BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian PLTMH
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro-hidro (PLTMH), biasa disebut mikro hidro, adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai penggeraknya, misalnya saluran irigasi, sungai atau air terjun alam, dengan cara memanfaatkan tinggi terjunnya (head, dalam meter) dan jumlah debit airnya (m3/detik).
Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTMH) adalah pembangkit listrik berskala kecil dengan out put antara 1MW – 10 MW yang memanfaatkan aliran air sebagai sumber tenaga. PLTMH termasuk sumber energi terbarukan dan layak disebut dengan clean energi karena ramah lingkungan. Dari segi teknologi, PLTMH memiliki konstruksi yang masih sederhana dan mudah dioperasikan serta mudah dalam perawatan dan penyediaan suku cadang. Dari segi ekonomi, biaya operasi dan perawatannya relatih murah sedangkan investasinya cukup bersaing dengan pembangki listrik lainnya. Secara sosial, PLTMH lebih mudah diterima masyarakat luas dibandingkan dengan pembangkit listrik lainnya seperti PLTN.
dan menghasilkan listrik. Pada Gambar 2.1. menunjukkan contoh Keseluruhan sistem PLTMH.
Gambar 2.1 Bagan Sebuah PLTMH Penjelasan:
Komponen-komponen PLTMH 1. Bendung dan Bangunan Penyadap
1.1. Pengertian Dan Fungsi Umum 1.1.1.Bendung (weir)
Bendungan berfungsi untuk menaikkan / mengontrol tinggi air sungai sehingga air dapat dialihkan kedalam intake.
• Sayap Bendung ( wings wall )
(a) (b)
Gambar. 2.3 Bendungan
• Sayap Bendung ( wings wall)
Sayap bendung terbuat dari pasangan batu kali, gunanya untuk mencegah erosi tepi sungai dan banjir yang dapat menghancurkan pekerjaan sipil.
• Penahan Gerusan
Penahan gerusan terbuat dari pasangan batu/beronjong gunanya untuk mencegah erosi dasar sungai di hilir bendung.
untuk mengguras dialirkan melalui saluran penguras yang kemudian dialirkan kembali ke sungai pada sisi setelah bendung.
• Bangunan Pengalih (intake)
Bangunan pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.
(a) (b)
Gambar. 2.4.Intake
• Saluran Pengalih (intake channel)
Saluran pengalih berfungsi untuk mengalirkan air dari intake ke saluran pembawa. Saluran intake terbuat dari pasngan bau kali dan dilengkapi dengan pelimpah samping dan pintu intake.
(a) (b)
• Pintu intake
Pintu intake berguna untuk menutup dan membuka saluran intake, menutup saluran biasanya dilakukan pada saat pemeliharaan atau terjadinya renovasi pada saluran. Atau pada saat banjir digunakan untuk mengurangi volume air yang masuk ke saluran.
(a) (b)
Gambar 2.6. Pintu Intake 1.1.2. Saluran Pembawa ( headrace )
(a) (b) Gambar 2.7. Saluran Pembawa
1.1.3. Bak pengendap ( settling basin )
Bak pengendap ini biasanya seperti kolam yang dibuat dengan memperdalam dan memperlebar sebagian saluran pembawa dan menambahnya saluran penguras. Fungsimya untuk mengendapkan pasir dan kotoran yang hanyut sehingga air yang masuk keturbin relatif bersih. 1.1.4. Bak Penenang ( forebay)
Bak Penenang (Forebay) terletak diujung saluran pembawa. Fungsi bak penenang secara kasar ada dua jenis yaitu :
a. Mengontrol perbedaan debit dalam penstock dan sebuah saluran pembawa karena fluktuasi beban
b. Pemindahan sampah terakhir (tanah dan pasir, kayu yang mengapung, dll.) dalam air yang mengalir.
Bak penenang dilengkapi dengan :
b. Lubang untuk menguras bak dan sedimen,
c. Saringan untuk mencegah masuknya sampah yang mengapung.
1.1.5. Pipa pesat ( penstock )
Pipa pesat dapat terbuat dari logam atau plastik dengan diameter yang berbeda-beda. Spesifi kasi dan ukuran detil pipa disediakan oleh desainer di dalam gambar desain dan spesifikasi. Beberapa jenis bahan pipa pesat dapat dilihat sebagai berikut:
a. Pipa PVC
Pipa PVC dapat disambung dengan soket yang di lem atau dengan sealing karet. Pipanya harus terlindung dari sinar matahari; yang paling baik adalah dengan cara ditimbun di dalam tanah (lihat bagian ‘penimbunan’ untuk detilnya). Apabila tidak ditimbun, pipa mesti dibungkus dengan material yang bisa melindungi dari sinar matahari (misalnya dengan dengan plastik dan di ikat dengan kawat).
b. Pipa Baja
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam mendisain dan perawatan pipa pesat:
• Sambungan Pada Pipa.
Sambungan muai (Expansion joint) harus di pasang pada pipa pesat yang terbuat dari besi jika jarak antara dua angkur blok lebih dari 2 meter. Sambungan muai menjaga pergerakan memanjang pipa yang di sebabkan oleh:
• perbedaan suhu, terutama pada saat pipa berisi air dan pada saat pipa kosong dan terkena sinar matahari.
• perubahan gaya hidrostatik di dalam pipa yang cenderung merenggangkan/memisahkan pipa atau sambungannya.
Sambungan muai biasanya dibuat dari baja ringan. Sambungan muai yang paling umum digunakan adalah sambungan muai sarung (sleeve expansion joint) yang dilengkapi dengan pack ing ring asbes dan pack ing gland untuk menghentikan kebocoran air. Untuk PLTMH tertentu sambungan muai belos/apar (bellow-expansion-joint) dapat digunakan seperti yang terlihat pada gambar berikut.
• Perlindungan Terhadap Karat.
Pelindung karat untuk pipa pesat besi juga sangat diperlukan untuk menjaga ketahanan pipa pada korosi. Perlindungan karat pipa besi yang di atas tanah harus di lapisi dengan satu lapisan primer (meni besi) dan kemudian dua lapisan akhir tar epoxy atau cat besi. Untuk pipa pesat besi yang di timbun dalam tanah, lapisan akhir harus terdiri dari tiga lapisan cat besi.
• Balok Angkur.
Blok angkur merupakan struktur beton kokoh yang diperlukan untuk menahan gaya yang terjadi di dalam pipa pesat. Blok angkur di bak penenang (awal pipa pesat) dan di rumah turbin (yang masuk ke turbin) sangat penting. Tambahan blok angkur juga di perlukan apabila terjadi perubahan arah pipa (belokan vertikal dan horizontal) dan perubahan (reduksi) diameter.
• Penyangga Pipa Pesat.
Pipa pesat yang di pasang di atas tanah harus dilengkapi dengan penyangga sepanjang pipa pesat seperti yang dijelaskan dalam gambar disain di bawah ini. Penyangga ini terbuat pasangan batu kali. Sebagian PLTMH menggunakan profil baja pada kondisi yang curam atau relatif vertikal. Struktur penyangga pipa pesat dibuat agar pipa pesat tersebut tidak sulit untuk bergerak memanjang karena pemuaian/kontraksi tetapi dengan gesekan yang minimum. Untuk itu permukaan pipa pesat yang bergesekan dengan penyangganya harus dilapisi dengan aspal bitumen
sebaiknya dibuat untuk menguras air (hujan atau bocor) dari permukaan kontak pipa dan penyangga.
Gambar 2.10. Potongan Memanjang dan Melintang Balok Penyangga
1.1.6. Turbin dan generator ( turbine and generator )
Turbin mengubah atau mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik berupa putaran poros turbin. Putaran poros turbin ini yang akan diteruskan untuk memutar poros generator.Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi putaran mekanis.
1.1.7. Rumah pembangkit (power house)
Rumah pembangkit dibangun untuk menampung dan melindungi peralatan turbin dan generator (dinamo) dari orang yang tidak berkepentingan dan dari kerusakan yang mungkin timbul akibat cuaca. Di dalam rumah turbin biasanya juga terdapat tempat untuk swith board, transformer ( jika diperlukan) dan area untuk pekerjaan pemeliharaan termasuk lemari/rak untuk peralatan dan suku cadang. Tata letak peralatan-peralatan ini menentukan ukuran dari rumah turbin. Perlu pula disediakan ruang yang cukup untuk pembongkaran unit turbin-generator di dalam rumah pembangkit. Area yang di perlukan untuk pekerjaan tersebut sekurang-kurangnya satu setengah (1.5) kali dari area unit turbin ketika beroperasi. Pintu rumah pembangkit harus cukup besar agar komponen terbesar peralatan mekanikal elektrikal dapat masuk ke dalamnya.
1.1.7. Saluran pembuang (tail race).
Saluran pembuang mengalirkan air dari turbin kembali ke sungai. Saluran pembuang perlu didesain cukup luas agar air buangan turbin dapat mengalir dengan aman. Dinding pengaman pada sungai dan posisi ketinggian lantai rumah turbin dibuat cukup tinggi, yaitu di atas tinggi muka air maksimum pada saat banjir. Perlu diperhatikan erosi dan endapan dalam saluran pembuang. Erosi dapat berbahaya untuk stabilitas bangunan.
Pembangkit tenaga air merupakan suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakan turbin air dan generator.Daya yang keluar dari generator dapat diperoleh dari perkalian efisiensi turbin dan generator dengan daya yang keluar secara teoritis.
Bentuk pembangkit tenaga mikro hidro adalah bervariasi, tetapi prinsipkerjanya adalah sama, yaitu:
"Perubahan tenaga potensial air menjadi tenaga elektrik (listrik)". Perubahan memang tidak langsung, tetapi berturut-turut melalui perubahan sebagai berikut :
Tenaga potensial >Tenaga kinetik Tenaga kinetik>Tenaga mekanik Tenaga mekanik>Tenaga listrik
kecepatan. Tenaga mekanik adalah tenaga kecepatan air yang terus memutar kincir/turbin. Tenaga elektrik adalah hasil dari generator yang berputar akibat berputarnya kincir/turbin.
Prinsip kerja PLTMH yang paling utama adalah memanfaatkan semaksimal mungkin energi air yang dapat ditangkap oleh peralatan utamanya yang disebut turbin/kincir air. Efisiensi kincir air yang dipilih untuk menangkap energi air tersebut menentukan besarnya energi mekanik atau energi poros guna memutar generator listrik.
Umumnya PLTMH yang dibangun jenis run off river dimana
head diperoleh tidak dengan membangun bendungan besar, melainkan dengan mengalihkan aliran air sungai ke satu sisi dari sungai dan menjatuhkannya lagi ke sungai pada suatu tempat dimana beda tinggi yang diperlukan sudah diperoleh. Dengan menggunakan pipa, air dialirkan kerumah pembangkit (power house) yang biasanya dibangun di pinggir sungai. Kemudian air akan menyemprot keluar memutar roda turbin (runner), kemudian air tersebut dikembalikan ke sungai asalnya. Energi mekanik putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator.
Pembangkit listrik tenaga air dibawah ukuran 300 KW digolongkan sebagai PLTMH.Dalam perencanaan pembangunan sebuah. PLTMH, diperlukan pengetahuan tentang:
Permesinan
Ekonomi untuk studi kelayakan.
2.1.1 Kelebihan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
Pembangunan PLTMH mempunyai beberapa keuntungan yang tidak dapat dipisahkan, seperti berikut ini:
1. Lokasi sumber daya air untuk PLTM dan PLTMH pada umunya berada diwilayah pedesaan dan desa terpencil yang belum terjangkau jaringanlistrik.
2. Tenaga utama menggunakan air, yang merupakan sumber energi yangabadi tidak seperti bahan bakar untuk PLTU atau PLTN yangmenggunakan bahan bakar fosil atau nuklir.
3. Biaya pengoperasian dan pemeliharan PLTMH sangat rendah jikadibandingkan dengan PLTU atau PLTN.
4. Melayani kebutuhan aktual daya listrik di wilayah pedesaan terpencil yang umumnya rendah dengan daya beli masyarakat yang juga rendah. 5. PLTMH cukup sederhana untuk dimengerti dan cukup mudah
untukdioperasikan.
6. Perkembangan mutakhir yang telah dicapai pada pengembangan turbinair, telah dimungkinkan untuk memanfaatkan jenis turbin yang sesuaidengan keadaan setempat.
8. Meningkatkan kegiatan perekonomian sehingga diharapkan dapatmenambah penghasilan masyarakat.
2.1.2 Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Adapun kelemahan dari pembangunan PLTMH di antaranya:
1. Sangat tergantung pada aliran sungai secara alamiah. Sedangkan aliransungai tersebut sangat bervariasi sehingga pada umumnya tenaga andalanatau tenaga mantap akan sangat kecil jika dibandingkan dengan kapasitastotalnya.
2. Tidak mampu menghasilkan tenaga yang besar.
2.2 Tenaga Listrik dan Air
Sebuah skema hidro memerlukan dua hal yaitu debit air dan ketinggian jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. Ini adalah sebuah sistem konversi tenaga, menyerap tenaga dari bentuk ketinggian dan aliran, danmenyalurkan tenaga dalam bentuk daya listrik atau daya mekanik. Tidak ada sistem konversi daya yang dapat mengirim sebanyak yang diserap dikurangi sebagian daya hilang oleh sistem itu sendiri dalam bentuk gesekan, panas, dan suara.
Persamaan konversinya adalah:
Daya yang masuk = Daya yang keluar + kehilangan daya (losess) ... 2.1
atau
Daya yang keluar = Daya yang masuk x Efisiensi konversi ... 2.2
yang kecil. Daya yang masuk, atau total daya yang diserap oieh skema hidro adalah daya kotor pffms. Daya yang bermanfaat dikirim adalah daya bersih Pnet.
Semuaefisiensi dari skema gambar diatas disebut E0.
Pnet = Pgross x E0 ... 2.3
Daya kotor adalah headkotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan jugadikaitkan dengan sebuah faktor gravitasi bumi (g = 9,8m/s2), sehingga persamaandasar dari pembangkit listrik adalah:
Pnet = g x Hgross x Q x Eo(kW) ... 2.4
Dimana head dalam meter, dan debit air dalam m3/s, dan total E0 sebagaiberikut:
E0 = Ekonstruksi sipil x Epenstock x Eturbin x Egenerator x Esistem control x
Ejaringan x Etrafo ... 2.5
Biasaya:
Ekonstruksi sipil = 1,0 – (panjang saluran x 0,002 – 0,005) / Hgross Epenstock = 0,90 – 0,95 (tergantung pada panjangnya)
Eturbin = 0,70 – 0,85 (tergantung pada tipe turbin)
Egenerator = 0,80 – 0,95 (tergantung pada kapasitas generator)
Esistem control = 0,97
Ejaringan = 0,90 – 0,98 (tergantung pada panjang jaringan)
Etrafo = 0,98
Ekonstruksi sipil dan Epenstock adalah yang biasa diperhitungkan sebagai “HeadLoss (Hloass) / kehilangan ketinggian. Dalam kasus ini, persamaan di atas dirubah kepersamaan berikut.
Pnet = g x (Hgross – Hloss) x Q x (E0 – Ekonstruksi – Epenstock) (kW) ... 2.6
Gambar 2. 13 Efisiensi sistem yang spesifik untuk sebuah skema yang berjalan pada perencanaan aliran listrik.
2.3 Perencanaan Pembangunan PLTMH
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) pada dasamyamemanfaatkan energi potensial air. Semakin tinggi jatuh air (head) maka semakinbesar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Di samping faktorgeografis yang memungkinkan, tinggi jatuh air (head) dapat pula diperoleh denganmembendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi.
1. Penentuan lokasi bangunan intake
Pada umumnya instalasi PLTMH merupakan pembangkit listrik tenaga airjenis aliran sungai langsung, jarang yang merupakan jenis waduk (bendungan besar).Konstruksi bangunan intake untuk mengambil air langsung dari sungai dapat berupabendungan (intake dam) yang melintang sepanjang lebar sungai atau langsungmembagi aliran air sungai tanpa dilengkapi bangunan bendungan. Lokasi
intakeharus dipilih secara cermat untuk menghindarkan masalah di kemudian hari.
Lokasi intake hams memitiki dasar sungai yang relatif stabt), apaiagi bilabangunan intake tersebut tanpa bendungan (intake dam). Dasar sungai yang tidakstabil mudah mengalami erosi sehingga permukaan dasar sungai lebih rendahdibandingkan dasar bangunan intake, hal ini akan menghambat aliran air memasukiintake.
Dasar sungai berupa lapisan lempeng batuan merupakan tempat yang stabil.Tempat di mana kemiringan sungainya kecil, umumnya memiliki dasar sungai yangrelatif stabil. Konstruksi bangunan intake dilengkapi dengan bendungan untukmenjaga ketinggian dasar sungai di sekitar intake. Air dari intake
dialirkan ke turbinmenggunakan saluran pembawa air berupa kanal dan pipa pesat (penstock).Penggunaan pipa pesat memerlukan biaya yang lebih besar dibandingkan pembuatankanal terbuka, sehingga dalam membuat lay out perlu diusahakan agar menggunakanpipa pesat sependek mungkin. Pada lokasi tertentu yang tidak memungkinkanpembuatan saluran pembawa, penggunaan pipa pesat yang panjang tidak dapatdihindari. Air dari intake dialirkan melalui penstock
Metoda ini dapat dipilih seandainya padamedan yang ada tidak memungkinkan untuk dibuat kanal, seperti sisi sungai berupatebing batuan. Perlu diperhatikan bahwa penstock harus aman terhadap banjir.
2. Penentuan bentuk aliran sungai
Salah satu permasalahan yang sering terjadi pada instalasi PLTMH adalahkerusakan pada bangunan intake yang disebabkan oleh banjir. Hal tersebut seringterjadi pada intake yang ditempatkan pada sisi luar sungai. Pada bagian sisi luarsungai mudah erosi serta rawan terhadap banjir. Batu-batuan, batang pohon, sertaberbagai material yang terbawa banjir akan mengarah pada bagian tersebut.Sementara itu bagian sisi dalam sungai merupakan tempat terjadinya pengendapanlumpur dan sedimentasi, sehingga tidak cocok untuk lokasi intake. Lokasi intakeyang baik terletak sepanjang bagian sungai yang relatif lurus, di mana aliran akanterdorong memasuki intake secara alami dengan membawa beban yang kecil.
3. Penentuan lokasi rumah pembangkit (power house)
Selain lokasi rumah pembangkit berada pada ketinggian yang aman, saluranpembuangan air (tail race) harus terlindung oleh kondisi alam, seperti batu-batuanbesar. Disarankan ujung saluran tail race tidak terletak pada bagian sisi luar sungaikarena akan mendapat beban yang besar pada saat banjir, serta memungkinkanmasuknya aliran air menuju ke rumah pembangkit.
2.3.1 Perencanaan Sipil
Perencanaan sipil terdiri dari:
1. Pengerjaan saluran penghantar (head race)
Saluran penghantar berfungsi untuk mengalirkan air dari intake sampai ke bakpenenang. Perencanaan saluran penghantar berdasarkan pada kriteria:
• Nilai ekonomis yang tinggi
• Efisiensi fungsi
• Aman terhadap tinjauan teknis
• Mudah pengerjaannya
• Mudah pemeliharaannya
• Struktur bangunan yang memadai
• Kehilangan tinggi tekan (head losses) yang kecil
2. Perencanaan hidrolis
Kecepatan aliran yang diizinkan pada perencanaan ini adalah:
• Kecepatan maksimum: 2 m/det saluran pasangan batu tanpa plesteran.
• Kecepatan minimum: 0,3 m/det saluran pasangan batu plesteran; 0,5 m/det saluran tanpa pasangan/plesteran.
3. Perencanaan bak penenang dan pengendap (head tank)
Perhitungan dimensi bak penenang diiakukan dengan beberapa kriteria, yaitu
• Volume bak 10-20 kali debit yang masuk untuk menjamin aliran steady di pipa pesat dan mampu meredam tekanan balik pada saat penutupan aliran di pipa pesat.
• Bak penenang direncanakan dengan menetapkan kecepatan vertikal partikel sedimen 0,03 m/det.
• Pipa pesat ditempatkan 15 cm di atas dasar bak penenang untuk menghindarkan masuknya batu atau benda-benda yang tidak diizinkan terbawa memasuki turbin, karena berpotensi merusak runner turbin.
• Pipa pesat ditempatkan pada jarak minimum 4 x D (diameter pipa pesat) dari muka air untuk menjamin tidak terjadi turbulensi dan pusaran yang memungkinkan masuknya udara bersama aliran air di dalam pipa pesat
• Bak penenang dilengkapi trash rack untuk mencegah sampah dan bendabenda yang tidak diinginkan memasuki pipa pesat bersama aliran air.
• Bak penenang dilengkapi pelimpah yang direncanakan untuk membuang kelebihan debit pada saat banjir. Bangunan bak penenang dan saiuran pembawa direncanakan terjaga ketinggian permukaan pada saat banjir sampai maksimum 25% dari debit desain.
• Konstruksi bak penenang dan pengendap berupa pasangan batu diplester dengan dasar bak berupa coran beton tumbuk (tanpa tulangan) kedap air.
4. Perencanaan pipa pesat (penstock)
Pipa pesat (penstock) adalah pipa yang yang berfungsi untuk mengalirkan airdari bak penenang (forebay tank). Perencanaan pipa pesat mencakup pemilihanmaterial, diameter penstock, tebal, dan jenis sambungan (coordination joint).Pemilihan material berdasarkan pertimbangan kondisi operasi, aksesibilitas, berat,sistem penyambungan, dan biaya. Diameter pipa pesat dipilih dengan pertimbangankeamanan, kemudahan proses pembuatan, ketersediaan material, dan tingkat rugirugi(friction losses) seminimal mungkin. Ketebalan penstock dipilih untuk menahantekanan hidrolik dan surge pressure yang dapat terjadi. Data dan asumsi awalperhitungan pipa pesat meliputi:
1. Material pipa pesat menggunakan plat baja di-roll dan dilas (welded rolled steel). Hal ini dipilih sebagai altematif terbaik untuk mendapatkan biayaterkecil. Material yang digunakan adalah mild steel dengan kekuatan cukup.
2. Head losses pada sistem pemipaan (penstock) diasumsikan sekitar 4% terhadap head gross.
D = (10,3 n2 Q2 L / H gross) 0,1875 ... 2.7
Di mana:
n = Koefisien kekasaran (roughness) untuk welded steel, 0,012, Q =Debit desain (m3/s),
L= Panjang penstock (m),
Hgross= Tinggi jatuhair (gross head) (m). Tabel 2.1 Material Pipa Pesat
4. Tebal plat
Perhitungan tebal plat dapat menggunakan persamaan
tp =(PiD/2SfKf) + ts ... 2.8
di mana:
ts = adalah penambahan ketebalan pipa untuk faktor korosi, Pi = tekanan hidrostatik, kNi P mm 2,
D = diameter dalam pipa,
Kf =faktor pengelasan sebesar 0,9 untuk pengelasan dengan inspeksi x -ray, faktor pengelasan sebesar 0,8 untuk pengelasan biasa, Sf = desain tegangan pipa yang diizinkan.
5. Waterhammer
tekanan air yang menuju inlet valve sehingga terjadi tekanan tinggi yang dapatmerusak penstock.
6. Tumpuan pipa pesat (saddles support)
Tumpuan pipa pesat, baik pondasi anchor block, saddles support, berfungsi untuk mengikat dan menahan penstock. Jarak antar tumpuan (L) ditentukan oleh besamya defleksi maksimum penstock yang diizinkan. Jarak maksimum dudukan pondasi penstok dapat dihitung dengan formula:
L = 182,61 x {[(D + 0,0147)4 – D.4]/P}0,333 ... 2.9 di mana:
D= diameter dalam penstock (m),
P= berat satuan dalam keadaanpenuh berisi air (kg/m).
2.3.2 Perencanaan Elektromekanikal
Perencanaan elektromekanikal terdiri dari:
1. Pemilihan turbin
Turbin air berperan untuk mengubah energi air (energi potensial, tekanan, danenergi kinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Putaran poros turbin ini akan diubah oleh generator menjadi tenaga listrik. Berdasarkanprinsip kerjanya, turbin air dibagi menjadi dua kelompok:
1. Turbin impuls (cross-flow, pelton, dan turgo)
Untuk jenis ini, tekanan pada setiap sisi sudu bagian turbin yang berputarsama.
2. Turbin reaksi (Francis, Kaplan, dan propeller)
Pemilihan jenis turbin pada daerah operasi yang overlaping ini memerlukan perhitungan yanglebih mendalam.
Secara umum hasil survei lapangan mendapatkan potensi pengembanganPLTMH dengan tinggi jatuhan (head) 6 – 60 m, yang dapat dikategorikan pada headrendah dan medium.
Tabel 2.2 Daerah Operasi Turbin
Pemilihan jenis turbin dapat ditentukan berdasarkan kelebihan dankekurangan dari jenis-jenis turbin, khususnya untuk suatu desain yang sangatspesifik. Pada tahap awal, pemilihan jenis turbin dapat diperhitungkan denganmempertimbangkan parameter-parameter khusus yang mempengaruhi sistem operasiturbin, yaitu:
1. Faktor tinggi jatuhan air efektif (net head) dan debit yang akan dimanfaatkanuntuk operasi turbin merupakan faktor utama yang mempengaruhi pemilihanjenis turbin. Sebagai contoh turbin pelton efektif untuk operasi pada headtinggi, sementara turbin propeller sangat efektif beroperasi pada head rendah.
3. Kecepatan (putaran) turbin yang akan ditransmisikan ke generator. Sebagaicontoh untuk sistem transmisi direct couple antara generator dengan turbinpada head rendah, sebuah turbin reaksi (propeller) dapat mencapai putaranyang diinginkan, sementara turbin pelton dan
crossflow berputar sangatlambat (low speed) yang akan menyebabkan sistem tidak beroperasi.
Ketiga faktor di atas seringkali diekspresikan sebagai kecepatan spesifik Ns,yang didefinisikan dengan formula
Ns= N x Pt x 0,51 x H ... 2.10
di mana:
N = kecepatan putaran turbin (rpm) , Pt = maksimum turbin output (kW), H = head efektif (m).
Output turbin dihitung dengan formula:
Pt = 9,8 x Q x H x ηt ... 2.11
di mana:
Q = debit air (m3/s), H = head efektif (m),
ηt = efisiensi turbin.
= 0,8 - 0,85 untuk turbin pelton = 0,8 - 0,9 untuk turbin francis = 0,7 - 0,8 untuk turbin crossfiow
= 0,8 - 0,9 untuk turbin propeller dan Kaplan
Tabel 2.3 Range kecepatan spesifik berbagai jenis turbin
Dengan mengetahui kecepatan spesifik turbin maka perencanaan dan pemilihanjenis turbin akan menjadi lebih mudah. Beberapa formula yang dikembangkan daridata eksperimental berbagai jenis turbin dapat digunakan untuk melakukan estimasiperhitungan kecepatan spesifik turbin, yaitu:
Tabel 2.4 Rumusan kecepatan spesifik berbagai jenis turbin
Pada perencanaan PLTMH ini, pilihan turbin yang cocok untuk lokasi yang tersediaadalah:
1. Turbin propeller tipe open flume untuk head rendah sampai dengan 6 m 2. Turbin crossflow 1 banki-mithell untuk head 6 m < H < 60 m.
Pemilihan jenis turbin tersebut berdasarkan ketersediaan teknologi secaralokal dan biaya pembuatan/fabrikasi yang lebih murah dibandingkan tipe lainnyaseperti pelton dan francis. Untuk jenis turbin crossflow T-14 dengan diameter runner0,3 m. Turbin tipe ini memiliki efisiensi maksimum yang baik sebesar 0,74 denganefisiensi pada debit 40% masih cukup tinggi di atas 0,6. Sementara untuk
penggunaan turbin propeller open flume pabrikasi lokal ditetapkan efisiensi turbinsebesar 0,75.
Penggunaan kedua jenis turbin tersebut untuk pembangkit tenaga air skalamikro (PLTMH), khususnya crossflow T-14 telah terbukti handal di lapangandibandingkan jenis crossflow lainnya yang dikembangkan oleh berbagai pihak(lembaga penelitian, pabrikan, import).
Putaran turbin baik propeller open flume head rendah dan turbin
crossflowmemiliki kecepatan yang rendah. Pada sistem mekanik turbin digunakan transmisisabuk flat belt dan pulley untuk menaikkan putaran sehingga sama dengan putarangenerator 1500 rpm. Efisiensi sistem transmisi mekanik flat belt
Tabel 2.5 Putaran Generator Sinkron (rpm)
Tabel 2.6Run-away speed turbin, N maks/N
2. Pemilihan generator dan sistem kontrol
Generator adalah suatu peralatan yang berfungsi mengubah energi mekanikmenjadi energi listrik. Jenis generator yang digunakan pada perencanaan PLTMH iniadalah:
2.Induction Motor sebagai Generator (IMAG) sumbu vertikal, pada perencanaanturbin propeller open flume.
Spesifikasi generator adalah putaran 1500 rpm, 50 Hz, 3 phasa dengankeluaran tegangan 220 V/380 V. Efisiensi generator secara umum adalah: 1. Aplikasi < 10 KVA efisiensi 0,70 - 0,80
2. Aplikasi 10 – 20 KVA efisiensi 0,80 - 0,85 3. Aplikasi 20 – 50 KVA efisiensi 0,85
4. Aplikasi 50 – 100 KVA efisiensi 0,85 - 0,90 5. Aplikasi > 100 KVA efisiensi 0,90 - 0,95
Sistem kontrol yang digunakan pada perencanaan PLTMH menggunakanpengaturan beban sehingga jumlah output daya generator selalu sama dengan beban.Apabila terjadi penurunan beban di konsumen, maka beban tersebut akan dialihkanke sistem pemanas udara (air heater) yang dikenal sebagai
ballast load/dummy load.
Sistem pengaturan beban yang digunakan pada perencanaan ini adalah: 1. Electronic Load Controller (ELC) untuk penggunaan generator sinkron 2. Induction Generator Controller (IGC) untuk penggunaan IMA
Sistem kontrol tersebut telah dapat difabrikasi secara lokal, dan terbuktihandal pada penggunaan di banyak PLTMH. Sistem kontrol ini terintegrasi padapanel kontrol (switch gear). Fasillitas operasi panel kontrol minimum terdiri dari:
1. Kontrol start/stop, baik otomatis, semi otomatis, maupun manual 2. Stop/berhenti secara otomatis
frequency).
4. Emergency shut down, bila terjadi gangguan listrik (misal arus lebih)
3. Distribusi
Sistem transmisi dan distribusi perencanaan PLTMH tidak menggunakantransformer untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Jarak transmisi dandistribusi sampai dengan maksimum 3 km masih memungkinkan tanpa transformer.Losses sepanjang transmisi dan distribusi diasumsikan maksimum 5%. Sistemtransmisi menggunakan tegangan 220 V/380 V Untuk mencapai kondisi tersebut,maka digunakan kabel transmisi utama 3 phasa Twisted AI 4 x 70 mm2. Kabeldistribusi digunakan Twisted AI 4 x 35 mm2, dan kabel koneksi ke konsumenmenggunakan Twisted AI 2 x 10 mm2. Setiap sambungan rumah menggunakanpembatas arus untuk membatasi penggunaan beban berlebih.
Untuk instalasi rumah digunakan kabel NYM 2 x 1,5 mm2 dan NYM 3 x 1,5mm2 Setiap intalasi rumah dilengkapi 3 lampu, 1 saklar double, 1 saklar tunggal, dan1 stop kontak.
4. Rumah pembangkit
Rumah pembangkit yang merupakan titik pusat pembangkitan direncanakandengan ukuran 3 x 4 m atau 4 x 4 m tergantung kondisi di lapangan. Pada rumahpembangkit ini akan ditempatkan peralatan elektrikal - mekanikal yang terdiri dari:
3. Panel control
4. Ballast load
5. Tempat peralatan/tools.
Rumah pembangkit dilengkapi dengan pengamanan terhadap petir dan arusberlebih (lightning arrester). Rumah pembangkit berupa pasangan bata denganbangunan coran bertulang pada pondasi turbin dan penampungan air di bawah turbinsebelum keluar ke tail race.
Hal utama yang menjadi perhatian dalam pembangunan rumah pembangkit adalahaksesibilitas dan sirkulasi udara untuk melepas panas pada
ballast load. Sirkulasiudara yang baik akan menjaga temperatur kerja sekitar rumah pembangkit tidakberlebih, sehingga temperatur kerja mesin dapat dijaga dengan baik.
2.4 Analisa Hidrologi
Air hujan yang terhambat vegetasi sebagian ada yang menguap lagi atau mengalami evaporasi ada juga yang kemudian jatuh ke permukaan tanah (through fall). Air hasil through fall ini mengalir di permukaan dan berkumpul di suatu tempat menjadi suatu run off seperti sungai, danau, dan bendungan apabila kapasitas lengas tanah sudah maksimal yaitu tidak dapat menyerap air lagi. Dalam lengas tanah, ada zona aerasi yaitu zona transisi dimana air didistribusikan ke bawah (infiltrasi) atau keatas (air kapiler). Semakin besar infiltrasi, tanah akan semakin lembab dan setiap tanah memiliki perbedaan kapasitas penyimpanan dan pori-pori tanah yang berbeda-beda. Vegetasi mengalami fotosintesis pada saat siang hari dan mengalami transpirasi. Peristiwa berkumpulnya uap air di udara dari hasil evaporasi dan transpirasi disebut evapotranspirasi. Evapotranspirasi dikontrol oleh kondisi atmosfer di muka bumi. Evaporasi membutuhan perbedaan tekanan di udara. Potensi evapotranspirasi adalah kemampuan atmosfer memindahkan air dari permukaan ke udara, dengan asumsi tidak ada batasan kapasitas.
Analisis hidrologi dalam perencanaan PLTMH ini tentu tidak lepas dari analisis hidrologi dalam perencanaan PLTMH yang terdiri atas dua pembahasan yaitu debit banjir sungai dan debit andalan. Debit banjir sungai diperuntukkan untuk perhitungan dimensi struktur “ DAM”, sedangkan debit andalan digunakan untuk menggerakkan turbin. Dalam analisis hidrologi dalam perencanaan PLTMH terdiri atas :
Data curah hujan yang tercatat diproses berdasarkan areal yang mendapatkan hujan sehingga didapat tinggi curah hujan rata-rata dan kemudian diramalkan besarnya curah hujan pada periode tertentu. Berikut dijabarkan tentang cara menentukan tinggi curah hujan arel.Dengan melakukan penakaran atau pecatatan hujan, kita hanya mendapat curah hujan di suatu titik tertentu (point rainfall). Jika di dalam suatu areal terdapat beberapa alat penakar atau pencatat curah hujan, maka dapat diambil nilai rata-rata untuk mendapatkan nilai curah hujan areal.
Ada 3 macam cara yang berbeda dalam menentukan tinggi curah hujan rata-rata pada areal tertentu dari angka-angka curah hujan di beberapa titik pos penakar atau pencatat.
1. Rata-rata aljabar
Tinggi rata-rata curah hujan didapatkan dengan mengambil nilai rata-rata hitung(arithmatic mean) pengukuran hujan di pos penakar-penakar hujan di dalam arealstudi.
2. Cara Poligon Thiessen
Cara ini berdasarkan rata-rata timbang (weighted average). Masing-masing penakar mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung di antara dua buah pos penakar. Gambar (2.14) menunjukkan contoh posisi stasiun 1, 2, dan 3 dari skema poligon Thiessen dalam Daerah Aliran Sungai (DAS).
Gambar 2.14Poligon Thiessen pada DAS
Curah hujan pada suatu daerah dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Dimana :
d = tinggi curah hujan rerata daerah (mm), dn = hujan pada pos penakar hujan (mm),
An = luas daerah pengaruh pos penakar hujan (km2), dan
A = luas total DAS (km2). 3. Cara isohyet
Dalam hal ini kita harus menggambarkan dulu kontur dengan tinggi curah hujan yang sama (isohyet), seperti terlihat pada Gambar (2.15) berikut.
Gambar 2.15Peta Isohyet
Kemudian luas bagian di antara isohyet-isohyet yeng berdekatan diukur, dan nilai rata-ratanya dihitung sebagai berikut:
………2.13 di mana:
d = tinggi curah hujan rata-rata areal,
A = luas areal total = A1 + A2 + A3 + ...+ An, dan
d0, d1, ..., dn = curah hujan pada isohyet 0, 1, 2, ..., n.
Ini adalah cara yang paling teliti untuk mendapatkan hujan areal rata-rata, tetapi memerlukan jaringan pos penakar yang relatif lebih padat yang
memungkinkan untuk membuat isohyet. Pada waktu menggambar garis-garis isohyet sebaiknya juga memperhatikan pengaruh bukit atau gunung terhadap distribusi hujan (hujan orografik).
2.4.2Distribusi Frekuensi Curah Hujan
Untuk menganalisis probabilitas curah hujan biasanya dipakai beberapa macam distribusi yaitu: (A) Distribusi Normal, (B) Log Normal, (C) Gumbel, (D) Log Pearson Type III.
A. Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Normal, dengan persamaan sebagai berikut:
XT = X + k.Sx ... 2.13
Dimana:
XT : Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah
hujan rencana untuk periode ulang T tahun.
Tabel 2.7Nilai Variabel Reduksi Gauss
B. Distribusi Log Normal
Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Log Normal, dengan persamaan sebagai berikut:
Log XT = Log X + k.Sx Log X ... 2.14
Dimana:
Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujanrancangan untuk periode ulang T tahun.
Log X : Harga rata – rata dari data
Tabel 2.8Nilai K untuk Distribusi Log Normal
Sumber: Buku Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan hal 37
C. Distribusi Log Person III
Untuk analisa frekuensi curah hujan dengan menggunakan metode Log Person Type III, dengan persamaan sebagai berikut:
Log XT = LogX + Ktr. S1 ... 2.15
Dimana:
Log XT : Variate diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan
Log X : Harga rata – rata dari data, LogX
Cs = Koefisien kemencengan
2.4.3 Uji Distribusi Frekuensi Curah Hujan
Untuk mengetahui apakah data tersebut benar sesuai dengan jenis sebaran teoritis yang dipilih maka perlu dilakukan pengujian lebih lanjut. Untuk keperluan analisis uji kesesuaian dipakai dua metode statistik sebagai berikut:
1. Uji Chi Kuadrat
Uji Chi Kuadrat digunakan untuk menguji apakah distribusi pengamatan dapat disamai dengan baik oleh distribusi teoritis. Perhitungannya dengan menggunakan persamaan berikut:
... 2.16 dimana:
k = 1 + 3,22 Log n,
OF = nilai yang diamati, dan EF = nilai yang diharapkan.
Agar distribusi frekuensi yang dipilih dapat diterima, maka harga X2 hitung< X2Cr. Harga X2Cr dapat diperoleh dengan menentukan taraf signifikan α
dengan derajat kebebasan. Batas kritis X2 tergantung pada derajat kebebasan dan
α. Untuk kasus ini derajat kebebasan mempunyai nilai yang didapat dari perhitungan sebagai berikut:
DK = JK - (P + 1) ... 2.17 Dimana :
DK = derajat kebebasan
∑
JK = jumlah kelas
P = faktor keterikatan (untuk pengujian Chi-Square
mempunyai keterikatan
D. Distribusi Gumbel
Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode E.J. Gumbel, dengan persamaan sebagai berikut:
XT= X + K.Sx ... 2.18
Dimana:
XT : Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya
curah hujan rencana untuk periode ulang T (tahun).
Untuk menghitung variabel reduksi E.J. Gumbel mengambil harga:
K
YT : Reduced variate sebagai fungsi dari periode ulang T
Yn : Reduced mean sebagai fungsi dari banyak data (N)
Tabel 2.10Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel
Tabel 2.11 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi periode ulang Gumbel
Tabel 2.12Reduksi Standard Deviasi (Sn) untuk Distribusi Gumbel
2.4.4 PerhitunganDebitAndalan
Sumber: Buku Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan hal 52
Debitandalanadalah debityangselalu tersediasepanjangtahun.Dalampenelitianinidebitandalanmerupakandebityangmem ilikiprobabilitas90%.Debitdenganprobabilitas90%adalahdebityangmemilikikemu ngkinanterjadidibendungsebesar90%dari100%kejadian.Jumlahkejadianyangdima ksudadalahjumlahdatayangdigunakanuntukmenganalisisprobabilitastersebut.Juml ahdataminimumyangdiperlukanuntukanalisisadalahlimatahundanpadaumumnyau ntukmemperolehnilaiyangbaikdatayangdigunakanhendaknyaberjumlah10tahundat a.
GunamendapatkamkapasitasPLTM,tidakterlepasdariperhitunganberapaba nyakairyangdapatdiandalakanuntukmembangkitkanPLTM.Debitandalanadalahde bitminimum(terkecil)yangmasihdimungkinkanuntukkeamananoperasionalsuatuba ngunanair,dalamhaliniadalahPLTM.
Debitminimumsungaidianalisisatasdasardebithujansungai.Dalamevaluasik inerjaListrikTenagaMikrohidroini,dikarenakanminimalnyadatamakametodeperhit ungandebitandalanmenggunakanmetodesimulasiperimbanganairdariDr.F.J.Mock( KP.01,1936).DengandatamasukandaricurahhujandiDaerahAliranSungai,evapotra nspirasi,vegetasidankarakteristikgeologidaerahaliran.
Metodeinimenganggap bahwaairhujan yangjatuhpadadaerahaliran(DAS)sebagianakanmenjadilimpasanlangsungdanseba gianakanmasuktanahsebagaiairinfiltrasi,kemudianjikakapasitasmenampunglengas tanahsudahterlampaui,makaairakanmengalirkebawahakibatgayagravitasi.
2.5.
DebitAndalanMetodeMeteorologicalWaterBalanceDr.F.J.M
MetodeiniditemukanolehDr.
F.J.Mockpadatahun1973dimanametodeinididasarkanatasfenomenaalamdibebera patempatdiIndonesia.Denganmetodeini,besarnyaalirandaridatacurahhujan,karakt eristikhidrologidaerahpengalirandanevapotranspirasidapatdihitung.Padadasarnya metodeiniadalahhujanyangjatuhpadacatchmentareasebagianakanhilangsebagaiev apotranspirasi,sebagianakanlangsungmenjadialiranpermukaan(directrunoff)dans ebagianlagiakanmasukkedalamtanah(infiltrasi),dimana infiltrasipertama-tamaakanmenjenuhkantopsoil,kemudianmenjadiperkolasimembentukairbawahta nah(groundwater)yangnantinyaakankeluarkesungaisebagaialirandasar(baseflow)
.Adapunketentuandarimetodeiniadalahsebagaiberikut: 1. Datameteorologi
Datameterologiyangdigunakanmencakup:
a. Datapresipitasidalamhaliniadalahcurahhujanbulanandandatacurahhu janharian.
b. Dataklimatologiberupadatakecepatanangin,kelembapanudara,tempr aturudaradanpenyinaranmatahariuntukmenentukanevapotranspirasi potensial(Eto)yangdihitungberdasarkanmetode“PenmanModifikasi“ 2. EvapotranspirasiAktual(Ea)
Penentuanhargaevapotranspirasiactualditentuakanberdasarkanpersamaan:
E= Etoxd/20xm ... 2.20 E= Etox(m/20)x(18-n) ... 2.21 Ea = Eto–E ... 2.22
di mana :
D = 27 – (3/2) x n,
N = jumlah hari hujan dalam sebulan,
m = Perbandingan permukaan tanah tanah yang tidak tertutup dengan tumbuh- tumbuhan penahan hujan koefisien yang tergantung jenis areal dan musiman dalam % ,
m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat,
M = Untuk lahan dengan hutan sekunder pada akhir musim dan bertambah 10 % setiap bulan berikutnya.
m = 10 – 40% untuk lahan yang erosi , m = 20 –50% untuk lahan pertanian yang diolah ( sawah ).
3. Keseimbanganairdipermukaantanah(ΔS)
a. Airhujanyangmencapaipermukaantanahdapatdirumuskansebagai berikut:
ΔS=R–Ea ... 2.23
di mana:
ΔS =Keseimbanganair dipermukaantanah, R =HujanBulanan,
Ea =EvapotranspirasiAktual.
Bilahargapositif(R>Ea)makaairakanmasukkedalamtanahbilakapasitaskele mbapantanahbelumterpenuhi.Sebaliknyabilakondisikelembapantanahsudahtercap aimakaakanterjadilimpasanpermukaan(surfacerunoff).
BilahargatanahΔSnegatif(R>Ea),airhujantidak
dapatmasukkedalamtanah(infltrasi)tetapiairtanahakankeluardantanahakankekura nganair(defisit).
b. Perubahankandunganairtanah(soilstorage)tergantungdarihargaΔ S.BilaΔSnegatifmakakapasitaskelembapantanahakankekuranga ndanbila
Didalammemperkirakankapasitaskelembapantanahawaldiperluk anpadasaatdimulainyaperhitungandanbesarnyatergantungdariko ndisiporositaslapisantanahatasdaridaerahpengaliran.Biasanyadia mbil50s/d250mm,yaitukapasitaskandungan
airdidalamtanahperm3.semakinbesarporositastanahmakakelemb apantanahakanbesarpula
d. KelebihanAir(watersurplus)
e. Besarnyaairlebihdapatmengikutiformulasbb: WS=ΔS-Tampungantanah
di mana : WS = water surplus, S = R-Ea,
TampunganTanah = PerbedaanKelembapantanah. 4. Limpasandanpenyimpananairtanah(RunoffdanGroundWater storage). a. Infiltrasi(i)
Infiltrasiditaksirberdasarkankondisiporositastanahdankemiringandaerahpen
galiran. Daya
infiltrasiditentukanolehpermukaanlapisanatasdaritanah.Misalnyakerikilmempuyai dayainfiltrasiyanglebihtinggidibandingkandengantanahliatyangkedap
air.Untuklahanyangterjaldimanaairsangatcepatmenikisdiataspermukaantanahsehi nggaairtidakdapatsempatberinfltrasiyangmenyebabkandayainfiltrasilebihkecil.For muladariinfiltrasiiniadalahsebagaiberikut:
i=KoefisienInfiltrasixWS ... 2.24 dimana:
i =Infiltrasi(KoefisienInfiltrasi(i)=0s/d1,0), WS =kelebihanair.
Padapermulaanperhitunganyangtelahditentukanpenyimpananairawalyangbe sarnyatergantungdarikondisigeologisetempatdanwaktu.Persamaanyangdigunakan adalah
Vn=k.(Vn–1)+½ (1+ k)in ... 2.25 dimana:
Vn =Volumesimpananaittanahperioden(m3), Vn–1=Volumesimpananair tanahperioden–1(m3), K=qt/qo=FaktorresesialiranairtanahFaktorresesialiran
tanah(k)berkisarantara0s/d1, qt =Aliran tanahpadawaktu t(bulan ket), qo =Alirantanahpadaawal(bulanke0), in =Infiltrasibulanken(mm).
Untukmendapatkanperubahanvolumealiranairdalamtanahmengikutipersamaa n:
Vn=Vn-Vn–1 c. Limpasan(Runoff)
Airhujanataupresipitasiakanmenempuhtigajalurmenujukesungai.Satubagia nakanmengalirsebagailimpasanpermukaandanmasukkedalamtanahlalumengalirke kiridankananyamembentukaliranantara.Bagianketigaakanberperkolasijauhkedala mtanahhinggamencapailapisanairtanah.Aliranpermukaantanahserta
aliranantaraseringdigabungkansebagailimpasanlangsung(direcrunoff)Untukmemp erolehlimpasan,makapersamaanyangdigunakanadalah:
BF =Alirandasar(M3/dtk/km), I =Infltrasi(mm),
ΔVn=Perubahanvolumealirantanah(M3), Dro =LimpasanLangsung(mm),
WS =Kelebihanair,
Ron =Limpasanperioden(M3/dtk/km2) d. Banyaknyaairyangtersediadarisumbernya.
Persamaanyangdigunakanadalah: Qn=RonxA
dimana:
Qn =Banyaknyaairygtersediadarisumbernya,perioden (m3/dtk),
