BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Danau merupakan suatu badan air yang dikelilingi oleh daratan dan tidak
terhubung dengan laut. Danau yang dikaji dalam penelitian ini merupakan danau yang dikenal dengan sebutan Telaga Menjer oleh masyarakat sekitar. Danau Menjer masuk dalam administrasi Desa Maron dan Desa Tlogo, Kecamatan Garung, Kabupaten Wonosobo, Provinsi Jawa Tengah. Danau Menjer memiliki luas Daerah Tangkapan Air (DTA) sekitar 2,27 km2 dengan luas permukaan air danau sekitar 0,61 km2. Fungsi utama Danau Menjer adalah sebagai pemasok air bagi Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Garung. Fungsi lainnya adalah sebagai tempat pariwisata dan perikanan darat. Danau Menjer mulai direncanakan sebagai PLTA pada tahun 1982. Operasional Danau Menjer menggunakan Rule Curve Elevation-Volume dan Rule Curve Area-Volume (Faqih, 2012). Air yang terdapat di Danau Menjer agar dapat dimanfaatkan secara optimal, maka elevasi muka airnya harus dinaikkan menjadi elevasi muka air tertinggi sebelum dijadikan tempat tampungan air bagi PLTA Garung. Elevasi air Danau Menjer dinaikkan sebanyak 7 m dari elevasi ±1992 mdpl menjadi elevasi ±1999 mdpl (Sinaro, 2007). Sumber air Danau Menjer berasal dari Sungai Serayu-Klakah dan Sungai-Sungai yang berada di DTA Menjer. Sungai Serayu-Klakah yang berada di sebelah timur laut Danau Menjer dibendung dan disalurkan ke dalam Danau Menjer. Air Danau Menjer yang akan dialirkan melalui saluran air menuju turbin memerlukan sebuah bendungan. Bendungan Garung dibangun setinggi 36,30 m yang dilengkapi dengan bangunan pengambilan air, bangunan pengatur masuk debit air, dan bangunan p elimpah. Air yang masuk ke dalam turbin PLTA Garung kemudian dikeluarkan lagi menuju Sungai Serayu. Perjalanan air dari Sungai Serayu-Klakah sampai Menuju turbin PLTA Garung dapat dilihat pada Gambar 1.1.
1
Gambar 1.1 Peta Perjalanan Air dari Sungai Serayu Klakah Menuju Turbin (Hasil Analisis dan Olah Data, 2016)
2
Permasalahan yang ditemui di sekitar Danau Menjer adalah sedimentasi. Berdasarkan hasil pengukuran kedalaman danau oleh PLTA garung dari tahun 1997-2010 pada Gambar 1.2 terlihat terjadi perubahan pada bentuk dasar Danau Menjer. Pengukuran yang dilakukan PLTA Garung dimulai dari Bendungan Garung yang memotong lurus ke arah utara daratan dan dibawahnya terdapat saluran air menuju turbin. Elevasi dasar danau terendah adalah pada elevasi 1.148 mdpl dan tinggi air maksimum di danau adalah elevasi 1.196 mdpl. Proses yang terjadi di dasar danau menunjukan bahwa pada beberapa bagian terjadi pertambahan sedimen. 1200
Elevasi (m)
1190 1180 1170 1160 1150 1140 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
Jarak (m) 1997
2010
Gambar 1.2 Grafik Sedimentasi di Danau Menjer Tahun 1997-2010 (Supervisi Geoteknik Hidrologi dan Waduk, 2010)
O’Sullivan dan Reynolds (2004) menjelaskan bahwa sedimentasi danau dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal. Faktor internal merupakan faktorfaktor yang berasal dari dalam danau seperti pembusukan biota danau dan erosi di sekitar dinding danau. Faktor eksternal adalah faktor yang berasal dari luar danau, seperti sedimen dari sungai, erosi dari sekitar daerah tangkapan air, abu letusan gunungapi, dan buangan dari pemukiman/industri. Sedimentasi merupakan permasalahan yang sangat penting bagi operasional dan fungsi Danau Menjer dalam menyalurkan debit yang cukup untuk memutar turbin. PLTA Garung menghasilkan listrik rata-rata sebesar 48 GWh (Giga Watt hour) per tahun dan menjadi salah satu pemasok listrik untuk daerah Jawa dan Bali (Supervisi Geoteknik Hidrologi dan Waduk, 2010). Kebutuhan 3
listrik daerah Jawa dan Bali pada tahun 2013 sebesar 138.081,75 GWh setiap tahunnya (PT PLN, 2013). Listrik yang dihasilkan PLTA Garung dalam setahun setara dengan 3 jam pemakaian untuk daerah Jawa dan Bali pada tahun 2013. Menilik dari hal tersebut, maka dapat dipahami pentingnya menjaga keberlanjutan pelayanan PLTA Garung untuk pemenuhan listrik daerah Jawa dan Bali. Pemantauan dan tindakan antisipatif terhadap permasalahan sedimentasi sangat diperlukan sehingga PLTA Garung tetap bisa menjadi salah satu pemasok listrik untuk daerah Jawa dan Bali. Prediksi umur layanan merupakan suatu tindakan untuk mengetahui seberapa lama PLTA Garung dapat berfungsi. Umur layanan Danau Menjer dapat diperkirakan dari kapasitas mati (dead storage) dan laju sedimentasi (Nursa’ban, 2008). Distribusi sedimen di dalam danau bergantung pada faktor operasi danau, seperti tekstur dan ukuran sedimen, karakteristik lembah-lembah di dalam danau, perbandingan antara kapasitas danau dengan debit aliran masuk, kandungan sedimen yang masuk, dan bentuk danau (Setiawan, 2010). Pendekatan geografi yang digunakan untuk menganalisis prediksi umur layanan Danau Menjer adalah pendekatan keruangan. Pendekatan keruangan menekankan pada keterkaitan fenomena-fenomena tertentu yang dalam suatu ruang kajian. DTA Menjer dan Danau Menjer adalah suatu ruang yang didalamnya terdapat beberapa fenomena untuk dikaji berkaitan dengan erosi, sedimentasi, dan umur layanan Danau Menjer. 1.2
Rumusan Masalah Sedimen merupakan hasil akhir dari proses erosi. Erosi yang terjadi di
DTA Menjer dapat mengalami peningkatan apabila terjadi alih fungsi lahan. Hasil erosi di DTA Menjer akan masuk ke dalam danau dan menyebabkan terjadinya peningkatan
sedimentasi.
Penelitian
yang
sudah
dilakukan
sebelumnya
menunjukkan bahwa umur layanan Danau Menjer yang berfungsi sebagai PLTA Garung dapat bertahan sampai 338 tahun (Tim Teknik Pengendalian Hidro, 1997). Berdasarkan pengukuran yang dilakukan oleh PLTA Garung dari tahun 19972010 menunjukan adanya peningkatan sedimentasi. Penelitian ini bertujuan untuk
4
mengevaluasi kembali umur layanan Danau Menjer yang berfungsi sebagai PLTA Garung, sehingga pengelolaan yang dilakukan dapat optimal. Berdasarkan pemikiran tersebut maka dapat dirumuskan beberapa pertanyaan penelitian, yaitu sebagai berikut: 1. Bagaimana erosi yang terjadi di DTA Menjer ? 2. Bagaimana hasil evaluasi umur layanan Danau Menjer yang berfungsi sebagai PLTA Garung ? Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah yang sudah disampaikan tersebut maka penelitian yang akan dilakukan ini berjudul “EVALUASI UMUR LAYANAN DANAU MENJER YANG BERFUNGSI SEBAGAI PLTA GARUNG DI KABUPATEN WONOSOBO PROVINSI JAWA TENGAH”.
1.3
Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah : 1.
Menganalisis Erosi yang terjadi di DTA Menjer.
2.
Mengevaluasi umur layanan Danau Menjer yang berfungsi sebagai PLTA Garung.
1.4
Manfaat Penelitian Manfaat utama dari penelitian ini adalah mengevaluasi kembali umur
layanan Danau Menjer yang berfungsi sebagai penyalur air untuk keberlajutan PLTA Garung. Hasil dari penelitian ini juga diharapkan dapat memberikan manfaat baik dalam bidang ilmu pengetahuan maupun bidang lain. Hasil penelitian ini secara teoritis, diharapkan mampu menjadi salah satu referensi dalam hal memprediksi umur layanan suatu danau. Kajian mengenai erosi yang terjadi di DTA Menjer dapat menjadi salah satu acuan dalam pengelolaan dan perawatan Danau Menjer. Publikasi mengenai hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai pentingnya konservasi DTA Menjer, terutama terkait fungsi utama Danau Menjer sebagai salah satu tenaga penggerak untuk menghasilkan listrik bagi daerah Jawa dan Bali.
5
1.5
Telaah Pustaka
1.5.1
Danau Danau merupakan cekungan di permukaan bumi yang terisi air dan
ekosistem perairan tawar yang tergenang dengan ukuran yang lebih besar dari kolam (Soeprobowati, 2012). Danau merupakan badan air yang penting sebagai bagian dari ekosistem penyangga penopang kehidupan. Sebuah tubuh perairan dapat dikatakan sebagai danau apabila memiliki air cukup dalam sehingga terbentuk strata suhu air secara vertikal. Danau juga dicirikan dengan adanya vegetasi mengapung yang hanya menutupi pinggiran danau, dan sudah menunjukkan adanya gelombang yang mampu membentuk wave swept shore. Pusat Litbang SDA (2012) menyatakan bahwa danau mempunyai banyak fungsi, antara lain sebagai sumber baku air minum, tempat pariwisata/rekreasi, pengendali banjir, irigasi, PLTA, dan perikanan sehingga danau berperan penting dalam pengembangan ekonomi wilayah. Hutchinson (1975) menjelaskan bahwa danau dapat diklasifikasikan berdasarkan genesisnya sebagai berikut: 1. Danau buatan adalah danau yang secara sengaja dibuat oleh manusia untuk memenuhi kebutuhan air pertanian, perikanan, air minum, dan lain sebagainya. Danau buatan terdiri dari dua bagian, yaitu waduk dan embung. Waduk memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan embung; 2. Danau karst adalah danau yang berada di daerah berkapur yang terbentuk karena proses pelarutan. Danau karst yang berukuran kecil disebut doline dan yang besar disebut uvala; 3. Danau tektonik adalah danau yang terjadi akibat adanya aktivitas/peristiwa tektonik yang mengakibatkan permukaan tanah pada lapisan kulit bumi turun kebawah membentuk cekung dan akhirnya terisi air; 4. Danau vulkanik adalah danau yang terbentuk pada bekas kawah gunungapi ataupun proses gunungapi lainnya yang membentuk cekungan dan terisi air. Danau alami dan buatan pada dasarnya memiliki perbedaan yang cukup jauh. Tabel 1.1 menunjukan perbedaan antara danau alami dan danau buatan yang dilihat dari kondisi fisik, hidrologi, dan sedimen. Danau Menjer yang menjadi
6
kajian dalam penelitian ini merupakan danau alami dengan genesis danau vulkanik yang difungsikan sebagai tampungan air bagi PLTA Garung. Tabel 1.1 Perbedaan Karakteristik Danau Alami dan Danau Buatan Sifat Danau alami Danau buatan Drainase Sirkuler, basin danau Biasanya sempit, memanjang di biasanya sentral, umumnya basin danau atau daerah drainase kecil dibandingkan drainase, area drainase luas area danau (10:1) dibandingkan dengan area danau (100:1 sampai 300:1) 2 Bentuk Sirkuler - elip Ovoid – triangular 3 Rerata Sedang sampai dalam, Bagian riverin dangkal, bagian kedalaman rerata lebih dari 10 meter lakustrin dalam 4 Gradient Paling dalam biasanya jauh Meningkat dari riverin – kedalaman dari garis pantai transisi – zona lakustrin 5 Erosi garis Lokal, diinduksi oleh angin Ekstensif di zona riverin pantai sehingga digerakkan oleh gelombang dan arus 6 Perkembangan Relatif rendah, stabil Besar, statik garis pantai 7 Turbiditas Rendah Tinggi, presentasi tinggi lempung dan geluh 8 Fluktuasi muka Kecil, stabil Besar, irreguler air 9 Inflow Runoff dari anak sungai dan Runoff dari anak sungai, sumber diffuse, penetrasi ke penetrasi yang komplek ke dalam peraian kecil dan dalam statifikasi (over-, inter-, dispersif and underflows), seringkali mengalir langsung dari palung 10 Outflow Relatif stabil, biasanya Irregular tinggi dengan besar di permukaan air pemanfaatan air, dari melalui aliran permukaan permukaan air atau hipolimnion atau airtanah yang dangkal 13 Laju Panjang relatif konstan Pendek, variatif (hari-beberapa penggelontoran (1 sampai beberapa tahun), minggu) meningkat seiring 3 dimensi pengurangan air permukaan, statifikasi pecah dengan hipolimnetic withdrawal, 3 dimensi 14 Muatan Rendah - sangat rendah, Besar, drainase area luas sedimen delta kecil, luas, gradasi paparan banjir luas, delta besar, lambat dibuat saluran, gradasi rapat 15 Deposisi Rendah, dispersi terbatas, Tinggi di zona riverin, terbesar sedimen relatif tetap, laju tergantung dipalung, sangat bervariasi musim tergantung musim Sumber : Wetzel (2001) No 1
7
Fungsi Danau Menjer sebagai PLTA Garung menyebabkan kondisi fisik Danau Menjer mengalami sebagian perubahan, seperti pembangunan bendungan dan saluran masukan maupun keluaran dari danau. Smol (2008) menjelaskan bahwa profil waduk dapat dibagi menjadi 3 zona seperti pada Gambar 1.3, yaitu sebagai berikut : 1. Zona riverin adalah bagian waduk yang sangat dipengaruhi oleh sungai yang masuk ke waduk, dicirikan oleh deposisi dengan periode resuspensi, arus cukup deras, waktu tinggal pendek, unsur hara tersedia cukup banyak; 2. Zona transisi adalah bagian waduk antara riverin dan mendekati lingkungan waduk; 3. Zona lakustrin adalah bagian waduk yang dalam, arus sangat rendah, badan air lebih menyerupai danau, dicirikan oleh deposisi yang konstan sehingga menjadi fokus pada kajian limnologi. Lakustri n
Transisi
Riverin
Air
DAM
Tebing Danau
Sedimen
Gambar 1.3 Profil Waduk (Soeprobowati, 2010)
1.5.2
Erosi Erosi adalah proses pelapukan tanah atau batuan yang kemudian
berpindah dari suatu tempat di permukaan bumi dan sering dibedakan menurut penyebab dan sumbernya. Erosi secara umum terjadi secara alami dalam kondisi normal tanpa ada campur tangan manusia. Faktor-faktor yang mempengaruhi erosi adalah faktor meteorologi, faktor geologi, dan faktor topografi. Aktivitas manusia dapat berpengaruh positif maupun negatif dalam erosi dan dapat menjadi
8
faktor utama penyebab erosi yang dipercepat (Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Air, 2009). Erosi yang terjadi dapat dibedakan berdasarkan produk akhir yang dihasilkan. Erosi juga dapat dibedakan berdasarkan kenampakan lahan akibat erosi. Erosi yang terjadi di Indonesia sebagian besar disebabkan oleh tenaga air. Jenis-jenis erosi yang diakibatkan oleh tenaga air adalah sebagai berikut (Asdak, 2010) : 1. Erosi percikan (splash erosion) adalah proses terkelupasnya partikel-partikel tanah bagian atas yang tidak terlindungi tumbuhan oleh tenaga kinetik air hujan; 2. Erosi lembar (sheet erosion) adalah erosi yang terjadi ketika lapisan tipis permukaan tanah di daerah berlereng terkikis oleh gabungan antara air hujan dengan air permukaan; 3. Erosi alur (rill erosion) adalah pengelupasan yang diikuti oleh partikelpartikel tanah oleh aliran air permukaan yang terkonsentrasi di dalam saluransaluran air; 4. Erosi parit (gully erosion) adalah proses terjadinya gerusan yang melebar di bagian atas permukaan tanah miring, berlangsung dalam waktu relatif singkat akibat adanya air permukaan yang besar; 5. Erosi tebing sungai (streambank erosion) adalah pengikisan tanah pada tebing-tebing sungai dan penggerusan dasar sungai oleh aliran air sungai. Berbagai cara dapat digunakan untuk mengukur besarnya tingkat erosi. Beberapa metode digunakan untuk mengukur perubahan permukaan tanah dan lainnya mengukur banyaknya tanah yang terangkut oleh air dari suatu area yang tererosi. Pengukuran erosi dengan mengukur banyak tanah yang hilang akibat terbawa oleh air dapat dilakukan dengan menggunakan metode sebagai berikut (Arsyad, 2012) : 1. Kotak penampung tanah tererosi; 2. Petak percobaan lapangan; 3. Pengukuran kandungan sedimen sungai; 4. Survei sedimentasi waduk/danau;
9
5. Tongkat pengukur; 6. Survei tanah; 7. Teknologi penginderaan jauh; 8. Mengukur volume parit atau lubang bekas erosi yang terjadi. Tanah yang tererosi tidak semua akan masuk ke dalam sungai dan sampai ke danau. Tanah yang tererosi sebagian akan terdeposisi di cekungan-cekungan permukaan tanah dan di kaki-kaki lereng. Sedimen yang masuk dan terangkut dalam alur-alur sungai akan dibawa air dari hulu ke hilir dengan kecepatan yang semakin berkurang saat mendekati danau. Kecepatan aliran bergantung pada kemiringan dasar sungai dan danau.
1.5.3
Sedimentasi dan Prediksi Umur Danau Sedimentasi adalah proses pengendapan bahan yang terbawa aliran pada
alur-alur sungai atau hasil pengikisan permukaan lahan oleh energi hujan sebagai akibat dari proses erosi (Ilyas, 2002). Permasalahan yang diakibatkan oleh sedimentasi pada danau adalah pendangkalan. Volume sedimen yang masuk ke dalam danau dipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut (Kironoto, 2003 dalam Suryanto, 2011) : 1. Musim, yakni besarnya curah hujan dan adanya limpasan. Kemampuan curah hujan untuk mengerosi tanah didasarkan pada besarnya curah hujan, intensitas hujan dan penyebaran hujan. Kekuatan aliran permukaan ditentukan oleh kemampuan curah hujan, sehingga erosi permukaan yang masuk kedalam aliran sungai menjadi sedimen dan akhirnya mengalir kedalam danau; 2. Vegetasi di sekitar danau berkaitan dengan besarnya erosi yang timbul akibat pengelolaan vegetasi tanpa dasar konservasi. Kurangnya vegetasi di sekitar DTA dan danau mengakibatkan erosi permukaan mudah terjadi, sehingga sedimen di dalam danau meningkat; 3. Geologi dan sifat permukaan tanah berkaitan dengan laju sedimentasi. Setiap daerah mempunyai karakteristik batuan yang berbeda-beda. Erosi permukaan tanah tergantung pada permukaan tanah, seperti struktur dan permeabilitas tanah;
10
4. Kemiringan lereng dan sungai berkaitan dengan besarnya erosi. Semakin panjang dan besar kemiringan lereng, maka erosi permukaan yang terjadi akan semakin besar, sehingga mengakibatkan bertambahnya sedimen yang masuk ke dalam danau. Prediksi umur danau adalah salah satu tindakan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan sedimen untuk mengisi kapasitas mati. Bertambahnya umur danau menyebabkan kapasitas mati juga semakin berkurang sehingga akan mempengaruhi pelaksanaan operasional danau (Setiawan, 2010). Danau yang dijadikan Waduk memiliki beberapa bagian tampungan seperti pada Gambar 1.4 yaitu (Kinsley dan Franzini, 1979) : 1. Permukaan genangan normal adalah elevasi maksimum yang dicapai oleh kenaikan permukaan danau pada kondisi normal; 2. Permukaan genangan minimum adalah elevasi terendah yang dapat diperoleh bila genangan dilepas pada kondisi normal; 3. Kapasitas berguna adalah volume tampungan yang terletak antara permukaan genangan minimum dan normal; 4. Kapasitas mati adalah volume tampungan air yang ditahan dibawah genangan normal. Sedimen tidak boleh melewati batas tampungan mati apabila di bagian atasnya terdapat alur buangan untuk air PLTA; 5. Kapasitas tambahan adalah volume tampungan yang hanya ada pada waktu banjir dan tidak dapat dipertahankan untuk penggunaan selanjutnya; 6. Tampungan tebing adalah kapasitas tebing dalam menahan tekanan air yang dipengaruhi oleh kondisi geologis; 7. Tampungan lembah adalah tempat dimana air dan sedimen yang masuk dari sungai alami ke sungai.
11
Permukaan genangan pada keadaan banjir Kapasitas Tambahan
Kapasitas berguna
Tampungan Lembah Permukaan genangan normal
Permukaan genangan minimum Kapasitas mati
Alur buangan PLTA
Gambar 1.4 Bagian-Bagian Tampungan di dalam Danau (Kinsley dan Franzini, 1979)
Laju sedimentasi danau umumnya dinyatakan dalam satuan volume per waktu (m3/tahun), tebal per waktu (mm/tahun), atau dalam satuan perbandingan terhadap 100 persen per tahun (%/tahun), dan satuan yang umumnya dinyatakan sebagai laju pengurangan kapasitas danau (tahun). Laju sedimentasi danau dapat diperkirakan dengan dua macam pendekatan (Sasangka, 2014), yaitu : 1. Pendekatan hidrografik dilakukan dengan cara pengukuran kapasitas danau yang masih tersisa secara langsung sehingga memberikan hasil yang lebih realistis; 2. Pendekatan hidrologi merupakan pendekatan dengan cara perkiraan akumulasi volume sedimen tahunan yang dihitung menggunakan USLE. Umur layanan danau dapat diperkirakan dengan menghitung sedimen yang masuk ke danau. Sedimen yang masuk ke danau tidak semunya mengendap, sehingga dibutuhkan perhitungan efisiensi tangkapan sedimen. Efisiensi tangkapan sedimen suatu danau didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah sedimen yang tertahan dengan jumlah sedimen yang masuk (Susilo, 2001). Umur danau ditentukan oleh sedimen yang mengendap di kapasitas mati. Volume sedimen yang terendapkan di dalam danau tergantung pada efisiensi tangkapan sedimen dan kepadatannya. Efisiensi tangkapan sedimen pada umumnya tergantung pada kecepatan jatuh partikel sedimen, kapasitas danau, bentuk danau, dan aliran yang masuk (Yang, 1996 dalam Susilo, 2001).
12
1.6
Penelitian Sebelumnya Listrik merupakan kebutuhan utama untuk masyarakat modern dalam
melakukan aktivitasnya. Listrik dapat dihasilkan melalui berbagai sumber, salah satunya berupa air. PLTA Garung merupakan perusahan yang menghasilkan listrik untuk daerah Jawa dan Bali melalui tenaga penggerak air. Air yang digunakan untuk memutar turbin PLTA Garung berasal dari Danau Menjer. Danau Menjer merupakan salah satu danau vulkanik yang berada di dalam DTA Menjer. Penutup lahan dominan yang berupa ladang menyebabkan Danau Menjer menjadi rentan untuk mengalami sedimentasi. Oleh karena itu, penelitian ini mengenai evaluasi umur layanan yang fokus dalam menghitung erosi di DTA Menjer dan sedimentasi di Danau Menjer. Penelitian-penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan umur suatu bangunan air, erosi, dan sedimentasi telah banyak dilakukan. Berdasarkan Tabel 1.2 terdapat lima penelitian yang dijadikan rujukan dalam penelitian ataupun dijadikan pembanding dalam penelitian. penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya memiliki kesamaan dan perbedaan dengan penelitian tentang evaluasi umur layanan Danau Menjer. Kesamaan penelitian ini dengan penelitan yang telah dilakukan sebelumnya adalah kesamaan tempat dengan Ariyanti, dkk., (2012) yaitu di Danau Menjer. Penelitian yang dilakukan Ariyanti, dkk., bertujuan untuk mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan umur layanan Danau Menjer sampai 650 tahun lagi dengan menggunakan metode kualitatif dari data penelitian sebelumnya dan dideskripsikan
menurut
pemahaman
peneliti.
Penelitian
Ariyanti,
dkk.,
menghasilkan temuan berupa alasan panjangnya umur layanan Danau Menjer disebabkan oleh konstruksi bangunan pelengkapnya. Kesamaan lainnya penelitian ini adalah menggunakan metode perhitungan efisiensi tangkapan sedimen (Te) yang dimodifikasi oleh Susilo (2001). Susilo mencoba untuk mengkaji dan memodifikasi metode efisiensi tangkapan sedimen pada beberapa waduk di Jawa dengan metode kuantitatif dan analisis regresi (R-Square, RSME, dan kapabilitas). Hasil dari penelitian Susilo adalah modifikasi rumus dari beberapa metode tentang efisiensi tangkapan sedimen.
13
Perbedaan penelitian ini dengan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya adalah metode yang peneliti pakai merupakan metode gabungan dari hasil tinjauan beberapa literatur berupa buku dan jurnal. Wulandari (2007) melakukan penelitian berjudul penanganan sedimentasi di Waduk Mrica dengan tujuan mengetahui penenganan sedimentasi yang tepat. Metode yang digunakan Wulandari adalah kualitatif dari data penelitian sebelumnya dan dideskripsikan menurut pemahaman peneliti sehingga menghasilkan penanganan sedimentasi di Waduk Mrica dapat dilakukan dengan mengurangi tekanan penduduk di daerah hulu, meningkatkan kesadaran masyarakat, penghijauan, dan penggolontoran sedimen yang mengendap di Waduk Mrica. Solihudin, dkk., (2011) melakukan penelitian dengan judul prediksi laju sedimentasi di Perairang Pemangkat Sambas Kalimantan Barat dengan tujuan mengetahui arah pergerakan sedimen dan besaran muatan sedimen. metode yang digunakan adalah pemodelan Mike21 Flow Model FM dan model transportasi sedimen lumpur, sehingga menghasilkan data proses sedimentasi dengan muatan 21347 kg. Penelitian lainnya adalah Soeprobowati (2012) yang berjudul peta batimetri Danau Rawa Pening dengan tujuan membuat peta batimetri Danau Rawapening
sebagai
landasan
penelitian
limnologi
dan
pengembangan
pengelolaan Danau Rawapening. Metode yang digunakan adalah kuantitatif berdasarkan pemetaan dasar danau dengan sistem akuistif aktif dan sistem akuistik pasif, sehingga dapat menghasilkan peta batimetri Danau Rawapening.
14
Tabel 1.2 Perbandingan Penelitian Sebelumnya dengan Penelitian Sekarang No. Peneliti 1 Vicky Ariyanti, Faizal Adicondro, dan Muhammad Syamsudin 2
Edy Susilo
3
Dyah Ari Wulandari
4
Tri Retnaningsih Soeprobowati
Lokasi, Tahun Danau Menjer, 2012
Judul Penelitian Garung Dam on Menjer Lake “Planned” of Last 650 Year
Beberapa waduk di Jawa, 2001 Waduk Mrica, 2007
Kajian Efisiensi Tangkapan Sedimen
Danau Rawapening, 2012
Peta batimetri Danau Rawapening
Penanganan Sedimentasi Waduk Mrica
Tujuan Mengetahui faktorfaktor yang menyebabkan umur layanan Danau Menjer sampai 650 tahun Mengkaji metode penentu efisiensi tangkapan sedimen Mengetahui penanganan sedimentasi yang tepat
Metode Kualitatif, menggunakan data dari penelitian sebelumnya kemudian dideskripsikan menurut pemahaman peneliti Kuantitatif, analisis regresi (R-square, RSME, Kapabilitas) Kualitatif, menggunakan data dari penelitian sebelumnya kemudian dideskripsikan menurut pemahaman peneliti
Membuat peta batimetri Danau Rawapening sebagai landasan penelitian limnologi dan pengembangan pengelolaaannya agar fungsinya tetap optimal
Kuantitatif, metode akustik berdasarkan perambatan suara, sehingga ada sistem akustik aktif dan sistem akustik pasif
Hasil Faktor-faktor yang menentukan lamanya umur layanan Danau Menjer adalah konstruksi bangunan Modifikasi rumus perhitungan efisiensi tangkapan sedimen Penanganan sedimentasi di Waduk Mrica dapat dilakukan dengan mengurangi tekanan penduduk di daerah hulu, peningkatan kesadaran masyarakat, penghijauan, dan penggelontoran Peta batimetri Danau Rawapening
15
Lanjutan Tabel 1.2 Perbandingan Penelitian Sebelumnya dengan Penelitian Sekarang No.
Peneliti
5
Solihuddin, Eva Mustika Sari, dan Gunardi Kusumah
6
Dwi Yanti Amalia
Lokasi, Tahun Sambas Kalimantan Barat, 2011
Danau Menjer, 2016
Judul Penelitian Prediksi Laju Sedimentasi di Perairan Pemangkat, Sambas Kalimantan Barat Menggunakan Metode Pemodelan Evaluasi Umur Layanan Danau Menjer Yang Berfungsi Sebagai Plta Garung Kabupaten Wonosobo, Provinsi Jawa Tengah
Tujuan
Metode
Hasil
Mengetahui arah pergerakan sedimen dan besaran muatan sedimen
Kuantitatif, pemodelan menggunakan Model Mike 21 Flow Model FM dan Modul Transpor Sedimen Lumpur
Perairan Pemangkat memiliki proses sedimentasi yang cukup tinggi dengan muatan sedimen sebesar 21347 kg
Menganalisis Erosi yang terjadi di DTA Menjer dan mengevaluasi umur layanan Danau Menjer yang berfungsi sebagai PLTA Garung.
Kuantitatif, pengukuran erosi dengan USLE, SDR, pemetaan batimetri, efisiensi tangkapan sedimen, dan umur layanan danau
Total Erosi yang tejadi di DTA Menjer diasumsikan sebesar 27.994,49 ton/tahun. Evaluasi umur layanan Danau Menjer menunjukan Danau Menjer masih dapat beroperasi sampai tahun 2255.
16
1.7
Kerangka Pemikiran Objek penelitian ini adalah evaluasi umur layanan Danau Menjer yang
berfungsi sebagai PLTA Garung di Kabupaten Wonosobo Provinsi Jawa Tengah. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis erosi yang terjadi di DTA Menjer sehingga dapat mengevaluasi umur layanan Danau Menjer. Selain itu, penelitian ini juga memberikan gambaran pengelolaan Danau Menjer sehingga menjadi optimal. Erosi merupakan pengikisan permukaan lahan yang akan berpindah dari satu tempat ketempat lainnya. Erosi masuk dalam proses degradasi atau penurunan kualitas suatu lahan karena terjadinya erosi. Erosi yang terjadi di DTA Menjer dikontrol oleh hujan, tanah, lereng, penutup lahan, dan tindakan konservasi. Hujan yang jatuh ke permukaan tanah akan menyebabkan terjadinya erosi percik seperti pedestal. Hujan yang jatuh akan membentuk sebuah aliran yang menyebabkan terjadinya erosi lembar dan alur. Satu aliran dengan aliran lainnya akan bertemu sehingga menghasilkan aliran yang lebih besar dan menyebabkan terjadinya erosi parit dan erosi tebing. Hujan yang jatuh pada tanah akan menghasilkan besar erosi yang berbeda apabila berbeda pula jenis tanahnya. Tanah dengan agrerat kuat bertekstur lempung akan sulit untuk tererosi jika dibandingkan dengan tanah agrerat lemah bertekstur pasir. Lereng merupakan faktor topografi yang paling berpengaruh terhadap erosi. Kemiringan lereng berpengaruh pada kecepatan aliran dan volume limpasan sedangkan panjang lereng berpengaruh pada akumulasi volume limpasan permukaan. Kemiringan dan panjang lereng yang semakin besar akan menimbulkan erosi yang semakin tinggi dan sebaliknya. Penutup lahan dan tindakan konservasi merupakan faktor erosi yang dominan dipengaruhi oleh kegiatan manusia. Kegiatan manusia dalam usaha pertanian umunya akan mempercepat laju erosi. Hujan yang jatuh ke tanah kosong dan tidak ditanami akan langsung mengalir sebagai aliran permukaan dan membawa sedimen sedangkan hujan yang jatuh pada tanah bervegatasi akan tertahan terlebih dahulu di vegetasi sebelum mengenai tanah. Tindakan konservasi merupakan suatu tindakan atau usaha untuk memperkecil laju erosi. Tindakan konservasi
17
disesuaikan dengan kondisi lahan yang akan dikonservasi. Tindakan konservasi dapat dilakukan dengan berbagai metode yaitu metode vegetatif, metode mekanik, maupun metode kimia. Erosi yang terjadi di DTA Menjer akan menggerus permukaan lahan lalu mentransporkan materialnya. Material hasil erosi disebut dengan sedimen. tidak semua sedimen akan masuk ke dalam Danau Menjer namun ada beberapa yang mengendap di cekungan lereng maupun masuk ke sungai di sekitar DTA. Sedimen yang kemudian masuk ke dalam Danau akan perlahan-lahan mengedap di Dasar maupun di lereng danau. Sedimentasi adalah proses agradasi berupa penimpunan sedimen di dasar. Sedimentasi yang terjadi dapat menyebabkan pendangkalan. Pendangkalan menyebabkan berkurangnya umur danau yang telah diprediksi sebelumnya, sehingga diperlukan evaluasi umur layanan danau. Hasil dari evaluasi umur layanan Danau Menjer diperlukan untuk sebagai salah satu rekomendasi dalam pengelolaan Danau Menjer. Pengelolaan dibagi menjadi dua bagian yaitu pengelolaan daerah tangkapan air yang terindikasi memiliki laju erosi tertinggi dengan meningkatkan tindakan konservasi. Pengerukan secara periodik pada bak penampung sedimen Sungai Serayu-Klakah dapat mengurangi sedimen dari Sungai Serayu-Klakah tidak ikut masuk ke dalam Danau Menjer. Berdasarkan uraian yang telah dibuat maka dapat dibentuk sebuah diagram kerangka pemikiran seperti pada Gambar 1.5. Hujan
Tanah
Lereng
Penutup Lahan
Tindakan Konservasi
Erosi di DTA Menjer Peningkatan sedimentasi di Danau Menjer Mempengaruhi pasokan air bagi PLTA Garung Evaluasi umur layanan Danau Menjer Pengelolaan Danau Menjer menjadi optimal Gambar 1.5 Kerangka Pemikiran
18
1.8
Batasan Operasional Danau merupakan cekungan di permukaan bumi yang terisi air dan
ekosistem perairan tawar yang tergenang dengan ukuran yang lebih besar dari kolam (Soeprobowati, 2012). Erosi adalah proses pelapukan tanah atau bahan batuan yang kemudian berpindah dari suatu tempat di permukaan bumi dan sering dibedakan menurut penyebabnya dan sumbernya (Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Air, 2009). Universal Soil Loss Equation (USLE) adalah suatu persamaan untuk memperkirakan kehilangan tanah yang dikembangkan oleh Smith dan Wichmeier tahun 1978 (Hardjoamidjojo dan Sukartaatmadja, 2008). Sedimet Delivery Ratio (SDR) adalah jumlah sedimen yang terangkut ke dalam danau terhadap jumlah erosi yang terjadi di dalam DTA (Arsyad, 2012). Sedimentasi adalah proses pengendapan bahan yang terbawa aliran pada alur-alur sungai atau hasil pengikisan permukaan lahan oleh energi hujan sebagai akibat dari proses erosi (Ilyas, 2002). Kapasitas mati adalah volume tampungan air yang ditahan di bawah genangan normal sehingga sedimen tidak boleh melewati batas tampungan mati apabila dibagian atasnya terdapat alur buangan untuk air PLTA (Kinsley dan Franzini, 1979). Efisiensi tangkapan sedimen suatu danau didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah sedimen yang tertahan di dalam danau dengan jumlah sedimen yang masuk (Susilo, 2001). Prediksi umur layanan danau adalah salah satu tindakan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan sedimen untuk mengisi kapasitas mati. Seiring bertambahnya umur danau, maka kapasitas mati juga semakin berkurang, sehingga akan mempengaruhi pelaksanaan operasional danau (Setiawan, 2010).
19