PENGARUH SEDIMEN TERHADAP UMUR LAYANAN WADUK JATIGEDE KABUPATEN SUMEDANG.

(1)

Romli Azis, 2013 Pengaruh Sedimentasi Terhadap Umur Layanan Waduk Jatigede Kabupaten Sumedang Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PENGARUH SEDIMENTASI

TERHADAP UMUR LAYANAN WADUK JATIGEDE

KABUPATEN SUMEDANG

TUGAS AKHIR

diajukan untuk memenuhi sebagian dari

syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Sipil

oleh:

Romli Azis

NIM 0900690

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL S1

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

PENGARUH SEDIMENTASI TERHADAP UMUR

LAYANAN WADUK JATIGEDE KABUPATEN

SUMEDANG

oleh

Romli Azis

Sebuah Tugas Akhir yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

Universitas Pendidikan Indonesia

Agustus 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Tugas Akhir ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian,

(3)

ROMLI AZIS

PENGARUH SEDIMENTASI TERHADAP UMUR LAYANAN

WADUK JATIGEDE

KABUPATEN SUMEDANG

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING:

Pembimbing I

Drs. Sukadi, M.Pd., MT. NIP 196409101991011002

Pembimbing II

Siti Nurasiyah, ST., MT. NIP 197702082008122001

Mengetahui :

Ketua Jurusan Ketua Prodi

Pendidikan Teknik Sipil, Teknik Sipil,

(4)

PENGARUH SEDIMEN TERHADAP UMUR LAYANAN WADUK

JATIGEDE KABUPATEN SUMEDANG

oleh Romli Azis

0900690

ABSTRAK

Salah satu masalah dalam pengelolaan waduk adalah sedimentasi. Sedimen akan masuk kegenangan waduk akibatkan dari erosi. Seiring dengan waktu, angkutan sedimen akan bertambah maka sedimen akan mengendap di dalam waduk dan kapasitas tampungan mati (dead storage) waduk akan berkurang. Kemudian umur waduk tersebut akan mengalami percepatan pengurangan layanannya. Prediksi sedimen yang tertangkap di tampungan waduk menggunakan rumus Trap Efficiency dan prediksi erosi lahan menggunakan rumus USLE (Universal Soil Loss Equation). Teknik pengumpulan data yaitu dengan cara mencari informasi dan data-data yang berkaitan dengan waduk Jatigede ke Instansi terkait. Angkutan sedimen sungai Cimanuk diperoleh 7,73 juta m3/tahun dengan umur layanan waduk pada tampungan mati yaitu 20,8 tahun dengan menggunakan rumus Trap Efficiency. Berdasarkan prediksi erosi USLE diperoleh 1300 ton/ha/tahun atau 27.676.434 ton/tahun dengan umur layanan 16,6 tahun. Setelah dilakukan penelitian dengan alternatif perubahan pengelolaan tanaman di daerah tangkapan waduk Jatigede 922 ton/ha/tahun atau 19.407.909 ton/tahun dan diperoleh 24 tahun umur layanan pada tampungan mati (dead storage).

(5)

THE INFLUENCE OF SEDIMENT AGAINTS THE AGE OF SERVICE

JATIGEDE DAM IN SUMEDANG DISTRC

by Romli Azis

0900690

ABSTRACT

One of problem in dam management is sedimentation. Sediment would go into storage of the dam and it was caused by erosion. Furthermore, the sediment load would settle in the dam and the dead storage capacity of dam would decrease. After that the age of the dam would be increasing and reduction of its supplies. The USLE (Universal Soil Loss Equation) and trap efficiency formula used for finding out the sediment prediction which was caught in dam. The collecting data of this project utilized interview process to find out the information and the data which related to Jatigede dam. The trap efficiency formula used to get the result of measurement sediment carrier of Cimanuk river 7,73 million m3/years by the age of reservoir of 20,8 age in dead storage. According to USLE formula in erosion prediction, there was 1300 ton/hectare/year or 27.676.434 ton/years by the dam service of 16,6 ages. After conducting this project in Jatigede dam by alternative management change in plant , there are 922 ton/hectare/years or 19.407.909 ton/years and the dam service of 24 age in dead storage.

(6)

Romli Azis, 2013

2.3.1. Perhitungan Sedimen Layang (suspended load) ... 8

2.3.2. Perhitungan Sedimen Dasar (bed load) ... 9

2.3.3. Perhitungan Total Sedimen ... 10

2.4 Prediksi Umur Layanan (Useful life) Waduk Berdasarkan atas Kapasitas Tampungan Mati (dead storage) ... 11

2.4.1 Efisiensi tangkapan sedimen (Trap Efficiency) ... 11

2.5 Distribusi Curah Hujan ... 12

2.5.1. Distribusi Curah Hujan Wilayah Metode Thiessen ... 12

2.6 Erosi dan Sedimentasi ... 13

2.6.1. Pendugaan Besarnya Erosi ... 14

2.6.2. Prakiraan Erosi Metode USLE ... 14

2.6.3 Perhitungan SDR (Sedimen Delivery Ratio) ... 27

(7)

3.4.3. Alternatif Perpanjangan Umur Layanan Waduk ... 30

3.4 Alur Pendekatan Penelitian ... 32

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Deskripsi Area Penelitian ... 33

4.2 Data Teknis Bendungan Jatigede ... 34

4.3 Hubungan antara Elevasi, Luas Muka Air dan Volume ... 35

4.4 Debit Inflow di Sungai Cimanuk ... 38

4.5 Sedimen Inflow di Sungai Cimanuk ... 39

4.6 Trap Efisiensi (Trap Eficiency) Waduk ... 44

4.7 Prediksi Sedimen dari Debit Aliran Sungai Cimanuk... 48

4.8 Pendugaan Erosi Metode USLE... 50

4.8.1 Erosivitas Hujan (R) ... 50

4.8.2 Erodibilitas Tanah (K) ... 51

4.8.3 Pengelolaan Tanaman (C) ... 53

4.8.4 Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) ... 54

4.8.5 Konservasi Tanah (P) ... 56

4.8 Prediksi Erosi ... 56

4.9 Hasil Sedimen ... 57

4.10 Alternatif Penambahan Umur layanan Waduk ... 58

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 62

5.2 Saran ... 62

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(8)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan sumber kehidupan bagi manusia. Senyawa ini memiliki pengaruh yang sangat besar dalam kehidupan. Demikian besar manfaat air dalam kehidupan diantaranya dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan sehari-hari. Kebutuhan akan air terus meningkat, akan tetapi air tetap tersedia di alam karena termasuk sumber daya alam yang dapat diperbaharui. Keberadaan air sangat memengaruhi kehidupan, air bisa dijadikan sumber tenaga listrik, irigasi, pertanian, dan semua aspek kehidupan lainnya.

Waduk merupakan suatu bangunan air yang digunakan untuk menampung debit air berlebih pada saat musim basah supaya kemudian dapat dimanfaatkan pada saat musim kering. Waduk Jatigede yang berlokasi pada aliran sungai Cimanuk memiliki sumber air yang berasal dari lereng gunung berapi Papandayan di wilayah Kabupaten Garut. Salah satu masalah dalam pengelolaan waduk adalah masalah sedimentasi. Sedimentasi tersebut diakibatkan oleh erosi pada daerah aliran sungai. Jika material sedimen masuk kedalam waduk dengan jumlah yang besar, akibatnya sedimen akan mengendap di dasar waduk dan kapasitas tampungan mati (dead storage) waduk akan mengalami penyusutan. Demikian juga dengan umur waduk tersebut akan mengalami percepatan pengurangan layanannya.

(9)

1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah

Besarnya erosi pada daerah aliran sungai Cimanuk yang tebawa oleh aliran

sungai, mengakibatkan pengurangan layanan waduk. Begitu juga kemampuan

waduk menampung sedimen pada kondisi tampungan mati (dead storage).

Untuk itu peneliti menyusun sejumlah pertanyaan yang dijadikan arahan penelitian yaitu:

1) berapa besar umur layanan waduk berdasarkan metode trap efficiency pada

tampungan mati (dead storage)?

2) berapa besar umur layanan waduk Jatigede berdasarkan prediksi erosi dengan

rumus USLE di daerah aliran sungai waduk Jatigede pada tampungan mati

(dead storage)?

3) berapa besar pengaruh alternatif perubahan pengelolaan tanaman di daerah

aliran sungai waduk Jatigede terhadap besarnya erosi dan besarnya umur

layanan waduk Jatigede?

1.3 Pembatasan Masalah

Adapun masalah yang dibatasi dalam penelitian ini akan dijelaskan sebagai berikut :

1) memprediksi besarnya erosi pada daerah aliran sungai waduk Jatigede terhadap umur layanan waduk jatiede dengan metode USLE.

2) memprediksi umur layanan waduk pada tampungan mati (dead storage)

dengan metode trap efficiency dan metode USLE.

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini akan diuraikan mengenai tujuan dari penelitian ini, diantaranya :

1) mengetahui umur layanan waduk berdasarkan metode trap efficiency pada

tampungan mati (dead storage)

2) mengetahui umur layanan waduk Jatigede terhadap besar erosi dengan

metode USLE di daerah aliran sungai waduk Jatigede pada tampungan mati

(10)

3) mengetahui besar pengaruh perubahan pengelolaan tanaman di daerah hulu

aliran sungai waduk Jatigede terhadap besarnya erosi dan besarnya umur

layanan waduk Jatigede.

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan memberikan manfaat teoritis dan praktis. Adapun

uraiannya adalah sebagai berikut.

1) Manfaat Teoritis

Dapat digunakan untuk acuan, pengelolaan dan pelestarian Waduk Jatigede

demi pelayanan waduk itu sendiri terhadap fungsinya.

2) Manfaat Praktis

Secara praktis, penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi penulis,

pembaca, para ahli, dan Instansi.

a) Bagi penulis, hasil penelitian ini dapat memberikan pengalaman dan

wawasan dalam perencanaan bangunan sipil.

b) Bagi pembaca, hasil penelitian ini dapat memberikan informasi terhadap

gambaran mengenai fungsi dan lama pelayanan suatu bendungan.

c) Bagi para ahli, hasil penelitian ini dapat memberikan referensi untuk

meningkatkan perencanaan sebelum konstruksi dilaksanakan.

d) Bagi Instansi, hasil penelitian ini dapat meningkatkan mutu konstruksi

khususnya untuk bangunan keairan.

1.6 Sistematika Penulisan

Supaya penyampaian penelitian ini sistematis maka peneliti membuat

sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bagian ini berisi tentang uraian secara umum dan latar belakang penelititan,

identifikasi dan rumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian,

(11)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bagian ini menyajikan uraian-uraian dasar teori, studi litelatur dan pedoman

yang berkaitan, dan mendukung terhadap penelitian yang dilakukan.

BAB III METODE PENELITIAN

Bagian ini berisi tentang konsep dasar dan metode, pengumpulan data,

pengolahan data, dan grafik alurpenelitian secara umum.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bagian ini menyajikan dari hasil penelitian, membahas uraian penelitian

dan diperoleh suatu kesimpulan dari hasil penelitian.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian ini menyajikan kesimpulan dari hasil pembahasan penelitian dari

bab sebelumnya dan dapat memberikan saran untuk upaya perbaikan dalam suatu

(12)

Romli Azis, 2013

Sedimentasi pada waduk terjadi karena angkutan sedimen pada sungai dan erosi lahan yang masuk ke tampungan waduk dengan waktu tertentu, sehingga kapasitas tampungan terpenuhi kemudian umur waduk akan berkurang. Untuk menambah umur layanan waduk maka di gunakan usaha pengelolaan tanaman dan teknik konservasi tanah pada daerah tangkapan.

3.2 Pengumpulan Data

Data yang dikumpulkan adalah data sekunder. Jenis data yang digunakan dalam penelitian ini diantanya data pengukuran sedimen, data teknis waduk Jatigede, data debit sungai cimanuk, data curah hujan dan rencana tata ruang wilyah. Untuk lebih jelasnya akan disajikan pada tabel 3.1.

Tabel 3. 1 Jenis data, Peta dan Sumbernya

(13)

30

3.3Metode Analisis Data

Metode analisis data untuk menghitung besar pediksi erosi dan luasan jenis tanah, pengelolaan tanaman dan panjang lereng menggunakan alat bantu

perangkat lunak ArcGis 9.3 (Geografis Infomation System) dan Autocad 2007.

3.4 Pengolahan Data

3.4.1.Data Sedimen

Data pengukuran sedimen tahun 2006 (Supervisi Pembangunan waduk Jatigede, 2006) dan data sedimen tahun 1985-2005 digunakan untuk menentukan besarnya sedimen tahunan. Kemudian dapat perkiraan umur layanan waduk metode efisiensi tangkapan sedimen (Trap Efficiency) pada tampungan mati (dead storage).

3.4.2.Komponen-komponen Rumus USLE (Universal Soil Loss Equetion)

USLE (Universal Soil Loss Equetion) merupakan persamaan matematis yang dikemukakan oleh Wischmeir dan Smith (1978) untuk memprediksi besarnya erosi pada daerah aliran sungai waduk jatigede.

Komponen-komponen rumus ini yaitu faktor erosivitas curah hujan dan air larian di DAS jatigede dengan persamaan 2.10 , faktor erodibilitas tanah digunakan data hasil penelitian lembaga ekologi tahun 1979 sepeti pada tabel 2.3, faktor panjang kemiringan lereng menggunakan persamaan 2.12, 2.13 dan 2.14, faktor pengelolaan tanaman diperoleh dari jenis tanaman yang dikelola di DAS jatigede sepertipada tabel 2.4 dan faktor konservasi tanah diperoleh dari informasi dan hasil penelitian terdahulu yang dilakukan di DAS waduk Jatigede seperti pada tabel 2.5.

3.4.3.Alternatif Perpanjangan Umur Layanan Waduk

(14)

31

campuran, perkebunan, dan hutan sekunder, berapa besar pengaruh perubahan alternatif tersebut terhadap umur layanan waduk Jatigede.

Tahap-tahap alternatif pengelolaan tanaman (C) pada penelitian ini sebagai berikut :

a. Luas masing-masing pengelolaan jenis tanaman di daerah tangkapan waduk Jatigede yang sesuai gambar existing, dan telah dibagi zona menjadi 7 yaitu RS 1, RS2, RS3, RS4,RS5,RS6, dan RS 7 .

b. Merubah lahan pengelolaan tanaman di zona yang akan dirubah, diantaranya: RS 1 = merubah luas pengelolaan perkebunan menjadi hutan sekunder. RS 2 = merubah luas pengelolaan kebun campuran menjadi hutan sekunder. RS 3 = merubah luas pengelolaan kebun campuran menjadi hutan sekunder. RS 4 = merubah luas pengelolaan kebun campuran menjadi hutan sekunder. RS 6 = merubah luas pengelolaan perkebunan menjadi hutan sekunder. RS 6 = merubah luas pengelolaan perkebunan menjadi hutan sekunder. c. Menghitung ulang besar erosi dengan rumus USLE setelah perubahan

(15)

(16)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa pada uraian pada bab sebelumnya, maka peneliti dapat menyimpukan sebagai berikut ;

1. Perhitungan angkutan sedimen berdasarkan metode Trap Efisiensi (Trap Eficiency, Brune 1953) diperoleh umur layanan waduk 20,8 tahun dengan angkutan sedimen 7.674.325 ton/tahun

2. Besar angkuran sedimen dari hasil prediksi erosi dengan metode USLE diperoleh umur layanan waduk 16,6 tahun dengan angkutan sedimen 8.856.459 ton/tahun.

3. Perhitungan alternatif menunjukan umur layanan waduk bertambah sekitar 24 tahun dengan besarnya erosi 922 ton/ha/tahun atau 19.407.909 ton/tahun dengan cara merubah pengelolaan tanaman di daerah tangkapan waduk jatigede, mengurangi lahan kebun campuran sekitar 11%, pengelolaan perkebunan 8%, dan pengelolaan sawah 2%.

4. Semakin banyak hutan sekunder semakin banyak air terinfiltrasi, air limpasan, erosi, dan angkutan sedimen berkurang.

5.2 Saran

Mengingat besarnya angkutan sedimen akibat erosi di daerah tangkapan waduk Jatigede, alternatif seperti yang telah di analisis pada bab sebelumnya sangat membantu dalam penambahan umur layanan waduk. Untuk itu bagi Instansi terkait, penelitian ini dapat dijadikan acuan sebelum pengoprasian layanan waduk dimulai.

(17)

63

(18)

DAFTAR PUSTAKA

Abdurachman, A. Dan S.Sukmana, 1990. Prediksi erosi dengan metoda USLE. Proyek penelitian penyelamatan hutan, tanah dan air. Badan penelitian dan pengembangan pertanian. Departemen pertania, Jakarta.

Alifah, Ajeng. 2010. Perencanaan Operasi dan Konservasi Waduk Mrica (PB.Soedirman) Banjarnegara. Tugas akhir FT UNDIP. Semarang : tidak diterbitkan.

Anonim. 2008. Paradigma Pembangunan Bendungan yang Berkelanjutan. Tesis Fakultas Pertanian IPB. Bogor : tidak diterbitkan.

Anonim. 2009. Metode Pengukuran Debit Aliran. Terhubung berkala http://mayong.staff.ugm.ac.id/site/?page_id=110. [10 Mei 2013]

Anonim. 2011. http://raharjabayu.wordpress.com/2011/06/13/pengukuran-debit-dan-pengambilan-sampel/. [10 Mei 2013]

Anonim. 2013. Transportasi Sedimen. MTS. UGM. Jogjakarta : Tidak diterbitkan. Anonim. 2013. Analisis Statistik. Terhubung berkala

http://analisis- statistika.blogspot.com/2013/03/mengenal-distribusi-normal-dan-cara.html. [24 juni 2013]

Asdack,C. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University : Yogyakarta.

[Bappeda Jabar] Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Provinsi Jawa Barat. 2005. Peta Tataguna Lahan Jawa Barat.

[Bappeda Jabar] Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Provinsi Jawa Barat. 2005. Peta Jenis Tanah Jawa Barat.

[Bappeda Jabar] Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Provinsi Jawa Barat. 2005. Peta kontur Jawa Barat.

(19)

Brook, K.N., P.F. Ffolliott, H.M. Gregersen, dan J.L. Thames, 1988. Hydrology and the management of watershed. Ohio State Univesity press, Ohio.

Brune, Gunnar M., “Trap Efficiency of Reservoir”. Transaction of america

geophysical union, vol. 34, no. 3, june 1953.

DHV consulting engineer, 1989. Study on catchment preservation and on environmental impact of the water supply project of bandung and

sukabumi. Ministry of public work, directorate general cipta karya.

Einstain, H.A. 1950. The Bed load Function, for Sediment Transport in Open Channel flow. US. Dept. Of Agric : Bull. 1026.

EXSA dan ECI, 1989. The study for upland soil and water conservation of the catchment area of the proposed Jatigede reservoir. Ministry of republik of Indonesia. Directorate general of rfersetation and land rehabilitation.

Harper, D.E., 1988. Improving the accuracy of the universal soil loss equation in thailand. Fifth international soil conservation conference: land conservation for future generation. January 18-29, Bangkok.

Jamaludin, dicki. 2006. Perkiraan umur layanan waduk mrica banjarnegara jawa tengah dengan metode kapasitas tampungan mati (dead storage) dan

metode area reduction. Tugas akhir FT. Universitas soedirman. Purwokerto. Tidak diterbitkan.

Jurnal Rekayasa Sipil/Volume 1, No.1-2007 ISSN 1978-5658.

Kironoto, B.A, 1997. “Diktat Kuliah tranfor Sedimen”. Pascasarjana UGM, Yogyakarta.

Laflen. J. M.1977. Soil and Sedimentation. Michigan : the American Society of Agricultural engineers.

Mardjikoen, P., 1987. Transpor sedimen. PAU Ilmu Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

(20)

[PUSAIR] Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air. 2013. Data curah hujan DAS Cimanuk dan Peta Pos Pengamatan. Bandung.

Qohar, Abdul., 2002. Prediksi Umur Layaan Waduk Kedungombo Akibat Sedimen. Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Rouf, A. 2004. Metode Pengukuran Sedimen Transfort dan Analisa sedimen di

laboratorium. Direktorat jendral Sumber Daya Air. Semarang.

Saud, I. 2008. Prediksi sedimentasi kali mas Surabaya. Surabaya. Jurnal Aplikasi. Soewarno. 1999. Metode Pengukuran Sedimen Sungai dan Waduk. Bandung :

Tidak diterbitkan.

Strand, R dan Pemberton, E 1982. Reservoir Sedimentation-Technical Guideline for Bureau of Reclamation.Division of planing technical service engineering and research center. Denver, Colorado.

Sucipto. 2008. kajian sedimentasi di sungai kaligarang-semarang. Tesis pada FT UNDIP. Semarang : tidak diterbitkan.

Sudjarwadi., 1987. Teknik Sumber Daya Air PAU Ilmu Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Supervisi Pembangunan waduk Jatigede. 2008. Laporan Hidrologi. Sumedang : tidak diterbitkan.

Supervisi Pembangunan waduk Jatigede. 2009. Penelitian Sedimentasi Rencana Waduk Jatigede. Laporan final.

Suripin. 2002. Pelestarian Daya Tanah dan Air. Penerbit ANDI : Yogyakarta. Susanti, Hendrie. 2013. Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Waduk

Selorejo Kabupaten Malan : tidak diterbitkan.

Susilo, E. 2001. Kajian efisiensi tangkapan sedimen pada beberapa waduk di jawa. Tesis MTS. UNDIP. Semarang. Tidak diterbitkan.

[USBR] United State Bureau of Reclamation. 1987. Disign small of dams. Unites state goverment printing office. Denver, US.