View of Kajian Potensi Pemanfaatan Waduk Bener Untuk Pemenuhan Air Baku dan Air Irigasi

(1)

Jurnal Teknik Pengairan: Journal of Water Resources Engineering, 2022, 13(1) pp. 12-22

_________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Kajian Potensi Pemanfaatan Waduk Bener Untuk Pemenuhan Air Baku dan Air Irigasi

Study on Utilization Potential of Bener Reservoir for Domestic Water and Irrigation Water Fulfillment

Mitha Aprilia Pratiwi^1*), Rachmad Jayadi¹, Bambang Agus Kironoto¹

1Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia

Article info:

Kata kunci:

Intensitas Tanam; Optimasi; Program Linier; Reliabilitas.

Keywords:

Crop Intensity; Optimization; Linear Programming; Reliability.

Article history:

Received: 16-12-2021 Accepted: 14-04-2022

*)Koresponden email:

[email protected]

Abstrak

Waduk Bener merupakan waduk serbaguna yang memanfaatkan air DAS Bogowonto sebagai bagian dari Wilayah Sungai Serayu- Bogowonto untuk pemenuhan layanan air baku, air irigasi dan pembangkit listrik tenaga mikrohidro. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimasi air untuk memenuhi kebutuhan air irigasi dan air baku. Ketersediaan air dihitung menggunakan alihragam hujan- aliran Metode Mock. Optimasi pengaturan release air waduk menggunakan metode Program Linier berbasis prinsip neraca air waduk dengan inflow debit tengah bulanan untuk aliran tahun basah, normal dan kering. Optimasi dilakukan dengan tiga skenario kondisi kebutuhan air baku yaitu kondisi eksisting, kondisi 25 dan 50 tahun.

Simulasi pemanfaatan air waduk menggunakan metode Standard Operating Rule (SOR) menunjukkan nilai intensitas tanam tahunan berkisar 247,62%-292,81%. Hasil optimasi menunjukkan peningkatan intensitas tanam tahunan mencapai 287,24%-300%

dengan reliabilitas layanan kebutuhan air sebesar 100% serta rerata faktor k untuk air irigasi dan air baku yang memenuhi persyaratan yang ditetapkan.

Abstract

Bener Reservoir is a multipurpose reservoir that utilizes water from the Bogowonto watershed as part of the Serayu-Bogowonto River Area to fulfill raw water services, irrigation water, and micro- hydropower plants. This study aims to optimize water to meet the needs of irrigation water and raw water. The water availability was calculated using the rain-flow variation of the Mock method.

Optimization of reservoir water release regulation using Linear Program method based on reservoir water balance principle with semi-monthly inflow discharge for wet, normal, and dry year flows.

Optimization is carried out with three scenarios of raw water demand conditions, namely the existing condition and the condition of 25 and 50 years. Simulation of reservoir water utilization using the SOR method shows the value of annual cropping intensity ranging from 247.62%-292.81%. The optimization results show an increase in annual cropping intensity, reaching 287.24%-300%, with service reliability of 100% for water needs and the average k factor for irrigation water and raw water that meets the specified requirements.

Kutipan: Pratiwi, M. A., Jayadi, R., Kironoto, B. A. (2022). Kajian Potensi Pemanfaatan Waduk Bener Untuk Pemenuhan Air Baku dan Air Irigasi. Jurnal Teknik Pengairan: Journal of Water Resources Engineering, 13(1), 12–22.

https://doi.org/10.21776/ub.pengairan.2022.013.01.02

(2)

13 Pratiwi, Jayadi, Kironoto: Kajian Potensi Pemanfaatan Waduk Bener

1. Pendahuluan

Permasalahan sumber daya air yang umum dijumpai di Indonesia adalah ketika musim hujan adanya kelebihan air yang menyebabkan banjir, sebaliknya ketika musim kemarau terjadi kekurangan air dan penurunan kualitas air termasuk air waduk sebagai sumber air baku (Oktaviani et al. 2021). Potensi air permukaan di Wilayah Sungai Serayu-Bogowonto diperkirakan sebesar 13,439 juta m³/tahun dan baru dimanfaatkan hanya sekitar 30% untuk memenuhi berbagai kebutuhan dikarenakan peningkatan infrastruktur ketersediaan air saat ini secara operasional masih kurang (PT.

Indra Karya 2015). Perencanaan dan pelaksanaan operasi waduk akan menjadi peran yang sangat penting dalam pengelolaan sistem sumber daya air yang optimal (Krishna et al. 2018).

Waduk Benermemiliki manfaat sebagai infrastruktur irigasi untuk mendukung ketahanan pangan, sebagai penyediaan air baku di Wilayah Kabupaten Purworejo, Kabupaten Kebumen, dan Kabupaten Kulon Progo, serta Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH). Agar dapat memanfaatkan potensi ketersediaan air secara maksimal sesuai dengan kebutuhan, maka diperlukan pengaturan alokasi air waduk yang harus dilaksanakan secara benar sesuai dengan pedoman yang sudah ditetapkan dan direncanakan berdasarkan kondisi spesifik masing-masing waduk (Hadthya et al.

2020).

Beberapa penelitian terdahulu melakukan teknik optimasi menggunakan metode Program Linier (Kumalasari 2015) dalam pemanfaatan air waduk diantaranya untuk kebutuhan air irigasi (Azis 2012), untuk PLTA (Ginting et al. 2017), ataupun pada waduk multiguna untuk kebutuhan air irigasi dan air baku (Yekti et al. 2020). Pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan pemanfaatan air Waduk Bener yang paling optimal dalam melayani kebutuhan air irigasi dan air baku berdasarkan potensi ketersediaan air sesuai kondisi terkini.

2. Bahan dan Metode 2.1. Lokasi Penelitian

Waduk Bener terletak di Desa Guntur, Kecamatan Bener, Kabupaten Purworejo. Dari Kota Purworejo ke lokasi Waduk Bener dapat ditempuh dengan jarak 12 km ke arah utara. Secara geografis Bendungan Bener terletak antara 7° 35' 54,59" LS dan 110° 1' 12,84" BT atau dengan koordinat X = 391927,12 m East dan Y= 9159958,76 m South. Lokasi rencana daerah genangan waduk berada di Desa Limbangan, Guntur dan Nglaris Kecamatan Bener Kabupaten Purworejo, Desa Kemiri Kecamatan Gebang Kabupaten Purworejo, serta Desa Burat dan Bener Kecamatan Kepil Kabupaten Wonosobo.

Gambar 1. Lokasi Bendungan Bener

2.2 Analisis Ketersediaan Air

Analisis ketersediaan air menggunakan model alihragam hujan-aliran Metode Mock dapat diterapkan jika pencatatan data debit sungai terbatas atau tidak tersedia. Pada penelitian ini data debit sungai yang tersedia hanya tahun 1999-2014 sehingga perlu dilakukan alihragam hujan-aliran untuk

(3)

dapat memperpanjang data debit inflow sampai dengan tahun 2018. Dalam melakukan analisis perkiraan debit menggunakan Metode Mock melalui beberapa tahapan, yaitu mencari parameter DAS, kalibrasi parameter DAS, kemudian melakukan verifikasi parameter DAS yang sudah diperoleh (Sulistiono et al. 2014). Prosedur perhitungan menggunakan beberapa persamaan berikut (Mock 1973):

𝐸 =𝑃𝐸𝑇 .𝑚 .(18−𝑛)

20 (1)

𝐴𝐸𝑇 = 𝑃𝐸𝑇 − 𝐸 (2)

dengan:

E = evapotranspirasi (mm)

n = jumlah hari hujan dalam sebulan AET = evapotranspirasi actual (mm/bulan) PET = evapotranspirasi potensial (mm/bulan) m = prosentase lahan tak bervegetasi (%)

𝐸𝑅 = 𝑃 − 𝐴𝐸𝑇 (3)

dengan:

ER = excess rainfall (mm/bulan) P = hujan bulanan (mm/bulan)

𝑊𝑆 = 𝐸𝑅 − 𝑆𝑀 (4)

dengan:

WS = kelebihan air (mm/bulan)

SM = kelembaban tanah bulan pertama (mm/bulan)

𝐼 = 𝐷𝐼𝐶 𝑥 𝑊𝑆 ; 𝐼 = 𝑊𝐼𝐶 𝑥 𝑊𝑆 (5)

𝐷𝑅𝑂 = 𝑊𝑆 − 𝐼 (6)

dengan:

I = infiltrasi (mm/bulan) DRO = limpasan (mm/bulan)

DIC = koefisien infiltrasi pada musim kemarau WIC = koefisien infiltrasi pada musim hujan

𝐺𝑊𝑆 = 0.5 𝑥 (1 + 𝐾) 𝑥 𝐼 + 𝐾 𝑥 𝐼𝐺𝑊𝑆 (7)

𝐵𝐹 = 𝐼 − (𝐺𝑊𝑆 − 𝐼𝐺𝑊𝑆) (8)

dengan:

GWS = ground water storage (mm/bulan) IGWS = initial ground water storage (mm/bulan) BF = base flow (mm/bulan)

K = faktor resesi tanah

𝑇𝑅𝑂 = 𝐷𝑅𝑂 + 𝐵𝐹 (9)

𝑄𝑐𝑎𝑙 = 𝐴 𝑥 𝑇𝑅𝑂 𝑥 1000

𝐻 𝑥 24 𝑥 60 𝑥 60 (10)

dengan:

Qcal = debit limpasan terhitung (m³/detik) TRO = total runoff (mm)

A = luas area DAS (km²)

H = jumlah hari dalam satu bulan perhitungan 2.3 Kebutuhan Air Irigasi

Pada penelitian ini untuk kebutuhan air irigasi berdasarkan pada satuan kebutuhan air irigasi eksisting dan luas tanam sesuai dengan perencanaan yang dilakukan oleh PT. Indra Karya yang akan

(4)

mendapat suplai air dari Waduk Bener dengan menggunakan persamaan berikut (PT. Indra Karya.

2015):

𝐾𝐴𝐼_𝑡 = 𝑆𝐾𝐴𝐼_𝑡 𝑥 𝐴_𝑡 (11)

dengan:

KAIt = kebutuhan air irigasi periode ke-t (liter/detik)

SKAIt = satuan kebutuhan air irigasi periode ke-t (liter/detik/ha) At = luas tanam (ha).

2.4 Kebutuhan Air Baku

Kebutuhan air baku pada Waduk Bener diharapkan dapat memenuhi kebutuhan air baku untuk 3 Kabupaten, yaitu Kabupaten Purworejo, Kabupaten Kebumen dan Kabupaten Kulonprogo dengan total kebutuhan sebesar 1.500 liter/detik (PT. Indra Karya 2015). Pada penelitian ini juga menambahkan 2 kondisi kebutuhan air baku berdasarkan proyeksi penduduk ketika waduk berusia 25 tahun dan 50 tahun, penerapan 2 kondisi tersebut bertujuan untuk mengetahui peningkatan kebutuhan air baku yang harus diberikan sampai dengan rencana usia guna Waduk Bener yaitu tahun 2073.

2.5 Pengelompokan Data Debit

Pusdiklat Sumber Daya air dan Konstruksi (2017) dalam Modul Operasi Waduk disebutkan terdapat 3 kategori pengelompokan debit inflow dalam pengoperasian waduk, yaitu kondisi aliran tahun basah, normal dan kering dengan probabilitas disamai atau dilampaui masing-masing 35%, 50%, dan 65%. Berdasarkan ketiga kategori inflow tersebut maka release air dari waduk harus dikendalikan sehingga tidak menyebabkan waduk dalam kondisi kritis pada akhir operasi dan diusahakan agar waduk penuh kembali pada akhir operasi sebelum masuk pada awal periode pengoperasian berikutnya.

2.6 Simulasi Pengaturan Release Waduk

Simulasi pengaturan release waduk bertujuan untuk mengetahui tingkat keberhasilan suatu waduk berdasarkan ketersediaan air (inflow) dan jumlah kebutuhan air (outflow) yang akan dikeluarkan dari waduk untuk melayani berbagai kebutuhan seperti kebutuhan air irigasi, air baku dan lain sebagainya (Nuramini 2017). Dalam penelitian ini metode yang digunakan dalam melakukan simulasi pengaturan release air waduk yaitu Standard Operating Rule (SOR) dengan persamaan dasar sebagai berikut (Jayadi 2020):

𝑆_𝑡+1= 𝑆_𝑡+ 𝐼_𝑡− 𝐸_𝑡− 𝑂_𝑡− 𝑆𝑃𝐿_𝑡 (12) dengan:

St+1 = tampungan waduk pada awal periode t+1 atau akhir periode ke-t (MCM) St = tampungan waduk awal periode ke-t (MCM)

It = inflow bulan ke-t (MCM) Et = volume penguapan periode ke-t SPLt = limpasan di pelimpah periode ke-t Ot = outflow periode ke-t (MCM)

= ARirt + ARabt,

ARirt = aktual release air irigasi periode ke-t (MCM) ARabt = aktual release air baku periode ke-t (MCM) 2.7 Optimasi Pemanfaatan Air Waduk

Optimasi merupakan rancangan dalam pemecahan masalah berdasarkan fungsi matematika dengan batasan-batasan tertentu (constraints) sehingga merupakan suatu proses sistem agar menghasilkan keputusan terbaik dengan sumber daya yang terbatas (Hilmi et al. 2012). Dalam pemanfaatan air waduk agar memperoleh hasil yang paling optimal, ada beberapa kriteria yang digunakan sebagai pertimbangan optimasi, yaitu (Pusat Litbang Sumber Daya Air 2011):

(5)

1. Tingkat keandalan/reliabilitas waduk 𝑅𝑙 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑎𝑘𝑢 = ^{𝑛 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑎𝑘𝑢}

𝑁 𝑥 100% 𝑅𝑙 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖 = 𝑛 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖

𝑁 𝑥 100% (13) dengan:

Rl = tingkat keandalan operasi waduk (%)

n = jumlah operasi dimana release target terpenuhi N = panjang periode simulasi

2. Faktor pemenuhan kebutuhan air

𝒌_𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑎𝑘𝑢 = 𝐴𝑅𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑎𝑘𝑢

𝑇𝑅𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑎𝑘𝑢 𝒌_𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖 = 𝐴𝑅𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖

𝑇𝑅𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖 (14)

dengan:

k = faktor pemenuhan kebutuhan air TRt = target release periode ke-t (MCM) Art = actual release periode ke-t (MCM) t = periode release ke-t

3. Intensitas tanam yang dapat dicapai selama periode pada Musim Tanam I, Musim Tanam II, dan Musim Tanam III.

𝐼_𝑖 = ^𝐴^𝑖

𝐴𝐼 × 100% (15)

dengan:

Ii = intensitas tanam ke-i i = musim tanam 1, 2, 3,

Ai = luas tanam pada musim tanam ke-i (ha) AI = luas lahan irigasi potensial (ha)

2.8 Tahapan Penelitian

Tahapan-tahapan penelitian yang akan dilakukan disajikan secara singkat sebagai berikut:

1) melakukan pengumpulan data teknis Waduk Bener, curah hujan dari 3 stasiun hujan (Stasiun Kepil, Ngasinan, Sapuran) tahun 1999-2018, klimatologi dari stasiun Kradenan tahun 2010- 2019, debit terukur tahun 1999-2014, luas lahan irigasi, data jumlah penduduk tahun 2020 dan data penunjang lainnya

2) melakukan analisis alihragam data hujan ke debit menggunakan Metode Mock untuk memperoleh besaran ketersediaan air waduk

3) melakukan analisis kebutuhan air baku berdasarkan proyeksi pertumbuhan penduduk 4) menghitung debit inflow tengah bulanan untuk kondisi aliran tahun basah, normal, kering 5) melakukan simulasi pengaturan release air waduk dengan metode SOR

6) melakukan optimasi pemanfaatan air Waduk Bener menggunakan Program Linier Excel Solver dengan rumusan berikut (Goodarzi et al. 2014):

a. variabel keputusan (decision variables)

Ai = luas tanam pada musim tanam ke-i; i = 1, 2, 3 (ha) ARabt = actual release air baku periode ke-t (MCM) ARirt = actual release irigasi periode ke-t (MCM)

b. fungsi tujuan (objective function), memaksimumkan intensitas tanam dalam tahunan 𝑍_𝑚𝑎𝑥 = ^{∑ 𝐴}³^𝑖 ^𝑖

𝐴𝐼 × 100 (16)

dengan:

Z = intensitas tanam tahunan (%) Ai = luas tanam pada musim tanam i (ha) AI = luas lahan irigasi potensial (ha)

(6)

c. kendala (constraints), batasan-batasan yang digunakan dalam model optimasi

𝐴𝑖 ≤ 𝐴𝐼 (17)

𝑆_𝑚𝑖𝑛 ≤ 𝑆_𝑡 ≤ 𝑆_𝑚𝑎𝑥 (18)

𝒌 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑎𝑘𝑢 ≥ 0,9 𝑑𝑎𝑛 𝒌 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖 ≥ 0,7 (19) 𝑅𝑙 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑎𝑘𝑢 ≥ 95% 𝑑𝑎𝑛 𝑅𝑙 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖 ≥ 80% (20) 𝐴𝑅𝑎𝑏_𝑡≤ 𝑇𝑅𝑎𝑏_𝑡 𝑑𝑎𝑛 𝐴𝑅𝑖𝑟_𝑡 ≤ 𝑇𝑅𝑖𝑟_𝑡 (21) dengan:

Smin = tampungan minimum operasi waduk (MCM)

St = tampungan waduk awal periode ke-t; t = 1, 2, 3, ...., 24, Smax = tampungan maksimum operasi waduk (MCM)

3. Hasil dan Pembahasan 3.1. Ketersediaan Air

Karena keterbatasan data debit terukur yang ada maka dibutuhkan analisis alihragam hujan menjadi aliran menggunakan Metode Mock. Curah hujan yang digunakan berasal dari Stasiun Kepil, Stasiun Ngasinan, Stasiun Sapuran dari tahun 1999 sampai dengan tahun 2018 yang sudah dilakukan analisis hujan rerata daerah menggunakan metode Poligon Thiessen dengan luas DAS 112,673 km². Data debit yang digunakan untuk kalibrasi yaitu tahun 1999 dan untuk verifikasi tahun 2000, dengan syarat terpenuhinya batas nilai ketelitian menggunakan parameter Koefisien Korelasi (R) > 75% dan Volume Error (VE) < 5% (Adiningrum. 2015).

Tabel 1. Parameter DAS Bener Hasil Kalibrasi

Parameter DAS Satuan Simbol Hasil kalibrasi 1. Koefisien infiltrasi musim basah - WIC 0,30 2. Koefisien infiltrasi musim kemarau - DIC 0,45

3. Initial Soil Moisture (mm) ISM 180

4. Soil Moisture Capacity (mm) SMC 180

5. Initial Groundwater Storage (mm) IGWS 600 6. Groundwater Recession Constant - K 0,945

(a) Kalibrasi (b) Verifikasi

Gambar 2. Grafik Hasil Kalibrasi dan Verifikasi Parameter DAS

Kalibrasi dan verifikasi berdasarkan parameter kecocokan Metode Mock yaitu nilai koefisien korelasi (R) dan Volume Error (VE). Pada tahapan kalibrasi menunjukkan nilai R = 0,782 dan VE = 13,557%, sedangkan verifikasi menunjukkan nilai R = 0,778 dan VE = 17,207%. Besaran nilai debit terhitung dengan debit terukur yang memiliki perbedaan cukup besar di beberapa bulan disebabkan karena curah hujan yang terjadi sangat tinggi tetapi data debit terukur sangat kecil atau sebaliknya,

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des Debit (m3/detik)

Qcal Qobs

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des Debit (m3/detik)

Qcal Qobs

(7)

sehingga dapat menyebabkan nilai volume error menjadi besar. Agar dapat meminimalisir nilai volume error yang semakin besar perlu dilakukan coba-coba dalam menentukan nilai parameter DAS dengan mempertimbangkan nilai koefisien korelasi agar tetap baik dan volume error dengan nilai sekecil mungkin. Perkiraan potensi ketersediaan air berikutnya untuk periode data tahun 2001 sampai 2018 dapat menggunakan parameter DAS (Tabel 1). Grafik debit rata-rata tengah bulanan DAS Bener disajikan pada Gambar 3 dengan nilai debit tertinggi terjadi pada bulan Januari minggu kedua sebesar 13,76 m³/detik dan nilai terendah terjadi pada bulan Agustus minggu kedua sebesar 2,02 m³/detik.

Gambar 3. Grafik debit rata-rata tengah bulanan DAS Bener

3.2. Pengelompokan Data Debit

Pengelompokan debit dimaksudkan untuk mewakili jumlah data debit inflow sepanjang 20 tahun kedalam kondisi basah, kondisi normal, dan kondisi kering, disajikan dalam Tabel 3 dan Gambar 4 berikut.

Gambar 4. Grafik pengelompokan debit basah, normal, kering tengah bulanan

0 2 4 6 8 10 12 14 16

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

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Debit (m3/detik)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

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

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Debit (m3/detik)

Debit Inflow T. Basah Debit Inflow T. Normal Debit Inflow T. Kering

(8)

Tabel 2. Pengelompokan debit tengah bulanan Bulan Ke Kondisi (m³/detik)

Bulan Ke Kondisi (m³/detik)

Basah Normal Kering Basah Normal Kering

Jan I 8,665 7,661 6,946 Jul I 3,060 2,545 2,363 II 12,524 10,999 8,982 II 2,711 2,255 2,080 Feb I 11,066 8,223 5,965 Aug I 2,265 1,902 1,217 II 14,008 9,414 7,886 II 2,007 1,685 1,078 Mar I 13,201 9,311 7,623 Sep I 1,589 1,342 1,217 II 13,800 10,960 9,044 II 1,502 1,268 1,150 Apr I 14,243 12,423 10,511 Oct I 2,239 1,674 1,570 II 11,474 9,204 8,431 II 3,290 1,567 1,391 May I 7,628 6,087 5,776 Nov I 9,495 2,360 1,050 II 6,887 5,772 4,379 II 9,415 8,901 7,234 Jun I 5,480 3,806 2,849 Dec I 14,732 11,270 7,548 II 3,652 3,275 3,149 II 11,588 10,110 6,635 3.3. Kebutuhan Air

3.2.1. Kebutuhan Air Baku

Waduk Bener direncanakan mulai beroperasi tahun 2023 dengan manfaat utamanya yaitu sebagai pemenuhan kebutuhan air baku untuk tiga kabupaten yaitu Kabupaten Purworejo, Kabupaten Kebumen, dan Kabupaten Kulon Progo. Untuk mengetahui kebutuhan air baku sampai dengan usia Waduk Bener selama 25 tahun dan 50 tahun kedepan dilakukan proyeksi kebutuhan air baku berdasarkan pertumbuhan penduduk di tiga kabupaten tersebut. Besaran pemenuhan kebutuhan air baku Waduk Bener saat ini direncanakan sebesar 1.500 liter/detik, kebutuhan air baku dengan proyeksi penduduk tahun 2048 dan tahun 2073 sebesar 2.040 liter/detik, dan 2.731 liter/detik.

3.2.2. Kebutuhan Air Irigasi

Waduk Bener direncanakan untuk melayani kebutuhan air irigasi dengan luas lahan 4.264,64 Ha.

Jadwal tanam yang diterapkan yaitu tiga musim tanam dengan masa tanam I dimulai pada awal bulan Oktober dan pola tanam yang diterapkan yaitu padi, padi, palawija. Nilai satuan kebutuhan irigasi dapat dilihat pada Tabel 3 (PT. Indra Karya 2015).

Tabel 3. Satuan kebutuhan air irigasi Bulan Ke MT I

Bulan Ke MT II

Bulan Ke MT III

liter/detik/ha liter/detik/ha liter/detik/ha

Okt I 0,028

Feb I 0,041

Jun I 2,614

II 1,353 II 0,116 II 1,536

Nov I 1,489

Mar I 0,319

Jul I 1,043

II 2,142 II 0,305 II 1,179

Des I 0,234

Apr I 0,454

Ags I 2,090

II 0,069 II 0,345 II 2,046

Jan I 0,076

Mei I 2,505

Sept I 1,957

II 0,153 II 3,063 II 1,154

(9)

3.4. Simulasi Pemanfaatan Air Waduk

Dalam model simulasi pemanfaatan waduk menggunakan kriteria pengoperasian yang diterapkan untuk mengetahui keberhasilan waduk berdasarkan ketersediaan air (Yekti et al. 2020). Pada penelitian ini pemanfaatan air Waduk Bener dikatakan berhasil dalam melayani kebutuhan jika pelepasan air waduk untuk kebutuhan air baku dapat memenuhi ketentuan faktor k minimal 0,9 dan tingkat keandalan/reliabilitas 95%. Sedangkan untuk kebutuhan air irigasi memenuhi ketentuan faktor k minimal 0,7 dan tingkat keandalan/reliabilitas 80% (Pusat Litbang Sumber Daya Air 2011).

Simulasi pemanfaatan air Waduk Bener dengan menggunakan debit inflow tahun basah, tahun normal, dan tahun kering, serta dengan tiga kondisi kebutuhan air baku yaitu, kondisi 1 (K1) merupakan kebutuhan air baku eksisting, kondisi 2 (K2) merupakan kebutuhan air baku tahun 2048, dan kondisi 3 (K3) merupakan kebutuhan air baku tahun 2073. Hasil simulasi dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Rekapitulasi simulasi pemanfaatan air Waduk Bener

Simulasi Tahun Basah Tahun Normal Tahun Kering

K1 K2 K3 K1 K2 K3 K1 K2 K3

Luas Tanam

(Ha)

MT I 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 MT II 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 MT III 3958,10 3549,40 3027,93 3343,61 2934,93 2413,45 2961,00 2552,32 2030,82 Intensitas Tanam (%) 292,81 283,23 271,00 278,40 268,82 256,59 269,43 259,85 247,62

k irigasi min

MT I 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 MT II 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 MT III 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 k air

baku min

MT I 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 MT II 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 MT III 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Reliabilitas irigasi 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

air baku 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Untuk simulasi dengan inflow tahun basah menunjukkan hasil intensitas tanam kondisi 1 sebesar 292,81%, kondisi 2 sebesar 283,23%, dan kondisi 3 sebesar 271,00%. Nilai minimum faktor k air irigasi dan air baku untuk kondisi 1, 2, dan 3 mampu memenuhi batas yang ditetapkan sehingga reliabilitas dalam melayani kebutuhan irigasi dan air baku mencapai 100%.

Untuk simulasi inflow tahun normal menunjukkan hasil, intensitas tanam kondisi 1 sebesar 278,40%, kondisi 2 sebesar 268,82%, dan kondisi 3 sebesar 256,59%. Nilai minimum faktor k air irigasi dan air baku untuk kondisi 1, 2, dan 3 mampu memenuhi batas yang ditetapkan sehingga reliabilitas dalam melayani kebutuhan irigasi dan air baku mencapai 100%.

Untuk simulasi inflow tahun kering menunjukkan hasil, intensitas tanam kondisi 1 sebesar 269,43%, kondisi 2 sebesar 259,85%, dan kondisi 3 sebesar 247,62%. Nilai minimum faktor k air irigasi dan air baku untuk kondisi 1, 2, dan 3 mampu memenuhi batas yang ditetapkan sehingga reliabilitas dalam melayani kebutuhan irigasi dan air baku mencapai 100%.

Ginting et al (2017) menjelaskan bahwa dalam simulasi pemanfaatan air waduk multi guna akan ada kebutuhan yang tidak dapat dilayani sepenuhnya, ini disebabkan karena teknik simulasi hanya dapat menyesuaikan nilai yang ditargetkan untuk mencapai keseimbangan air positif dan tidak dapat dipastikan apakah hasilnya sudah optimal atau belum. Model simulasi mampu mengeksplorasi perilaku dan mengevaluasi operasi waduk tetapi tidak dapat mengoptimalkannya (Chou et al. 2020).

3.5. Optimasi Pemanfaatan Air Waduk

Pendekatan yang efisien dalam mendefinisikan operasi waduk yaitu dengan menggunakan model optimasi yang dikombinasikan dengan model simulasi (Ngo et al. 2007 dalam Ziaei et al. 2012).

Sehingga dibutuhkan sebuah model optimasi untuk mengatasi keterbatasan ini dengan mencari solusi

(10)

yang paling optimal. Pada penelitian ini model optimasi menggunakan Program Linier dengan bantuan Tool Solver pada Microsoft Excel. Model optimasi pemanfaatan air Waduk Bener ini juga menggunakan inflow skenario pengelompokan debit tahun basah, tahun normal, dan tahun kering serta kondisi 1, kondisi 2, dan kondisi 3 yang sama seperti model simulasi sebelumnya dengan tujuan optimasi yaitu memaksimumkan intensitas tanam tahunan yang terjadi untuk masing-masing skenario debit dan kondisi kebutuhan air baku. Hasil model optimasi dapat dilihat pada Tabel 5 berikut.

Tabel 5. Rekapitulasi Optimasi Pemanfaatan Air Waduk Bener

Optimasi T. Basah T. Normal T. Kering

K1 K2 K3 K1 K2 K3 K1 K2 K3

Luas Tanam

(Ha)

MT I 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 MT II 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 MT III 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 4264,64 3720,60 Intensitas Tanam (%) 300 300 300 300 300 300 300 300 287,24

k irigasi min

MT I 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 MT II 0,98 1,00 0,82 0,71 0,70 0,70 0,71 0,70 0,75 MT III 0,70 0,81 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 k air

baku min

MT I 1,00 1,00 0,93 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,93 MT II 1,00 0,95 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 MT III 1,00 0,95 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 Reliabilitas irigasi 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

air baku 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Berdasarkan hasil optimasi menunjukkan bahwa terjadi peningkatan intensitas tanam tahunan untuk masing-masing kondisi inflow debit dan ketiga kondisi kebutuhan air baku yang mencapai 300% dengan luas tanam 4264,64 ha pada setiap musim tanam. Namun ada satu keadaan dimana dengan inflow debit tahun kering kondisi 3 menunjukkan peningkatan intensitas tanam hanya sebesar 287,24% dengan luas tanam untuk musim tanam I, II, dan III yaitu sebesar 4264,64 ha, 4264,64 ha, dan 3720,60 ha. Nilai faktor k untuk kebutuhan air irigasi dan air baku seluruhnya mampu memenuhi batas minimum yang telah ditetapkan sehingga reliabilitas Waduk Bener dalam melayani kebutuhan air irigasi dan air baku mampu mencapai 100%.

4. Kesimpulan

Berdasarkan analisis yang telah dilakukan untuk simulasi pemanfaatan air Waduk Bener diperoleh nilai intensitas tanam maksimum pada debit tahun basah kondisi 1 sebesar 292,81%, sedangkan untuk intensitas tanam minimum terjadi pada inflow debit tahun kering kondisi K3 yaitu 247,62%. Setelah dilakukan optimasi, yaitu dengan pengaturan release yang memperhitungkan target pemenuhan kebutuhan air untuk satu tahun atau 24 periode operasi waduk, intensitas tanam tahunan dapat mencapai 300% hampir di semua kondisi debit inflow dan kondisi kebutuhan air baku.

Intensitas tanam tahunan dengan inflow debit tahun kering untuk kondisi K3 hanya mampu mencapai 287,24%. Hasil hitungan simulasi maupun optimasi pemanfaatan air Waduk Bener menunjukkan bahwa nilai faktor k untuk air irigasi dan air baku seluruh periode operasi waduk tidak ada yang kurang dari batas minimum yang telah ditetapkan. Optimasi pengaturan release waduk dapat meningkatkan intensitas tanam tahunan dengan nilai rerata faktor k untuk air irigasi dan air baku yang masih memenuhi persyaratan, yaitu masing-masing sebesar 0,87-0,95 dan 0,92-1,00. Dengan demikian reliabilitas/keandalan layanan air irigasi dan air baku untuk ketiga kategori debit inflow mencapai 100%.

(11)

Daftar Pustaka

Adiningrum, Cita. 2015. 13 Analisis Perhitungan Evapotranspirasi Aktual Terhadap Perkiraan Debit Kontinyu Dengan Metode Mock.

Azis A. 2012. Optimasi Pemanfaatan Sumber Daya Air Waduk Pandanduri Di Lombok Timur Nusa Tenggara Barat.

Chou, Frederick N.F., Nguyen Thi Thuy Linh, and Chia Wen Wu. 2020. “Optimizing the Management Strategies of a Multi-Purpose Multi-Reservoir System in Vietnam.” Water (Switzerland) 12(4).

Ginting, Bobby Minola, Dhemi Harlan, Ahmad Taufik, and Herli Ginting. 2017. “Optimization of Reservoir Operation Using Linear Program, Case Study of Riam Jerawi Reservoir, Indonesia.”

International Journal of River Basin Management 15(2): 187–98.

Goodarzi, Ehsan, Mina Ziaei, and Edward Zia Hosseinipour. 2014. Topics in Safety, Risk, Reliability and Quality Introduction to Optimization Analysis in Hydrosystem Engineering.

http://www.springer.com/series/6653.

Hadthya, Reinhart, Rachmad Jayadi, and Endita Prima Ari Pratiwi. 2020. “Optimasi Pemanfaatan Air Waduk Tukul Menggunakan Model Simulasi Operasi Waduk Multiguna.”

Hilmi, Moh, Aniek Masrevaniah, and Widandi Soetopo. 2012. 3 Jurnal Teknik Pengairan Optimasi Pola Operasi Waduk Pelaparado Di Kabupaten Bima, Propinsi NTB.

Jayadi, Rachmad. 2020. Model Optimasi Sumber Daya Air.

Kumalasari D. 2015. Optimasi Waduk Jatibarang Untuk Kebutuhan Air Kota Semarang.

Leela Krishna, K., N. V. UmaMahesh, and A. Srinivasa Prasad. 2018. “Optimal Multipurpose Reservoir Operation Planning Using Genetic Algorithm and Non Linear Programming (GA- NLP) Hybrid Approach.” ISH Journal of Hydraulic Engineering 24(2): 258–65.

Mock, F. J. 1973. Land Capability-Appraisal Indonesia Water-Availability Appraisal. UNDP/FAO.

Nuramini, Tika Morena. 2017. Studi Optimasi Pola Pengoperasian Waduk Bajulmati.

Oktaviani, Whindy Ndaru, Ariyanti Sarwono, and I Wayan Koko Suryawan. 2021. “Identification of Surface Water Treatment Plant ( WTP ) Effluent and Distribution Water Quality in Wonogiri Regency , Central Java.” Civense 5(1): 3–8.

PT. Indra Karya. 2015. Laporan Akhir Desain Lanjutan Dan Sertifikasi Bendungan Bener.

Pusat Litbang Sumber Daya Air. 2011. Pengelolaan Alokasi Air Di Wilayah Sungai.

Pusdiklat Sumber Daya air dan Konstruksi. 2017. Modul Operasi Waduk: Pelatihan Alokasi Air.

Sulistiono, Andi et al. 2014. 9 Jurnal Irigasi Simulasi Operasi Waduk Lamong Untuk Kepentingan Air Baku Dan Irigasi.

Yekti, Mawiti Infantri, I Putu, Dwikarna Putra, and Nyoman Norken. 2020. 22 Alternative Model of Sidan Reservoir Operation for Ayung River Basin Using RIBASIM. http://www.cigrjournal.org.

Ziaei, Mina, Lee Teang Shui, and Ehsan Goodarzi. 2012. “Optimization and Simulation Modelling for Operation of the Zayandeh Rud Reservoir.” Water International 37(3): 305–18.