Pp waduk (minggu 2, 3, 4) 2015

1
Kuliah PP. Waduk-Dr.Eng Donny Harisuseno, ST., MT “....thinks correctly n smartly...success!!”
Jurusan Teknik Pengairan, FTUB
2015
Kuliah ke-2
Perencanaan dan Pengelolaan Waduk (TKP 4131)
Sub Materi:
PENDAHULUAN (Pengertian, Fungsi dan TipePENDAHULUAN (Pengertian, Fungsi dan TipePENDAHULUAN (Pengertian, Fungsi dan TipePENDAHULUAN (Pengertian, Fungsi dan Tipe
Waduk)Waduk)Waduk)Waduk)
PENGERTIAN DASAR
“Suatu tampungan air (di sungai) untuk
memelihara keseimbangan antara pasokan
(supply) dan kebutuhan (demand)”
BendunganBendunganBendunganBendungan H > 15m
EmbungEmbungEmbungEmbung H < 15M
Menurut Komisi Dam Dunia:Menurut Komisi Dam Dunia:Menurut Komisi Dam Dunia:Menurut Komisi Dam Dunia:
Waduk (Waduk (Waduk (Waduk (ReservoirReservoirReservoirReservoir):):):):

2
PLTA
Sungai
Wilayah pasokan air baku
Wilayah rawan banjir
KONSEP DASAR WADUK
‒ Fluktuasi debit musim
kemarau dan hujan
besar
‒ Musim hujan terjadi
banjir, sedangkan
musim kemarau terjadi
kekeringan
‒ Peningkatan kebutuhan
air (Mis. Untuk air baku,
irigasi, Perikanan, PLTA,
dll) Pasokan air irigasi
FUNGSI UTAMA WADUK
MenyediakanMenyediakanMenyediakanMenyediakan tampungan (tampungan (tampungan (tampungan (storagestoragestoragestorage))))
MensMensMensMens tabilkantabilkantabilkantabilkan aliranaliranaliranaliran air,air,air,air, baikbaikbaikbaik dengandengandengandengan caracaracaracara
pengaturanpengaturanpengaturanpengaturan persediaanpersediaanpersediaanpersediaan airairairair yangyangyangyang berubahberubahberubahberubah----
ubahubahubahubah padapadapadapada suatusuatusuatusuatu sungaisungaisungaisungai alamiah,alamiah,alamiah,alamiah, maupunmaupunmaupunmaupun
dengandengandengandengan caracaracaracara memenuhimemenuhimemenuhimemenuhi kebutuhankebutuhankebutuhankebutuhan yangyangyangyang
berubahberubahberubahberubah----ubahubahubahubah daridaridaridari konsumenkonsumenkonsumenkonsumen....

3
TIPE WADUK
1. Waduk
penampung
atau waduk
konservasi
Menyimpan air dan digunakan
untuk mengantisipasi fluktuasi
jumlah kebutuhan air (biasanya
pada periode harian)
Menyimpan air pada periode
aliran tinggi (musim hujan)
untuk digunakan selama masa
kekeringan (kemarau)
2. Waduk
distribusi
Fungsi Pemanfaatan Waduk
Pasokan Air (irigasi & air bersih)1
Pembangkit listrik (PLTA)2
Pengendali banjir (Flood Control)3
Transportasi4
5 Pariwisata, Olahraga

4
Kuliah PP. Waduk-Dr.Eng Donny Harisuseno, ST., MT
Jurusan Teknik Pengairan FTUB , 2014
“....thinks correctly n smartly...success!!”
KARAKTERISTIK FISIK WADUK
Click
Yaitu “kurvayang menyajikan hubunganantara ELEVASI, LUAS
PERMUKAAN WADUK, dan VOLUME TAMPUNGAN WADUK”

5
BEBERAPA BENDUNGAN BESAR DI
INDONESIA
A
Jatiluhur
B
Cirata
C
Saguling
D
Sutami
D
Wonorejo
Data Teknis Bendungan
No Nama Tahun Data Teknis Tujuan dibangun
1 Jatiluhur 1957 H = 105m; L = 1220m
El. Crest = +114,5m dpl
Kapasitas = 2443 juta m3
Irigasi, air baku,
PLTA, flood control,
pariwisata dan
olahraga
2 Saguling 1984 H = 97,5m; El. Crest = +650m dpl
Irigasi, Perikanan,
PLTA
3 Cirata 1987 H = 125m; El. Crest = +225m dpl
Irigasi, Perikanan,
PLTA
4 Sutami 1964 H = 100m; El. Crest = +279m dpl
Irigasi, air baku,
PLTA, flood control,
pariwisata dan
olahraga
5 Wonorejo 1999 H = 100m; El. Crest = +188m dpl
Irigasi, air baku,
PLTA,

6
Waduk Jatiluhur
Pelimpah “Morning Glory”
Jatiluhur

7
Waduk Karangkates
13
Pelimpah Karangkates

8
Waduk Cirata
Waduk Saguling

9
Pelimpah Samping Saguling
Waduk Wonorejo

10
2015
Sub Materi:
Perencanaan WadukPerencanaan WadukPerencanaan WadukPerencanaan Waduk
1 = waduk 7 = generator 13 = spillway
2 = power intake 8 = tail race
3 = bendungan 9 = sungai
4 = pipa pesat (penstock) 10 = trafo utama
5 = katup utama (main inlet valve) 11 = gardu induk
6 = turbin 12 = tegangan tinggi

11
Investigasi alternatifsite (preliminary
design techniques)
Segi konstruksi
Segi hidrologi
Teknik sederhana
untuk estimasi
kapasitas waduk,
Mis. evaporasi
dan karakteristik
musiman aliran
sungai diabaikan
Alternatif-alternatifsite bendungan
teseleksi
Evaluasialternatif-alternatifyang
memenuhi syarat (Final design
techniques)
a. Data sekunder
‒ Peta topografi umumnya (skala 1 : 25000 atau 1 :
50000)
‒ Peta geologi
‒ Foto udara (Sumber: BIG/Badan Informasi
Geospasial)
‒ Data klimatologi
‒ Data hidrologi (hujan, sedimen dan debit sungai)
‒ Data jaringan irigasi (pengairan)
‒ Peta cekungan waduk beserta kondisi sekelilingnya
(skala 1 : 5000 atau 1 : 10000)

12
a. Kelayakan teknik
b.Kelayakan ekonomi
c. Kelayakan sosial, dll
b. Data primer : Penyelidikan lapangan (pekerjaan
penyelidikan geologi dan mekanika
tanah), pengukuran sampling
sedimen, pengukuran debit, analisa
laboratorium
24
a. Lokasi As dan tubuh bendungan
b. Kekuatan konstruksi : bahan bendungan, kondisi geologi,
daya dukung tanah
c. Segi hidrologis : ketersediaan air di sungai
d. Segi sedimentasi
Kelayakan Teknik (Technical Feasibility):
つづくつづくつづくつづく
Kelayakan Ekonomi (Economic Feasibility) :
‒ Benefit Cost Ratio (BCR)
‒ Net Benefit
‒ IRR

13
1) Harus ada tempat yang cocok untuk
kedudukan bendungan berdasarkan aspek
geologi, mekanika tanah, dll
2) Harga pembebasan lahan tidak mahal
3) Kedudukan waduk harus mempunyai kapasitas
yang cukup
4) Waduk yang dalam lebih baik daripada yang
dangkal, karena harga lahan <<, penguapan
<< dan kecil kemungkinan ditumbuhi rumput
air
5) Daerah-daerah anak sungai yang luar biasa
produktifnya dalam menghasilkan sedimen
sedapat mungkin harus dihindarkan
6) Kualitas air yang ditampung haruslah
memenuhi tujuan pemanfaatannya. Mis.
pemanfaatan untuk air baku, irigasi, dll
7) Tebing waduk dan lereng-lereng bukit yang
berdekatan dengan rencana lokasi waduk
haruslah stabil dan tidak porous

14
1. Topografi
Pada alur sungai yang dalam tetapi sempit, waduk
beton akan lebih menguntungkan, sebaliknya pada alur
sungai yang dangkal tetapi lebar, waduk urugan
akan lebih menguntungkan
2. Geologi teknik
Pada hakekatnya penelitian geologi teknik perlu
dilakukan, di tempat kedudukan calon waduk dan
sekitarnya untuk mengidentifikasi adanya celah yang
mengakibatkan kebocoran ataupun kemungkinan
adanya daerah yang mudah longsor (sliding zones)
28
3. Pondasi.
Pada dasarnya bendungan urugan dapat dibangun di atas
hampir semua keadaan topografi dan geologi yang
dijumpai, sedangkan waduk beton hanya mungkin
dibangun di atas pondasi yang kokoh (Soedibyo, 1993).
4. Bahan waduk.
a) Kualitas dan kuantitas bahan yang mungkin terdapat di
sekitar tempat kedudukan calon waduk.
b) Jarak pengangkutannya dari daerah penggalian
(borrow–pits and quarry–areas) ke tempat penimbunan
calon tubuh waduk.

15
29
5. Bangunan penyadap.
Umumnya air yang disadap dari waduk digunakan
untuk irigasi, pembangkit tenaga listrik, air minum,
pengendali banjir, penggelontoran dan lain–lainnya.
Tipe bangunan penyadap yang berfungsi ganda,
sesuai dengan tujuan pembangunan waduk yang
bersangkutan, misalnya air penggelontoran
dikeluarkan lewat terowongan pembuangan,
penggelontor lumpur atau terowongan pelimpah
banjir dan kesemuanya didasarkan pada
pertimbangan ekonomis (Soedibyo, 1993).
6. Lain–lain.
Meliputi masalah sosial, seperti pembebasan tanah
dan pemindahan penduduk dari areal yang akan
digunakan sebagai waduk, serta pemindahan
fasilitas umum dari daerah yang akan tergenang,
seperti, jalan raya, jalan kereta api, kantor
pemerintahan, pasar dan lain–lain (Soedibyo, 1993).

16
Mercu Bangunan Pelimpah
Muka Air Kondisi Debit Banjir Rencana
Tampungan Air Efektif
M.A. Minimum
Tampungan Mati
Bangunan
Pengambilan
Debit Limpasan
32
TAHAPAN PERENCANAAN BENDUNGAN/WADUK

17
33
34
Gambar: Tahapan Perencanaan Bendungan (Waduk)

18
35
1. Data pengukuran volume waduk yang didapat dari
hasil pengukuran pemetaan di lapangan.
2. Data Penyelidikan Geologi
3. Data Penyelidikan Tanah
Data tanah digunakan untuk merencanakan pondasi
yang akan dipakai. Data tanah ini terdiri dari : Sudut
geser dalam (φ), Nilai kohesi (c), Kadar air (w)
A. Data primer yang diperlukan antara lain :
36
1. Data Topografi
Data topografi digunakan untuk menentukan elevasi dan
tata letak lokasi dimana akan dibangun waduk.
Skala peta 1 : 10000 dengan interval kontur 5 m atau 10
m
2. Data Geologi
Data geologi digunakan untuk mengetahui karakteristik
batuan yang berguna untuk merencanakan struktur
waduk.
B. Data sekunder yang diperlukan antara lain :

19
37
つづくつづくつづくつづくData geologi terdiri dari:
Jenis tanah dan batuan yang ada di lokasi
daerah genangan.
Lokasi patahan
3. Data Hidrologi
Data hidrologi terdiri dari : Data curah hujan dan
lokasi stasiun, data AWLR
4. Data Klimatologi
Data iklim termasuk di dalamnya suhu udara,
kelembaban relatif, kecepatan angin dan lama
penyinaran matahari.
2013
Sub Materi:
LENGKUNG KAPASITAS WADUKLENGKUNG KAPASITAS WADUKLENGKUNG KAPASITAS WADUKLENGKUNG KAPASITAS WADUK

20
LENGKUNG KAPASITAS WADUK
Yaitu kurva yang menunjukkan hubungan antara
Elevasi (reservoir water level) – Luas
Genangan (reservoir area)– Volume
Tampungan (storage capacity)
Diperoleh dari hasil
pengukuran topografi
(garis kontur) di lokasi
rencana waduk
Setiap waduk
memiliki kurva
lengkung kapasitas
yang spesifik
Pembuatan Lengkung Kapasitas Waduk
40
Perhitungan dilakukan berdasarkan data peta topografi
dengan skala 1:10.000 dan beda tinggi kontur 5m atau 10m
(kalau tidak tersedia, maka dilakukan pengukuran
Langkah-langkahdalam menentukan hubungan elevasi, luas
dan volume waduk dalam Lengkung Kapasitas:
1) Hitung luas permukaan waduk yang dibatasi garis
kontur menggunakan planimetri
2) Hitung volume yang dibatasi oleh 2 garis kontur yang
berurutan dengan menggunakan rumus pendekatan
volume sebagai berikut (Bangunan Utama KP-02, 1986) :

21
41
Dimana :
Vx = volume pada kontur X (m3).
Z = beda tinggi antarkontur (m).
Fy = luas pada kontur Y (km2).
Fx = luas pada kontur X (km2).
Rumus (1) :
42
Misalkan elevasi dasar sungai yang akan menjadi dasar waduk
adalah +100,00 meter sedangkan elevasi permukaan waduk
penuh air adalah +130,00 meter (Soedibyo, 1993).
Gambar : Lay out dari waduk (Soedibyo, 1993).

22
43
Gambar : Penampang memanjangwaduk (Soedibyo, 1993).
44
⓿ Luas permukaan waduk pada masing–masing garis
kontur dicari, yaitu :
F100 untuk elevasi +100,00

23
Masing–masing beda tinggi antara2 kontur yang berurutan
adalah 5 meter, kecuali yang paling atas atau dasar waduk
misalnya + 133,00 (berarti 3 meter).
⓿ Volume antara2 kontur yang berurutan dapat dicari yaitu :
105100105100105 F.FFF(5.
3
1
V ++=
110105110105110 F.FFF(5.
3
1
V ++=
Demikian seterusnya dapat dicari V120, V125 dan V130
Sesudah semua luas dan volume masing–masing diketahui
lalu digambarkan pada sebuah grafik hubungan antara
elevasi, luas dan volume waduk (Soedibyo, 1993).

24
( ){ })aa(....)aa(aa
2
h
S n1n2110 ++++++= −






++= ∑
−1n
1
in0 a2aa
2
h
ai = luasan yang diapit garis kontur (m2)
h = interval garis kontur (m)
S = volume (m3)
Rumus (2) :
a0
a1
anh
Area
genangan

25
L = C HD
S = A HB
Elevasi (m)
Volume(jutam3)
Luasgenangan(m2)
S = volume tampungan (juta m3)
L = luas permukaan (m2)
Lengkung Kapasitas Waduk
Volume Waduk (juta m3)
Elevasi(m)
Elevasi(m)
Luas genangan (ha)

26
Dr.EngDonny Harisuseno, ST., MT
Sub Materi:
KARAKTERISTIK WADUKKARAKTERISTIK WADUKKARAKTERISTIK WADUKKARAKTERISTIK WADUK
KARAKTERISTIK WADUK
52
1. ASPEK KAPASITAS
TAMPUNGAN WADUK
(RESERVOIR CAPACITY)
2. ASPEK PRODUKSI
WADUK (RESERVOIR
YIELD)
3. ASPEK SEDIMENTASIWADUK
(RESERVOIR SEDIMENTATION)
Click
Click
Click

27
ASPEK KAPASITAS WADUK (RESERVOIR
CAPACITY)
53
Kapasitas waduk pada kondisi alamiah
harus ditetapkan berdasarkan pengukuran
topografi
Menghasilkan suatu Lengkung Luas -
Elevasi – Kapasitas atau sering disebut
Bagaimana membuat Lengkung Kapasitas
Waduk?
Click
Click

28
55
Muka Air Minimum (MAM): Elevasi terendah yang
diperoleh bila genangan dilepaskan pada kondisi
normal
Ditentukan oleh: elevasi bangunan pelepasan
yang paling rendah di waduk
2
Muka Air Banjir (MAB) : Elevasi muka air waduk pada
kondisi banjir (hanya terjadi
pada periodebanjir)
33
Muka Air Normal (MAN) : Elevasi maksimum yang
dicapai oleh kenaikan muka air waduk pada kondisi
operasi biasa
Ditentukan oleh: elevasi mercupelimpah
31
Click
56
Tampungan Mati (Dead Storage): Volume tampungan
dibawah MAM5
Tampungan Lembah (Valley Storage): Volume air pada
alur alamiah (diperkirakan dari penyelidikan
geologi/tanah)
3
7
Tampungan Berguna/Aktif/Efektif (Useful Storage):
Volume tampungan yang terletak diantara MAN
dan MAM
34
Click
Tampungan Tambahan (Surcharge Storage): Umumnya
tidak terkendali; hanya terjadi pada waktu banjir
& tidak dapat ditahan untuk keperluan selanjutnya
6

29
TAMPUNGAN AKTIF (ACTIVE
STORAGE)
Tampungan aktif (Saktif ) = Tampungan total (Stotal ) –
Tampungan mati (Smati)
2
Tampungan aktif waduk (Saktif) adalah volume air yang
ditampung di atas permukaan offtake yang
terendah.
Dalam konteks Perencanaan dan Pengelolaan Waduk,
apabila disebutkan tampungan, maka (biasanya)
yang dimaksud adalah tampungan aktif waduk.
33
31
Click
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
PENENTUAN TAMPUNGAN AKTIF WADUK:
1 Keragaman (variability) inflow aliran
sungai
2 Besarnya kebutuhan (demand)
3 Besarnya keandalan tampungan
yg diinginkan (degree of
reliability)

30
TAMPUNGAN BANJIR (FLOOD STORAGE)
Tampungan banjir waduk adalah volume air yang
ditampung di atas permukaan muka air normal.
31
Air dari tampungan banjir tidak dapat
dimanfaatkan dan akan melimpah (spillout) lewat
pelimpah ke hilir waduk
32
Click
Tampungan mati waduk adalah air yang
ditampung di bawah permukaan offtake yang
terendah.
1
Air di Tampungan mati tidak dapat digunakan.2
Volume Tampungan mati waduk
diperuntukkan untuk sedimen.3
TAMPUNGAN MATI (DEAD STORAGE)
Click

31
Dr.EngDonny Harisuseno, ST., MT
Sub Materi:
PERENCANAAN TAMPUNGAN MATI (PERENCANAAN TAMPUNGAN MATI (PERENCANAAN TAMPUNGAN MATI (PERENCANAAN TAMPUNGAN MATI (DEAD STORAGEDEAD STORAGEDEAD STORAGEDEAD STORAGE))))
ASPEK SEDIMENTASI WADUK
Yaitu jumlah sedimen yang mengendap
di dasar waduk tiap tahun
Tergantung pada kondisi lingkungan DAS
di upstream waduk dan karakteristik hujan
Bagaimana mengestimasi jumlah sedimen
yang masuk ke waduk tiap tahun?

32
Perkiraan sedimen yang
masuk ke dalam waduk
a. Sedimen yang masuk ke dalam waduk dihitung
dengan menggunakan data debit berupa kurva
massa debit (Rating Curve) bersama-sama
dengan lengkungdebit-sedimen melayang.
Dimana :
Qs = debit sedimen (ton/hari)
C = konsentrasi sedimen (mg/liter)
Qw = debit aliran (m3/detik)
0,0864 merupakan faktor perubahan unit
Rumus umum yang sering
digunakan
Terdapat tiga (3) pendekatan :
Qs = 0,0864 . C . Qw
Kegiatan hidrometri (Pengukuran debit
sungai dan sedimen)
Pos Duga Air
Pengukuran debit
Analisa laboratoriumPengambilan
sampel sedimen
Sungai
Cek data
muka air
Datamukaair
t
H
Hidrograf
muka air
Lengkung
debit
Q
H
Lengkung
sedimen
Qs
Q
Hidrograf
debit
Hidrograf
sedimen
t
Q
t
Qs
Variabel
hidrologi lain &
kondisi DAS
Analisis penggerusan,
pendangkalan, sedimentasi
waduk, dll.
Variabel
hidrologi lain &
meteorologi
Analisis statsitik,
peramalan,
ketersediaan air, dll.

33
65
b. Sedimen yang masuk ke dalam waduk dihitung
berdasarkan selisih kapasitas waduk antara dua
periode pengukuran elevasi dasar waduk yang
menggunakan metode echo sounding (pantulan
suara).
c. Metode SDR (Sediment Delivery Ratio)
SDR adalah ratio antara sedimen yang masuk ke sungai
dengan erosi lahan erosi lahan yang terjadi
Salah satu rumus umum estimasi erosi lahan
A = R.K.L.S.C.P
Metode USLE (Universal Soil Loss Equation)
66
dengan :
A = Banyaknya tanah tererosi, ton/ha/thn.
R = Faktor erosivitas hujan
K = Faktor erodibilitas tanah
LS = Faktor panjang dan kemiringan lereng
C = Faktor tanaman penutup lahan dan
manajemen tanaman
P = Faktor tindakan konservasi praktis
Rumus penentuan SDR :
1.
)A(terjadiyanglahanErosi
sungaikemasukyangendimSe
SDR =
Selengkapnya
dijelaskan pada
mata kuliah
Pengelolaan
DAS
Pengukuran
sedimen di
sungai

34
67
2. Rumus empiris SDR (DPU Dirjen Pengairan, 1999 : 79):
( )( )
( )
( )0.2018-
-0.2018
A0.8683
50.nS2
A0.8683-1
xSSDR +
+
=
Dengan:
SDR = nilainya 0 < SDR < 1
A = luas DAS (ha)
S = kemiringan lereng permukaan DAS (%)
n = koefisien kekasaran permukaan DAS
(Manning)
68
No. Luas DAS (Km2) SDR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
0,050
0,100
0,500
1,000
5,000
10,000
50,000
100,000
500,000
1000,000
0,580
0,520
0,390
0,350
0,250
0,220
0,153
0,127
0,079
0,059
Tabel : Perkiraan SedimentDelivery Ratio (SDR).
3. SDR berdasarkan luas DAS

35
69
Diketahui sebuah lahan dengan karakteristik sebagai berikut:
‒ Tata guna lahan : Sawah
‒ Nilai CP : 0,001
‒ Jenis Tanah : Komplek aluvial kelabu dan aluvial coklat
‒ Nilai K : 0,10
‒ Nilai L : 2,9
‒ Kemiringan lereng : (0 – 3) %
‒ Nilai S : 0,10
‒ Nilai LS : 0,29
‒ R : 350,8130 KJ/ha
Nilai laju erosi yang terjadi Metode USLE:
A = R x K x LS x CP
A = 350,8130 x 0,10 x 0,29 x 0,001 = 0,0102 ton/ha/th
70
Diketahui erosi sebesar 0,0102 ton/ha/tahun. Ubahlah ke dalam satuan
mm per tahun.
1 ton = 1000 kg
1 ha = 10000 m2
Misal. Nilai berat isi tanah sekitar 1,2 g cm-3 atau 1,2.103 kg m-3,
sehingga:
0,0102 x 103 kg
T = ——————————-
1,2 x 103 kg m-3 . 104 m2
Tebal tanah (T) = 0,0085 x 10-4 m
= 0,0085 x 10-4 x 103 mm
= 0,00085 mm
Sehingga tebal tanah yang hilang /tererosi 0,00085 mm per tahun.

36
71
Trap Efficiencydari waduk dapat didefinisikan sebagai “rasio
dari jumlah sedimen terendap terhadap total
sedimen yang masuk ke waduk”
Dapat dilakukan dengan menggunakan kurva Efisiensi
Tangkapan Waduk (Trap Efficiency)
Efisiensi tangkapan waduk (trap efficiency) ini terutama sekali
tergantung dari kecepatan jatuh partikel
sedimen dan rata-rata aliran (inflow) yang
masuk pada waduk.
72
Grafik Brune (1953) : “hubungan antara prosentase sedimen yang
tertangkap terhadap rasio kapasitas waduk dan aliran masuk tahunan
(C/I)” Estimasi waduk dalam menangkap sedimen

37
73
Dengan diketahui besarnya volume sedimen yang
tertangkap di waduk maka kapasitas tampungan mati
dapat ditentukan dengan menggunakan “KURVA
LENGKUNG KAPASITAS WADUK”
Misal. Diketahui hasil estimasi laju sedimen rata-ratayang
masuk ke waduk per tahun: 100 ton/th. Berat jenis
sedimen: 1200 kg/m3. Jika direncanakan mampu
beroperasi selama 20th, tentukan besar tampungan
mati yang harus disediakan waduk!
2013
Sub Materi:
KARAKTERISTIK WADUKKARAKTERISTIK WADUKKARAKTERISTIK WADUKKARAKTERISTIK WADUK

38
75
1. KARAKETRISTIK KAPASITAS
TAMPUNGAN WADUK
2. KARAKTERISTIK PRODUKSI
WADUK (RESERVOIR YIELD)
3. KARAKTERISTIK SEDIMENTASI WADUK
Click
Click
Click
ASPEK KAPASITAS WADUK
76
Kapasitas waduk pada kondisi alamiah
harus ditetapkan berdasarkan pengukuran
topografi
Menghasilkan suatu Lengkung Luas -
Elevasi – Kapasitas atau sering disebut
Bagaimana membuat Lengkung Kapasitas
Waduk?
Click

39
Perkiraan Usia Guna ( Useful Life )Waduk
77
Usia guna waduk:
“masa manfaat waduk dalam menjalankanfungsinya,
sampai terisipenuh oleh sedimenkapasitastampungan
matinya”
1. Perkiraan usia guna berdasarkan kapasitas
tampungan mati (dead storage).
Perhitungan ini berdasarkan pada berapa waktu
yang dibutuhkan oleh sedimen untuk mengisi
kapasitas tampungan mati.
Terdapat 2 cara menentukan usia guna waduk:
78
Dengan diketahui besarnya kapasitas tampungan mati
dan besarnya kecepatan laju sedimen yang
mengendap, maka akan diketahui waktu yang
dibutuhkan sedimen untuk mengisi pada daerah
tampungan mati.
Misal. Diketahui hasil estimasi laju sedimen rata-ratayang
masuk ke waduk per tahun: 100 ton/th. Berat jenis
sedimen: 1200 kg/m3. Jika direncanakan tampungan
mati sebesar 2400 m3, perkirakan usia guna waduk!

40
79
Metode ini pertama kali diusulkan oleh Lane dan Koezler (
1935 ), yang kemudian dikembangkan oleh Borland Miller
(1958, dalam USBR,1973) dan Lara (1965, dalam
USBR,1973).
Dengan metode ini dapat diprediksi bagaimana
sedimen terdistribusi di dalam waduk pada masa-
masa yang akan datang.
2. The Empirical Area Reduction Method.
Metode ini berdasarkan besarnya distribusi sedimen
yang mengendap di tampungan
80
Sebagai patokan elevasi pintu pengambilan sebagai
acuannya. Sehingga apabila elevasi pintu pengambilan akan
dicapai oleh elevasi endapan sedimen, maka kegiatan
operasional waduk akan terganggu
Metode ini menggunakan bantuan Kurva Lengkung
Kapasitas Waduk

41
81
Perkiraan sedimen yang masuk ke dalam
waduk
a. Sedimen yang masuk ke dalam waduk dihitung
dengan menggunakan data debit berupa kurva
massa debit (lengkung waktu aliran) bersama-sama
dengan lengkung laju debit-sedimen layang.
Dimana :
Qs = debit sedimen (ton/hari)
C = konsentrasi sedimen (mg/liter)
Qw = debit aliran (m3/detik)
0,0864 merupakan faktor perubahan unit
82
b. Sedimen yang masuk ke dalam waduk dihitung berdasarkan
selisihkapasitas waduk antara dua periode pengukuranyang
menggunakanmetodeecho sounding(pantulan suara).
c. Metode SDR (Sediment Delivery Ratio)
SDR adalah ratio antara sedimen yang masuk ke sungai
dengan erosi lahan erosi lahan yang terjadi
Erosi lahan (Metode USLE):
A = R.K.L.S.C.P

42
83
dengan :
A = Banyaknya tanah tererosi, ton/ha/thn.
R= Faktor erosivitas hujan dan aliran permukaan
K = Faktor erodibilitas tanah
LS = Faktor panjang dan kemiringan lereng
C = Faktor tanaman penutup lahan dan manajemen tanaman
P = Faktor tindakan konservasi praktis
Rumus penentuan SDR :
1.
)A(terjadiyanglahanErosi
sungaikemasukyangendimSe
SDR =
84
2. Rumus SDR (DPU Dirjen Pengairan, 1999 : 79):
( )( )
( )
( )0.2018-
-0.2018
A0.8683
50.nS2
A0.8683-1
xSSDR +
+
=
Dengan:
SDR = nisbah pelepasan sedimen, nilainya 0 <
SDR < 1
A = luas DAS (ha)
S = kemiringan lereng rataan permukaan
DAS (%)
n = koefisien kekasaran Manning

43
85
No. Luas DAS (Km2) SDR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
0,050
0,100
0,500
1,000
5,000
10,000
50,000
100,000
500,000
1000,000
0,580
0,520
0,390
0,350
0,250
0,220
0,153
0,127
0,079
0,059
Tabel : Perkiraan SedimentDelivery Ratio (SDR).
3. SDR berdasarkan luas DAS
86
K = Faktor erodibilitas tanah, yaitu laju erosi per
indeks erosi hujan (R) untuk suatu tanah yang
diperoleh dari petak percobaan yang panjangnya
22,13 m dengan kemiringan seragam sebesar 9%
tanpa tanaman, satuan ton/KJ.
LS = Faktor panjang dan kemiringan lereng, yaitu
nisbah antara besarnya erosi per indeks erosi dari
suatu lahan dengan panjang dan kemiringan lahan
tertentu terhadap besarnya erosi dari plot lahan
dengan panjang 22,13 m dan kemiringan 9%,
dibawah keadaan yang identik, tidak berdimensi.

44
87
C = Faktor tanaman penutup lahan dan manajemen
tanaman, yaitu nisbah erosi dari suatu lahan dengan
penutup tanaman dan manajemen tanaman tertentu
terhadap lahan yang identik dengan tanaman, tidak
berdimensi.
P = Faktor tindakan konservasi praktis, yaitu nisbah
antara besarnya erosi dari suatu lahan dengan
tindakan konservasi praktis dengan besarnya erosi
dari tanah yang diolah searah lereng dalam keadaan
yang identik, tidak berdimensi.
88
Trap Efficiency dari waduk dapat didefinisikan sebagai
“rasio dari jumlah sedimenterendapterhadap total
sedimenyang masukke waduk”
Dapat dilakukan dengan menggunakan kurva Efisiensi
Tangkapan Waduk (Trap Efficiency)
Efisiensi tangkapan waduk (trap efficiency) ini terutama
sekali tergantung dari kecepatan jatuh partikel sedimen
rata-rataaliran yang masuk pada waduk.
Perkiraan Sedimen yang Mengendap di Waduk

45
89
Grafik Brune (1953) : “hubungan antara prosentase sedimen yang
tertangkap terhadap rasio kapasitas waduk dan aliran masuk tahunan
(C/I)” Estimasi waduk dalam menangkap sedimen
ASPEK PRODUKSI WADUK
(RESERVOIR YIELD)
90
Yaitu jumlah air yang dapat disediakan waduk
dalam suatu intervalwaktu tertentu
e.g. operasi harian, operasi tahunan
Tergantung pada aliran masuk ke waduk dan
akan berubah dari tahun ke tahun
Produksiaman : jumlah air maksimum yang
dapat dijamin tersedia selama suatu periode
kritis
Produksisekunder : air yang diperoleh diatas
jumlah produksi aman selama periode aliran
tinggi
Click

46
ASPEK SEDIMENTASI WADUK
Yaitu jumlah sedimen yang mengendap
di dasar waduk tiap tahun
Tergantung pada kondisi lingkungan DAS
di upstream waduk dan hujan
Bagaimana mengestimasi jumlah sedimen
yang masuk ke waduk tiap tahun?
KARAKTERISTIK TAMPUNGAN
WADUK
Click

47
93
Muka Air Minimum (MAM): Elevasi terendah yang
diperoleh bila genangan dilepaskan pada kondisi
normal
Ditentukan oleh: elevasi bangunan pelepasan
yang paling rendah di waduk
2
Muka Air Banjir (MAB) : Elevasi muka air waduk pada
kondisi banjir (hanya terjadi
pada periodebanjir)
33
Muka Air Normal (MAN) : Elevasi maksimum yang
dicapai oleh kenaikan muka air waduk pada kondisi
operasi biasa
Ditentukan oleh: elevasi mercupelimpah
31
Click
94
Tampungan Mati (Dead Storage): Volume tampungan
dibawah MAM5
Tampungan Lembah (Valley Storage): Volume air pada
alur alamiah (diperkirakan dari penyelidikan
geologi/tanah)
3
7
Tampungan Berguna/Aktif/Efektif (Useful Storage):
Volume tampungan yang terletak diantara MAN
dan MAM
34
Click
Tampungan Tambahan (Surcharge Storage): Umumnya
tidak terkendali; hanya terjadi pada waktu banjir
& tidak dapat ditahan untuk keperluan selanjutnya
6

48
KONSEP PENENTUAN KAPASITAS
TAMPUNGAN WADUK
KAPASITAS
TAMPUNGAN
WADUK
KARAKTERISTIK
INFLOW
LEPASAN
TERKONTROL
TINGKAT
KEANDALAN
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
PENENTUAN TAMPUNGAN WADUK:
1 Keragaman (variability) aliran sungai
2 Besarnya kebutuhan (demand)
3
Besarnya keandalan (degree of
reliability) yg diinginkan

49
RESERVOIR WATER BALANCE
Water in storaget = Inflowst – Outflowst ± Groundwatert – Yield + Storaget-1
HUBUNGAN I – S - O
98
INFLOW (I)
Hujan
Limpasan
Sungai
WADUK (S)
Kapasitas
Waduk
RELEASE (O)
Evaporasi
Rembesan
Uncontrolledrelease
(limpahan)
Controlledrelease
• Irigasi
• Penyediaan air minum
• Navigasi
• dll
I + ∆∆∆∆S – O = 0 (nol)
Hubungan I-S-O:

50
Karakteristik Data Inflow untuk
analisa tampungan waduk
a) Tidak mungkin untuk memprediksi rangkaian debit
dari sungai alami → semua metode menggunakan
data historis
b) Dalam prosedur analisis dianggap debit inflow
ke waduk sebagai kejadian diskrit (harian,
bulanan, tahunan).
Data inflow diperoleh dari:
(1) pengukuran setempat, (2) estimasi analisa
regresi, (3) model-model proses deterministik.
100
c) Data inflow telah dicek terhadap homogenitas
dan konsistensi.
d) Data inflow dapat dinyatakan sebagai distribusi
frekwensi dari aliran, mis. seperti Normal, log-
Normal, Gumbel, Log-Pearson, Gamma, Weibull.
Distribusi-distribusi ini didefinisikan oleh
parameter-parameter aliran :
[1] Rerata (µµµµ),
[2] Simpangan baku (Sd), dan
[3] Skewness (Cs)
[4] Korelasi serial data inflow

51
Interval waktu
(Time interval)
Besarnya
tampungan
Tingkat
ketelitian
>>> tampungan semakin besar interval waktu
>>> tingkat ketelitian semakin kecil interval waktu
Waduk kecil Waduk besar
Harian TahunanBulananMingguan 10 harian ½ bulanan
Interval waktu
TAMPUNGAN AKTIF (ACTIVE
STORAGE)
Tampungan aktif (Saktif ) = Tampungan total (Stotal ) –
Tampungan mati (Smati)
2
Tampungan aktif waduk (Saktif) adalah volume air yang
ditampung di atas permukaan offtake yang terendah.
Dalam konteks Perencanaan dan Pengelolaan Waduk,
apabila disebutkan tampungan, maka (biasanya) yang
dimaksud adalah tampungan aktif waduk.
33
31
Click

52
TAMPUNGAN BANJIR (FLOOD STORAGE)
Tampungan banjir waduk adalah volume air yang
ditampung di atas permukaan muka air normal.
31
Air dari tampungan banjir tidak dapat
dimanfaatkan dan akan melimpah (spillout) lewat
pelimpah ke hilir waduk
32
Click
Tampungan mati waduk adalah air yang
ditampung di bawah permukaan offtake yang
terendah.
1
Air di Tampungan mati tidak dapat digunakan.2
Volume Tampungan mati waduk
diperuntukkan untuk sedimen.3
TAMPUNGAN MATI (DEAD STORAGE)
Click

53
FINITE
STORAGE
SEMI-INFINITE
STORAGE
INFINITE
STORAGE
Adalah tampungan biasa dimana
dapat terjadi kondisi melimpah (spill)
dan kondisi kosong.
Adalah tampungan dimana dapat
terjadi kondisi melimpah (spill) tetapi
tidak pernah kondisi kosong.
Adalah tampungan biasa dimana
dapat terjadi kondisi kosong tetapi
tidak pernah kondisi melimpah (spill).
TAMPUNGAN-TAMPUNGAN KONSEPTUAL
(CONCEPTUAL STORAGES)

54
LEPASAN (RELEASE)
Adalah aliran terkontrol keluar waduk selama jangka waktu
tertentu. Sebutan lainnya adalah: Yield, Draft, Outflow,
Regulation.
Lepasan sering dinyatakan sebagai prosentase dari rerata
aliran debit. Apabila kehilangan air di waduk kecil, maka
besarnya prosentase adalah ± 90%. Apabila kehilangan air di
waduk besar, maka besarnya prosentase adalah ± 50%.
Aliran tak terkontrol keluar waduk disebut LIMPAHAN
(spillout), yang terjadi hanya apabila air di waduk berada di
atas Muka Air Normal (air yang mengisi tampungan banjir)
ATURAN OPERASI (RELEASE
RULE/OPERATING RULE)
Biasanya besarnya
volume lepasan dari
sama denganvolume air
kebutuhan (demand).
• Tetapi ada periode-periode
dimana air di waduk begitu
rendah sehingga tidak
dapat mencukupi kebutuhan.
• Faktor musiman dan inflow
yang dapat diharapkan pada
periode-periode mendatang.
Ada pembatasan dalam
pemenuhan kebutuhan
dari pasokan waduk.
Cara mengontrol
Lepasan air dari waduk
disebut sebagai ATURAN
OPERASI.

55
109
Operasi waduk diartikan: “hubungan antara kapasitas
dan produksi sebagai besarnya kebutuhan yang
dapat dilayani tiap satuan waktu sesuai dengan
kapasitas yang ada.”
Penelaahan operasi : pengkajian hubungan antara
kapasitas dan produksi waduk
Simulasi operasi waduk:
analisis penelaahan operasi yang dapat menjelaskan
karakteristik kapasitas-produksi waduk berdasarkan
kondisi musim keanekaragaman kebutuhan.
Memenuhi 100% kebutuhan
tanpa tergantung dengan isi air
waduk
Kebutuhan(%)
C
Isi waduk
Lepasan
100
0
C = Kapasitas tamp. waduk
C
Lepasan
100
0
Kebutuhan(%)
Isi waduk
Contoh dua aturan Operasi waduk
Lepasan akan semakin
dibatasi seiring dengan
turunnya isi waduk
pemasok.

56
PROBABILITAS KEGAGALAN (Probability
of Failure) dan KEANDALAN (Reliability)
N
p
Pe =Probabilitas Kegagalan :
p = Banyak unit waktu selama waduk kosong
N = Banyak total unit waktu
Re = 1 - PeKeandalan :
Sekian....
http://www.ub.ac.id

Pp waduk (minggu 2, 3, 4) 2015

More Related Content

What's hot

Similar to Pp waduk (minggu 2, 3, 4) 2015

Pp waduk (minggu 2, 3, 4) 2015