Tugas Akhir Analisis Ketersediaan Air Waduk Jatiluhur Sebagai Dasar Operasi PLTA (Studi Kasus: Waduk Jatiluhur Kabupaten Purwakarta, Jawa Barat)

(1)

Universitas Katolik Soegijapranata Rumboko Kalbuardhi 13.12.0074 Fakultas Teknik Progam Studi Teknik Sipil

56

BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1 Kondisi Fisik Daerah Penelitian

4.1.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) Jatiluhur

Menurut Hadisantosa (2006), Daerah Aliran Sungai (DAS) Jatiluhur merupakan DAS terbesar di Jawa Barat dengan luas 373,069 Km2 , dan panjang sungai utama 300 Km DAS Jatiluhur yang pada tahun 1999 dihuni oleh 5,5 juta penduduk memegang beberapa peranan penting, antara lain:

a) Merupakan salah satu PLTA terbesar di Indonesia dengan produksi listrik 1000 Kwh/tahun;

b) Mengaliri jaringan irigasi pertanian seluas 30.000 Ha di kawasan pantura Jawa Barat;

c) Menjadi sumber air minum bagi kawasan urban Bandung, Cimahi, Cianjur, Purwakarta, Bekasi, Karawang, dan Jakarta.

4.1.1.1 Segmentasi DAS Jatiluhur Berdasarkan Wilayah Administrasi

(2)

Waduk Jatiluhur berinduk pada sistem sungai di daerah Cekungan Bandung. Sungai ini memiliki Das utama yaitu Sungai Citarum. DAS Citarum memiliki hulu yang beragam. Dimana memiliki hulu di daerah Purwakarta, Cianjur, Garut dan Bandung, Subang, dan Bogorserta memiliki kaskade waduk yaitu Waduk Saguling dan Cirata. Untuk menjelaskan waduk Jatiluhur bisa dilihat pada Gambar 4.1.

U

Gambar 4.1 Peta Lokasi Waduk Jatiluhur (Pusair Jabar, 2003 dalam Wardhani, 2005)

Dilihat dari luas tangkapan DAS, dapat diketahui Sub DAS potensial sebagai penyedia sumber daya air baku untuk kepentingan penduduk. Luas DAS utama di DAS Jatiluhur seluas 373,069 km2

dimana luasan meliputi luasan sub DAS Citarum hulu.

4.1.1.2 Kondisi Tata Guna Lahan DAS Jatiluhur

(3)

(4)

Gambar 4.2 Peta Penggunaan Lahan WS Citarum Tahun 2008 Sumber : Jasa Tirta II (2010)

Gambar 4.3 Presentase Peta Tata Guna Lahan DAS Jatiluhur

18%

30%

11% 4%

35%

2%

Tata Guna Lahan DAS Jatiluhur

Hutan Perkebunan Pemukiman

Rawa dan Peternakan Ikan Agrikultur

(5)

4.1.2 Waduk Jatiluhur

Waduk Jatiluhur (waduk Ir. H. Juanda) merupakan salah satu waduk terbesar di Jawa Barat, terletak di Kecamatan Jatiluhur, Kabupaten Purwakarta, Provinsi Jawa Barat (±100 kilometer arah Tenggara Jakarta). Sesuai dengan koordinat geografis, tubuh bendungan Jatiluhur terletak pada 6o31’ Lintang Selatan dan 107o23’ Bujur Timur. Selain itu, waduk ini merupakan waduk tertua di Indonesia. Luas keseluruhan Waduk Jatiluhur mencapai 8.300 ha dengan kapasitas waduk ± 3 miliar m3. Waduk ini memiliki berbagai macam fungsi, diantaranya sebagai air baku minum dan industri, PLTA, penyediaan air irigasi pertanian, perikanan, pariwisata, dan pengendali banjir. Berbagai macam fungsi tersebut maka tak heran sejak tahun 1957 waduk ini dikenal dengan waduk serbaguna. Waduk Jatiluhur membendung Sungai Citarum yang sebelumnya dibendung terlebih dahulu oleh Waduk Saguling dan Waduk Cirata yang membentuk sistem kaskade dengan total luas daerah pengaliran sungai sebesar 460.100 ha (PPPTSDA, 2000). Air Waduk Jatiluhur ini disuplai dari dua waduk yang beada di hulu sepanjang DAS Citarum, yaitu Waduk Cirata dan bagian paling hulu Waduk Saguling. Penyuplaian air ini harus seimbang dalam tiga waduk tersebut diantaranya Waduk Sanguling, Waduk Cirata, dan bagian paling hilir Waduk Jatiluhur, karena apabila suplai air tidak seimbang maka akan terjadi konflik antar waduk yang notabene masing-masing waduk memiliki fungsi pemanfaatan yang sangat penting.

(6)

irigasi waduk jatiluhur mengaliri 240 ribu Ha sawah didaerah Jabar, serta dari segi PLTA waduk ini mampu menghasilkan 187 MW dari 6 turbin yang ada, kemudian PJT II juga memiliki terobosan di bidang pendistribusian PDAM dimana waduk Jatiluhur sebagai pemasok utama air di daerah Jabar dengan proses WTP. Proses perencanaan pembangunan bendungan di Sungai Citarum dimulai dari penetapan lokasi. Berdasarkan gagasan awal Prof. Dr. Ir. W.J. van Blommestein berjudul “Integrated Water Resources Development in the Western Part of Java Island”, direncanakan dibangun tiga buah bendungan di Jatiluhur. Penyelidikan-penyelidikan pertama dilakukan oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN) yang waktu itu masih dibawah Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga, dengan mempekerjakan tenaga-tenaga ahli dari Perancis. Pada tahun 1950, Ir. Agus

Prawiranata selaku Kepala Jawatan Irigasi memikirkan

(7)

Jadi, untuk stasiun hujan DAS Jatiluhur itu sendiri berada di daerah Cirata, Darangdan, Sindanglaya di aliran Sungai Citarum. Untuk debit inflow rata-rata dari sekitar 150 m3/detik, itu yang masuk lewat sungai Citarum, sedangkan dari curah stasiun hujan DAS Jatiluhur mengalami fluktuatif yang tidak terlalu signifikan dikarenakan perubahan iklim dan isu pemanasan global 10 tahun belakangan, untuk lebih detailnya nanti bisa dilihat di data PJT II yang nanti akan kami berikan. Saat ini pengelola dari sumber daya air di waduk Jatiluhur yaitu BUMN Perum Jasa Tirta II, yang berwenang mengelola dan memanfaatkan denga sebesar-besarnya potensi SDA Jatiluhur, melalui airan irigasi, PLTA, Pariwisata, KJA, sebagai temapat Balai besar penelitian perikanan air tawar, PDAM, dan yang terbaru kami mengelola SDA air mineral dalam kemasan namun dari sumber air yang berbeda di Jatiluhur ini. Untuk tinggi uka air di bendungan Djuanda memiliki ketinggian maksima 110 m, biasanya pada musi penghujan dapat mencapai ketinggian 109 m, sehingga air limpasan yang masuk ke turbin berlimpah ruah, termasuk untuk pemanfaatan untuk irigasi, sedangkan untuk menjaga kestabilan di musim kemarau kami menggunakan pintu cadangan dengan ketinggian muka bendung 87.5 m dan terkadang jika sednag dilakukan maintenanance pintu air bendung kami tutup (Hermoko, Kepala PJT II, 2017).

(8)

Waduk Jatiluhur yaitu bendungan Ir. H Djuanda dapat dilihat pada

Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Bendungan H. Ir Djuanda Sumber: dokumentasi pribadi (2017)

4.1.2.1Data Teknis Bendungan Jatiluhur

1. Bendungan Utama

a) Nama bendungan : Ir. H. Djuanda/Jatiluhur

b) Tipe bendungan : Rock fill with inclined clay core

c) Tinggi bendungan : 105 m

d) Panjang bendungan : 1.220 m

e) Elevasi puncak : +114.,5 m.dpl

f) Elevasi normal : +107 m.dpl

(9)

h) Volume urugan : 9.100.000 m3

2. Menara Pelimpah Utama Spillway

a) Tipe pelimpah : Morning Glory

b) Tinggi pelimpah : 110 m

c) Diameter pelimpah : 90 m

d) Panjang pelimpah : 151,5 m

e) Elevasi puncak pelimpah : +114,5 mdpl

f) Elevasi banjir pelimpah : +111,6 mdpl

g) Elevasi mercu pelimpah : +107 mdpl

h) Jumlah jendela pelimpah : 14 buah

i) Kapasitas maksimum : 3.000 m3/detik

di TMA +116,6 m

3. Pintu Spillway

a) Tipe pintu spillway : Hollo jet valve

b) Jumlah pintu spillway : 2 buah

c) Panjang Pintu spillway : 17 m

d) Diameter pintu spillway : 3.850 mm

e) Kapasitas pintu spillway : 270 m3_/detik

3. Waduk

a) Volume tampungan : ± 2.448.000.000 m3

(10)

Gambar 4.5 Genangan Waduk Jatiluhur (Pusair Jabar, 2003 dalam Hadisantosa, 2006

4.1.2.2 Karakteristik Volume Waduk

Berdasarkan ciri morfometrik , Waduk Ir. H. Djuanda termasuk perairan terbuka yang cukup dalam, daerah tangkap hujan yang yang luas, dan produktivitas perairan umumnya didominasi fitroplankton

(11)

(riverine), zona transisi dan zona menggenang (lacustrine). Karakteristik volume waduk dapat digambarkan pada Tabel 4.1 dan

Gambar 4.6 berikut ini.

Tabel 4.1. Karakteristik Waduk Ir. H. Djuanda Jatiluhur

Elevasi (m)

Luas Permukaan Waduk (km2₎

Volume Waduk (x106_m3₎

Volume Kumulatif (x106_m3₎

37 0.05 0.06 0.06

40 0.14 0.27 0.33

45 2.86 6.04 6.37

50 8.98 28.2 34.6

55 13.7 56.3 90.9

60 18.5 80.3 171

65 24.7 108 279

70 30.1 137 416

75 35.9 165 581

80 42.3 193 773

85 46.4 219 992

90 57.4 259 1251

95 67.1 311 1562

100 73.0 350 1912

105 78.9 380 2292

107 80.2 387,2 2324

110 82.2 398,1 2331

Sumber: PJT II (2017)

(12)

Gambar 4.6 Karakteristik Waduk Ir. H. Djuanda Jatiluhur

Berdasarkan Grafik Karakteristik Volume waduk Jatiluhur diatas diketahui volume waduk pada kondisi stabil pada ketinggian 105 m, dan total volume kumulatif sebesar 2.448.000.000 m3_.

4.2 Perhitungan Model Mock

4.2.1 Analisis Data Curah Hujan Rerata Tengah Bulanan DAS

Perhitungan analisis curah hujan untuk mendapatkan hasil dengan akurasi tinggi, dibutuhkan ketersediaan data yang secara kualitas dan kuantitas cukup memadai. Dalam analisis perhitungan debit andalan ini digunakan data curah kurun waktu 10 tahun dari tahun 2006 sampai 2016. Selain itu, curah hujan harian tiap stasiun memiliki jumlah yang berbeda-beda berdasarkan data alat penakar curah hujan. Dalam studi ini curah hujan rerata tengah bulanan DAS Jatiluhur menggunakan data dari 3 stasiun yang tersebar di DAS Jatiluhur yang dihitung dengan menggunakan metode Polygon Thiessen yang dibantu oleh aplikasi

Arcmap 10.

Luas permukaan waduk (km2₎

(13)

Lokasi Stasiun Sindanglaya pada koordinat 107ﹾ13”40’ S 6ﹾ38”38’ E, dan berikut data curah hujan rerata tengah bulanan STA Sindanglaya pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Curah Hujan Rerata Tengah bulanan STA Sindanglaya (mm)

Sta Sindang

laya

Bulan

Jan Feb Mar April Mei Juni

I II I II I II I II I II I II

2006 20,54 20,09 11,64 17,63 5,70 6,64 12,29 10,54 0,55 3,38 0,95 0,00

2007 20,42 19,33 18,30 7,78 14,51 2,76 2,78 19,44 10,40 2,80 5,46 8,66

2008 17,87 13,59 8,88 14,75 29,29 7,96 9,67 12,70 15,02 0,00 1,78 0,00

2009 20,40 19,36 6,44 16,73 15,17 4,36 2,97 6,06 0,59 5,31 7,52 0,18

2010 16,20 18,52 16,06 16,04 14,47 21,23 5,86 2,97 17,32 10,92 8,70 3,04

2011 16,64

16,86 9,48 2,88 4,30 9,31 8,92 9,04 7,59 2,84 3,30 8,07

2012 11,10

1,74 11,18 6,83 7,58 11,88 13,04 5,40 9,66 1,04 5,59 0,00

2013 16,82

25,11 17,38 3,26 17,91 20,83 17,56 13,32 0,00 10,34 7,16 2,20

2014 11,97

21,48 9,62 11,53 12,54 10,90 3,29 16,00 7,30 8,03 9,24 5,23

2015 1,32

18,12 5,22 8,65 4,16 10,22 13,27 3,76 3,00 0,00 1,12 0,00

2016 11,86

(14)

Tabel 4.2 Curah Hujan Rerata Tengah bulanan STA Sindanglaya (mm) Lanjutan ...

Sta Sinda nglaya

Bulan

Juli Agust Sep Okt Nov Des

2006 0,04 4,99 0,00 0,00 0,00 0,36 1,56 2,88 1,21 4,13 12,18 25,22

2007 0,20 0,32 1,96 1,51 3,32 0,00 2,85 19,33 19,80 13,79 13,70 5,76

2008 0,00 0,00 0,15 2,54 0,13 3,21 0,18 9,70 17,44 10,70 11,80 5,81

2009 0,00 0,00 0,00 0,00 5,84 2,18 4,98 0,05 7,58 9,36 4,04 3,90

2010 4,70 8,30 10,78 6,03 7,96 9,12 7,78 15,42 11,58 15,43 12,75 4,58

2011 0,30

0,00 0,00 0,00 0,00 0,73 1,38 5,10 22,07 15,25 13,5 19,03

2012

2,38 0,00 0,00 0,00 0,10 0,10 1,50 1,34 7,80 24,94 7,14 13,18

2013

5,36 4,40 0,14 0,68 0,40 0,94 3,39 2,63 13,66 5,57 17,10 6,49

2014

3,74 10,20 0,70 0,00 1,21 0,00 0,00 7,98 7,08 3,15 3,34 18,27

2015

2,10 0,00 0,00 0,00 0,12 8,33 1,86 1,33 13,44 9,89 22,15 6,98

2016 11,8

(15)

Data curah hujan di ambil data-data yang diambil dalam jangka waktu 10 tahun terakhir, bermula dari tahun 2006 sampai tahun 2016. Lokasi Stasiun Cirata pada koordinat 107ﹾ34”79’ S 6 ﹾ 63”45’ E, dan berikut data curah hujan rerata tengah bulanan STA Cirata pada Tabel 4.4.

Tabel 4.3 Curah Hujan Rerata Tengah bulanan STA Cirata (mm)

Sta Cirata

Bulan

2006 23,27 22,07 12,06 16,70 8,64 8,74 11,36 8,77 2,53 2,95 1,16 0,41

2007 21,73 11,31 18,72 6,85 17,45 4,86 1,85 17,67 12,38 2,37 5,67 9,07

2008 19,18 15,57 9,30 13,82 32,23 10,06 8,74 10,93 17,00 4,88 1,99 0,59

2009 21,71 21,34 6,86 15,80 18,11 6,46 2,04 4,29 2,57 0,00 7,73 0,00

2010 17,51 20,50 16,48 15,11 17,41 23,33 4,93 1,20 19,30 10,49 8,91 3,45

2011 17,95 18,84 9,90 1,95 7,24 11,41 7,99 7,27 9,57 2,41 3,51 8,48

2012 12,41 13,72 11,60 5,90 10,52 13,98 12,11 3,63 11,64 0,61 5,80 0,00

2013 18,13 27,09 17,80 2,33 20,85 22,93 16,63 11,55 1,98 0,00 7,37 2,61

2014 13,28 23,46 10,04 10,60 15,48 13,00 2,36 14,23 9,28 7,60 9,45 0,00

2015 2,63 20,10 5,64 7,72 7,10 12,32 12,34 1,99 4,98 9,91 1,33 5,64

(16)

Tabel 4.3 Curah Hujan Rerata Tengah bulanan STA Cirata (mm) Lanjutan ....

Sta Cirata

Bulan

Juli Agust Sep Okt Nov Des

2006 0,92 5,87 0,88 1,50 0,88 1,24 2,44 3,76 2,09 5,01 13,06 26,10

2007 0,20 0,20 1,84 1,39 3,20 2,73 19,68 19,21 0,00 13,67 13,58 5,64

2008 1,93 2,12 2,08 0,00 2,06 5,14 2,11 0,00 19,37 12,63 13,21 7,74

2009 1,54 0,00 3,21 0,00 4,40 0,74 3,54 0,00 6,14 7,92 2,60 2,46

2010 0,00 8,30 10,78 6,03 7,96 9,12 7,78 15,42 11,58 15,43 12,75 4,58

2011 2,02 7,23 2,45 0,00 1,72 0,00 3,10 6,82 23,79 16,97 15,22 20,75

2012 0,00 0,00 0,12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,64 22,78 4,98 11,02

2013 7,08 5,16 0,90 1,44 1,16 1,98 4,15 3,39 14,42 6,33 17,86 7,25

2014 5,46 10,96 0,00 4,76 0,00 1,76 0,00 0,00 5,66 1,73 1,92 16,85

2015 3,82 0,76 0,00 0,00 0,12 0,00 1,86 1,33 13,44 9,89 22,15 6,98

(17)

Data curah hujan di ambil data-data yang diambil dalam jangka waktu 10 tahun terakhir, bermula dari tahun 2006 sampai tahun 2016. Lokasi Stasiun Darangdan pada koordinat 107ﹾ18”42’ S 6ﹾ52”28’E, dan berikut data curah hujan rerata tengah bulanan STA Darangdan pada Tabel 4.6.

Tabel 4.4 Curah Hujan Rerata Tengah bulanan STA Darangdan (mm)

Sta

Darangdan

Bulan

2006 18,79 18,34 9,89 15,88 3,95 4,89 10,54 8,79 0,00 1,63 0,00 0,00

2007 21,64 20,55 19,52 9,00 15,73 3,98 4,00 20,66 11,62 4,02 6,68 9,88

2008 20,62 13,59 8,88 14,75 29,29 7,96 9,67 12,70 15,02 0,00 1,78 0,00

2009 21,04 20,00 7,08 17,37 15,81 5,00 3,61 6,70 1,23 0,00 8,16 0,82

2010 14,98 18,30 15,84 15,82 14,25 21,01 5,64 2,75 17,10 10,70 8,48 2,82

2011 14,21 14,43 7,05 0,45 1,87 6,88 6,49 6,61 5,16 0,41 0,87 0,00

2012 13,74 4,38 13,82 9,47 10,22 14,52 15,68 8,04 12,30 3,68 8,23 2,64

2013 16,61 28,02 20,29 6,17 20,82 23,74 20,47 16,23 2,91 0,00 10,07 0,00

2014 14,61 21,05 11,71 13,62 14,63 12,99 5,38 18,09 9,39 10,12 0,00 7,32

2015 3,96 17,69 5,68 9,11 4,62 10,68 13,73 4,22 3,46 0,46 1,58 0,46

(18)

Tabel 4.4 Curah Hujan Rerata Tengah bulanan STA Darangdan (mm) Lanjutan ...

Sta Darangdan

Bulan

Juli Agst Sept Okt Nov Des

2006 0,00 3,24 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,13 0,00 2,38 10,43 23,47

2007 1,42 1,54 3,18 2,73 4,54 1,22 4,07 20,55 21,02 15,01 14,92 6,98

2008 0,00 0,00 0,15 2,54 0,13 3,21 0,18 9,70 17,44 10,70 11,28 5,81

2009 0,00 5,95 0,64 6,48 0,00 2,82 5,62 0,69 8,22 10,00 4,68 4,54

2010 4,48 8,08 10,56 5,81 7,74 8,90 7,56 15,20 11,36 15,21 12,53 4,36

2011 5,64 2,67 0,00 4,22 0,00 0,00 0,00 0,00 19,64 12,82 11,07 16,60

2012 5,02 2,64 2,64 2,64 2,74 0,00 4,14 3,98 10,44 27,58 9,78 15,82

2013 0,00 7,31 3,05 3,59 3,31 0,00 6,30 0,00 16,57 8,48 20,07 9,40

2014 5,83 12,29 2,79 1,88 0,00 2,09 3,76 10,07 9,17 5,24 5,43 20,36

2015 2,56 0,46 0,46 0,46 0,58 8,79 2,32 1,79 13,90 10,35 22,61 7,44

(19)

Dari data curah hujan diambil rerata tengah bulanan dapat dihitung dengan menggunakan metode Poligon Thiessen yang diterapkan pada aplikasi Argcis 10, Argcis merupakan perangkat lunak yang terdiri dari produk perangkat lunak sistem informasi geografis (GIS). Berikut adalah gambar batas area Polygon Thiessen Das Jatiluhur yang terbentuk di Argcis 10 dan dapat dicermati pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Batas Area Pengruh Polygon Thiessen DAS Jatiluhur

Dari hasil metode Polygon Thiessen didapatkan luas DAS Waduk Jatiluhur meliputi menjadi 3 daerah pembagian, berikut data luasan area

Polygon Thiessen di DAS Jatiluhur pada Tabel4.5.

Bendungan Jatiluhur

100,783 km2

216,162 km2

(20)

Tabel 4.5 Luas area DAS pengaruh polygon thiessen

No Stasiun Hujan Luas

Luas (Km2) %

1 Sindanglaya 56,124 15,04

2 Cirata 100,783 27,02

3 Darangdan 216,162 57,94

Jumlah 373,069 100

Contoh Perhitungan curah hujan rerata di DAS Waduk Jatiluhur (tengah Bulan Januari ) sebagai berikut:

Diket:

A1 = 56,124 Km2 P1 =20,54 mm

A2 = 100,783 Km2 P2 = 23,27 mm

A3 = 216,162 Km2 P3 = 18,79 mm

Ṕ= 𝐴1.𝑃1+𝐴2.𝑃2+𝐴3.𝑃3_{𝐴1+𝐴2+𝐴3}

Ṕ= (56,124 .20,54)+(100,783. 23,27)+(216,162.18,79) _373,069

Ṕ = 20,19 mm

(21)

76

Tabel 4.6 Hujan Rerata Tengah Bulanan DAS (mm/hari)

Bulan

Jan Feb Mar April Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des

I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II

2006 20,19 20,75 11,78 17,31 6,69 7,35 11,98 9,94 1,22 3,23 1,02 0,14 0,33 5,28 0,29 0,29 0,29 0,65 1,85 3,17 1,50 4,42 12,47 25,51

2007 20,86 14,68 18,44 7,47 15,50 3,47 2,47 18,84 11,07 2,65 5,53 8,80 0,20 0,28 1,92 1,47 3,28 0,92 8,52 19,29 13,13 13,75 13,66 5,72

2008 16,36 14,25 9,02 14,44 30,27 8,67 9,36 12,10 15,68 1,64 1,85 0,20 0,65 0,71 0,80 1,68 0,78 3,86 0,83 6,43 18,09 11,35 11,93 6,46

2009 20,84 20,02 6,58 16,42 16,16 5,07 2,66 5,46 1,26 3,52 7,59 0,12 0,52 0,32 1,08 0,00 5,36 1,70 4,50 0,03 7,10 8,87 3,56 3,42

2010 16,64 19,18 16,20 15,73 15,46 21,93 5,55 2,37 17,98 10,77 8,77 3,18 3,12 8,30 10,78 6,03 7,96 9,12 7,78 15,42 11,58 15,43 12,75 4,58

2011 17,08 17,52 9,62 2,57 5,29 10,02 8,61 8,44 8,26 2,69 3,37 8,21 0,88 2,43 1,28 0,00 0,58 0,48 1,96 5,68 22,65 15,83 14,08 19,61

2012 11,54 7,72 11,32 6,52 8,57 12,58 12,73 4,80 10,33 0,89 5,66 0,80 1,58 0,34 0,04 0,06 0,07 0,07 0,99 0,89 7,07 24,21 6,41 12,45

2013 17,26 25,77 17,52 2,95 18,90 21,53 17,24 12,72 0,67 6,86 7,23 2,34 5,94 4,66 0,40 0,94 0,66 1,29 3,65 2,89 13,92 5,83 17,35 6,75

2014 12,41 22,14 9,76 11,22 13,53 11,60 2,98 15,40 7,97 7,88 9,31 3,47 4,32 10,46 0,46 1,60 0,57 0,59 0,34 5,29 6,60 2,67 2,86 17,79

2015 3,71 18,78 5,36 8,34 5,15 10,93 12,96 3,16 3,67 3,34 1,19 1,90 2,68 0,26 0,19 0,47 0,12 3,90 1,86 1,33 13,44 9,89 22,15 6,98

(22)

4.2.2 Perumusan Model

4.2.2.1 Evapotranspirasi Potensial Cara Pennman (Cropwat 10)

Untuk perhitungan evapotranspirasi dengan metode Penman dapat menggunakan pendekatan dengan data yang diperlukan untuk adalah data klimatologi bulanan (temperature maksimum-minimum atau rata-rata, penyinaran matahari, kelembapan udara, dan kecepatan angin). Data klimatologi diambil dari STA Cirata untuk mewakili temperature

maksimum-minimum atau rata-rata, penyinaran matahari, kelembapan udara, dan kecepatan angin di DAS Jatiluhur, berikut adalah data klimatologi kurun waktu 20012-2016 yang diambil dari stasiun klimatologi Cirata dan ditujukan pada Tabel 4.7 yang kemudian akan diolah didalam apikasi CROPWAT 10 ditujukan pada Tabel 4.8.

Tabel 4.7Data Klimatologi Stasiun Cirata

Hasil perhitungan datanya disajikan dalam bentuk tabel dengan metode

penman pada Tabel 4.5 dengan persamaan sebagai berikut (diambil contoh bulan Januari):

(23)

ETp = w (0,75 Rs – Rn-1 + (1-w) f(u) (ea-ed)

ETp = 0,755 (0,75 . 12,482- (5,4+ (1- 0,755)) . 1,77 .(83,7)

= 4,6072 mm/hari . 1,04 = 4,43 mm/hari (pada Tabel 4.8).

Dimana:

- w = 0,755 ( Lamp 15) - Rs = (0,25+0,54) 15,8

= 12,482

- Ra = (Tabel Lampiran 15 angka angot untuk daerah Indonesia

- Rn1 = radiasi bersih gelombang panjang (mm/hari). = F(t) + F (ed)+ F(u)

= 15,9 + (-51,28)+ 40,78 = 5,4

- f(t) = 15,9

- f(ed) = fungsi tekanan uap

= 0,34 – 0,44 . 117,32 = -51,28 - f(n/N) = fungsi Kecerahan Penyinaran

= 0,1+0,9. 45,2 = 40,78

- f(u) = fungsi dari kecepatan angin ketinggian 2 m (m/dt) = 0,27 (1+0,864 u)

= 0,27 (1+0,864 . 6,44) = 1,77 m/dt - u = 6,44 m/dt

- ed = ea+Rh =33,62 + 83,7 = 117,32 - Rh = Kelembapan relatif (%)

- ea = Tekanan uap jenuh =33,62 (Lihat Lam 15) - ed = tekanan uap sebenarnya

(24)

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Potensial dengan Aplikasi Crowpat 10

Berdasarkan Hasil perhitungan evapotranspirasi potensial (Eto) yang

dilakukan dengan aplikasi Cropwat 10 diketahui hasil Eto rata-rata 4,1

mm/hari, dengan nilai Eto max4,46 mm/hari di bulan Februari, dan Eto min

3,5 mm/hari pada bulan Juni.

4.2.3 Parameter Model Mock

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah menggunakan model Mock. Untuk perhitungannya meiputi evapotrasnpirasi, hujan rerata tengah bulan, intersepsi, hujan permukaan, limpasan permukaan, infiltrasi, aliran antara, perkolasi, aliran dasar, dan aliran sungai dengan menggunakan perhitungan sesuai dengan rumus pemodelan. Setelah itu di kalibrasi dengan menerapkan cara trial error pada program solver berbasis

(25)

mendapatkan nilai debit simulasi yang mendekati nilai debit terukur yang berpengaruh terhadap kalibrasi model untuk menganalisa DAS Waduk Jatiluhur dilakukan berdasarkan catatan data debit terpakai meliputi periode 10 tahun data dari 2006 -2016 dengan satuan periode 15 harian. Dan berikut adalah parameter-parameter pada perhitungan mock:

1. Menentukan besarnya parameter presentase permukaan lahan terbuka (m) dengan ketetntuan karakteristik hidrologi pada bukaan lahan:

- m = 0% untuk lahan dengan hutan lebat; - m = 10 – 40% untuk lahan tererosi;

- m = 30 50% untuk lahan pertania yang diolah.

Berdasarkan pengamatan di lapangan dan pengamatan peta tata guna lahan untuk daerah aliran sungai Jatiluhur Untuk lahan pertanian yang diolah (sawah dan ladang) ditaksir harga m sebesar 30-50%, yaitu asumsi I m = 40%, dan telah dilakukan kalibrasi nilai m = 40 % terlalu besar, sehingga selisih antara Etp dan Eta < 1, hasil kalibrasi menghasilkan

nila m sebesar 35% dan selisih antara Etp dan Eta > 1.

2. Menentukan kandungan kelembapan air tanah. Jika nilai ∆S > 0 , maka kandungan kelembapan air didalam tanah adalah 0, sebaliknya jika ∆S < 0, maka besarnya kandungan kelembapan air dalam tanah adalah nilai ∆S itu sendiri, ini berarti bila harga ∆S positif ( P > ETa ) maka air akan masuk

ke daalm tanah bila kapasitas kembapan tanah belum terpenuhi, dan sebaliknya akan melimpas apabila kondisi tanah jenuh. Bila harga ∆S negatif (P < ETa ) sebagia air

tanah akan keluar dan aka terjadi kekurang (deficit).

(26)

Jatiluhur yaitu Slightly permeable, party cultivated or with vegetation maka diasumsikan pada awal bulan januari pada periode pertama asumsi I sebesar 200 mm (ketentuan 150 – 300 mm). Untuk bulan/periode berikutnya, tergantung dari nilai kandungan kelembapan air dalam tanah. Jika nilainya negatif, maka besarnya SMC pada bulan berikutnya merupakan selisih dari nilai SMC bulan/periode sebelumnya dengan nilai ∆S berikutnya. Setelah didapatkan hasil kalibrasi nilai asumsi I 200 mm terlalu besar karena nilai kalibrasi RMSE >1%, setelah dilakukan kalibrasi nilai SMC sebesar 200 mm dan menghasilkan kalibrasi RMSE < 1%. 4. Menentukan besarnya Initial Storage dengan menentukan

jenis tanah DAS Jatiluhur yaitu slighty permeable, party cultivated or with vegetation memeiliki besaran IS sebesar 10-100.

5. Koefisien Infiltrasi (i) dengan dlam model mock dengan ketentuan 0 – 1, berdasarkan hubungan koefisien infiltrasi dengan luasan catchment area, dimana DAS Jatiluhur memiliki type area slighty permeable, party cultivated or with vegetation maka besar 0,4-0,6. Maka asumsi i = 0,5 dan hasilnya memenuhi syarat nilai kalibrasi.

(27)

4.2.4 Analisa Model F.J Mock

Metode untuk menganalisa ketersediaan air dengan F J Mock ini adalah untuk mensimulasikan kesetimbangan air bulanan pada suatu catchment area tertentu dinjukan untuk menghitung total run-off, dengan menggunakan data hujan bulanan, evapotranspirasi dan kelembapan tanah. Proses kesetimbangan air yang sudah umum, adalah bahwa hujan yang jatuh diatas permukaan tanah dan tumbuhan penutup lahan, sebagian air akan meresap masuk kedalam tanah. Infiltrasi ini akan keluar menuju sungai menjadi aliran dasar.

Untuk waduk setelah dioptimalisasikan dan Berikut secara garis besar langkah contoh perhitungan pada tahun 2006, perhitungan dari tabel keterangan masing-masing kolom adalah sebagai berikut:

I. Input data curah hujan 15 harian

II. Menentukan besarnya nilai evapotranspirasi aktual (ETa)

1. Input data Evapotranspirasi potensial (ETp) pada bulan

januari yang diperoleh perhitungan sebelumnya yaitu sebesar 4,43 mm/hari;

2. Menentukan besarnya parameter permukaan lahan terbuka (m). Untuk lahan pertanian yang diolah (sawah dan ladang) ditaksir harga m sebesar 35%;

3. ∆S = P – ETp = 20,19 – 4,43 = 15,76 mm 4. m/20.(18-n) = 0,35 / 20.(18-7) = 10,5 %

5. E = ETp (m/20.(18-h))

= 4,43 . 0,105 = 0,47 mm 6. ETa = ETp – E

(28)

III. Menentukan besarnya parameter keseimbangan air dalam tanah 1. Menghtiung besarnya air hujan yang mencapai permukaan

tanah (WS) (WS) = P - ETa

= 20,19 – 3,96

= 15,76 mm/ hari

2. Pada bulan januari P > ETa, sehingga ∆S > 0, karena itu

besarnya kandungan kelembapan air tanah pada bulan januari adalah 0.

3. Jadi pada bulan januari periode pertama nilai WS sama sebesar 15,76 mm/hari.

IV. Menentukan besarnya aliran dan tampungan air tanah 1. Menghitung besarnya Infiltrasi (I)

I = WS.i = 15,76 . 0,5 = 7,88 mm/hari

i adalah nilai parameter, yakni koefisien infiltrasi

berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan daerah pengaliran.Untuk daerah ini ditaksir harga i sebesar 0,5. 2. 0,5 x (1+K) I = (0,5 x (1+0,70) x 7,88) = 6,7 mm/hari

k adalah besarnya parameter, yakni faktor resesi aliran air tanah yang ditaksir sebesar 0,7.

3. K.Vn-1 = 70 mm/hari

Vn-1 adalah kandungan air tanah pada bulan sebelumnya.

Untuk penentuan pada awal bulan (initial storage) ditaksir sebesar 100 mm.

4. Menentukan besarnya volume penyimpanan air tanah (Vn)

Vn = k . Vn-1 + 0,5 (1+k).I

(29)

5. Menentukan besarnya perubahan volume air (dVn)

dVn = Vn – Vn-1

=76,7– 100 = -23,30 mm/hari

6. Menentukan besarnya aliran dasar (BF) BF = I - dVn

= 7,88 – (-23,30) = 31,18 mm/hari

7. Menentukan besarnya aliran permukaan (DRo)

DRo = WS – I

= 15,76 – 7,88 = 7,88 mm/hari

8. Menentukan besarnya aliran (Ro)

Ro = BF + DRo

= 31,18 + 7,88 = 39,06 mm/hari

V. Menentukan besarnya debit aliran sungai pada DAS 1. Menentukan debit aliran,

diket A = Catchment Area373,069 km2

Stream Flow = 𝑅𝑜

1000 x A x 10

6_{/ (n.24.3600)}

= 39,06

1000 x A x 10

6_{/ (15.24.3600)}

= 11,24 m3/detik

(30)

(31)

86

(32)

87

(33)

88

(34)

89

(35)

90

(36)

91

(37)

92

(38)

93

(39)

94

(40)

95

Tabel 4.19 Hasil Perhitungan Debit andalan tahun 2016

(41)

96 Berdasarkan perhitungan di tahun 2006, dan dapat dilanjutkan dengan langkah yang sama di tahun berikutnya hingga tahun 2016. Sesuikan dengan perhitungan diatas didapatkan angka parameter dapat berubah dengan cara pengoptimasian dengan cara optimasi nilai parameter dengan bantuan aplikasi

microsoft excel 2013, Setelah diketahui debit aliran sungai dari DAS Jatiluhur langkah selanjutnya yaitu menghitung ketersediaan air. Data debit aliran rerata tengah bulanan didapatkan dari hasil data perhitungan model mock dimana parameter dilakukan kalibrasi agar mencapai hasil yang mendekati nilai nol, agar data perhitungan tidak jauh berbeda dari data lapangan. Berikut adalah angka pendugaan hasil perhitungan debit andalan dengan metode mock dan di lihat pada Tabel 4.20.

Data debit aliran rerata tengah bulanan ini sebagai acuan untuk perhitungan debit andalan yang terlampaui 80%, dilihat dari tabel diatas debit aliran tiap tengah bulan mengalami fluktuatif namun tidak signifikan, ini menandakan aliran di DAS Jatiluhur masih bisa di optimalkan agar dapat ditampung di Waduk Jatiluhur agar dapat dimanfaatkan dalam lingkup masyarakat luas.Perhitungan data rerata debit aliran DAS Jatiluhur dan berikut adalah gambar grafik dari perhitungan debit andalan periode 2006-2016 dapat dilihat pada Gambar 4.8.

Berdasarkan Gambar 4.8 didapatkan aliran debit andalan mengalami

fluktuatif namun besaran angka dari 10 tahun terakhir tidak terlalu signifikan, dan dalam keadaan aman karena debit andalah tiap tahun rata-rata diatas 2 m3/detik (PJT II, 2016) yang mana merupakan ambang minimal turbin dapat beroperasi. Setelah didaptakan debit aliran masing-masing tahun dan parameter kalibrasi sudah optimal maka setelah itu dilanjutkan untuk perhitungan debit andalan 80% DAS Jatiluhur, dengan menggunakan data-data dari perhitungan debit aliran yang telah dihitung.

(42)

97 diterusan dengan simulasi untuk data parameter pada tahun 2006-2016 dari data curah hujan. Pada tahap simulasi ini, digunakan data hasil kalibrasi yang diperoleh dari perhitungan tahap sebelumnya yang tinggal diteruskan perhitungannya saja. Hasil Perbandingan Q model dengan Q obs menghasilkan gambar grafik seperti Gambar 4.9.

Untuk mendapatkan nilai volume ketersediaan air, diawali dengan model rangking, hasil model rangking dengan cara mengurutkan dari nilai debit terbesar ke terkecil pada setisp periode waktu 2 minggu, dan hasil model

rangking dapat dilihat pada Tabel 4.21.

Setelah mengetahui data debit andalan pada Tabel 4.21, kemudian dikonversikan ke dalam tahun dapat dilihat pada Tabel 4.22. Berdasarkan data

dari Tabel 4.22 Q 80% = 𝑛 5 + 1 =

10

(43)

98 Tabel 4.20 Rerata Tengah Bulanan Debit Aliran Waduk Tahun 2006-2016 (m3_/detik)

Tahun

Jan Feb Mar April Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des

2006 11,24 8,74 6,45 6,99 3,61 2,66 3,05 2,48 1,55 1,78 1,60 1,33 1,25 0,83 1,05 1,14 1,12 0,96 0,97 1,43 1,25 0,50 1,71 4,05

2007 3,88 2,92 3,68 2,27 2,98 0,99 0,54 2,95 2,90 1,10 0,81 2,56 1,42 0,16 1,08 0,76 1,47 0,84 1,01 1,68 1,06 1,83 2,16 1,00

2008 3,95 1,93 2,14 3,07 5,05 2,36 3,25 1,89 3,67 1,76 2,49 0,98 1,14 0,70 0,68 0,66 0,62 1,60 0,18 1,49 0,36 0,65 1,88 1,22

2009 2,99 3,16 1,48 3,28 3,00 1,20 0,60 0,76 0,66 0,24 2,04 1,08 1,09 6,49 1,03 0,27 1,58 0,70 1,87 0,16 1,05 1,06 0,30 0,11

2010 2,18 2,81 2,88 3,40 3,01 3,88 1,74 0,82 2,51 1,69 2,33 1,51 1,36 1,37 2,06 1,07 1,12 1,41 2,91 1,66 1,23 2,20 2,15 0,88

2011 2,69 2,86 1,95 0,74 0,76 1,30 1,27 1,25 2,06 1,11 0,38 2,17 1,25 0,38 1,21 0,98 1,16 0,90 0,55 1,87 0,49 1,78 2,02 3,17

2012 4,55 0,76 1,87 1,01 1,36 1,59 2,09 1,14 2,93 0,31 2,46 0,65 1,40 7,91 0,81 0,52 1,17 1,02 1,24 0,17 1,04 3,08 1,44 3,11

2013 2,47 3,98 3,44 1,30 3,32 3,76 3,62 2,92 0,95 1,29 2,11 0,80 1,15 0,67 0,95 1,07 1,04 0,74 1,25 1,28 0,80 0,55 2,35 1,01

2014 1,84 3,36 1,99 2,41 2,45 2,05 0,77 2,50 1,48 1,01 2,14 1,20 1,21 1,61 1,09 1,33 1,27 1,25 0,48 0,88 1,10 0,13 0,42 2,33

2015 0,45 2,57 0,93 1,41 0,68 1,41 2,00 0,54 1,11 1,31 0,99 0,93 1,02 8,55 0,76 0,95 0,41 1,25 1,24 1,42 0,77 1,04 3,28 1,32

(44)

99

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00

m

3/d

et

ik

periode (2 minggu)

Debit Aliran Waduk Jatiluhur

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

Gambar 4.8 Grafik debit aliran waduk Jatiluhur

(45)

100

0,00000 0,50000 1,00000 1,50000 2,00000 2,50000 3,00000

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

D

eb

it

(m

3/d

et

ik

)

Periode

perbandingan Qmodel dengan Qobs

Q Model (m3 /hari) Q Data (m3 /detik)

Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Q model dengan Q obs

Q data (m3_/detik)

(46)

101 Tabel 4.21 Perhitungan Q80% (m3_/detik)

11,24 8,74 6,45 8,17 5,05 3,88 3,62 2,95 3,67 2,44 2,49 2,56 1,42 1,61 2,06 14,06 1,93 1,60 2,91 1,87 1,25 3,08 3,28 4,05

4,55 3,98 3,68 6,99 3,61 3,76 3,25 2,92 2,93 1,78 2,46 2,17 1,40 1,37 1,21 1,48 1,58 1,41 1,87 1,68 1,23 2,20 2,35 3,17

3,95 3,36 3,44 3,40 3,59 3,19 3,05 2,61 2,90 1,76 2,33 1,51 1,36 1,21 1,09 1,33 1,47 1,25 1,25 1,66 1,10 1,83 2,16 3,11

3,88 3,16 2,88 3,28 3,32 2,66 2,81 2,50 2,51 1,69 2,14 1,33 1,25 0,83 1,08 1,14 1,27 1,25 1,24 1,49 1,06 1,78 2,15 2,33

2,99 2,92 2,26 3,07 3,01 2,36 2,09 2,48 2,06 1,31 2,11 1,31 1,25 0,82 1,05 1,07 1,17 1,02 1,24 1,43 1,05 1,19 2,02 1,32

2,69 2,86 2,14 2,41 3,00 2,05 2,00 1,89 1,55 1,29 2,04 1,20 1,21 0,78 1,03 1,07 1,16 0,96 1,04 1,42 1,04 1,06 1,88 1,22

2,47 2,81 1,99 2,27 2,98 1,59 1,74 1,25 1,48 1,11 1,60 1,08 1,15 0,71 0,95 0,98 1,12 0,90 1,01 1,28 0,83 1,04 1,71 1,01

2,18 2,57 1,95 1,41 2,45 1,41 1,27 1,14 1,43 1,10 0,99 0,98 1,14 0,70 0,81 0,95 1,12 0,84 0,97 0,88 0,80 0,65 1,44 1,00

2,02 2,35 1,87 1,30 1,36 1,30 0,77 0,82 1,11 1,01 0,90 0,93 1,09 0,67 0,76 0,76 1,04 0,74 0,55 0,87 0,77 0,55 1,18 0,88

1,84 1,93 1,48 1,01 0,76 1,20 0,60 0,76 0,95 0,31 0,81 0,80 1,07 0,38 0,68 0,66 0,62 0,70 0,48 0,17 0,49 0,50 0,42 0,59

(47)

Tabel 4.22 Data debit Lapangan Inflow Waduk Jatiluhur tahun 2006-2016 (m3_/detik)

Tahun Bulan Periode Q Data (m3_/detik)

2006-2016

Januari I 2,16000

II 2,39800

Februari

I 1,87300

II 1,39100

Maret I 1,40100

II 1,32600

April

I 0,80300

II 0,82400

Mei I 1,18400

II 1,19200

Juni

I 1,02410

II 1,01300

Juli I 1,20100

II 0,65480

Agustus

I 0,79500

II 0,79271

September I 1,14100

II 0,76900

Oktober

I 0,57200

II 0,92000

November I 0,89700

II 0,56900

Desember

I 1,19600

II 0,89900

(48)

Universitas Katolik Soegijapranata Rumboko Kalbuardhi 13.12.0074

Jadi, Volume ketersediaan air Q80 % waduk Jatiluhur sebesar 814.399.963,00 m3_/tahun,_{untuk memastikan data yang kita hitung dengan data lapangan hasilnya}

(49)

4.2.5 Kalibrasi

Dalam perhitungan penellitian ini diketahui bahwa data yang didapatkan tidak lengkap sehingga hidrograf yang ada di lapangan dan hasil outflow belum bisa terkalibrasi dengan sempurna. RMSE dilakukan untuk mengetahui presentase error antara data lapangan dan hasil hitungan.dan berikut data model hitungan dan debit data lapangan yang ditunjukan pada Tabel 4.24.

(50)

Perhitungan RMSE dilakukan dengan membandingkan hasil data di lapangan dan simulasi outflow DAS Jatiluhur selama kurung waktu 2006-2016 menggunakan rumus:

RMSE : √1

𝑛∑ (𝑝 − 𝑎)𝑛𝑖=1 2

Keterangan:

n = data masukan p = nilai debit obs

a = nilai debit hasil hitungan

Dari data real lapangan dan data simulasi model dapat diketahui beberapa data diantaranya sebagai berikut:

Diket:

n = 24

Σ (p-a)2 = 0,09629

RMSE =