PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
(PSDA)
Dosen :
PERENCANAAN WADUK
( RESERVOIR PLANNING )
Waduk dibangun dengan membendung ( Impounding ) sebagian dari aliran permukaan (run-off) pada daerah pengaliran sungai (DPS) hulu dengan Konstruksi Bendungan (Dam) melintang di alur sungai.
Prinsip dari penandon (storage) waduk dilakukan pada periode debit aliran masuk (in-flow) yang lebih besar dari permintaan (out-flow), jadi selama priode kebutuhan relatif lebih rendah. Ini berarti bahwa dengan air yang disimpan dan diparkir akan dapat menghasilkan tenaga air
yang tetap (konstan) a.l : untuk : Pembangkit Listrik enaga Air atau Navigasi, dan kebutuhan lainnya, yaitu : Irigasi, air bersih, dll. Disamping untuk menanggulangi / mengurangi bahaya banjir di hilir. Dengan kata lain waduk dapat meningkatkan efisiensi penggunaan potensi air.
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
a. Pelindung / Proteksi banjir.
b. Air Tandon
c. Menambah / memperbesar Debit Dasar ( base flow )
d. Memperbaiki Ekosistem atau Iklim dan mengurangi Polusi Air.
e. Mengurangi penyebaran penyakit.
f. Mereduksi kebutuhan tampang sungai di hilir bendung.
( RESERVOIR PLANNING )
a. Tergenangnya areal pertanian di lembah sungai yang
subur.
b. Pemindahan penduduk ( problem sosial )
c. Menurunnya kapasitas sungai pembilasan polusi dan
garam
d. Dampak negatif pada lingkungan / ekosistem disekitar
waduk
e. Tertahannya endapan lempung / pasir yang subur sebagai
pupuk.
f. Tergenangnya areal hutan pemindahan dan berkurangnya
satwa serta flora dan fauna
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
Waduk Dapat diklasifikasikan sesuai dasar tujuan yang akan dilayaninya, sbb. :
2. KLASIFIKASI WADUK
Waduk
Waduk
( RESERVOIR PLANNING )
a) Waduk Penandon ( Storage Reservoir ) :
Waduk Penandon juga disebut sebagai
waduk konservasi, karena menyimpan air
sewaktu periode aliran berlebih, sehingga
dapat dipelihara pemenuhan air secara terus menerus sesuai kebutuhan yang direncanakan,
yaitu a.l. : PLTA, Irigasi, Air bersih untuk
perkotaan dan industri,dsb.
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
b). Waduk Pengendali Banjir :
Waduk Pengendali Banjir ini menahan sebagian volume air ( diluar kemampuan daya tampung alur sungai dihilir ) secara sementara atau selama
banjir.
Dan kemudian melepas / dialirkan kembali setelah
banjir mereda, atau segera setelah kapasitas alur sungai dihilir memadahi untuk debit tersebut.
Pada prinsipnya waduk ini untuk menurunkan tinggi /
debit air banjir, sehingga mencegah meluapnya aliran sungai yang dapat merusak bangunan air yang ada
dan berakibat akan merusak fasilitas umum dan
bangunan-bangunan lainnya di daerah hilir.
( RESERVOIR PLANNING )
* Waduk Retarding yaitu waduk yang berfungsi untuk
memperlambat banjir, dibuat dengan pintu keluar (outlet) untuk mengatur pelepasan debit yang agak
fixed / tetap yang tidak lebih dari kemampuan alur
sungai di hilir ( flood carrying capacity ). Bila tinggi air
di waduk naik, besar debit yang dilepas tidak membahayakan daerah hilir. Hal ini biasanya dibuat
pada sungai yang relatif kecil dan pada lokasi sungai di
hulu untuk melindungi kota yang akan diamankan atau
pada daerah hulu tempur ( confluence ) dua atau lebih alur sungai.
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
* Waduk Detension yaitu waduk yang berfungsi untuk
menahan banjir, dibuat dengan outlet yang berpintu
sedemikian terdapat keluwesan lebih besar pada
operasi dari waduk. Biasanya dipasang pintu tetap
atau pintu klep. Bangunan ini sangat sesuai apabila
areal yang diamankan bertambah luasanya dan daerah yang dilindungi terpencar.
c). Waduk Distribusi :
Waduk / Tandon Distribusi adalah waduk yang
bertujuan untuk pelayanan penyediaan dan
pendistribusian air untuk suatu kepentingan, misalnya untuk penyediaan air bersih kota.
Kapasitas waduk terbatas, digunakan terutama untuk
mengatasi fluktuasi permintaan / demand yang
mungkin terjadi dalam periode yang singkat, yaitu
untuk beberapa jam sampai beberapa hari. Atau untuk
keadaan darurat.
Air disimpan pada periode tidak ada permintaan atau
kurang permintaan untuk memenuhi permintaan yang
berlebih suatu debit kebutuhan yang konstan selama
periode permintaan maksimum, sehingga dapat
menjamin beroperasinya / kebutuhan air dengan hasil /
produksi yang uniform / tetap.
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
d). Waduk Serbaguna ( Multi Purpose Reservoir ) :
Waduk Serbaguna atau disebut juga sebagai waduk Multi Use, yaitu waduk yang menyimpan dan
melepaskan ( release ) air untuk mengatasi kombinasi
dua atau lebih kegunaan-kegunaan potensi energi
air, seperti Irigasi, PLTA, Pengendalian Banjir, Air
Bersih untuk umum, Navigasi, Rekreasi, Perikanan, Lingkungan Hidup dan sebaginya.
Karena banyak kegunaan, maka kapasitas waduk besar, sehingga dapat :
1. Menyediakan / menyimpan (Reserve) Air. 2. Menyediakan aliran yang tetap ( steady flow ). 3. Melepas debit tetap yang besar
( RESERVOIR PLANNING )
Secara umtum proyek serbaguna sebagian besar dapat
membayar kembali biaya-biaya pembangunan /
investasi waduk dari manfaat yang didapat, mulai pada periode awal setelah proyek beroperasi ( 1 s/d. 10
tahun ).
Keuntungannya :
• Penanaman modal yang
menguntungkan
, disampin keperluan pokok.• Manfaat maksimual dari air yang disimpan
• Banyak lagi manfaat langsung dan tidak langsung lainnya,
seperti : pengembangan perikanan, pariwisata dan reservasi alam, dll.
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
e). Waduk Penyeimbang ( Balancing Reservoir ) :
Waduk Penyeimbang adalah waduk dengan
kapasitas terbatas yang ditempatkan dihilir (subsidiary)
waduk utama yang berfungsi untuk :
1. Menyimpan selisih air yang dikeluarkan / dikurangi kebu – tuhandibagian hilir.
2. Memberi keluwesan operasi pada sistem pembagian aliran air.
3. Memungkinkan penyediaan yang teratur kepada penstok, sehingga dapat mengatasi kebutuhan yang bervariasi seperti misalnya pada turbin.
( RESERVOIR PLANNING )
3 Zona –zona Penyimpanan dari Waduk
Muka air pada
Kondisi debit rencana
± HWL
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
a). Tandon Mati ( Dead Storage ) :
Tandon mati disediakan untuk menangani deposisi sedimen yang berasal dari air yang mengandung
sedimen dan akan mengendap di waduk, karena hanya sebagian kecil dari sedimen yang lewat bendung.
Untuk waduk PLTA batas tandonan mati ini sekaligus
sebagai head tenaga minimumnya.
Volume tandon mati sama dengan volume sedimen
yang diharapkan terdeposisi selama umur rencana dari
waduk yang biasanya diambil 100 tahun.
Level untuk tandon mati ini disebut level tandon mati ( dead storage level ) atau sering disebut low water level (LWL)
dimana dibawahnya muka air di waduk ini tak boleh diturunkan lagi.
( RESERVOIR PLANNING )
b). Tandon Hidup ( Live Storage / Effective Storage ) :
Tandon hidup adalah kapasitas penyimpanan air dari
reservoir diatas dari level tandon mati yang merupakan
bagian yang dipakai dari tandonan total.
Tandon hidup menjamin penyediaan air untuk periode
spesifik memenuhi permintaan pokok, yaitu sperti : Irigasi, PLTA aitau Air Bersih.
Kriteria pemenuhan dari kebutuhan yang biasanya dipakai untuk tandon hidup suatu waduk yang baik, adalah sbb. :
1. 75 % dari umur pemakaian waduk untuk proyek irigasi
2. 90 % dari umur pemakaian waduk untuk proyek PLTA 3. 100 % dari umur pemakaian waduk untuk proyek
penyediaan air bersih.
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
c). Tandon Banjir :
Tandon banjir adalah kapasitas penyimpanan air antara level normal ( NWL ) dan level maksimal / penuh ( HWL ) pada suatu waduk
Tandon banjir bervariasi sejalan dengan kapasitas
pelimpah ( spill way ) untuk banjir rencvana ( design flod ) tertentu.
Jika ka[pasitas pelimpah sama dengan masukan banjir rencana, maka tidak ada tandon banjir lagi.
Jadi level maksimum sama dengan level normal.
Tandon Banjir Efektif adalah perbedaan antara :
Jumlah air yang disimpan di waduk selama puncak banjir dan besarnya tandon alamiah.
( RESERVOIR PLANNING )
atau dapat dinyatakan dalam persamaan, sbb.:
VTBE = VWB - Valam
dimana :
VTBE = Volume tandonan Banjir Efektive.
VWB = Jumlah air ( volume air ) yang disimpan di
waduk selama periode reduksi puncak banjir
Valam = Besarnya tandonan alamiah lembah pada
periode yang sama pada keadaan sebelum waduk ada.
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
Kapasitas tandonan waduk dapat ditetapkan dengan hasil perhitungan dari data-data empiris inflow dari
lapangan dan outflow ( kebutuhan / permintaan ) yang akan direncanakan secara analisis maupun grafis, yaitu anatara lain dengan :
a. Secara Analisis Tabel Neraca Air.
( RESERVOIR PLANNING )
Untuk menunjang keperluan perencanaan maupun pengoperasian waduk, perlu adanya informasi
perhitungan yang cukup tentang karakteristik fisik dari suatu waduk.
Informasinya mulai dari data hidrologi sampai dengan
kurva massa dan rating cruve ( kurva hubungan
antara elevasi dan volume tampungan / debit air serta luasnya muka air ).
BAB IV PERENCANAAN WADUK ( RESERVOIR PLANNING )
Setiap aliran air sungai, baik sedikit maupun banyak akan mengandung bahan sedimen / suspensi.
Bahan sedimen ini dapat berupa lumpur tersuspensi
(suspended sediment) maupun butiran-butiran tanah, pasir, kerikil atau benda padat lainnya sebagai benda
terangkut sepanjang dasar sungai (bed load).
Sedimen ini wajib direncanakan untuk bangunan air
khususnya waduk ( misalnya dengan ilmu angkutan sedimentasi ) dan gerakan dari perkembangan sedi-mentasi waduk dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Laju Sedimentasi dipengaruhi : tipe tanah, kemiringan daerah, penutupan vegetasi, karakter hujan dan tata guna tanah.
( RESERVOIR PLANNING )
6. Sedimentasi pada Waduk.
Muka air
Daerah relatif air jernih
Saluran