REKAYASA SUMBERDAYA AIR (WATER RESOURCES ENGINEERING ) OPERASI WADUK

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

REKAYASA SUMBERDAYA AIR


(WATER RESOURCES ENGINEERING )

OPERASI WADUK

Today’s Subject Overview

✓ Pengantar Operasi Waduk

✓ Karakteristik Operasi Waduk

✓ Lingkup Operasi Waduk

✓ Skema Operasi Waduk

Operasi Waduk

Pengantar Operasi Waduk

Konfigurasi Sistem Pengelolaan

Sumberdaya Air

Pengantar Operasi Waduk

Operasi Waduk (Reservoir Operation): adalah adalah proses penampungan aliran air sungai ke dalam suatu waduk dan melepaskan air yang telah ditampung tersebut untuk dimanfaatkan di berbagai kebutuhan dengan pedoman tertentu yang telah baku.

Pedoman Operasi Waduk (Reservoir Operation): adalah metode dan aturan-aturan tertentu yang dugunakan dalam memanfaatkan kapasitas tampungan waduk (reservoir storage capacity) untuk tujuan tertentu.

Arti Operasi Waduk

Pengantar Operasi Waduk

Keberadaan waduk bertujuan untuk memenuhi:

1. Pasokan air irigasi ! pengguna terbesar dr segi kuantitas.

2. Pasokan air untuk kebutuhan domestik.

3. Kebutuhan untuk pembangkit (hydroelectric power) 4. Sanitasi / keseatan lingkungan ! city flushing

5. Pengendalian banjir dan bahaya terkait air.

6. Pelayaran di darat (inland water navigation) 7. Pariwisata dan rekreasi

8. Konservasi kehidupan liar (wild life conservation)

Tujuan Keberadaan Waduk

Pengantar Operasi Waduk

Tujuan Operasi Waduk (Reservoir Operation) yang optimal adalah:

1. Memaksimumkan keuntungan dari salah satu tujuan waduk, sementara itu tetap memenuhi batas-batas persyaratan tertentu untuk masing-masing tujuan yang lain.

2. Memaksimumkan total keuntungan waduk (kombinasi seluruh tujuan), namun tetap memenuhi kondisi minimal syarat tujuan lain.

3. Meminimumkan kerugian dalam pemanfaatan dan pengelolaan waduk.

Tujuan Operasi Waduk

Pengantar Operasi Waduk

1. Inflow, adalah debit masukan ke dalam sistem waduk.

2. Outflow, debit keluaran total dari waduk untuk semua peruntukan tujuan keberadaan waduk.

3. Release atau lepasan, adalah debit keluaran terkontrol dari waduk lewat bangunan pelengkapnya.

4. Spillout atau limpaan, adalah debit keluaran tak terkontrol lewat pelimpah (spillway).

5. Storage atau tampungan waduk, adalah posisi (status atau kondisi) volume air di waduk.

6. Storage capacity atau kapasitas tampungan waduk, adalah volume ruang yang tersedia di waduk untuk menampung air.

7. Air baku, adalah air pasokan yang bisa dimanfaatkan.

8. Debit musiman, adalah debit normal yang alami dimana besarnya bervariasi berdasarkan musim.

9. Debit ekstrim, adalah debit yang menyebabkan bencana.

Drfinisi dan Istilah Terkait Operasi Waduk

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Bendungan (dam) waduk Sermo

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Menara pengambilan (intake tower)

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Bangunan pelimpah dan intake tower

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Bangunan pengambilan air baku PDAM

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Ujung sistem pipa pengambilan PDAM

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Water treatment plant area milik PDAM

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Budidaya karamba dan restoran apung

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Saluran/sungai di outlet waduk Sermo

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Bangunan ukur di outlet waduk Sermo. (ambang penampang trapesium)

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Bangunan pelimpah (spillway) tampak hulu

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Bangunan pelimpah tampak hilir

Pengantar Operasi Waduk

Pemanfaatan Air Waduk

Zona VolumeWaduk

KULIAH -7 [Operasi Waduk]

Zona VolumeWaduk

TAMPUNGAN ELEVASI MSL STORAGE (M³)

FSL EL.+ 260.00 979.500

MOL EL.+ 230.00 183.400

Efektif (230.00 - 260.00) 796.100

T. Mati EL.+ 221.00 99.180

EL.+ 260.00

EL.+ 230.00

(979.500 m³ -183.400 m³ = 796.100 m³)

Elevasi (m)

170 180 189 199 208 218 227 237 246 256 265

Volume ( Juta m3 )

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1,100 1,200 1,300

Elevasi VOLUME LUAS MAW juta m³ Ha

170.00 0.10 3.10

175.00 0.30 6.60

180.00 1.30 34.10

185.00 3.80 64.30

190.00 7.50 85.60

195.00 12.50 111.50

200.00 19.40 166.00

205.00 29.60 243.10

210.00 44.20 338.30

215.00 64.30 464.80

220.00 91.60 630.50

225.00 129.50 884.60 230.00 183.40 1269.90 235.00 259.00 1755.90 240.00 359.10 2246.70 245.00 481.50 2655.30 247.00 553.75 2887.70 250.00 626.00 3120.10 255.00 792.30 3532.90 260.00 979.50 3953.00 262.00 1062.78 4121.76 265.00 1187.70 4374.90 270.00 1416.10 4762.60 272.50 1537.60 4962.20

EL. MOL +230,00 m

EL. FSL +260,00 m

Vol = 183.40 juta m3

Vol = 979.90 juta m3

Kurva Karakteristik Waduk

• Hubungan antara elevasi, volume, dan luas permukaan waduk

Zona VolumeWaduk

Karakteristik Operasi Waduk

✓ Persamaan dasar dalam operasi waduk adalah persamaan keseimbangan waduk.

✓ Pada dasarnya, persamaan keseimbangan waduk adlah inventarisir banyaknya air waduk yang masuk dan keluar waduk dalam periode tertentu.

1. Persamaan Keseimbangan Waduk

O I

S

S _{t + i} = _t + −

dengan S

^t+i

= tampungan pada akhir periode t S

^t

= tampungan pada awal periode t I = inflow

O = Outflow

Ab_t + Ag_t AR_t

I_t

S_t E_t

S_t+1

Spl_t

Keterangan :

S^t+1 = tampungan akhir waduk Ab^t = kebutuhan air baku St = tampungan awal waduk Agt = k e b u t u h a n a i r gelontor

It = inflow ARt = actual relase

E^t = evaporasi waduk Spl^t = spill

Karakteristik Operasi Waduk

✓ karena pembangunan suatu waduk menambah luas permukaan air yang terbuka, lebih daripada yang ada pada sungai aslinya, sehingga meningkatkan penguapan

1. KEHILANGAN BERSIH AKIBAT PENGUAPAN KARENA ADANYA WADUK ADALAH:

dengan Ew = penguapan dari permukaan air bebas

Ea = evapotranspirasi yang sebenarnya dari lahan yang digenangi oleh waduk

P = presipitasi q = limpasan

Ew - Ea ≈ Ew - (P - q)

Karakteristik Operasi Waduk

✓ Sarana operasi waduk adalah berupa bangunan- bangunan pengendali debit yang keluar dari waduk.

✓ Sarana-sarana operasi waduk a.l adalah:

2. Sarana Operasi Waduk

1. Pelimpah (spillway)

2. Konduit (tunnel spillway)

3. Corong pengambilan (intake)

4. Tanggul utama (main dam)

Karakteristik Operasi Waduk

✓ Tampungan operasi waduk adalah besarnya tampungan yang masih bisa dimanfaatkan dalam pengoperasian suatu waduk.

✓ Contoh tapungan operasi waduk untuk pelimpah tanpa pintu:

3. Tampungan Operasi Waduk

Karakteristik Operasi Waduk

✓ Aturan operasi waduk merupakan pedoman dalam menjelaskan jumlah air dari waduk yang

“dilepaskan” (release) sesuai dengan peruntukan dan kondisi yang berlaku.

✓ Aturan operasi waduk yang paling sederhana adalah:

“Lepaskan air sesuai dengan kebutuhan selama masih ada air yang tersedia di waduk”

✓ Lepasan (release) air tidak hanya tergantung pada tampungan semata, tapi tegantung kebutuhan dan ketersediaan masukan (inflow) ke waduk.

4. Aturan Operasi Waduk

Lingkup Operasi Waduk

Berdasarkan kondisi hidrometeorologi dan kebutuhan pelayanannya, maka operasi waduk dapat digolongkan sbb:

1. Operasi waduk pada kondisi debit tinggi (musim hujan)

2. Operasi waduk pada kondisi debit rendah (musim kemarau)

3. Operasi waduk pada kondisi peralihan.

1. Golongan Operasi Waduk

Lingkup Operasi Waduk

Selain bagaimana pengoperasian pintu air untuk pemanfaatan air dalam tujuan tertentu, operasi waduk juga dilakukan untuk melakukan pengendalian sedimen yang masuk ke dalam sistem waduk.

Pengendalian sedimen ini dapat berupa:

1. Penggelontoran (flushing) 2. Fluidisasi dasar waduk

3. Pengerukan / normalisasi dasar waduk.

2. Sedimentasi Waduk

Lingkup Operasi Waduk

Waduk sebagai sebuah sistem, juga mengalami kehilangan potensi dan penurunan efisiensi dalam pengoperasiannya. Hal-hal yang patut di cermati adalah, a.l:

1. Evaporasi, luasnya bidang genangan/permukaan waduk akan sangat berpengaruh terhadap besarnya jumlah kehilangan air akibat penguapan.

2. Rembesan, rembesan (seepage) adalah peristiwa merembesnya air melalui pori-pori tanah akibat kapilaritas dari sistem porositas tanah. Rembesan ini, selain menyebabkan kehilangan, juga bisa mempengaruhi stabilitas tanggul (untuk volume tertentu)

3. Identifikasi Kehilangan dan Efisiensi Waduk

Skema Operasi Waduk

Waduk sebagai tampungan, memiliki skema atau skenario yang berbeda berdasarkan musim yang berlangsung.

➢Skema Musim hujan : - Sebisa mungkin menampung

air semaksimal mungkin.

- Menghindari terjadinya bencan/banjir.

- Manajemen banjir

➢Skema Musim kemarau : - Memanfaatkan semaksimal mungkin kapasitas tampung.

- Optimalisasi potensi air - Manajemen pemenuhan

kebutuhan

➢Skema Musim antara : - Mengosongkan tampungan

air semaksimal mungkin.

- Manajemen penampungan

TUGAS 1:

• aliran masuk dan keluar waduk adalah sbb:

• pada pukul 10 pagi terdapat 4,000,000 m³ air di dalam waduk.

Berapakah jumlah air yang ada di waduk pada pukul 5 sore?

PUKUL ALIRAN MASUK , m³/

dtk

ALIRAN KELUAR, m³/

dtk

10:00 20 30

12:00 26 26

14:00 42 20

16:00 54 12

18:00 48 8

20:00 36 8

TUGAS 2:

• di bawah ini diberikan aliran bulanan, penguapan panci, curah hujan, dan laju kebutuhan untuk suatu letak waduk yang direncanakan. Hak-hak atas air yang ada sebelumnya menuntut

pelepasan aliran alamiah atau 5 m

3

/dtk, dipilih mana lebih kecil. Anggaplah bahwa luas waduk rata-rata adalah 150 Ha dan bahwa koefisien limpasan untuk lahan yang akan tergenang adalah 0,4. Berapakah kapasitas waduk yang diperlukan? bila tahun sebelumnya pada dasarnya serupa dengan yang diberikan dalam tabel, apakah terdapat cukup air untuk memenuhi kebutuhan?

BULAN

ALIRAN RATA- RATA , m³/

dtk

KEBUTUHAN,

m³ PENGUAPAN , inchi

CURAH HUJAN,

inchi

Januari 107 1,000,000 2,1 5,3

Februari 95 1,500,000 2,7 3,0

Maret 109 2,000,000 3,2 1,6

April 52 3,000,000 3,6 1,0

Mei 20 3,600,000 5,5 0,2

Juni 9 3,600,000 7,9 0

Juli 3 3,600,000 8,3 0

Agustus 5 3,500,000 8,0 0

September 25 3,400,000 7,8 0

Oktober 4 2,000,000 6,1 0

November 95 1,800,000 3,4 4,7

Desember 103 1,000,000 2,1 6,3