangan batas (bricks
dams), dan bendungan pasangan batu (masonry dams).
Earth fill dam
Gambar 2.1. Tipe
(Wikipedia, 2015a)
6.
Concrete dam
bendungan
Masonry dam
berdasarkan
konstruksinya
Tipe bendungan berdasarkan fungsinya;
Bendungan berdasarkan fungsinya ada 8 tipe, yaitu :
a.
Bendungan pengelak pendahuluan (primary coffer dam) adalah
bendungan yang pertama-tama dibangun di sungai pada debit air
rendah agar lokasi rencana bendungan pengelak menjadi kering
yang memungkinkan pembangunan secara teknis.
12
b.
Bendungan pengelak (coffer dam) adalah bendungan yang
dibangun sesudah selesainya bendungan pengelak pendahuluan
sehingga lokasi rencana bendungan utama menjadi kering, yang
memungkinkan pembanguna secara teknis;
c.
Bendungan utama (main dam) adalah bendungan yang dibangun
untuk satu atau lebih tujuan tertentu;
d.
Bendungan (high level dam) adalah bendungan yang terletak di sisi
kiri atau kanan bendungan utama, yang tinggi puncaknya juga
sama;
e.
Bendungan di tempat rendah (sadlle dam) adalah bendungan yang
terletak ditepi waduk yang jauh dari bendungan utama yang
dibangun untuk mencegah keluarnya air dari waduk, sehingga air
waduk tidak mengalir kedaerah sekitarnya;
f.
Tanggul merupakan bendungan yang terletak di sisi kiri atau kanan
bendungan utama dan di tempat dari bendungan utama yang tinggi
maksimum 5 m dengan panjang mercu maksimum 5 kali tingginya;
g.
Bendungan limbah industri (industrial waste dam) merupakan
bendungan yang terdiri atas timbunan secara bertahap untuk
menahan limbah yang berasal dari industri;
h.
Bendungan pertambangan (main tailing dam) adalah bendungan
yang terdiri atas timbunan secara bertahap untuk menahan hasil
galian pertambangan dan bahan pembuatannya berasal dari hasil
galian pertambangan itu.
13
7.
Tipe bendungan menurut ICOLD (The International Commission
on Large Dams).
Tipe bendungan menurut ICOLD, yaitu :
a.
Bendungan urugan tanah (earthfill dams), yaitu bendungan yang
lebih dari setengah volume terdiri atas urugan tanah atau tanah liat;
b.
Bendungan beton berdasar berat sendiri adalah bendungan beton
yang direncanakan untuk menahan beban dan gaya yang bekerja
padanya hanya berdasar atas berat sendiri;
c.
Bendungan urugan batu (rockfill dams), adalah bendungan yang
kekuatan konstruksinya didasarkan pada urugan batu dan sebagai
lapisan kedap air memakai tanah liat, tanah liat bercampur
pasir/kerikil, lapisan aspal, beton bertulang atau geotextile;
d.
Bendungan beton dengan penyangga (concrete buttress dam)
adalah bendungan beton yang mempunyai penyangga untuk
menyalurkan gaya-gaya yang bekerja padanya;
e.
Bendungan beton berbentuk lengkung atau busur (concrete arch
dam) merupakan bendungan beton yang direncanakan untuk
menyalurkan gaya yang bekerja padanya melalui pangkal tebing
(abutment) kiri dan kanan bendungan.
f.
Bendungan beton kombinasi (combination concrete dam atau
mixed type concrete dam) adalah kombinasi lebih dari satu tipe
bendungan.
Bendungan secara umum merupakan tempat pada permukaan tanah yang
digunakan untuk menampung air saat terjadi kelebihan air di musim
14
penghujan sehingga air tersebut dapat dimanfaatkan saat musim kering.
Sumber air bendungan pada umumnya berasal dari aliran air permukaan
ditambah dari air hujan langsung. Pemanfaatkan bendungan antara lain :
1.
Irigasi
Hujan yang turun di daerah tangkapan air sebagian besar akan mengalir
ke sungai. Kelebihan air yang terdapat di bendungan merupakan sumber
persediaan sehingga pada saat musim kemarau tiba air tersebut dapat
digunakan untuk berbagai keperluan salah satunya yaitu sebagai irigasi
lahan pertanian.
2.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
Bendungan yang berfungsi sebagai PLTA dikelola untuk mendapatkan
kapasitas listrik yang dibutuhkan. PLTA bendungan merupakan sistem
pembangkit listrik yang sistem pengoprasiannya terintegrasi dalam
bendungan dengan memanfaatkan energi mekanis dari aliran air saat
memutar turbin yang kemudian hasilnya akan diubah menjadi tenaga
listrik oleh generator.
3.
Penyedia air baku
Air baku atau air bersih yang dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan
air minum dan air rumah tangga. Bendungan selain sebagai sumber
pengairan persawahan juga dimanfaatkan sebagai sumber penyediaan
air baku untuk bahan baku air minum dan air rumah tangga. Air yang
dipakai harus memenuhi persyaratan sesuai dengan kegunaannya.
15
2.1.2 Karakteristik dan Klasifikasi Penggunaan Bendungan
Karakteristik suatu bendungan merupakan bagian pokok dari bendungan
yaitu volume hidup (live storage), volume mati (dead storage), tinggi
muka air (TMA) maksimum, TMA minimum, tinggi mercu bangunan
pelimpah berdasarkan debit rencana.
Dari karakteristik fisik bendungan tersebut didapatkan hubungan antara
elevasi dan volume tampungan yang disebut juga liku kapasitas
bendungan. Liku kapasitas tampungan bendungan merupakan data yang
menggambarkan volume tampungan air di dalam waduk pada setiap
ketinggian muka air.
Berdasarkan fungsinya penggunaannya, waduk diklasifikasikan menjadi
dua jenis yaitu :
1.
Waduk eka guna (single purpose)
Waduk eka guna merupakan waduk yang dioperasikan untuk
memenuhi satu kebutuhan saja, misalnya untuk kebutuhan air irigasi,
air baku atau PLTA. Pengoperasian waduk eka guna lebih mudah
dibandingkan dengan bendungan multi guna dikarenakan tidak adanya
konflik
kepentingan
di
dalamnya.
Pada
waduk
eka
guna
pengoperasian yang dilakukan hanya mempertimbangkan pemenuhan
satu kebutuhan.
2.
Waduk multi guna (multi purpose)
16
Waduk multi guna (multi purpose) merupakan waduk yang berfungsi
untuk memenuhi berbagai kebutuhan, misalnya waduk untuk
memenuhi kebutuhan air, irigasi, air baku dan PLTA. Kombinasi dari
berbagai kebutuhan dimaksud untuk dapat mengoptimalkan fungsi
waduk dan meningkatkan kelayakan pembangunan suatu waduk.
2.2
Pola Operasi Waduk
Suatu waduk dapat dimanfaatkan dengan mengoptimalkan semua elemen
dan potensi waduk yang ada dengan menggunakan pola operasi tertentu.
Biasanya studi optmalisasi waduk dilakukan dengan mengkaji operasi
waduk melalui metode simulasi. Dalam penyusunan simulasi operasi
waduk, hal yang perlu diketahui adalah ketersediaan air, pemanfaatan air,
kehilangan air, dan karakteristik waduk. Secara umum persamaan
neracaair di waduk diberikan sebagai:
∆S
=
I – O (Harto, 1981)
Di mana:
∆S
=
perubahan volume di tampungan waduk
I
=
volume air yamg masuk tampungan waduk
O
=
volume air yamg keluar tampungan waduk
Untuk simulasi waduk pada Regulating Dam, komponen-komponen inflow
adalah (Bina Buana Raya Consultant, 2013) : Debit limpasan Bendung
Argoguruh (I1).
17
Adapun komponen-komponen outflownya adalah sebagai berikut:
a.
Debit untuk PDAM Pringsewu sebesar 0,45 m3/detik (O1) (MDGs,
2013);
b.
Debit untuk PDAM Metro dan Branti sebesar 0,50 m3/detik (O2)
(MDGs, 2013);
c.
Debit untuk PDAM Bandar Lampung sebesar 2,25 m3/detik (O3)
(MDGs, 2013);
d.
Debit evaporasi sebesar 4,00 mm/hari (O4);
e.
Debit untuk irigasi sawah di sekitar waduk dengan NFR 1,2 liter/ha
dan efisiensi saluran primer, sekunder, dan tersier masing-masing
90%, 80%, dan 80% (O5);
Berdasarkan komponen-komponen inflow dan outflow di atas maka neraca
air pada waduk Regulating Dam dapat diformulasikan sebagai:
∆S
=
I1 – O1 – O2 – O3 – O4 – O5
Berikut adalah skenario-skenario yang direncanakan dalam simulasi
waduk Regulating Dam:
a.
Simulasi 1 dengan neraca air:
∆S
b.
= I1 + I2 – O1 – O2 – O3 – O4
Simulasi 2 dengan neraca air:
18
∆S
2.3
= I1 + I2 – O1 – O2 – O3 – O4 – O5
Daerah Aliran Sungai
Apabila kita berbicara hujan yang jatuh di suatu daerah, maka daerah yang
dimaksud merupakan suatu daerah aliran sungai. Daerah aliran sungai atau
DAS atau catchment area atau watershed adalah suatu daerah yang dibatasi
oleh batas topografi yang tinggi, di mana hujan yang jatuh ke dalam daerah
tersebut akan terkumpul di badan-badan airnya dan dialirkan ke arah hilir
melalui jaringan pelepasan atau outlet. Komponen-komponen dari suatu
DAS adalah: batas-batas DAS, sungai utama beserta badan air yang lainnya,
outlet, dan daerah DAS itu sendiri (Susilo, 2006). Ilustrasi sederhana dari
sebuah DAS dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.2. Gambar Daerah Aliran Sungai (DAS)
Bentuk dan luas DAS berbeda satu dengan yang lainnya. Luas DAS
biasanya dikategorikan menjadi DAS kecil, DAS sedang, dan DAS besar.
Tetapi batasan-batasan mengenai hal tersebut tidaklah begitu jelas sehingga
19
orang biasanya menilai besar kecilnya DAS dari jumlah sub-DAS nya.
Sebagai contoh: DAS Brantas di Jawa Timur dapat dikategorikan sebagai
DAS besar karena merupakan gabungan dari beberapa sub-DAS atau DAS
yang lebih kecil seperti DAS Lesti. DAS-DAS kecil biasanya ditemukan di
daerah pantai yang berbukit seperti DAS-DAS di daerah Panjang, Propinsi
Lampung. DAS-DAS ini biasanya hanya terdiri dari satu sungai utama
dengan beberapa anak sungai kecil. Luas dari DAS kecil biasanya berkisar
belasan atau puluhan hektar tetapi di bawah seratus hektar.
Daerah aliran sungai dapat dibedakan berdasarkan bentuk atau pola dimana
bentuk ini akan menentukan pola hidrologi yang ada. Corak atau pola DAS
dipengaruhi oleh faktor geomorfologi, topografi dan bentuk wilayah DAS.
Sosrodarsono dan Takeda (1977) mengklasifikasikan bentuk DAS sebagai
berikut :
DAS bulu burung.
Anak sungainya langsung mengalir ke sungai utama. DAS atau SubDAS ini mempunyai debit banjir yang relatif kecil karena waktu tiba
yang berbeda.
DAS Radial.
Anak sungainya memusat di satu titik secara radial sehingga
menyerupai bentuk kipas atau lingkaran. DAS atau sub-DAS radial
memiliki banjir yang relatif besar tetapi relatif tidak lama.
Das Paralel.
DAS ini mempunyai dua jalur sub-DAS yang bersatu.
20
2.4
Koefisien Pengaliran DAS
Suatu DAS biasanya terdiri dari areal yang mempunyai tataguna lahan
bervariasi seperti hutan, tanah pertanian, dan pemukiman. Setiap tipe
tataguna lahan ini mempunyai nilai koefisien pengaliran yang berbeda-beda.
Ini berarti apabila terjadi hujan di suatu DAS maka respon permukaan tanah
terhadap hujan akan menghasilkan aliran permukaan yang berbeda-beda
pula. Sebagai contoh hujan yang jatuh di daerah pemukiman yang
mempunyai koefisien permukaan yang lebih besar daripada hutan akan
menghasilkan aliran permukaan yang lebih besar daripada aliran permukaan
yang dihasilkan oleh hujan yang jatuh di hutan.
Variasi koefisien pengaliran yang ada di DAS akibat keragaman tataguna
lahan kadang menimbulkan kesulitan dalam perhitungan debit di DAS.
Hanya model-model hidrologi mutakhir yang mampu menghitung debit di
DAS dengan memperhitungkan variasi tataguna lahan secara detail. Untuk
perhitungan debit sederhana, koefisien pengaliran di DAS biasanya diratarata dengan memperhitungkan luas daerah tataguna lahan.
Nilai-nilai koefisien pengaliran (C) tersebut, untuk penggunaan secara
umum dapat dilihat pada tabel-tabel berikut:
21
Tabel 2.1. Harga koefisien pengaliran
Type daerah aliran
Perumputan
Business
Perumahan
Industri
Harga C
Tanah pasir, datar, 2%
0,05 – 0,10
Tanah pasir, rata-rata, 2 - 7%
0,10 – 0,15
Tanah pasir, curam, 7%
0,15 – 0,20
Tanah gemuk, datar, 2%
0,13 – 0,17
Tanah gemuk, rata-rata, 2 - 7%
0,18 – 0,22
Tanah gemuk, curam, 7%
0,25 – 0,35
Daerah kota lama
0,75 – 0,95
Daerah pinggiran
0,50 – 0,70
Daerah “single family”
0,30 – 0,50
“Multi units”, terpisah-pisah
0,40 – 0,60
“Multi units”, tertutup
0,60 – 0,75
“Suburban”
0,25 – 0,40
Daerah rumah-rumah apartemen
0,50 – 0,70
Daerah ringan
0,50 – 0,80
Daerah berat
0,60 – 0,90
Pertamanan, kuburan
0,10 – 0,25
Tempat bermain
0,20 – 0,35
Halaman kereta api
0,20 – 0,40
Daerah yang tidak dikerjakan
Jalan
Beraspal
0,10 – 0,30
Beton
0,70 – 0,95
Batu
0,80 – 0,95
Untuk berjalan dan naik kuda
0,70 – 0,85
Atap
0,75 – 0,95
Sumber : Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air, 1980
22
2.5
Evaporasi
Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan dari zat cair atau padat
menjadi gas. Lebih spesifik dapat diartikan penguapan adalah proses
transfer air (moisture) dari permukaan bumi ke atmosfir (Harto, 2000).
Rata-rata molekul tidak memiliki energi yang cukup untuk lepas dari cairan.
Bila tidak cairan akan berubah menjadi uap dengan cepat. Ketika molekulmolekul saling bertumbukan mereka saling bertukar energi dalam berbagai
derajat, tergantung bagaimana mereka bertumbukan. Terkadang transfer
energi ini begitu berat sebelah, sehingga salah satu molekul mendapatkan
energi yang cukup untuk menembus titik didih cairan. Bila ini terjadi di
dekat permukaan cairan molekul tersebut dapat terbang ke dalam gas dan
"menguap".
Ada cairan yang kelihatannya tidak menguap pada suhu tertentu di dalam
gas tertentu (contohnya minyak makan pada suhu kamar). Cairan seperti ini
memiliki molekul-molekul yang cenderung tidak menghantar energi satu
sama lain dalam pola yang cukup buat memberi satu molekul "kecepatan
lepas" - energi panas - yang diperlukan untuk berubah menjadi uap. Namun
cairan seperti ini sebenarnya menguap, hanya saja prosesnya jauh lebih
lambat dan karena itu lebih tak terlihat. Penguapan adalah bagian esensial
dari siklus air. Uap air di udara akan berkumpul menjadi awan. Karena
pengaruh suhu, partikel uap air yang berukuran kecil dapat bergabung
(berkondensasi) menjadi butiran air dan turun hujan. Siklus air terjadi terus
menerus. Energi surya menggerakkan penguapan air dari samudera, danau,
23
embun dan sumber air lainnya. Dalam hidrologi penguapan dan transpirasi
(yang melibatkan penguapan di dalam stomata tumbuhan) secara kolektif
diistilahkan sebagai evapotranspirasi.
Jumlah evaporasi dapat dihitung secara langsung maupun secara teoritis.
Cara langsung dapat dilakukan dengan pan evaporation sedangkan cara
teoritis biasanya dilakukan dengan metode perhitungan Penmann atau
Hargreaves.
2.6
Debit Andalan
Debit andalan adalah besarnya debit yang tersedia untuk memenuhi
kebutuhan air dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Tujuan
penetapan debit andalan adalah untuk menentukan debit perencanaan yang
diharapkan selalu tersedia di sungai (Soemarto,1987). Misalkan debit
andalan ditetapkan sebesar 80%, maka akan dihadapi resiko adanya debitdebit yang lebih kecil dari debit andalan sebesar 20% dari pengamatan yang
ada.
Menurut pengamatan, besarnya debit andalan untuk penyelesaian optimum
penggunaan air di beberapa macam proyek adalah sebagai berikut:
Tabel 2.2 Debit Andalan untuk Penyelesaian Optimum Penggunan Air
Jenis Penggunaan Air
Debit Andalan
Untuk penyediaan air minum
99%
Untuk penyediaan air industri
95 – 88%
Untuk penyediaan air irigasi bagi
- daerah beriklim setengah lembab
70 – 85%
- daerah beriklim terang
80 – 95%
Untuk pembangkit listrik tenaga air
85 – 90%
Sumber : Hidrologi Teknik, 2013
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian atau riset merupakan suatu usaha untuk mencari pembenaran dari suatu
permasalahan hingga hasilnya dapat ditarik kesimpulan dan dari hasil penelitian
yang diperoleh dapat bermanfaat. Metode penelitian dilakukan guna menunjang
kelancaran selama proses penelitian tersebut dilakukan.
3.1
Lokasi Penelitian
Kabupaten Pringsewu Provinsi Lampung terletak pada koordinat 104°48’ 105°08’ BT dan 05°12’ - 05°33’ LS, dengan luas wilayah ± 625 km2, yang
dibatasi sebelah utara Kabupaten Lampung Tengah, sebelah Timur Selatan Kabupaten Pesawaran dan sebelah barat Kabupaten Tanggamus.
Kondisi topografi secara umum bervariasi antara dataran tinggi dan
dataran rendah. Lokasi penelitian optimasi waduk regulating dam berada
di koordinat 104,918º BT, 5,334º LS yang berada di desa Pekon Bumi
Ratu, Kecamatan Pagelaran Kabupaten Pringsewu, Provinsi Lampung.
Lokasi penelitian regulating dam berada di Desa Pekon Bumi Ratu
Kecamatan Pagelaran, Kabupaten Pringsewu. Di dekat lokasi ini ± 2 – 3
km ke arah hilir terdapat bangunan Intake PDAM Kabupaten Pringsewu
yang mengambil aliran Sungai Way Sekampung. Peta lokasi penelitian
dapat dilihat pada Gambar 3.1 dan Gambar 3.2.
25
Lokasi Pekerjaan
Bandar Lampung
Gambar 3.1 Lokasi Penelitian Regulating dam Way Sekampung
Rencana area genangan waduk akibat dibangunnya regulating dam yaitu
berada di desa Pekon Bumi Ratu, Pekon Pamenangan dan Pekon Pasir
Ukir, Kecamatan Pagelaran pada sebelah kiri area genangan. Sedangkan di
sebelah kanan waduk yaitu meliputi desa Pekon Fajar Baru, Kecamatan
Pagelaran Utara dan Giri Mulyo, Giri Tunggal dan Pekon Banjar Rejo,
Kecamatan Banyumas.
3.2
Kondisi Lokasi Penelitian
Kondisi topografi Kecamatan Pagelaran dan Kecamatan Banyumas
merupakan daerah peralihan dari pegunungan Bukit Barisan ke daerah
relatif datar kearah utara-timur. Pada lokasi ini terdapat dua bukit yang
26
membentuk celah relatif sempit pada aliran Sungai Way Sekampung.
Kedua bukit inilah yang akan digunakan sebagai tumpuan (abutment)
regulating dam. Adapun kondisi geologi daerah Kecamatan Pagelaran ini
berupa lapisan batuan tuffa yang berlapis dengan batuan siltstone.
Klimatologi Kabupaten Pringsewu sebagai bagian area Lampung Selatan
termasuk beriklim tropis-humid dengan angin laut lembah yang bertiup
dari Samudra Indonesia dengan dua musim angin setiap tahunnya. Dua
musim dimaksud adalah pada bulan Nopember - Maret angin bertiup dari
arah Barat dan Barat Laut, sedangkan pada bulan Juli - Agustus angin
bertiup dari arah Timur dan Tenggara.
Kecepatan angin rata-rata sebesar 5,83 km/jam. Suhu udara di wilayah
Kabupaten Pringsewu pada daerah daratan dengan ketinggian 30 - 60
meter di atas permukaan laut rata-rata berkisar antara 26oC -28oC. Suhu
udara maksimum mencapai 33,4oC dan juga suhu udara minimum
mencapai 21,7oC. Kelembaban udara rata-rata sekitar 75% – 95%, dimana
kondisi kelembaban udara akan cenderung meningkat pada daerah dengan
topografi yang lebih tinggi.
Adapun kondisi tata guna lahan di daerah penelitian regulating dan
waduknya, secara umum digunakan oleh masyarakat setempat mayoritas
sebagai petani dan buruh pertanian. Usaha pertanian yang dikembangkan
adalah bercocok tanam terutama padi pada musim rendeng/penghujan dan
palawija pada musim kering. Tanaman pada musim kering yang
dibudidayakan adalah tanaman sayur-sayuran, jagung, tembakau, cabe dan
27
lain-lain. Pada daerah genangan dengan topografi berbukit dan lereng,
komoditas yang diusahakan yaitu tanaman coklat/kakau, karet, sawit, lada.
Bendungan Batutegi
Way Sekampung
Gambar 3.2 Lokasi Regulating Dam Way Sekampung
3.3
Bahan dan Alat
3.3.1
Bahan
Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini, antara lain:
1. Data curah hujan harian selama 9 tahun dari stasiun curah hujan
Batutegi dan Argoguruh;
2. Data debit outflow 15 harian selama 9 tahun Bendungan Batutegi;
3. Data debit inflow 15 harian selama 9 tahun Bendung Argoguruh;
4. Data debit limpasan 15 harian selama 9 tahun Bendung Argoguruh;
5. Data luas tangkapan hujan Bendungan Batutegi;
28
6. Data luas tangkapan hujan Bendungan Batutegi;
7. Data luas tangkapan hujan Bendung Argoguruh;
8. Data luas tangkapan hujan Regulating Dam;
9. Peta-peta terkait, seperti: Peta Hidrologi dan Peta Topografi.
3.3.2
Alat
Sedangkan alat yang dipergunakan di dalam penelitian ini, antara lain:
Software Microsoft Office, Auto CAD, dan Kamera.
3.4
Metode Pelaksanaan Penelitian
Secara umum prosedur dalam penelitian ini akan dilaksanakan sebagai
berikut:
a.
Studi literatur
Studi ini dilaksanakan untuk mendapatkan teori-teori, studi terdahulu,
serta berbagai literatur yang mendukung penelitian. Studi kepustakaan
dilakukan dengan membaca, meneliti dan memahami segala informasi,
baik yang berupa data tertulis maupun yang berupa gambar. Studi ini
dilakukan di perpustakaan.
b.
Pengumpulan data teknis
Pengumpulan data teknis untuk mendapatkan dat luas daerah tangkapan di
sekitar lokasi studi, morfologi daerah tangkapan, data teknis bendungan
berupa data struktur berikut data teknis lainnya seperti luas genangan,
lengkung kapasitas, dan kapasitas tampungan.
29
c.
Pengumpulan data debit
Pengumpulan data debit ini dilakukan di 2 tempat yaitu di Bendung
Argoguruh dan Bendungan Batu Tegi. Data debit di Bendung Argoguruh
yang harus didapat adalah data debit inflow pintu intake bendung dan data
debit limpasan di atas mercu bendung. Adapun data debit yang harus
diambil di Bendungan Batu Tegi adalah data outflow waduk. Semua data
adalah time series data dari tahun 2005 – 2013 dengan periode pengukuran
15 harian.
d.
Penentuan data debit di lokasi Regulating Dam
Karena di lokasi Regulating Dam tidak terdapat stasiun pengukuran debit,
maka penentuan data debit di lokasi Regulating Dam dilakukan dengan
melakukan perbandingan luas antara daerah tangkapan hujan Regulating
Dam
dan
daerah
tangkapan
hujan
Bendung
Argoguruh.
Hasil
perbandingan luas ini kemudian dijadikan acuan untuk memperbandingkan
debit di Regulating Dam dan Bendung Argoguruh. Tentu saja dengan
asumsi bahwa daerah tangkapan hujan Regulating Dam dan daerah
tangkapan hujan Bendung Argoguruh mempunyai kondisi morfologi yang
hampir sama.
e.
Penentuan tujuan simulasi
Penentuan tujuan simulasi dilakukan untuk memberikan arah dan tujuan
simulasi
serta
menentukan
constrain
mempengaruhi proses dan hasil simulasi.
atau
faktor
kendala
yang
30
f.
Optimasi waduk Regulating Dam
Optimasi waduk Regulating Dam dilakukan dengan cara mensimulasikan
perilaku elevasi muka air waduk Regulating Dam akibat pengaruh inflow
dan outflow yang terjadi pada waduk. Optimasi dianggap selesai apabila
elevasi muka air waduk yang terjadi selama simulasi telah berjumlah 80%
kejadian dari elevasi waduk optimal.
Prosedur dalam penelitian ini dapat diterangkan melalui daftar alir sebagai
berikut:
31
Gambar 3.3. Prosedur penelitian
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1
Simpulan
Dari hasil simulasi yang dilakukan pada Regulating Dam dapat ditarik
simpulan bahwa:
a. Hasil simulasi dengan fungsi objektif 115 dan komponen outflow
PDAM Pringsewu dan evaporasi, maka tingkat keberhasilan fungsi
objektif 115 adalah sebesar 90,74%;
b. Tingkat keberhasilan paling optimal dari simulasi Regulating Dam
dengan komponen outflow PDAM Pringsewu dan evaporasi tercapai
pada elevasi +116,07 m dengan jumlah keberhasilan yaitu sebesar
80,09%;
c. Dengan volume yang ada dan sesuai dengan hasil simulasi dengan
fungsi objektif 115 dan komponen outflow PDAM Pringsewu dan
evaporasi, maka Regulating Dam akan mampu mengairi sawah baru
seluas 242,9
OPTIMASI WADUK REGULATING DAM
DI KABUPATEN PRINGSEWU, PROVINSI LAMPUNG
Oleh
DHARMAWAN SETIYOKO
Bendung Argoguruh adalah bendung irigasi yang terbesar di Provinsi Lampung.
Bendung ini dibangun tahun 1935 di Sungai Way Sekampung dan melayani
Daerah Irigasi Sekampung seluas 67.000 ha. Bendung ini mendapat suplai air dari
Bendungan Batutegi dan baseflow dari DAS Way Sekampung bagian hulu.
Kelebihan air yang melewati Bendung Argoguruh selama ini hanya melimpas dan
terbuang percuma ke laut. Oleh karena itu, direncanakanlah pembangunan sebuah
bendungan di antara Bendungan Batutegi dan Waduk Argoguruh untuk
menampung dan memanfaatkan limpasan debit yang melewati Bendung
Argoguruh. Bendungan tersebut adalah sebuah Regulating Dam yang dibangun di
Kabupaten Pringsewu.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan simulasi neraca air di Regulating Dam
sehingga diperoleh suatu pola operasi yang paling optimal dalam pengoperasian
Regulating Dam. Objective function dari simulasi adalah elevasi muka air waduk
dengan keandalan 80%. Adapun constrain dari simulasi adalah elevasi muka air
waduk tidak boleh kurang dari elevasi muka air untuk tampungan mati yaitu
+102,30 m. Data debit yang digunakan dalam simulasi adalah data debit limpasan
Bendung Argoguruh dari tahun 2005 sampai dengan tahun 2013. Simulasi
dilakukan untuk periode waktu 15 harian.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa objective function dari simulasi adalah elevasi
+116,07 m dengan keandalan 80,09%. Pada saat tersebut air dari Regulating Dam
digunakan untuk suplai PDAM Pringsewu sebesar 0.45 m3/dt dan pengairan
sawah baru seluas 242,90 ha. Adapun elevasi terendah pada simulasi ini adalah
+111,86 m yang berarti masih jauh di atas elevasi muka air waduk pada
tampungan mati.
Kata kunci : Regulating Dam, Simulasi, Constrain, dan Objective function
ABSTRACT
THE OPTIMIZATION OF REGULATING DAM RESERVOIR
OF PRINGSEWU REGENCY, LAMPUNG PROVINCE
By:
DHARMAWAN SETIYOKO
Argoguruh Weir is the biggest irrigation weir in Lampung Province. This
hydraulic structure was developed in 1935, crossing Way Sekampung River and
serving Sekampung Irrigation Area which is about 67,000 ha. This weir is
supplied by water from Batutegi Dam and baseflow of the upper Way Sekampung
basin. Excessive water in Argoguruh Weir is passing by and flowing to the sea.
Due to this condition, the government plan to build a dam between Batutegi Dam
and Argoguruh Weir in order to store and utilise the excessive water. The dam is
called Regulating Dam and will be built in Pringsewu Regency.
This research aims to carry out a simulation of water balance in the Regulating
Dam in order to find the best operational pattern for the dam. The Objective
function of the simulation is water elevation of reservoir with probability more
than 80%. The constrain of the simulation is that water elevation of the reservoir
has to be higher than the water elevation of reservoir dead storage that is +102.30
m. Discharge data used in the simulation is daily discharge data of Argoguruh
Weir from the year 2005 to the year 2013. The simulation is operated in 15-days
time basis.
Results of the simulation indicate that the objective function of the simulation is
found in elevation +116.07 m with probability of 80.09%. On that condition,
water from the reservoir is utilised for PDAM Pringsewu water supply and for the
water supply for 242.90 ha new irrigation area. The lowest water elevation in this
condition is +111.86 m. This water elevation is much more higher than the one of
reservoir dead storage.
Key Words: Regulating Dam, Simulation, Constrain, and Objective function
OPTIMASI WADUK REGULATING DAM
DI KABUPATEN PRINGSEWU, PROVINSI LAMPUNG
Oleh
DHARMAWAN SETIYOKO
Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
MAGISTER TEKNIK
Pada
Program Pascasarjana Magister Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
OPTIMASI WADUK REGULATING DAM
DI KABUPATEN PRINGSEWU, PROVINSI LAMPUNG
(Tesis)
Oleh
DHARMAWAN SETIYOKO
PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Tipe bendungan berdasarkan konstruksinya
(Wikipedia, 2015a) ...............................................................
11
Gambar 3.1 Lokasi Penelitian Regulating Dam Way Sekampung ...........
25
Gambar 3.2 Lokasi Regulating Dam Way Sekampung ............................
27
Gambar 3.3 Prosedur penelitian ...............................................................
31
Gambar 4.1 Peta DAS Way Sekampung ..................................................
34
Gambar 4.2 Hubungan Antara Elevasi dan Volume Tampungan Regulating
Dam .......................................................................................
42
Gambar 4.3 Hubungan Antara Elevasi dan Luas Tampungan Regulating
Dam .......................................................................................
44
Gambar 4.4 Grafik Elevasi Muka Air Waduk Regulating Dam tahun
2005-2013 (dengan fingsi objektif f(x) = 115 ......................
67
i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ..............................................................................................
i
DAFTAR TABEL ......................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
v
BAB I
PENDAHULUAN .....................................................................
1
1.1
Latar Belakang .................................................................
1
1.2
Identifikasi Masalah .........................................................
2
1.3
Rumusan Masalah ............................................................
3
1.4
Maksud dan Tujuan ..........................................................
4
1.5
Batasan Masalah ...............................................................
4
1.6
Manfaat Penelitian ...........................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................
6
2.1
Waduk atau Bendungan ...................................................
6
2.1.1 Pengertian Umum .................................................
6
BAB II
2.1.2 Karakteristik dan Klasifikasi Penggunaan
Bendungan .............................................................
15
2.2
Pola Operasi Waduk .........................................................
16
2.3
Daerah Aliran Sungai .......................................................
18
2.4
Koefisien Pengaliran DAS ...............................................
20
2.5
Evaporasi ..........................................................................
22
2.6
Debit Andalan ..................................................................
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................
24
3.1
Lokasi Penelitian ..............................................................
24
3.2
Kondisi Lokasi Penelitian ................................................
25
ii
3.3
Bahan dan Alat .................................................................
27
3.3.1
Bahan ....................................................................
27
3.3.2
Alat .......................................................................
28
Metode Pelaksanaan Penelitian ........................................
28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................
32
3.4
4.1
Umum ...............................................................................
32
4.2
Data Morfologi Daerah Aliran Sungai (DAS) .................
32
4.3
Komponen Inflow dan Outflow ........................................
35
4.1.1
Komponen Inflow .................................................
35
4.1.2
Komponen Outflow ..............................................
36
4.4
Data Konstruksi Bendungan ............................................
37
4.5
Constrain dari Simulasi ....................................................
41
4.6
Fungsi Objektif dari Simulasi ..........................................
41
4.7
Hubungan Elevasi dan Volume Tampungan ....................
41
4.8
Hubungan Elevasi dan Luas Tampungan .........................
43
4.9
Konversi Debit Menjadi Volume .....................................
44
4.10 Tampungan Maksimal Regulating Dam ..........................
48
4.11 Skenario-skenario Simulasi ..............................................
68
4.12 Hasil Simulasi ..................................................................
68
BAB IV SIMPULAN DAN SARAN .......................................................
70
5.1
Simpulan ..........................................................................
70
5.2
Saran .................................................................................
71
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Harga koefisien pengaliran ......................................................
21
Tabel 2.2 Debit Andalan untuk Penyelesaian Optimum Penggunan Air
23
Tabel 4.1 Konstruksi Bendungan ............................................................
37
Tabel 4.2 Debit Rerata 15 harian Bendung Argoguruh (m3/detik) .........
38
Tabel 4.3 Volume 15 harian Bendung Argoguruh (juta m3) ..................
39
Tabel 4.4 Volume 15 harian Regulating Dam (juta m3) .........................
40
Tabel 4.5 Hubungan Elevasi dan Volume Tampungan Regulating Dam
42
Tabel 4.6 Hubungan Elevasi dan Volume Tampungan Regulating Dam
43
Tabel 4.7 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2005 .....................................
49
Tabel 4.7 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2005 ((lanjutan) ...................
50
Tabel 4.8 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2006 .....................................
51
Tabel 4.8 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2006 ((lanjutan) ...................
52
Tabel 4.9 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2007 .....................................
53
Tabel 4.9 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2007 ((lanjutan) ...................
54
Tabel 4.10 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2008 .....................................
55
Tabel 4.10 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2008 ((lanjutan) ...................
56
iv
Tabel 4.11 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2009 .....................................
57
Tabel 4.11 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2009 ((lanjutan) ...................
58
Tabel 4.12 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2010 .....................................
59
Tabel 4.12 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2010 ((lanjutan) ...................
60
Tabel 4.13 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2011 .....................................
61
Tabel 4.13 Simulasi untuk fungsi obje ktif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2011 ((lanjutan) ...................
62
Tabel 4.14 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2012 .....................................
63
Tabel 4.14 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2012 ((lanjutan) ...................
64
Tabel 4.15 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evaporasi tahun 2013 .....................................
65
Tabel 4.15 Simulasi untuk fungsi objektif 115 dengan Outflow PDAM
Pringsewu dan Evap orasi tahun 2013 ((lanjutan) ...................
66
Tabel 4.16 Skenario Simulasi ....................................................................
68
Tabel 4.17 Prosentase Fungsi Objektif ......................................................
69
Masa lalu adalah kenangan,
masa kini adalah perjuangan,
masa depan adalah harapan.
Berjuang untuk menang.
PERSEMBAHAN
Kupersembahan karyaku ini
untuk
- Ayu,
- Mas Nunuk,
- Chanetta,
- Indonesiaku tercinta
semoga bermanfaat.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjung Karang, pada tanggal 17 Februari
1982, anak ke-empat dari lima bersaudara, dari Bapak Marwoto
dan Ibu Miswati (almh).
Pendidikan Sekolah Dasar (SD) diselesaikan di SD Budi Bhakti
Persit pada tahun 1994, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) di SLTP
Negeri 2 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 1997, Sekolah Menengah
Umum (SMUN) di SMUN 2 Bandar Lampung pada tahun 2000, Strata 1 (S1) di
Teknik Pengairan Universitas Brawijaya, Malang diselesaikan pada tahun 2006.
SANWACANA
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, ridho, dan karunia-Nya sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan.
Tesis dengan judul “Optimasi Waduk Regulating Dam di Kabupaten Pringsewu,
Provinsi Lampung” merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar Magister
Teknik di Universitas Lampung.
Tesis ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, dan petunjuk dari semua
pihak dari proses perkuliahan sampai pada saat penulisan tesis ini.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
kepada :
1.
Bapak Prof. Dr. Suharno, M. Sc selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung;
2.
Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D selaku Pembimbing Utama yang
telah
menyediakan
waktu,
tenaga,
pikiran
dan
kesempatan
untuk
mengarahkan penulis dalam menyelesaian tesis ini;
3.
Bapak Ir. Ahmad Zakaria, M.Sc., Ph.D selaku Pembimbing Kedua atas
kesediannya untuk memberikan bimbingan, saran, kritik dan arahan dalam
proses penyelesaian tesis ini;
4.
Ibu Dr. Dyah Indriana K, S.T., M.Sc. selaku Penguji ujian tesis dan Ketua
Program Magister Teknik Sipil Universitas Lampung terimakasih untuk
masukan dan saran-saran pada seminar proposal dan seminar hasil tesis
terdahulu;
5.
Istri tercinta Ayudia Hardiyani Kiranaratri yang memberikan motivasi dan
kasih sayang selama ini;
6.
AKBP Riyadi Nugroho, SIK, yang telah mensponsori tahapan-tahapan
perkuliahan;
7.
Kedua orang tua bapak dan mamak serta seluruh keluarga besar yang
senantiasa memberi doa restu, kasih sayang, dukungan baik materi dan moral;
8.
Seluruh teman-teman Magister Teknik Sipil Universitas Lampung yang telah
banyak membantu dalam menyelesaikan penulisan tesis ini;
9.
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata, Penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat dan dapat
memberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi khalayak secara umum dan
mahasiswa jurusan Teknik Sipil pada khususnya.
Bandar Lampung, 27 Juni 2015
Penulis
Dharmawan Setiyoko
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Provinsi Lampung memiliki kedudukan yang strategis dalam pembangunan
nasional. Di samping letaknya yang strategis karena merupakan pintu
gerbang selatan Sumatera, Provinsi Lampung juga memiliki potensi sumber
daya alam yang sangat besar terutama potensi sumber daya air. Pelaksanaan
pembangunan di bidang sumber daya air di Provinsi Lampung masih
dilaksanakan sampai dengan saat ini, mulai dari perencanaan, pelaksanaan
fisik konstruksi, sampai dengan operasional dan pemeliharaannya.
Pembangunan di bidang sumber daya air tersebut dilakukan untuk
memfasilitasi kebutuhan masyarakat terutama untuk bidang pertanian. Di
samping itu penyediaan fasilitas air bersih, drainase, dan penanggulangan
bencana juga menjadi tujuan lain dalam pembangunan di bidang sumber
daya air. Bendungan Batutegi adalah multi purpose dam di Lampung mulai
dibangun sejak tahun 1994 dengan ditandatanganinya kontrak pembangunan
sistem pengelak dan terowong pengambilan pada 1 Februari 1994.
Pengisian waduk awal (initial ponding) dimulai pada 23 Agustus 2001 dan
muka air mencapai ketinggian muka air normal (penuh) pada + 274 m baru
pada 3 Maret 2003. Sejak tahun 2004 pengelolaan Operasi dan
2
Pemeliharaan bendungan tersebut dipercayakan kepada Balai Besar Wilayah
Sungai Mesuji – Sekampung.
Untuk melestarikan bendungan beserta waduknya atau mengurangi risiko
kegagalan/keruntuhan bendungan maka diperlukan pengelolaan Operasi dan
Pemeliharaan yang teratur dan baik, dan pelaksanaan perbaikan segera agar
kerusakan kerusakan tidak berkembang akibat hujan, rembesan
atau
penyebab lainnya. Selain pemeliharaan rutin, juga diperlukan perbaikan
perbaikan ringan/rehabiltasi. Untuk pekerjaan rehabilitasi berat perlu
dilakukan studi desain yang lebih lengkap didukung dengan pekerjaan
survai dan investigasi. Bendungan/Waduk Batutegi dibangun sebagai
alternatif penyedia air untuk daerah irigasi Way Sekampung, di samping
adanya manfaat lain seperti pembangkit listrik, air baku, air minum,
pariwisata dan lain-lain.
Selain Bendungan Batutegi, untuk mendukung pelaksanaan irigasi di Sungai
Way Sekampung, telah dibangun Bendung Argoguruh pada tahun 1935.
Bendung Argoguruh ini pada musim kemarau menerima aliran air dari
Bendungan Batutegi. Daerah yang diairi oleh Bendung Argoguruh ini
adalah Daerah Irigasi Sekampung atau lebih dikenal dengan Sekampung
System.
1.2. Identifikasi Masalah
Bendungan/Waduk Batutegi bertugas menyuplai debit ke Bendung
Argoguruh untuk memenuhi kebutuhan air irigasi di daerah hilirnya (Daerah
Irigasi Way Sekampung) pada musim kemarau. Pada musim hujan Bendung
3
Argoguruh mengandalkan baseflow Way Sekampung di daerah hulunya.
Terkadang pada musim hujan Bendung Batutegi masih harus menyuplai
debit ke Bendung Argoguruh karena kurangnya beseflow Way Sekampung.
Di sisi lain, bila terjadi banjir di Way Sekampung alirannya melimpas di
atas Bendung Argoguruh dan terbuang percuma ke hilir. Regulating Dam di
sungai Way Sekampung direncanakan dibangun dengan tujuan agar inflow
dari DAS Way Sekampung di hilir bendungan Dam Batutegi dan hulu
rencana Regulating Dam dapat dimanfaatkan secara optimal untuk berbagai
kepentingan demi peningkatan kehidupan masyarakat dari pada terbuang ke
laut.
Berdasarkan pada hal tersebut, perlu dilakukan suatu optimasi debit pada
Regulating Dam secara tepat, sehingga setiap wilayah yang memerlukan air
dapat terpenuhi kebutuhan airnya secara merata. Sebelum optimasi
Regulating Dam dapat dilakukan, terlebih dahulu harus dilakukan simulasi
operasi pada Regulating Dam. Simulasi ini bertujuan untuk mengetahui
besarnya kebutuhan air serta perubahan kapasitas tampungan waduk,
sehingga dari hasil perhitungan ini dapat ditetapkan pola operasi waduk
yang optimal dengan meninjau hubungan antara ketersediaan air dengan
kebutuhan air.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah yang telah diterangkan
sebelumnya, maka masalah dalam penelitian ini dirumuskan sebagai
berikut:
4
1.
Bagaimana kondisi debit air di Bendung Argoguruh dengan tidak
adanya Regulating Dam (kondisi existing yang ada sekarang)?
2.
Bagaimana kondisi debit air di Bendung Argoguruh pasca dibangunnya
Regulating Dam?
3.
Bagaimanakah perilaku debit dan muka air waduk pada Regulating
Dam akibat pola operasi yang diterapkan?
1.4. Maksud dan Tujuan
Maksud dari penelitian ini adalah memperoleh pola operasi optimum dari
Regulating Dam yang akan dibangun. Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk mengetahui elevasi optimum muka air waduk berdasarkan inflow dan
outflow Regulating Dam.
1.5. Batasan Masalah
Untuk menajamkan fokus penelitian, masalah dalam penelitian ini dibatasi
sebagai berikut:
1.
Penelitian ini berisi simulasi pola operasi bendungan Regulating Dam.
2.
Perencanaan teknis bendungan Regulating Dam bukan merupakan
bagian dari penelitian ini.
3.
Data teknis bendungan Regulating Dam akan dipakai dalam penelitian
ini sebagai dasar pelaksanaan simulasi pola operasi bendungan
Regulating Dam.
5
1.6. Manfaat Penelitian
1.
Sebagai informasi dan referensi dalam kasus-kasus penerapan pola
operasi waduk
2.
Sebagai masukan bagi pihak berwenang yang bertindak sebagai
perencana pembangunan Regulating Dam.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Waduk atau Bendungan
2.1.1 Pengertian Umum
Menurut Peraturan Pemerintah Nomor 37 Pasal 1 Tahun 2010 tentang
Bendungan, bahwa bendungan adalah bangunan yang berupa urukan
tanah, urukan batu, beton, dan atau pasangan batu yang dibangun selain
untuk menahan dan menampung air, dapat pula dibangun untuk menahan
dan menampung limbah tambang (tailing), atau menampung lumpur
sehingga terbentuk waduk. Bendungan atau waduk merupakan wadah
buatan yang terbentuk sebagai akibat dibangunnya bendungan.
Menurut Peraturan Menteri Nomor 72/PRT/1997, bendungan adalah setiap
bangunan penahan air buatan, jenis urugan atau jenis lainnya yang
menampung air atau dapat menampung air, termasuk pondasi, bukit/tebing
tumpuan, serta bangunan pelengkap dan peralatannya, termasuk juga
bendungan limbah galian, tetapi tidak termasuk bendung dan tanggul.
Sebuah bendungan berfungsi sebagai penangkap air dan menyimpannya di
musim hujan waktu air sungai mengalir dalam jumlah besar dan yang
melebihi kebutuhan baik untuk keperluan, irigasi, air minum, industri atau
yang lainnya. Dengan memiliki daya tampung tersebut sejumlah besar air
7
sungai yang melebihi kebutuhan dapat disimpan dalam waduk dan baru
dilepas mengalir ke dalam sungai lagi di hilirnya sesuai dengan kebutuhan
pada saat diperlukan. Sebuah bendungan dapat dibuat dari bahan bangunan
urugan tanah campur batu berukuran kecil sampai besar atau dari beton.
Bila aliran sungai yang masuk ke dalam waduk tersebut melebihi air yang
dialirkan ke luar waduk sesuai dengan kebutuhan, maka isi waduk makin
lama makin penuh dan dapat melampaui batas daya tampung rencananya,
sehingga permukaan air dalam waduk akan naik terus dan akhirnya
melimpas. Untuk mencegah terjadinya limpasan air pada sebuah
bendungan, limpasan air itu dilokalisir pada bangunan pelimpah yang
lokasinya dipilih menurut kondisi topografi yang terbaik.
Panjang bangunan pelimpah dihitung menurut debit rencana sedemikian
rupa hingga tinggi muka air waduk tidak akan naik lebih tinggi dari pusat
bendungan dan bahkan biasanya direncanakan agar muka air waduk itu
lebih rendah dari puncak bendungan minimum 5 m. Beda tinggi bervariasi
dari 5 - 20 m. Tinggi bendungan bervariasi dari sekitar 15 m sampai
ratusan meter. Disebut dengan tinggi bendungan adalah perbedaan elevasi
antara puncak bendungan dengan dasar sungai lama.
Pembagian tipe bendungan dilihat dari 7 (tujuh) kondisi, yaitu:
1.
Tipe bendungan berdasarkan ukurannya;
a.
Bendungan besar (large dams)
Definisi menurut ICOLD, bendungan besar adalah bendungan
yang tingginya lebih dari 15 m, diukur dari bawah pondasi sampai
8
ke puncak bendungan. Bendungan antara 10 – 15 m dapat disebut
sebagai bendungan besar bila memenuhi kriteria, yaitu:
1) Panjang puncak bendung lebih dari 500 m;
2) Kapasitas waduk yang terbentuk tidak kurang dari 1 juta m3;
3) Debit banjir maksimum yang diperhitungkan tidak kurang
dari 2000 m3/det;
4) Bendungan menghadapi kesulitan kesulitan khusus pada
pondasinya atau mempunyai spesifik;
5) Desain bendung tidak seperti biasanya.
b.
Bendung kecil (small dams, weir, bendung)
Adalah semua syarat bendungan besar tidak dipenuhi.
2.
Tipe bendungan berdasarkan tujuan pembangunan;
a.
Bendung dengan tujuan tunggal, (single purpose dams), yaitu
bendungan dibangun dengan satu tujuan saja. Misalnya untuk
pembangkit listrik, untuk irigasi, dan pengendali banjir;
b.
Bendungan serba guna (multipurpose dams), adalah bendungan
yang dibangun untuk memenuhi beberapa tujuan misalnya
pembangkit tenaga listrik dan irigasi, pengendalian banjir dan
PLTA, air minum dan industri, pariwisata.
3.
Tipe bendungan berdasarkan penggunaan;
a.
Bendungan untuk membentuk waduk (storage dams), adalah
bendungan yang dibangun untuk membentuk waduk yang
berguna untuk menyimpan air pada waktu kelebihan dan dapat
dipakai pada waktu diperlukan;
9
b.
Bendungan penangkap atau pembelok air (diversion dams),
bendungan dibangun agar permukaan air tinggi sehingga dapat
mengalir masuk ke dalam saluran air atau terowongan. Banyak
dipakai untuk irigasi, PLTA, penyediaan air industri;
c.
Bendungan untuk memperlambat jalannya air (detension dams),
adalah bendungan yang dibangun untuk memperlambat jalannya
air sehingga dapat mencegah banjir besar. Untuk menyimpan air
sementara dan dialirkan dalam saluran air bagian hilir. Untuk
menyimpan air selama mungkin agar dapat meresap di daerah
sekitarnya. Apabila dipakai untuk menangkap lumpur dan pasir
maka disebut sebagai debris dam, checkdam, sabo dam.
4.
Tipe bendungan berdasarkan jalannya air;
a.
Bendungan untuk dilewati air (overflow dam) adalah bendungan
yang dibangun untuk dilimpasi air, misalnya bangunan pelimpah;
b.
Bendungan untuk menahan air (non overflow dam) adalah
bendungan yang sama sekali tidak boleh dilimpasi air.
5.
Tipe bendungan berdasarkan konstruksinya;
Tipe bendungan berdasarkan kostruksinya ada tiga tipe yaitu:
a.
Bendungan urugan (fill type dam) adalah bendungan yang
dibangun dari hasil penggalian bahan tanpa bahan tambahan lain
yang bersifat campuran secara kimia, jadi betul-betul bahan
pembentuk bendungan asli. Bendungan ini dapat dibagi menjadi:
1) Bendungan urugan berlapis-lapis (zone dams, rockfill dams),
yaitu bendungan urugan yang terdiri atas beberapa lapisan,
10
yaitu lapisan kedap air (water tight layer), lapisan batu (rock
zones, shell), lapisan batu teratur (rip rap), dan lapisan
pengering (filter zones);
2) Bendungan urugan serba sama (homogeneous dams), yaitu
bendungan yang lebih dari setengah volumenya terdiri atas
bahan bangunan yang seragam;
3) Bendungan urugan batu dengan lapisan kedap air di muka
(impermeable face rockfill dams, decked rockfill dams), yaitu
bendungan urugan batu berlapis-lapis yang lapisan kedap
airnya diletakkan di sebelah hulu bendungan. Lapisan kedap
air yang sering dipasang adalah aspal dan beton bertulang.
b.
Bendungan beton (concrete dam) adalah bendungan yang dibuat
dengan konstruksi beton dengan tulang maupun tidak. Ada 4 tipe
bendungan beton:
1) Bendungan beton berdasarkan berat sendiri (concrete gravity
dam) adalah bendungan beton yang direncanakan untuk
menahan beban dan gaya yang bekerja padanya hanya
berdasar atas berat sendiri;
2) Bendungan beton dengan penyangga (concrete buttress dam)
adalah bendungan beton yang mempunyai penyangga untuk
menyalurkan gaya-gaya yang bekerja padanya. Banyak
dipakai apabila sungainya sangat lebar dan geologinya baik;
3) Bendungan beton berbentuk lengkung atau busur (concrete
arch dam) adalah bendungan beton yang direncanakan untuk
11
menyalurkan gaya yang bekerja padanya melalui pangkal
tebing (abutment) kiri dan kanan bendungan;
4) Bendungan beton kombinasi (combination concrete dam atau
mixed type concrete dam) adalah kombinasi lebih dari satu
tipe bendungan. Apabila suatu bendungan beton berdasar
berat sendiri berbentuk lengkung disebut concretearch
gravity dam dan kemudian apabila bendungan beton
merupakan gabungan beberapa lengkung, maka disebut
concrete multiple arch dam.
c.
Bendungan lainnya, misalnya bendungan kayu (timber dams),
bendungan besi (steel dams), bendungan pasangan batas (bricks
dams), dan bendungan pasangan batu (masonry dams).
Earth fill dam
Gambar 2.1. Tipe
(Wikipedia, 2015a)
6.
Concrete dam
bendungan
Masonry dam
berdasarkan
konstruksinya
Tipe bendungan berdasarkan fungsinya;
Bendungan berdasarkan fungsinya ada 8 tipe, yaitu :
a.
Bendungan pengelak pendahuluan (primary coffer dam) adalah
bendungan yang pertama-tama dibangun di sungai pada debit air
rendah agar lokasi rencana bendungan pengelak menjadi kering
yang memungkinkan pembangunan secara teknis.
12
b.
Bendungan pengelak (coffer dam) adalah bendungan yang
dibangun sesudah selesainya bendungan pengelak pendahuluan
sehingga lokasi rencana bendungan utama menjadi kering, yang
memungkinkan pembanguna secara teknis;
c.
Bendungan utama (main dam) adalah bendungan yang dibangun
untuk satu atau lebih tujuan tertentu;
d.
Bendungan (high level dam) adalah bendungan yang terletak di sisi
kiri atau kanan bendungan utama, yang tinggi puncaknya juga
sama;
e.
Bendungan di tempat rendah (sadlle dam) adalah bendungan yang
terletak ditepi waduk yang jauh dari bendungan utama yang
dibangun untuk mencegah keluarnya air dari waduk, sehingga air
waduk tidak mengalir kedaerah sekitarnya;
f.
Tanggul merupakan bendungan yang terletak di sisi kiri atau kanan
bendungan utama dan di tempat dari bendungan utama yang tinggi
maksimum 5 m dengan panjang mercu maksimum 5 kali tingginya;
g.
Bendungan limbah industri (industrial waste dam) merupakan
bendungan yang terdiri atas timbunan secara bertahap untuk
menahan limbah yang berasal dari industri;
h.
Bendungan pertambangan (main tailing dam) adalah bendungan
yang terdiri atas timbunan secara bertahap untuk menahan hasil
galian pertambangan dan bahan pembuatannya berasal dari hasil
galian pertambangan itu.
13
7.
Tipe bendungan menurut ICOLD (The International Commission
on Large Dams).
Tipe bendungan menurut ICOLD, yaitu :
a.
Bendungan urugan tanah (earthfill dams), yaitu bendungan yang
lebih dari setengah volume terdiri atas urugan tanah atau tanah liat;
b.
Bendungan beton berdasar berat sendiri adalah bendungan beton
yang direncanakan untuk menahan beban dan gaya yang bekerja
padanya hanya berdasar atas berat sendiri;
c.
Bendungan urugan batu (rockfill dams), adalah bendungan yang
kekuatan konstruksinya didasarkan pada urugan batu dan sebagai
lapisan kedap air memakai tanah liat, tanah liat bercampur
pasir/kerikil, lapisan aspal, beton bertulang atau geotextile;
d.
Bendungan beton dengan penyangga (concrete buttress dam)
adalah bendungan beton yang mempunyai penyangga untuk
menyalurkan gaya-gaya yang bekerja padanya;
e.
Bendungan beton berbentuk lengkung atau busur (concrete arch
dam) merupakan bendungan beton yang direncanakan untuk
menyalurkan gaya yang bekerja padanya melalui pangkal tebing
(abutment) kiri dan kanan bendungan.
f.
Bendungan beton kombinasi (combination concrete dam atau
mixed type concrete dam) adalah kombinasi lebih dari satu tipe
bendungan.
Bendungan secara umum merupakan tempat pada permukaan tanah yang
digunakan untuk menampung air saat terjadi kelebihan air di musim
14
penghujan sehingga air tersebut dapat dimanfaatkan saat musim kering.
Sumber air bendungan pada umumnya berasal dari aliran air permukaan
ditambah dari air hujan langsung. Pemanfaatkan bendungan antara lain :
1.
Irigasi
Hujan yang turun di daerah tangkapan air sebagian besar akan mengalir
ke sungai. Kelebihan air yang terdapat di bendungan merupakan sumber
persediaan sehingga pada saat musim kemarau tiba air tersebut dapat
digunakan untuk berbagai keperluan salah satunya yaitu sebagai irigasi
lahan pertanian.
2.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
Bendungan yang berfungsi sebagai PLTA dikelola untuk mendapatkan
kapasitas listrik yang dibutuhkan. PLTA bendungan merupakan sistem
pembangkit listrik yang sistem pengoprasiannya terintegrasi dalam
bendungan dengan memanfaatkan energi mekanis dari aliran air saat
memutar turbin yang kemudian hasilnya akan diubah menjadi tenaga
listrik oleh generator.
3.
Penyedia air baku
Air baku atau air bersih yang dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan
air minum dan air rumah tangga. Bendungan selain sebagai sumber
pengairan persawahan juga dimanfaatkan sebagai sumber penyediaan
air baku untuk bahan baku air minum dan air rumah tangga. Air yang
dipakai harus memenuhi persyaratan sesuai dengan kegunaannya.
15
2.1.2 Karakteristik dan Klasifikasi Penggunaan Bendungan
Karakteristik suatu bendungan merupakan bagian pokok dari bendungan
yaitu volume hidup (live storage), volume mati (dead storage), tinggi
muka air (TMA) maksimum, TMA minimum, tinggi mercu bangunan
pelimpah berdasarkan debit rencana.
Dari karakteristik fisik bendungan tersebut didapatkan hubungan antara
elevasi dan volume tampungan yang disebut juga liku kapasitas
bendungan. Liku kapasitas tampungan bendungan merupakan data yang
menggambarkan volume tampungan air di dalam waduk pada setiap
ketinggian muka air.
Berdasarkan fungsinya penggunaannya, waduk diklasifikasikan menjadi
dua jenis yaitu :
1.
Waduk eka guna (single purpose)
Waduk eka guna merupakan waduk yang dioperasikan untuk
memenuhi satu kebutuhan saja, misalnya untuk kebutuhan air irigasi,
air baku atau PLTA. Pengoperasian waduk eka guna lebih mudah
dibandingkan dengan bendungan multi guna dikarenakan tidak adanya
konflik
kepentingan
di
dalamnya.
Pada
waduk
eka
guna
pengoperasian yang dilakukan hanya mempertimbangkan pemenuhan
satu kebutuhan.
2.
Waduk multi guna (multi purpose)
16
Waduk multi guna (multi purpose) merupakan waduk yang berfungsi
untuk memenuhi berbagai kebutuhan, misalnya waduk untuk
memenuhi kebutuhan air, irigasi, air baku dan PLTA. Kombinasi dari
berbagai kebutuhan dimaksud untuk dapat mengoptimalkan fungsi
waduk dan meningkatkan kelayakan pembangunan suatu waduk.
2.2
Pola Operasi Waduk
Suatu waduk dapat dimanfaatkan dengan mengoptimalkan semua elemen
dan potensi waduk yang ada dengan menggunakan pola operasi tertentu.
Biasanya studi optmalisasi waduk dilakukan dengan mengkaji operasi
waduk melalui metode simulasi. Dalam penyusunan simulasi operasi
waduk, hal yang perlu diketahui adalah ketersediaan air, pemanfaatan air,
kehilangan air, dan karakteristik waduk. Secara umum persamaan
neracaair di waduk diberikan sebagai:
∆S
=
I – O (Harto, 1981)
Di mana:
∆S
=
perubahan volume di tampungan waduk
I
=
volume air yamg masuk tampungan waduk
O
=
volume air yamg keluar tampungan waduk
Untuk simulasi waduk pada Regulating Dam, komponen-komponen inflow
adalah (Bina Buana Raya Consultant, 2013) : Debit limpasan Bendung
Argoguruh (I1).
17
Adapun komponen-komponen outflownya adalah sebagai berikut:
a.
Debit untuk PDAM Pringsewu sebesar 0,45 m3/detik (O1) (MDGs,
2013);
b.
Debit untuk PDAM Metro dan Branti sebesar 0,50 m3/detik (O2)
(MDGs, 2013);
c.
Debit untuk PDAM Bandar Lampung sebesar 2,25 m3/detik (O3)
(MDGs, 2013);
d.
Debit evaporasi sebesar 4,00 mm/hari (O4);
e.
Debit untuk irigasi sawah di sekitar waduk dengan NFR 1,2 liter/ha
dan efisiensi saluran primer, sekunder, dan tersier masing-masing
90%, 80%, dan 80% (O5);
Berdasarkan komponen-komponen inflow dan outflow di atas maka neraca
air pada waduk Regulating Dam dapat diformulasikan sebagai:
∆S
=
I1 – O1 – O2 – O3 – O4 – O5
Berikut adalah skenario-skenario yang direncanakan dalam simulasi
waduk Regulating Dam:
a.
Simulasi 1 dengan neraca air:
∆S
b.
= I1 + I2 – O1 – O2 – O3 – O4
Simulasi 2 dengan neraca air:
18
∆S
2.3
= I1 + I2 – O1 – O2 – O3 – O4 – O5
Daerah Aliran Sungai
Apabila kita berbicara hujan yang jatuh di suatu daerah, maka daerah yang
dimaksud merupakan suatu daerah aliran sungai. Daerah aliran sungai atau
DAS atau catchment area atau watershed adalah suatu daerah yang dibatasi
oleh batas topografi yang tinggi, di mana hujan yang jatuh ke dalam daerah
tersebut akan terkumpul di badan-badan airnya dan dialirkan ke arah hilir
melalui jaringan pelepasan atau outlet. Komponen-komponen dari suatu
DAS adalah: batas-batas DAS, sungai utama beserta badan air yang lainnya,
outlet, dan daerah DAS itu sendiri (Susilo, 2006). Ilustrasi sederhana dari
sebuah DAS dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.2. Gambar Daerah Aliran Sungai (DAS)
Bentuk dan luas DAS berbeda satu dengan yang lainnya. Luas DAS
biasanya dikategorikan menjadi DAS kecil, DAS sedang, dan DAS besar.
Tetapi batasan-batasan mengenai hal tersebut tidaklah begitu jelas sehingga
19
orang biasanya menilai besar kecilnya DAS dari jumlah sub-DAS nya.
Sebagai contoh: DAS Brantas di Jawa Timur dapat dikategorikan sebagai
DAS besar karena merupakan gabungan dari beberapa sub-DAS atau DAS
yang lebih kecil seperti DAS Lesti. DAS-DAS kecil biasanya ditemukan di
daerah pantai yang berbukit seperti DAS-DAS di daerah Panjang, Propinsi
Lampung. DAS-DAS ini biasanya hanya terdiri dari satu sungai utama
dengan beberapa anak sungai kecil. Luas dari DAS kecil biasanya berkisar
belasan atau puluhan hektar tetapi di bawah seratus hektar.
Daerah aliran sungai dapat dibedakan berdasarkan bentuk atau pola dimana
bentuk ini akan menentukan pola hidrologi yang ada. Corak atau pola DAS
dipengaruhi oleh faktor geomorfologi, topografi dan bentuk wilayah DAS.
Sosrodarsono dan Takeda (1977) mengklasifikasikan bentuk DAS sebagai
berikut :
DAS bulu burung.
Anak sungainya langsung mengalir ke sungai utama. DAS atau SubDAS ini mempunyai debit banjir yang relatif kecil karena waktu tiba
yang berbeda.
DAS Radial.
Anak sungainya memusat di satu titik secara radial sehingga
menyerupai bentuk kipas atau lingkaran. DAS atau sub-DAS radial
memiliki banjir yang relatif besar tetapi relatif tidak lama.
Das Paralel.
DAS ini mempunyai dua jalur sub-DAS yang bersatu.
20
2.4
Koefisien Pengaliran DAS
Suatu DAS biasanya terdiri dari areal yang mempunyai tataguna lahan
bervariasi seperti hutan, tanah pertanian, dan pemukiman. Setiap tipe
tataguna lahan ini mempunyai nilai koefisien pengaliran yang berbeda-beda.
Ini berarti apabila terjadi hujan di suatu DAS maka respon permukaan tanah
terhadap hujan akan menghasilkan aliran permukaan yang berbeda-beda
pula. Sebagai contoh hujan yang jatuh di daerah pemukiman yang
mempunyai koefisien permukaan yang lebih besar daripada hutan akan
menghasilkan aliran permukaan yang lebih besar daripada aliran permukaan
yang dihasilkan oleh hujan yang jatuh di hutan.
Variasi koefisien pengaliran yang ada di DAS akibat keragaman tataguna
lahan kadang menimbulkan kesulitan dalam perhitungan debit di DAS.
Hanya model-model hidrologi mutakhir yang mampu menghitung debit di
DAS dengan memperhitungkan variasi tataguna lahan secara detail. Untuk
perhitungan debit sederhana, koefisien pengaliran di DAS biasanya diratarata dengan memperhitungkan luas daerah tataguna lahan.
Nilai-nilai koefisien pengaliran (C) tersebut, untuk penggunaan secara
umum dapat dilihat pada tabel-tabel berikut:
21
Tabel 2.1. Harga koefisien pengaliran
Type daerah aliran
Perumputan
Business
Perumahan
Industri
Harga C
Tanah pasir, datar, 2%
0,05 – 0,10
Tanah pasir, rata-rata, 2 - 7%
0,10 – 0,15
Tanah pasir, curam, 7%
0,15 – 0,20
Tanah gemuk, datar, 2%
0,13 – 0,17
Tanah gemuk, rata-rata, 2 - 7%
0,18 – 0,22
Tanah gemuk, curam, 7%
0,25 – 0,35
Daerah kota lama
0,75 – 0,95
Daerah pinggiran
0,50 – 0,70
Daerah “single family”
0,30 – 0,50
“Multi units”, terpisah-pisah
0,40 – 0,60
“Multi units”, tertutup
0,60 – 0,75
“Suburban”
0,25 – 0,40
Daerah rumah-rumah apartemen
0,50 – 0,70
Daerah ringan
0,50 – 0,80
Daerah berat
0,60 – 0,90
Pertamanan, kuburan
0,10 – 0,25
Tempat bermain
0,20 – 0,35
Halaman kereta api
0,20 – 0,40
Daerah yang tidak dikerjakan
Jalan
Beraspal
0,10 – 0,30
Beton
0,70 – 0,95
Batu
0,80 – 0,95
Untuk berjalan dan naik kuda
0,70 – 0,85
Atap
0,75 – 0,95
Sumber : Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air, 1980
22
2.5
Evaporasi
Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan dari zat cair atau padat
menjadi gas. Lebih spesifik dapat diartikan penguapan adalah proses
transfer air (moisture) dari permukaan bumi ke atmosfir (Harto, 2000).
Rata-rata molekul tidak memiliki energi yang cukup untuk lepas dari cairan.
Bila tidak cairan akan berubah menjadi uap dengan cepat. Ketika molekulmolekul saling bertumbukan mereka saling bertukar energi dalam berbagai
derajat, tergantung bagaimana mereka bertumbukan. Terkadang transfer
energi ini begitu berat sebelah, sehingga salah satu molekul mendapatkan
energi yang cukup untuk menembus titik didih cairan. Bila ini terjadi di
dekat permukaan cairan molekul tersebut dapat terbang ke dalam gas dan
"menguap".
Ada cairan yang kelihatannya tidak menguap pada suhu tertentu di dalam
gas tertentu (contohnya minyak makan pada suhu kamar). Cairan seperti ini
memiliki molekul-molekul yang cenderung tidak menghantar energi satu
sama lain dalam pola yang cukup buat memberi satu molekul "kecepatan
lepas" - energi panas - yang diperlukan untuk berubah menjadi uap. Namun
cairan seperti ini sebenarnya menguap, hanya saja prosesnya jauh lebih
lambat dan karena itu lebih tak terlihat. Penguapan adalah bagian esensial
dari siklus air. Uap air di udara akan berkumpul menjadi awan. Karena
pengaruh suhu, partikel uap air yang berukuran kecil dapat bergabung
(berkondensasi) menjadi butiran air dan turun hujan. Siklus air terjadi terus
menerus. Energi surya menggerakkan penguapan air dari samudera, danau,
23
embun dan sumber air lainnya. Dalam hidrologi penguapan dan transpirasi
(yang melibatkan penguapan di dalam stomata tumbuhan) secara kolektif
diistilahkan sebagai evapotranspirasi.
Jumlah evaporasi dapat dihitung secara langsung maupun secara teoritis.
Cara langsung dapat dilakukan dengan pan evaporation sedangkan cara
teoritis biasanya dilakukan dengan metode perhitungan Penmann atau
Hargreaves.
2.6
Debit Andalan
Debit andalan adalah besarnya debit yang tersedia untuk memenuhi
kebutuhan air dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Tujuan
penetapan debit andalan adalah untuk menentukan debit perencanaan yang
diharapkan selalu tersedia di sungai (Soemarto,1987). Misalkan debit
andalan ditetapkan sebesar 80%, maka akan dihadapi resiko adanya debitdebit yang lebih kecil dari debit andalan sebesar 20% dari pengamatan yang
ada.
Menurut pengamatan, besarnya debit andalan untuk penyelesaian optimum
penggunaan air di beberapa macam proyek adalah sebagai berikut:
Tabel 2.2 Debit Andalan untuk Penyelesaian Optimum Penggunan Air
Jenis Penggunaan Air
Debit Andalan
Untuk penyediaan air minum
99%
Untuk penyediaan air industri
95 – 88%
Untuk penyediaan air irigasi bagi
- daerah beriklim setengah lembab
70 – 85%
- daerah beriklim terang
80 – 95%
Untuk pembangkit listrik tenaga air
85 – 90%
Sumber : Hidrologi Teknik, 2013
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian atau riset merupakan suatu usaha untuk mencari pembenaran dari suatu
permasalahan hingga hasilnya dapat ditarik kesimpulan dan dari hasil penelitian
yang diperoleh dapat bermanfaat. Metode penelitian dilakukan guna menunjang
kelancaran selama proses penelitian tersebut dilakukan.
3.1
Lokasi Penelitian
Kabupaten Pringsewu Provinsi Lampung terletak pada koordinat 104°48’ 105°08’ BT dan 05°12’ - 05°33’ LS, dengan luas wilayah ± 625 km2, yang
dibatasi sebelah utara Kabupaten Lampung Tengah, sebelah Timur Selatan Kabupaten Pesawaran dan sebelah barat Kabupaten Tanggamus.
Kondisi topografi secara umum bervariasi antara dataran tinggi dan
dataran rendah. Lokasi penelitian optimasi waduk regulating dam berada
di koordinat 104,918º BT, 5,334º LS yang berada di desa Pekon Bumi
Ratu, Kecamatan Pagelaran Kabupaten Pringsewu, Provinsi Lampung.
Lokasi penelitian regulating dam berada di Desa Pekon Bumi Ratu
Kecamatan Pagelaran, Kabupaten Pringsewu. Di dekat lokasi ini ± 2 – 3
km ke arah hilir terdapat bangunan Intake PDAM Kabupaten Pringsewu
yang mengambil aliran Sungai Way Sekampung. Peta lokasi penelitian
dapat dilihat pada Gambar 3.1 dan Gambar 3.2.
25
Lokasi Pekerjaan
Bandar Lampung
Gambar 3.1 Lokasi Penelitian Regulating dam Way Sekampung
Rencana area genangan waduk akibat dibangunnya regulating dam yaitu
berada di desa Pekon Bumi Ratu, Pekon Pamenangan dan Pekon Pasir
Ukir, Kecamatan Pagelaran pada sebelah kiri area genangan. Sedangkan di
sebelah kanan waduk yaitu meliputi desa Pekon Fajar Baru, Kecamatan
Pagelaran Utara dan Giri Mulyo, Giri Tunggal dan Pekon Banjar Rejo,
Kecamatan Banyumas.
3.2
Kondisi Lokasi Penelitian
Kondisi topografi Kecamatan Pagelaran dan Kecamatan Banyumas
merupakan daerah peralihan dari pegunungan Bukit Barisan ke daerah
relatif datar kearah utara-timur. Pada lokasi ini terdapat dua bukit yang
26
membentuk celah relatif sempit pada aliran Sungai Way Sekampung.
Kedua bukit inilah yang akan digunakan sebagai tumpuan (abutment)
regulating dam. Adapun kondisi geologi daerah Kecamatan Pagelaran ini
berupa lapisan batuan tuffa yang berlapis dengan batuan siltstone.
Klimatologi Kabupaten Pringsewu sebagai bagian area Lampung Selatan
termasuk beriklim tropis-humid dengan angin laut lembah yang bertiup
dari Samudra Indonesia dengan dua musim angin setiap tahunnya. Dua
musim dimaksud adalah pada bulan Nopember - Maret angin bertiup dari
arah Barat dan Barat Laut, sedangkan pada bulan Juli - Agustus angin
bertiup dari arah Timur dan Tenggara.
Kecepatan angin rata-rata sebesar 5,83 km/jam. Suhu udara di wilayah
Kabupaten Pringsewu pada daerah daratan dengan ketinggian 30 - 60
meter di atas permukaan laut rata-rata berkisar antara 26oC -28oC. Suhu
udara maksimum mencapai 33,4oC dan juga suhu udara minimum
mencapai 21,7oC. Kelembaban udara rata-rata sekitar 75% – 95%, dimana
kondisi kelembaban udara akan cenderung meningkat pada daerah dengan
topografi yang lebih tinggi.
Adapun kondisi tata guna lahan di daerah penelitian regulating dan
waduknya, secara umum digunakan oleh masyarakat setempat mayoritas
sebagai petani dan buruh pertanian. Usaha pertanian yang dikembangkan
adalah bercocok tanam terutama padi pada musim rendeng/penghujan dan
palawija pada musim kering. Tanaman pada musim kering yang
dibudidayakan adalah tanaman sayur-sayuran, jagung, tembakau, cabe dan
27
lain-lain. Pada daerah genangan dengan topografi berbukit dan lereng,
komoditas yang diusahakan yaitu tanaman coklat/kakau, karet, sawit, lada.
Bendungan Batutegi
Way Sekampung
Gambar 3.2 Lokasi Regulating Dam Way Sekampung
3.3
Bahan dan Alat
3.3.1
Bahan
Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini, antara lain:
1. Data curah hujan harian selama 9 tahun dari stasiun curah hujan
Batutegi dan Argoguruh;
2. Data debit outflow 15 harian selama 9 tahun Bendungan Batutegi;
3. Data debit inflow 15 harian selama 9 tahun Bendung Argoguruh;
4. Data debit limpasan 15 harian selama 9 tahun Bendung Argoguruh;
5. Data luas tangkapan hujan Bendungan Batutegi;
28
6. Data luas tangkapan hujan Bendungan Batutegi;
7. Data luas tangkapan hujan Bendung Argoguruh;
8. Data luas tangkapan hujan Regulating Dam;
9. Peta-peta terkait, seperti: Peta Hidrologi dan Peta Topografi.
3.3.2
Alat
Sedangkan alat yang dipergunakan di dalam penelitian ini, antara lain:
Software Microsoft Office, Auto CAD, dan Kamera.
3.4
Metode Pelaksanaan Penelitian
Secara umum prosedur dalam penelitian ini akan dilaksanakan sebagai
berikut:
a.
Studi literatur
Studi ini dilaksanakan untuk mendapatkan teori-teori, studi terdahulu,
serta berbagai literatur yang mendukung penelitian. Studi kepustakaan
dilakukan dengan membaca, meneliti dan memahami segala informasi,
baik yang berupa data tertulis maupun yang berupa gambar. Studi ini
dilakukan di perpustakaan.
b.
Pengumpulan data teknis
Pengumpulan data teknis untuk mendapatkan dat luas daerah tangkapan di
sekitar lokasi studi, morfologi daerah tangkapan, data teknis bendungan
berupa data struktur berikut data teknis lainnya seperti luas genangan,
lengkung kapasitas, dan kapasitas tampungan.
29
c.
Pengumpulan data debit
Pengumpulan data debit ini dilakukan di 2 tempat yaitu di Bendung
Argoguruh dan Bendungan Batu Tegi. Data debit di Bendung Argoguruh
yang harus didapat adalah data debit inflow pintu intake bendung dan data
debit limpasan di atas mercu bendung. Adapun data debit yang harus
diambil di Bendungan Batu Tegi adalah data outflow waduk. Semua data
adalah time series data dari tahun 2005 – 2013 dengan periode pengukuran
15 harian.
d.
Penentuan data debit di lokasi Regulating Dam
Karena di lokasi Regulating Dam tidak terdapat stasiun pengukuran debit,
maka penentuan data debit di lokasi Regulating Dam dilakukan dengan
melakukan perbandingan luas antara daerah tangkapan hujan Regulating
Dam
dan
daerah
tangkapan
hujan
Bendung
Argoguruh.
Hasil
perbandingan luas ini kemudian dijadikan acuan untuk memperbandingkan
debit di Regulating Dam dan Bendung Argoguruh. Tentu saja dengan
asumsi bahwa daerah tangkapan hujan Regulating Dam dan daerah
tangkapan hujan Bendung Argoguruh mempunyai kondisi morfologi yang
hampir sama.
e.
Penentuan tujuan simulasi
Penentuan tujuan simulasi dilakukan untuk memberikan arah dan tujuan
simulasi
serta
menentukan
constrain
mempengaruhi proses dan hasil simulasi.
atau
faktor
kendala
yang
30
f.
Optimasi waduk Regulating Dam
Optimasi waduk Regulating Dam dilakukan dengan cara mensimulasikan
perilaku elevasi muka air waduk Regulating Dam akibat pengaruh inflow
dan outflow yang terjadi pada waduk. Optimasi dianggap selesai apabila
elevasi muka air waduk yang terjadi selama simulasi telah berjumlah 80%
kejadian dari elevasi waduk optimal.
Prosedur dalam penelitian ini dapat diterangkan melalui daftar alir sebagai
berikut:
31
Gambar 3.3. Prosedur penelitian
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1
Simpulan
Dari hasil simulasi yang dilakukan pada Regulating Dam dapat ditarik
simpulan bahwa:
a. Hasil simulasi dengan fungsi objektif 115 dan komponen outflow
PDAM Pringsewu dan evaporasi, maka tingkat keberhasilan fungsi
objektif 115 adalah sebesar 90,74%;
b. Tingkat keberhasilan paling optimal dari simulasi Regulating Dam
dengan komponen outflow PDAM Pringsewu dan evaporasi tercapai
pada elevasi +116,07 m dengan jumlah keberhasilan yaitu sebesar
80,09%;
c. Dengan volume yang ada dan sesuai dengan hasil simulasi dengan
fungsi objektif 115 dan komponen outflow PDAM Pringsewu dan
evaporasi, maka Regulating Dam akan mampu mengairi sawah baru
seluas 242,9