STUDI KAJIAN DISTRIBUSI SEDIMENTASI WADUK SUTAMI KARANGKATES MALANG-JAWA TIMUR (TAHUN 2009-2013) (Metode Empirical Area Reduction Method dan Area Increment Method)
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Oleh : RAHMAN FARIS
201010340311152
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : STUDI KAJIAN DISTRIBUSI SEDIMENTASI WADUK SUTAMI KARANGKATES MALANG-JAWA TIMUR (TAHUN 2009-2013)
(Metode Empirical Area Reduction Method dan Area Increment Method)
NAMA : RAHMAN FARIS NIM : 201010340311152
PADA HARI SENIN, 27 DESEMBER 2014, TELAH DIUJI OLEH TIM PENGUJI :
1. IR. SULIANTO, MT DOSEN PENGUJI I ……… 2. ABDUL SAMAD, ST., MT DOSEN PENGUJI II ………
DISETUJUI,
DOSEN PEMBIMBING I DOSEN PEMBIMBING II
IR. ERNAWAN SETYONO, MT IR. CHAIRIL SALEH, MT
MENGETAHUI
KETUA JURUSAN TEKNIK SIPIL,
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmanirrohim
Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala Rahmat dan Karunia-Nya, shalawat dan salam juga penulis tujukan pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah mambawa kita pada kehidupan yang lebih baik yang telah dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “ STUDI KAJIAN DISTRIBUSI SEDIMENTASI WADUK SUTAMI KARANGKATES MALANG-JAWA TIMUR (TAHUN 2009-2013)
(Metode Empirical Area Reduction Method dan Area Increment Method)” Skripsi ini di susun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. Dengan terselesaikannya Skripsi ini, penulis tidak lupa untuk menyampaikan terimakasih kepada:
1. Ir. Sudarman, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik dan staf Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malng
2. Ir. Rofikatul Karimah, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil dan dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang 3. Ir. Ernawan Setyono, MT dan Ir. Chairil Saleh, MT, selaku Pembimbing
yang telah memberikan pengarahan, masukan, saran dan kritik selama dalam penyusunan Skripsi ini.
4. Perum PT. Jasa Tirta 1 yang telah memberikan data dan informasi mengenai skripsi ini.
Mengingat sangat terbatasnya kemampuan, pengetahuan, waktu serta pustaka yang menunjang, penulis sadar Skripsi ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu saran serta kritik yang menunjang dari pembaca sangat penulis harapkan demi kesempurnaan Skripsi ini. Akhir kata semoga Skripsi ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penyusun khususnya.
Penyusun DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ...iii
KATA PENGANTAR ... iv
LEMBAR PERSEMBAHAN ... v
ABSTRAKSI ... vi
DAFTAR ISI ...viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ...xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2.Rumusan Masalah ... 3
1.3.Batasan Masalah ... 3
1.4.Tujuan Penelitian ... 4
1.5.Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1. Waduk ... 5
2.2. Karekteristik Waduk ... 6
2.2. Lengkung Kapasitas Waduk ... 7
2.3. Penentuan Bentuk Waduk ... 7
2.4. Sedimentasi ... 9
2.6. Klasifikasi Sedimen ... 11
2.6.1. Bentuk dan Ukuran Partikel ...12
2.6.2. Kerapatan Edapan Sedimen ...13
2.7. Efisiensi Tangkapan (Trap Effisiensi) ...12
2.8. Ekstrapolasi Debit Inflow Tahun ...16
2.9. Uji Homogenitas Data ... 20
2.10. Distribusi Sedimentasi Waduk ... 21
2.11. Emprical Area Reduction Method ... 21
2.12. Area Increment Method ... 25
2.13. Echo Sounding... 27
2.14. Koreksi Penyimpangan/ Penetuan Metode ... 27
BAB III METODETODELOGI ... 29
3.1. Lokasi Studi ... 29
3.2. Data ... 29
3.3. Analisis Penelitian ... 29
3.4. Hasil ... 29
3.5. Tahap Studi ... 30
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN ... 32
4.1. Keadaan Daerah ... 32
4.1.1. Data Teknis ... 33
4.1.2. Data Sedimen ... 35
4.1.3. Data Debit Inflow ... 36
4.1.4. Data Kapasitas Tampungan ... 36
4.3. Uji Homogenitas Data Debit Inflow ... 41
4.4. Penetuan Bentuk Waduk ... 43
4.5. Kerapatan Endapan Sedimen ... 45
4.6. Efisiensi Tangkapan ... 47
4.7. Distribusi Sedimen ... 50
4.7.1. Emprical Area Reduction Method ... 50
4.7.2. Area Increment Method...62
4.8. Penetuan Metode ... 68
4.9. Pembahasan ...71
4.9.1. Sedimentasi Pada Waduk ...71
4.9.2. Penetuan Metode Pada Distribusi Sedimentasi ...72
4.9.3. Upaya-upaya Untuk Penanganan Sedimentasi ... 76
BAB V PENUTUP ... 77
5.1. Kesimpulan ... 77
5.2. Saran ... 78
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Tipe Operasi Waduk ... 8
Tabel 2.2. Tipe Operasi Waduk ...14
Tabel 2.3. Koefisien Lempung, Lanau dan Pasir ... 14
Tabel 2.4. Harga K untuk Lempung, Lanau, dan Pasir ... 15
Tabel 4.1. Data Laju Sedimen Waduk Sutami ... 35
Tabel 4.2. Data Sedimen di Waduk Sutami ... 35
Tabel 4.3. Data Rekapitulasi Debit Inflow Bulanan ... 37
Tabel 4.4. Analisa Data Inflow Metode Markov ... 40
Tabel 4.5. Model Markov Lag-Satu Distribusi Merata ... 40
Tabel 4.6. Perhitungan Homogenitas Debit Inflow Waduk Sutami ... 46
Tabel 4.7. Nilai Kritis Distribusi-F ... 42
Tabel 4.8. Persentase Volume Waduk ... 44
Tabel 4.9. Ukuran Butiran Sedimen ... 46
Tabel 4.10. Kerapatan Sedimen Rata-Rata ... 47
Tabel 4.11. Jumlah Sedimen Yang Tertahan di Waduk ... 48
Tabel 4.12a. Faktor Bertakdimensi Untuk masa Operasi Waduk 36 Tahun ... 55
Tabel 4.12b. Faktor Bertakdimensi Untuk masa Operasi Waduk 40 Tahun ... 56
Tabel 4.13. Kedalaman Relatif ... 57
Tabel 4.14. Elevasi Dasar Waduk Baru ... 58
Tabel 4.16a. Distribusi Sedimentasi di Waduk Sutami untuk Masa Operasi 36
tahun (Emprical Area Reduction Method) ... 60
Tabel 4.16b. Distribusi Sedimentasi di Waduk Sutami untuk Masa Operasi 40 tahun (Emprical Area Reduction Method) ... 61
Tabel 4.17a. Distribusi Sedimentasi di Waduk Sutami untuk Masa Operasi 36 tahun (Area Increment Method) ... 63
Tabel 4.17b. Distribusi Sedimentasi di Waduk Sutami untuk Masa Operasi 40 tahun (Area Increment Method) ... 64
Tabel 4.18a. Kapasitas Air Waduk Sutami untuk Masa Operasi 36 tahun ... 65
Tabel 4.18b. Kapasitas Air Waduk Sutami untuk Masa Operasi 40 tahun ... 65
Tabel 4.19a. Analisa Simpangan Kapasitas Air Waduk Sutami Tahun 2009 ... 69
Tabel 4.19b. Analisa Simpangan Kapasitas Air Waduk Sutami Tahun 2013 ... 70
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Karekteristik Waduk ... 6
Gambar 2.2. Kurva Rencana Distribusi Sedimen ... 9
Gambar 2.3. Kurva Efisiensi Tangkapan ... 19
Gambar 2.4. Kurva Hubungan F-p ... 24
Gambar 2.5. Kurva Rencana Luasan Sedimen ... 25
Gambar 3.1. Diagram Alur Studi ... 31
Gambar 4.1. Peta Daerah Aliran Sungai (DAS) Kali Brantas ... 32
Gambar 4.2. Kurva Rencana Luasan Sedimen ... 45
Gambar 4.3. Kurva Efisien Tangkapan ... 49
Gambar 4.4. Kurva Hubungan F-p ... 58
Gambar 4.5. Lengkung Kapasitas Waduk Sutami Tahun 2009 ...66
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1.1.Lampiran Data Sutami PT. Jasa Tirta 1
DAFTAR PUSTAKA
- Bortland and miller. 1973. United States Bereau of Reclamation (USBR).USE
- Http://www.scribd.com/doc/36644195/filed-trip-hydrology-DAM-lengkong-baru-waduk-sutami
- Perusahaan Umum (PERUM) Jasa Tirta 1. 1972.Echo Sounding. Tidak dipublikasikan. Malang: Perusahaan Umum (PERUM) Jasa Tirta 1. - Perusahaan Umum (PERUM) Jasa Tirta 1. 2009.Echo Sounding. Tidak
dipublikasikan. Malang: Perusahaan Umum (PERUM) Jasa Tirta 1. - Perusahaan Umum (PERUM) Jasa Tirta 1. 2013.Echo Sounding. Tidak
dipublikasikan. Malang: Perusahaan Umum (PERUM) Jasa Tirta 1. - Perusahaan Umum (PERUM) Jasa Tirta 1. 2009-2013.Debit Inflow. Tidak
dipublikasikan. Malang: Perusahaan Umum (PERUM) Jasa Tirta 1. - Priyantoro, Dwi. 1987. Teknik Pengukuran Sedimen. Malang : Himpunan
Mahasiswa Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya - Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik. Surabaya : Penerbit Usaha
Nasional
- Yang, Chih Ted. 1976. Sedimen Transportasi. New York : Mc Graw Hill Companies, Inc
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Waduk merupakan bangunan air yang digunakan untuk menampung debit air yang berlebihan disaat musim penghujan dan menyediakan air untuk berbagai keperluan disaat musim kemarau. Waduk juga digunakan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Selain pemanfaatan sebagai PLTA Waduk ini juga dimanfatkan sebagai irigai pertanian, budidaya perikanan, pengendalian banjir serta sebagai objek pariwisata.
Waduk Sutami Karangkates merupakan salah satu waduk yang berada di Kabupaten Malang Propinsi Jawa Timur. Waduk ini dibangun pada tahun 1975-1977dan merupakan salah satu wujud usaha pemanfaatan potensi air sungai dengan kapasitas tampung 343.000.000 m3 mampu memproduksi listrik sekitar 400 juta kwh per tahun. Waduk ini memiliki fungsi penting antara lain penyediaan air baku untuk Perusahaan daerah Air Minum (PDAM) Kab. Malang, Kota Malang, Kab. Blitar, serta sebagian Kota Surabaya. Waduk ini dikelola oleh PT. Perum Jasa Tirta 1.
2
permukaan tanah akibat air hujan. Tanah tersebut melalui cekungan-cekungan, saluran air, kemudian masuk ke sungai dan berakhir di waduk.
Dampak yang diakibatkan oleh sendimentasi waduk adalah usia guna waduk menjadi lebih pendek dari usia guna rencana yang diakibatkan mengendapnya sendimen di dead stroring serta berkurangnya volume air di waduk yang menyebakan kinerja waduk menurun.
Percepatan laju sedimentasi yang tinggi di waduk mengakibatkan kapasitas tampungan mati (dead stroage) menjadi lebih cepat sehingga kapasitas tampungan efektif menjadi berkurang. Sedimen yang tertahan di tampungan efektif mengakibatkan kinerja PLTA menurun.
Untuk pengukuran sedimen diperlukan peralatan khusus, relatif sulit, lama dan perlu biaya, sedangkan data debit sungai jauh lebih mudah diukur dan merupakan data yang selalu tersedia di tiap aliran sungai. Oleh karena itulah perlu dicari metode yang sesuai untuk menentukan sendimentasi pada waduk.
Dari permasalahan tersebut, maka perlu dilakukan studi analisa untuk mendapatkan informasi lebih dini tentang distribusi atau sebaran sendimen di Waduk Sutami Karangkates. Dengan mengetahui pola distribusi penyebaran sendimen, maka dapat dilakukan penanganan dini untuk mengatasi permasalahan sendimentasi di Waduk Sutami Karangkates.
3
perbandingan antara dua lengkung kapasitas waduk dengan lengkung kapasitas hasil perhitungan.
1.2.Rumusan Masalah
1. Berapa perkiraan volume dan distribusi sedimen di waduk Sutami Karangkates dengan menggunakan metode Empirical Area Reduction Method dan Area Increment Method?
2. Berapa elevasi dasar waduk baru (new zero elevation) setelah ada sedimen dengan menggunakan Empirical Area Reduction Method dan Area Increment Method?
3. Metode apakah yang sesuai diantara Empirical Area Reduction Method dan Area Increment Method untuk memprediksi distribusi sedimen di waduk Sutami Karangkates
1.3.Batasan Masalah
1. Obyek studi difokuskan pada Waduk Sutami Karangkates.
2. Penentuan laju sendimentasi waduk berdasarkan data amatan tahun 2009-2013 (Echo Sounding, Inflow, Lengkung Kapasitas Waduk, Karakteristik Sendimen)
4
1.4. Tujuan Studi
1. Mengetahui perbedaan ketebalan sedimen dari hasil prediksi dengan menggunakan metode Empirical Area Reduction Method dan Area Increment Method dan hasil pengukuran Echo Sounding tahun 2009 dan 2013.
2. Mengetahui metode yang sesuai diantara Empirical Area Reduction Method dan Area Increment Mehtod untuk memprediksi distribusi sedimen di waduk Sutami Karangkates.
1.5. Manfaat Studi
1. Mengetahui elevasi dasar waduk baru setelah ada sedimen.
2. Mengetahui pola distribusi (penyebaran) sedimen di waduk Sutami. 3. Sebagai masukan dalam perencanaan (planning and design), pengoprasian
dan pemeliharaan waduk.
