DESAIN KAPASITAS PRODUKSI LISTRIK BERDASARKAN DEBIT ANDALAN BERKELANJUTAN DI DAERAH ALIRAN SUNGAI CIDANAU
RENNY SEPTIANI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Desain Kapasitas Produksi Listrik Berdasarkan Debit Andalan Berkelanjutan di Daerah ALiran Sungai Cidanau adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2013 Renny Septiani NIM F44090021
ABSTRAK RENNY SEPTIANI. Desain Kapasitas Produksi Listrik Berdasarkan Debit Andalan Berkelanjutan di Daerah Aliran Sungai Cidanau. Dibimbing oleh MUHAMMAD YANUAR JARWADI PURWANTO. Perencanaan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) merupakan salah satu hal penting dalam alokasi sumber daya air di kawasan perdesaan. Perencanaan PLTMH yang diteliti ini, berlokasi di Desa Kubang Baros, Kecamatan Cinangka, Kabupaten Serang, Banten. Dalam perencanaan PLTMH, selain perencanaan desain kapasitas produksi listrik perlu diketahui kondisi eksisting alokasi sumber daya air di kawasan hulu PLTMH. Alokasi sumber daya air diperhitungkan dengan memprediksi jumlah kebutuhan air di kecamatan Cinangka, Padarincang dan Ciomas pada tahun 2050. Perhitungan kebutuhan air ini bertujuan agar jumlah air yang tersedia dapat terus dipergunakan dalam jangka waktu yang lama. Sehingga alokasi sumber daya air dapat berjalan secara berkelanjutan dan tetap terjaga. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa DAS Cidanau menghasilkan debit andalan sebesar 3.51 m3/detik dengan total prediksi kebutuhan air pada tahun 2050 yaitu sebesar 2.1 m3/detik. Sehingga pada perencanaan desain kapasitas produksi listrik PLTMH ini menghasilkan daya sebesar 307.74 kW. Kata Kunci: Debit Andalan Berkelanjutan, Kapasitas Produksi Listrik.
ABSTRACT RENNY SEPTIANI. Design of Electrical Production Capacity By Reliability Discharge of Cidanau Watershed. Supervised by MUHAMMAD YANUAR JARWADI PURWANTO. Planning development Project of Micro Hydro Power (PMHP) is one of the important thing in the allocation of water resources in rural areas. Planning PMPH observed located in Kubang Baros Village, Serang District, Banten. In planning PMPH, besides planning design capacity of the production electricity, need to know the condition of existing allocation of water resources in the upstream areas. Allocation of water resources accounted by predict water demand for region subdistrict Cinangka, Padarincang and Ciomas in 2050. Calculation water needs aims to the amount of water available can sustain to be used in a long time. So, the allocation for water resources can be run in sustainable and stable. Based on the results of the study determined that the Cidanau Watershed produce reliability discharge equal to 3.51 m3/sekon, with a prediction of water requirement in 2050 is 2.1 m3/sekon. The conclusion for this planning design of electrical production capacity produces electrical power equal to 387.91 kW. Keywords: Reliability Discharge, Electrical Design Capacity Production
DESAIN KAPASITAS PRODUKSI LISTRIK BERDASARKAN DEBIT ANDALAN BERKELANJUTAN DI DAERAH ALIRAN SUNGAI CIDANAU
RENNY SEPTIANI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Desain Kapasitas Produksi Listrik Berdasarkan Debit Andalan Berkelanjutan di Daerah Aliran Sungai Cidanau. Nama : Renny Septiani NIM : F44090021
Disetujui oleh Pembimbing Akademik
Dr.Ir.M.Yanuar Jarwadi Purwanto, MS., IPM NIP. 19590425 198303 1 002
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur diucapkan atas kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Penelitian dengan judul “Desain Kapasitas Produksi Listrik Berdasarkan Debit Andalan Berkelanjutan di Daerah Aliran Sungai Cidanau” dilaksanakan pada bulan Maret-Juli. Pada kesempatan ini disampaikan ucapan terima kasih kepada Dr.Ir.M.Yanuar Jarwadi Purwanto, MS.,IPM yang telah membimbing, memberikan banyak ilmu dan pengalamannya serta dukungan sehingga penelitian ini dapat terselesaikan. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada: 1. Dr. Satyanto Krido Saptomo, S.TP,M.Si dan Sutoyo, S.TP.,M.Si sebagai dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan dan saran dalam penelitian ini. 2. Keluarga: ayahanda Ruslan Effendi, ibunda Darsiyem, Rosda Lia Yanti dan Muhammad Budi Darmansyah yang telah memberikan kasih sayang, dukungan dan doa. 3. Para dosen dan staf di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB 4. Rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB 5. Rekan-rekan seperjuangan Azyra, Ikatan Keluarga Mahasiswa Bumi Sriwijaya „46 dan semua pihak yang telah membantu selama proses pembuatan proposal ini. Saran dan kritik sangat diharapkan dalam proses perbaikan dan pembelajaran yang dilakukan guna membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Semoga ide yang disampaikan dalam skripsi ini dapat tersampaikan dengan baik dan memberikan manfaat bagi mahasiswa dan pembaca. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih.
Bogor, Juli 2013 Renny Septiani
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Daerah Aliran Sungai
2
Ketersediaan Air
3
Debit Andalan Berkelanjutan
4
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
5
Perencanaan Daya Listrik
7
METODE
7
Waktu dan Tempat
7
Alat dan Bahan
8
Prosedur Penelitian
8
Metode Penelitian
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
14
Karakteristik DAS
14
Analisis Ketersediaan Air DAS Cidanau
15
Analisis Kebutuhan Air
16
Analisis Daya Listrik
17
SIMPULAN DAN SARAN
18
Simpulan
18
Saran
19
DAFTAR PUSTAKA
19
LAMPIRAN
21
DAFTAR TABEL 1 2 3 4 5
Daerah operasi turbin Hubungan suhu dengan parameter Δ dan σTa4 (Mock 1973 dalam Kadir 2010) Koefisien albedo untuk berbagai tutupan lahan (Triatmodjo 2008) Nilai tekanan uap air jenuh terhadap suhu (Triatmodjo 2008) Nilai singkapan lahan (m)
6 9 10 10 11
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4
Komponen pokok mikrohidro Diagram alir penelitian Diagram alir perhitungan debit FJ Mock Hasil perhitungan debit andalan
7 8 13 16
DAFTAR LAMPIRAN 1 Grafik curah hujan tahunan DAS Cidanau tahun 1996-2006 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Lokasi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro Cidanau Peta Administrasi DAS Cidanau Data temperatur rata-rata bulanan periode 1996-2006 (0C) Data kelembaban relatif rata-rata bulanan periode 1996-2006 (%) Data kecepatan angin rata-rata bulanan Periode 1996-2006 (km/jam) Data Lama Penyinaran Rata-rata Bulanan Periode 1996-2006 (%) Data Radiasi Terestrial Ekstra (Ra) yang menunjukkan evaporasi ekuivalen (mm/hari) Perkiraan nilai persentase lahan terbuka dengan menggunakan Citra Landsat Perkiraan nilai persentase lahan terbuka dengan menggunakan software Google Earth Contoh, urutan dan hasil perhitungan debit andalan FJ Mock Contoh, urutan dan hasil perhitungan debit andalan FJ Mock Lanjutan Rekapitulasi perhitungan debit andalan FJ Mock Skema Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Cidanau
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Dewasa ini sejalan dengan perkembangan sosial, budaya, ekonomi dan informasi, listrik merupakan salah satu kebutuhan penting bagi masyarakat baik di kota besar maupun bagi masyarakat terpencil di perdesaan. Permasalahan yang terjadi saat ini adalah terbatasnya kemampuan PLN dalam menyediakan tenaga listrik kepada masyarakat Indonesia. Berdasarkan data Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi (DJLPE) pencapaian rasio elektrifikasi baru mencapai 64 % dan rasio desa berlistrik mencapai 88 % dari total sekitar 66,000 desa pada tahun 2008. Di sisi lain Indonesia memiliki begitu banyak potensi air yang belum termanfaatkan secara optimal yaitu sekitar 75.67 GW, namun baru sekitar 4.2 GW termanfaatkan dan diantaranya potensi untuk mini atau mikrohidro sekitar 450 MW yang termanfaatkan sekitar 230 MW terpasang sampai pada tahun 2008. Salah satu kasus yang terjadi ialah berkurangnya pasokan listrik bagi masyarakat desa sekitar Kubang Baros provinsi Banten. Perencanaan pembangunan energi berskala kecil merupakan hal penting dalam alokasi sumber daya air untuk menyediakan energi listrik di kawasan perdesaan. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan perencanaan proyek pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Cidanau. Mikrohidro merupakan salah satu pembangkit listrik skala kecil yang ditujukan untuk daerah-daerah pedesaan dengan memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air sebagai tenaga penggeraknya seperti saluran irigasi, sungai atau air terjun. Mikrohidro dapat dimanfaatkan pada ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketinggian air 2.5 m dapat dihasilkan listrik 400 W. Potensi pemanfaatan mikrohidro secara nasional diperkirakan mencapai 7,500 MW, sedangkan yang baru dimanfaatkan sekitar 600 MW (Yapeka 2010). Walaupun potensi energi yang dihasilkan tidak terlalu besar, namun mikrohidro dapat dipertimbangkan untuk memperluas jangkauan listrik di seluruh pelosok nusantara. PLTMH Cidanau merupakan suatu proyek perencanaan pembangunan listrik dari Pemerintah Daerah Banten, guna memenuhi kebutuhan listrik masyarakat desa Kubang Baros dan sekitarnya yang direncanakan akan dibangun dengan memanfaatkan sumber air Cidanau. Pada perencanaan ini pun dilakukan pertimbangan debit andalan berkelanjutan, dimana debit yang diperhitungkan diperkirakan pula dengan besar kebutuhan air yang diperlukan di kawasan hulu di masa yang akan datang. Pembangunan PLTMH ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan listrik dan meningkatkan kegiatan ekonomi masyarakat Banten sehingga tercipta kemakmuran dan kesejahteraan masyarakat. Melalui penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan desain perencanaan kapasitas PLTMH Cidanau sehingga dapat terealisasikan secara nyata.
2 Perumusan Masalah Penelitian ini dilakukan untuk perencanaan pembangunan PLTMH Cidanau guna memenuhi kebutuhan listrik dan meningkatkan kegiatan ekonomi masyarakat Banten. Adapun rumusan masalah yang akan dibahas adalah sebagai berikut: 1. Debit yang dihasilkan dari aliran sungai Cidanau 2. Daya listrik yang dapat dihasilkan dari aliran sungai Cidanau
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Menganalisis debit andalan daerah aliran sungai Cidanau. 2. Mendesain kapasitas produksi listrik pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Cidanau.
Manfaat Penelitian Manfaat hasil penelitian ini: 1. Memberikan informasi mengenai besarnya debit andalan dan daya listrik yang dihasilkan pada DAS Cidanau 2. Memberikan bahan evaluasi dan rekomendasi mengenai sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Cidanau.
Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup dari penelitian ini: 1. Pembangkit Listrik Mikrohidro ini berlokasi di desa Kubang Baros, Kecamatan Cinangka, Kabupaten Serang, Banten. 2. Penelitian ini membahas tentang debit andalan DAS Cidanau dan desain kapasitas produksi listrik pada Pembangkit Listrik Mikrohidro.
TINJAUAN PUSTAKA Daerah Aliran Sungai Daerah aliran sungai (DAS) adalah daerah yang dibatasi oleh punggungpunggung gunung atau pegunungan dimana air hujan yang jatuh di daerah tersebut akan mengalir menuju sungai utama pada suatu titik atau stasiun yang ditinjau. DAS dapat ditentukan dengan menggunakan peta topografi yang dilengkapi dengan garis-garis kontur. Garis-garis kontur dipelajari untuk menentukan arah aliran limpasan permukaan. Limpasan berasal dari titik tertinggi menuju titik yang lebih rendah dalam arah tegak lurus dengan garis-garis kontur (Triatmodjo 2008).
3 Suatu DAS dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu bagian hulu, tengah, dan hilir. Bagian hulu berfungsi sebagai konservasi yang dikelola untuk mempertahankan kondisi lingkungan DAS. Sedangkan bagian tengah dan hilir berfungsi untuk pemanfaatan air sungai yang dikelola untuk kepentingan sosial dan ekonomi. Luas DAS dapat diperkirakan dengan mengukur daerah DAS pada peta topografi atau menggunakan software terbaru saat ini. Luas DAS sangat mempengaruhi debit sungai. Pada umumnya, jika semakin besar DAS semakin besar jumlah limpasan permukan sehingga semakin besar pula aliran permukaan atau debit sungai (Triatmodjo 2008). Pada dasarnya, DAS berfungsi untuk menangkap dan menampung air hujan, sebagai daerah resapan, daerah penyimpanan air dan tempat pengaliran air. Namun, seiring berjalannya waktu, berbagai upaya dilakukan untuk memanfaatkan DAS yang ada untuk memenuhi kebutuhan manusia dan meningkatkan taraf hidup manusia (Adhisyah 2003).
Ketersediaan Air Ketersediaan air adalah jumlah air (debit) yang diperkirakan terus menerus ada di suatu lokasi (bendung atau bangunan air lainnya) di sungai dengan jumlah tertentu dan dalam jangka waktu (periode) tertentu (Direktorat Irigasi 1980 dalam Triatmodjo 2008). Air yang tersedia tersebut dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti, air baku yang meliputi air domestik (air minum dan rumah tangga), air non domestik (perdagangan, perkantoran), industri, pemeliharaan sungai, peternakan, perikanan, irigasi dan pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Pada PLTA, air hanya dilewatkan untuk memutar turbin dan setelah itu dapat dimanfaatkan untuk keperluan lainnya. Debit aliran sungai adalah jumlah air yang mengalir melalui tampang lintang sungai tiap satu satuan waktu yang dinyatakan dalam satuan meter kubik (m3). Dikarenakan debit aliran sungai yang sangat bervariasi dari waktu ke waktu, maka diperlukan data pengamatan debit dalam waktu yang panjang. Debit di suatu lokasi dapat diperkirakan dengan menggunakan berbagai cara, antara lain: a. Pengukuran di lapangan, dilakukan dengan membuat stasiun pengamatan atau dengan mengukur debit di bangunan air, seperti bendung dan peluap. b. Berdasarkan data debit dari stasiun terdekatnya. c. Berdasarkan data hujan, misalnya dalam analisis hubungan-limpasan dan analisis hidrograf. Debit aliran sungai berasal dari hujan yang jatuh di das, sehingga dengan mengetahui kedalaman hujan dan kehilangan air akan dapat diperkirakan debit aliran yang terukur dalam satu periode pendek. Berdasarkan data tersebut, dibuatlah suatu persamaan yang mengambarkan hubungan limpasan dan analisis hidrograf. Metode Regresi, Mock dan Model Tangki adalah contoh metode yang biasanya digunakan untuk menurunkan debit bulanan atau setengah bulanan. d. Berdasarkan pembangkitan data debit dengan menggunakan model deret berkala Dalam perencanaan PLTMH Cidanau ini, dikarenakan minimnya data maka metode perhitungan debit dilakukan dengan menggunakan metode simulasi
4 perimbangan air FJ Mock. Metode ini ditemukan oleh Dr. F.J.Mock pada tahun 1973. Metode ini didasarkan pada fenomena alam di beberapa tempat di Indonesia. Dengan menggunakan metode ini, besarnya aliran dari data curah hujan, karakteristik hidrologi daerah pengaliran dan evapotranspirasi dapat dihitung. Pada dasarnya metode ini dideskripsikan sebagai hujan yang jatuh pada catchment area sebagian akan hilang sebagai evapotranspirasi, sebagian akan langsung mengalir menjadi aliran permukaan (direct run off) dan sebagian lagi akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Pada awal infiltrasi, top soil akan mengalami penjenuhan, kemudian menjadi perkolasi membentuk air bawah tanah (ground water) dan akan keluar ke sungai sebagai aliran dasar (base flow).
Debit Andalan Berkelanjutan Debit andalan berkelanjutan merupakan suatu nilai debit andalan yang diperhitungkan dengan mengurangi debit andalan saat ini (aktual) dengan selisih antara kebutuhan air di masa yang akan datang (prediksi) dengan kebutuhan air saat ini. Debit andalan adalah debit minimum sungai dengan besaran tertentu yang mempunyai kemungkinan terpenuhi untuk berbagai keperluan. Diantaranya untuk keperluan irigasi, debit minimum sungai kemungkinan terpenuhi ditetapkan 80%, sedangkan untuk keperluan air baku ditetapkan 90% (Triatmodjo 2008). Makin besar persentase andalan menunjukkan makin penting pemakaiannya dan menunjukkan prioritas yang makin awal yang harus diberi air. Dalam menentukan debit andalan dapat dilakukan dengan beberapa metode yang disesuaikan dengan data yang tersedia. Data yang tersedia dapat berupa seri data debit yang panjang dimiliki oleh setiap stasiun pengamatan debit sungai maupun seri data curah hujan minimal selama 10 tahun. Metode yang sering digunakan untuk analisis debit andalan adalah metode statistik rangking menggunakan analisis frekuensi atau probabilitas dengan rumus Weibull. Saat ini, kebutuhan air baku harus dilihat berdasarkan kondisi dan letak DAS yang ada. Jika kebutuhan air yang diperlukan berada di hilir, maka kondisi DAS di sekitarnya harus diperhatikan baik dari jumlah penduduk dan kegiatan yang dilakukan masyarakat. Untuk itu, perlu adanya perhitungan jumlah kebutuhan air penduduk aktual dan prediksi kebutuhan air. Dalam perhitungan kebutuhan air ini, terbagi menjadi lima sektor (BPSDA 2006), yaitu sektor domestik, pertanian, industri, peternakan, dan perikanan. Namun, dalam penelitian ini, ada empat faktor yang dianggap mempengaruhi jumlah pemakaian air dari sungai Cidanau yaitu jumlah penduduk, pertanian, peternakan dan industri di kecamatan Cinangka, Padarincang dan Ciomas. Perhitungan kebutuhan air ini dilakukan dengan metode pendekatan eksponensial yang telah direkomendasikan di dalam buku Pedoman Perencanaan Sumber Daya Air Wiayah Sungai yang telah diterbitkan Direktorat Jenderal Sumber Daya Air tahun 2001. Prediksi jumlah kebutuhan air di masa yang akan datang tersebut dianalisis lebih lanjut dalam Wianti (2013).
5 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) merupakan suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti saluran irigasi, sungai atau air terjun dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikrohidro berasal dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin, dan generator. Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu. Pada dasarnya, mikrohidro memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head) dan jumlah air (debit). Semakin tinggi jatuhan air maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Disamping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi. Air dialirkan melalui sebuah pipa pesat ke dalam rumah pembangkit yang pada umumnya dibangun di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro yang akan menghasilkan energi mekanik. Energi mekanik diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator. Energi listrik yang dihasilkan dari PLTMH relatif kecil dibandingkan dengan PLTA skala besar, misalnya dengan ketinggian air 2.5 meter dapat menghasilkan listrik sebesar 400 watt. Sehingga peralatan yang digunakan dalam instalasi dan pengoperasian mikrohidro relatif sederhana dan areal yang terlayani dapat menjangkau daerah-daerah terpencil dan pedesaan. Beberapa keuntungan pada pembangkit listrik tenaga listrik mikrohidro antara lain (Soetarno 1975): a. Biaya yang dikeluarkan dalam pengoperasian PLTMH cukup murah karena menggunakan energi alam. b. Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan. c. Tidak menimbulkan pencemaran (kerusakan lingkungan). d. Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan. e. Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air tetap terjamin. Komponen penting dalam pembangunan PLTMH, terdiri dari: 1. Bendung dan intake (Diversion Weir and Intake) Bendung berfungsi untuk menaikkan atau mengontrol tinggi air dalam sungai secara signifikan sehingga memiliki jumlah air yang cukup untuk dialihkan ke dalam intake pembangkit mikrohidro di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap (Settling Basin). Sedangkan intake berfungsi untuk memisahkan air dari sungai untuk dialirkan ke dalam saluran pembangkit. 2. Bak pengendap (Settling Basin) Bak pengendap adalah tempat penyalur yang menghubungkan intake dengan bak pengendap sehingga panjangnya harus dibatasi. Bak pengendap berfungsi untuk:
6
3.
4.
5.
6.
a. Mengatur aliran air dari saluran penyalur untuk mencegah terjadinya kolam pusaran dan aliran turbulen serta mengurangi kecepatan aliran yang masuk ke bak pengendap. b. Untuk mengendapkan sedimen. c. Sebagai spillway yang mengalirkan aliran masuk ke bagian bawah dimana mengalir dari intake. Saluran Pembawa (Channel/ headrace) Saluran pembawa menyalurkan air dari intake menuju bak penenang atau tempat mulainya penstock. Saluran pembawa dirancang berupa saluran terbuka yang mengikuti kontur permukaan bukit untuk menjaga energi dari aliran air yang disalurkan. Bak Penenang (Headtank) Bak penenang berfungsi sebagai penyaring terakhir seperti settling basin yaitu untuk menyaring benda-benda yang masih tersisa dalam aliran air. Selain itu, merupakan tempat permulaan pipa pesat (penstock) yang mengendalikan aliran menjadi minimum. Pipa Pesat (Penstock) Pipa pesat adalah pipa yang berfungsi untuk mengalirkan air dari bak penenang. Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah turbin air yang terdapat di dalam rumah pembangkit. Rumah Pembangkit Rumah pembangkit merupakan rumah sederhana yang berisi peralatan utama pengubah energi potensial air menjadi energi listrik yaitu turbin, generator beserta panel-panel listrik dan sistem kontrolnya. Dalam desain rumah pembangkit ini bergantung pada jenis dan tipe turbin yang digunakan dan sirkulasi air yang dikeluarkan setelah menggerakkan turbin. Turbin air berperan untuk mengubah energi air (energi potensial, tekanan dan energi kinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Putaran poros turbin ini akan diubah oleh generator menjadi tenaga listrik. Berdasarkan prinsip kerjanya, turbin air dibagi menjadi dua kelompok: a. Turbin implus (cross-flow, pelton & turgo), dimana tekanan pada setiap sisi sudu gerak runnernya pada bagian turbin berputar sama. b. Turbin reaksi (f rancis, kaplanpropeller), digunakan untuk berbagai keperluan (wide range) dengan tinggi terjun menengah (medium head). Tabel 1 Daerah operasi turbin Jenis Turbin Kaplan dan Propeller Francis Pelton Crossflow
Variasi Head (m) 2
Efisiensi 0.8-0.9 0.8-0.9 0.8-0.85 0.7-0.8
7. Saluran Pembuang Akhir Saluran pembuang akhir berfungsi untuk mengalirkan air ke saluran pembuangan akhir yaitu sungai. Air ini dapat digunakan kembali untuk keperluan masyarakat sekitar dan industri lainnya.
7 Adapun skema PLTMH dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Komponen pokok mikrohidro (Sumber: Kristanto 2007 dalam Kadir 2010)
Perencanaan Daya Listrik Pada prinsipnya pembangkit tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik dengan menggunakan turbin air dan generator. Suatu pembangkit listrik tenaga mikrohidro tergantung dengan debit air, ketinggian (jatuh ketinggian) dan efisiensi. Daya (power) yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan: 𝑃𝑔 = 𝑄𝑑 𝑥 𝑔 𝑥 𝑒𝑓𝑓 𝑥 ƞ 𝑇 .............................................................................. (1) Pg Qd heff g ȠT
= kapasitas daya yang dihasilkan generator (kW) = debit desain setiap unit turbin (m3/detik) = tinggi (head) jatuh air efektif (m) tinggi jatuhan air (gross head) x faktor kehilangan air = konstanta gravitasi (9.81 m2/s) = efisiensi turbin (tabel 1)
METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret-Juli 2013, dimana lokasi PLTMH yang diteliti terletak di desa Kubang Baros, Kecamatan Cinangka,
8 Kabupaten Serang, Banten. Sedangkan pengolahan dan analisis data dilakukan di Institut Pertanian Bogor. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan: 1. Peta administrasi DAS Cidanau 2. Data sekunder berupa data klimatologi yang terdiri dari data curah hujan, suhu, kecepatan angin, kelembapan relatif dan lama penyinaran matahari. 3. Program perhitungan (spreadsheet) debit andalan metode FJ Mock.
Prosedur Penelitian Penelitian ini mengenai desain kapasitas produksi listrik berdasarkan debit andalan berkelanjutan di daerah aliran sungai Cidanau. Tahap pelaksanaan penelitian ini dirangkum dalam diagram alir pada Gambar 2.
Mulai
Studi Literatur
Perumusan Masalah
Data: peta wilayah, data curah hujan, data klimatologi: data suhu, kecepatan angin, kelembaban relatif dan lama penyinaran matahari
Pengolahan dan Analisis Data Perhitungan Kebutuhan Air Tahun 2050
Perhitungan Debit Metode FJ Mock dan Keandalan Weibull
Perhitungan Debit Andalan Berkelanjutan
Perhitungan Daya Listrik di Masyarakat
Simpulan dan Saran
Selesai
Gambar 2 Diagram alir penelitian
9 Metode Penelitian Debit Andalan FJ Mock Analisis ketersediaan air ditujukan untuk memperoleh informasi mengenai potensi atau ketersediaan air di lokasi pekerjaan. Dalam perhitungan ini, dilakukan kajian berdasarkan data catatan debit sungai yang diperoleh dari hasil pengukuran langsung di titik yang ditinjau untuk durasi pengukuran yang lama (tahunan). Dikarenakan data debit sungai yang dibutuhkan untuk durasi pengukuran yang lama tidak tersedia, maka dalam memperkirakan besarnya debit sungai Cidanau dilakukan dengan menggunakan metode empiris FJ Mock dengan input data berupa data curah hujan, suhu, kecepatan angin, kelembapan relatif, lama penyinaran matahari dan evapotransiprasi. Data curah hujan dihitung dengan menggunakan metode aljabar. Hal ini dikarenakan batas DAS Cidanau yang berada diantara beberapa kabupaten, sehingga digunakan tiga stasiun untuk mewakili curah hujan kawasan yaitu stasiun Serang, Padarincang dan Ciomas. Metode ini dilakukan dengan menggunakan persamaan: 𝑝 +𝑝 +𝑝 + … +𝑝
𝑛 𝑃 = 1 2 𝑛3 .................................................................................... (2) P = hujan rerata kawasan = jumlah stasiun n P1, P2,…, Pn = hujan pada stasiun 1, 2, 3,…., n
Data evapotranspirasi diambil dengan melakukan perhitungan evapotranspirasi dengan menggunakan metode Penman. Metode ini bersumber dari Departemen Pekerjaan Umum dan sering digunakan untuk menghitung evapotranspirasi di daerah aliran sungai yang ada di Indonesia. Adapun persamaan-persamaan yang digunakan dalam perhitungan evapotranspirasi dengan menggunakan persamaan (3) sampai dengan (11). 𝐸𝑡 = Et Δ Ea
∆𝐻+0,27 𝐸𝑎 ∆+0,27
..................................................................................................... (3)
= evapotranspirasi (mm/hari) = slope saturated (mmoF/Hg) (tabel 2) = evaporasi (mm/hari)
Tabel 2 Hubungan suhu dengan parameter Δ dan σTa4 (Mock 1973 dalam Kadir 2010) Suhu Δ (mmHg/oF) σTa4 mmH2O/hari
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
0.342
0.385
0.432
0.484
0.541
0.603
0.671
0.746
0.828
0.917
1.013
12.90
13.30
13.70
14.80
14.50
14.90
15.40
15.80
16.20
16.70
17.10
𝐸𝑎 = 𝜇𝐶 ....................................................................................................... (4) 𝜇 = 0.35𝑒𝑑 (1 − ) ...................................................................................... (5) 𝐶 = 1 + 0.0098 𝑈2 ................................................................................... (6) 𝐻 = 𝛼𝛽 − 𝛾𝜀 ............................................................................................... (7) 𝛼 = 𝑅𝑎 (1 − 𝑟) ............................................................................................ (8)
10 h U2 Ra r
= kelembapan relatif = kecepatan angin (mil/hari) = Radiasi terrestrial ekstra (mm/hari) (Lampiran 8) = koefisien albedo (tabel 3) Tabel 3 Koefisien albedo untuk berbagai tutupan lahan (Triatmodjo 2008) No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Jenis Permukaan Air terbuka Batuan Pasir Tanah Kering Tanah Basah Hutan Rumput Rumput Kering Salju Es Tanaman
Albedo (a) 0.05-0.15 0.12-0.15 0.10-0.20 0.14 0.08-0.09 0.05-0.20 0.10-0.33 0.15-0.25 0.9 0.40-0.50 0.2
𝑛
𝛽 = (0.18 + 0.55 𝑁 ) ........................................................................................... (9)
𝛾 = 𝜎𝑇𝑎 4 (0.56 − 0.092𝑒𝑑0,5 ) ..................................................................... (10) 𝑛 𝜀 = (0.10 + 0.90 𝑁 ) ..................................................................................... (11) 𝑒𝑑 = 𝑒𝑎 𝑥 𝑅 ................................................................................................ (12) n/N σTa4 ed ea Rh
= penyinaran matahari (%) = radiasi gelombang panjang (mmH2O/hari) (tabel 2) = tekanan uap jenuh (mmoF/Hg) = tekanan uap air jenuh (mmHg)(tabel 4) = kelembapan relatif (%) Tabel 4 Nilai tekanan uap air jenuh terhadap suhu (Triatmodjo 2008) Suhu (oC) 10 15 20 25 30 35
mmHg 9.20 12.28 17.53 23.75 31.82 42.18
Tekanan uap air jenuh (ea) Mmbar 12.27 17.04 23.37 31.66 42.42 56.23
Pa 1,228 1,706 2,339 3,169 4,244 5,625
Setelah data evapotranspirasi diperoleh, metode empiris digunakan untuk mengetahui debit andalan yaitu dengan menggunakan Metode FJ Mock. Metode FJ Mock adalah metode yang digunakan untuk memperkirakan keberadaan air berdasarkan konsep water balance. Adapun persamaan yang dilakukan dalam perhitungan FJ Mock adalah sebagai berikut: 1. Evapotranspirasi Evapotranspirasi dihitung dengan Metode Penman yang dihasilkan adalah besarnya evapotranspirasi potensial (Ep) dengan r (koefisien refleksi) permukaan
11 sesuai dengan permukaan lahan daerah aliran. Hubungan antara evapotranspirasi aktual dan evapotranspirasi potensial adalah sebagai berikut: 𝐸𝑎 = 𝐸𝑝 − 𝑑𝐸 ............................................................................................. (13) Ea Ep dE
= evapotranspirasi aktual (mm/hari) = evapotranspirasi potensial (mm/hari) = perubahan evapotranspirasi dipengaruhi oleh lama hari hujan dan kondisi terbukanya lahan, sehingga panas matahari dapat leluasa menembus permukaan tanah.
Rumus empiris perubahan evapotranspirasi dari Dr. FJ Mock : 𝑚 𝑑𝐸 = 20 (18 − 𝑛) ................................................................................... (14) 𝑑𝐸𝑝
sehingga 𝑚
𝑑𝐸 = 𝐸𝑝 (18 − 𝑛) ............................................................................... (15) 20 n = jumlah hari hujan (hari) m = persentase lahan terbuka atau singkapan lahan. Tabel 5 Nilai singkapan lahan (m) No. 1 2 3 4 5
Kondisi Lahan Daerah terbuka Hutan lebat Lahan sekunder Lahan yang tererosi Lahan pertanian yang diolah
Nilai m (%) 20-40 0-10 10-40 20-50 20-50
Nilai persentase lahan terbuka ini dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: 𝑚=
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑢𝑡𝑢𝑝𝑎𝑛 𝑙𝑎 𝑎𝑛 𝑥 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑠𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑝𝑎𝑛 𝑙𝑎 𝑎𝑛 𝑠𝑒𝑡𝑖𝑎𝑝 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑡𝑢𝑡𝑢𝑝𝑎𝑛 𝑙𝑎 𝑎𝑛 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑢𝑡𝑢𝑝𝑎𝑛 𝑙𝑎 𝑎𝑛
.................. (16)
2. Water Balance Kapasitas kelembapan tanah (Soil Moisture Capacity) adalah perkiraan kapasitas kelembapan tanah awal. Nilai ini diperlukan pada saat dimulainya simulasi dan besarnya tergantung dari kondisi porositas lapisan tanah atas dari daerah pengaliran. Biasanya nilai yang digunakan berkisar 50-250 mm, yaitu kapasitas kandungan air tanah dalam per m3. Jika porositas tanah lapisan atas tersebut semakin besar, maka kapasitas kelembapan akan semakin besar pula (Bappenas 2007). Persamaan yang digunakan dalam perhitungan water balance yaitu: 𝑊𝑠 = 𝑅 − 𝐸𝑎 .............................................................................................. (17) Ws = kelebihan air (Water Surplus) (mm) R = curah hujan (mm/bulan) Nilai Ws tidak boleh bernilai negatif. Apabila nilai Ws<0, maka cukup ditulis nol (0).
12 𝑆𝑠 = 𝑆𝑚 −1 + 𝑊𝑠 ........................................................................................ (18) Ss = soil storage (mm) Sm-1 = soil moisture bulan sebelumnya (mm) Jika water surplus bernilai positif, maka soil moisture capacity bernilai 200 mm, tetapi jika water surplus bernilai negatif, maka soil moisture capacity didapat dengan persamaan: 𝑆𝑚 = 𝑆𝑚 −1 + 𝑊𝑠 ...................................................................................... (19) 3. Penyimpanan air tanah (Ground Water Storage) a. Infiltrasi ditaksir berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan daerah pengaliran. Daya infiltrasi ditentukan oleh permukaan lapisan atas dari tanah. Persamaan yang digunakan dalam perhitungan infiltrasi yaitu: 𝐼 = 𝑋 𝑥 𝑊𝑆 ............................................................................. (20) I = Infiltrasi X = Koefisien infiltrasi berkisar antara 0-1.0 b. Penyimpanan air tanah (Ground Water Storage) Pada perhitungan awal, penyimpanan air tanah awal ditentukan berdasarkan kondisi geologi setempat dan waktu. Adapun persamaan yang digunakan yaitu: Pengisian air tanah sebelumnya (Ib): 𝐾 𝑥 𝑉𝑛 −1 ......................... (21) 1 Pengisian air tanah (Igw): 2 𝑥 1 + 𝐾 𝑥 𝐼𝑛 ................................ (22) K = qt/qo adalah faktor resesi aliran air tanah (catchment area recession factor) yang berkisar antara 0-1 Qt = aliran tanah pada waktu t (bulan ke t) Qo = aliran tanah pada awal (bulan ke 0) In = infiltrasi bulan ke n (mm) 4. Total volume tersimpan Dalam perhitungan total volume tersimpan dilakukan dengan menggunakan persamaan, antara lain: 𝑉𝑛 = 𝐼𝑔𝑤 + 𝐼𝑏 ..................................................................................... (23) 𝑑𝑉𝑛 = 𝑉𝑛 − 𝑉𝑛 −1 ............................................................................... (24) 𝐵𝑛 = 𝐼 − 𝑑𝑉𝑛 ...................................................................................... (25) Vn dVn Bn
= volume tersimpan (mm) = perubahan volume tersimpan = aliran air tanah (mm)
5. Aliran permukaan dan debit andalan Aliran permukaan merupakan bagian dari curah hujan yang mengalir di atas permukaan tanah menuju sungai, danau dan lautan (Asdak 1995). Aliran permukaan terjadi apabila intensitas hujan melebihi kapasitas infiltrasi tanah
13 (jenuh air). Persamaan yang digunakan dalam menghitung aliran permukaan, antara lain: 𝐷𝑅𝑜 = 𝑊𝑠 − 𝐼 ................................................................................... (26) 𝑅𝑜 = 𝑊𝑠 − 𝐼 ...................................................................................... (27) 𝑅 𝑄𝑎𝑛𝑑 = 𝑛 𝑜 ..................................................................................... (28) 𝑏𝑢𝑙𝑎𝑛
𝑄𝑎𝑛𝑑 (𝑚3 /𝑑𝑡𝑘/𝑘𝑚2 ) = DRo Ro Qand nbulan
𝑄𝑎𝑛𝑑
𝑚𝑚 𝑎𝑟𝑖
𝑥1000
(24𝑥3600 )
.............................................. (29)
= aliran permukaan langsung (mm) = aliran permukaan (mm) = debit andalan (mm/hari) = jumlah hari per bulan
Adapun diagram alir yang dilakukan dalam perhitungan debit FJ secara rinci dapat dilihat pada Gambar 3. Mulai
Data: curah hujan dan hari hujan bulanan, data evapotranspirasi
Evapotranspirasi Aktual (Ea)
Kelembaban tanah awal pada awal bulan sama dengan akhir bulan (Ss = Sm)
Pengisian Air Tanah Sebelumnya Ib = K x Vn-1
Tanah di bawah kapasitas lapang Ws = 0
Tidak
Ya Ws = R – Ea Jika Δs > 0
Tanah pada kapasitas lapang (Ws = Δs)
Volume Penyimpanan Air Vn = Igw + Ib
Infiltrasi I = X x Ws
Selisih Volume Penyimpanan dVn = Vn-Vn-1
Aliran Air Tanah Bn = I - d Vn
Jumlah Limpasan Ro = Bn + DRo
Aliran Permukaan DRo = Ws - l
Debit Andalan Qand = Ro /nbulan
Gambar 3 Diagram alir perhitungan debit FJ Mock
14 Keandalan Weibull Setelah data debit didapatkan, dilakukan analisis keandalan dengan menggunakan Metode Weibull. Keandalan yang dihitung sebesar 80% untuk perhitungan debit minimum sungai. Debit andalan 80% mempunyai arti bahwa probabilitas debit tersebut dilampaui sebesar 80% dengan kemungkinan kegagalan probabilitas debit dapat dikatakan sebesar 20%. Adapun persamaan yang digunakan dalam perhitungan keandalan Weibull yaitu: 1 𝑊 = 𝑛 𝑥 100 .............................................................................................. (30) W = keandalan Weibull (%) n = jumlah data
Analisis Daya Listrik 𝑄𝐴𝐵 = 𝑄𝑊80% − 𝐾𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟 𝑑𝑖 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛𝑔 ................. (31) QAB = debit andalan berkelanjutan QW80% = debit keandalan weibull Menghitung nilai daya listrik menggunakan persamaan (1)
HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik DAS Secara administratif DAS Cidanau terletak di 5 Kecamatan Kabupaten Serang yaitu Kecamatan Mancak, Pabuaran, Padarincang, Ciomas, dan Cinangka yang meliputi 34 desa dan 4 desa di wilayah Kabupaten Pandeglang. Secara geografis DAS Cidanau berada pada 1050 49‟ 17‟‟ BT sampai 1060 06‟ 03‟‟ dan 060 08‟ 25‟‟ LS sampai 060 15‟ 47‟‟ LS. Adapun peta DAS Cidanau disajikan pada Lampiran 2. Kabupaten Serang berada di bagian utara Provinsi Banten yang terletak di antara 50 50‟-60 21‟ LS dan 1050 7‟-1050 22‟ BT dengan luas areal 172,409 ha. Kecamatan Cinangka merupakan salah satu dari 28 kecamatan di Kabupaten Serang. Kecamatan Cinangka memiliki luas wilayah 11,147 ha atau 6.46% dari luas Kabupaten Serang. Desa Kubang Baros sebagai salah satu desa di kecamatan Cinangka yang memiliki luas wilayah 1,186 ha atau 10.63% dari luas seluruh kecamatan Cinangka. Sebagian besar lahan di Desa Kubang Baros didominasi oleh lahan persawahan (88.95%), pemukiman (6.33%), serta sisanya adalah prasarana umum dan lain sebagainya. PLTMH Cidanau terletak di kabupaten Serang, dimana di kabupaten ini mengalir enam sungai besar yaitu Sungai Ciujung, Cidurian, Cibanten, Cipasauran, Cipasang dan Anyer. Kondisi topografi wilayah Serang yang bergunung dapat menyediakan sejumlah daerah jatuhan air yang berpotensi untuk dimanfaatkan dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga air. Salah satu wilayah DAS Cidanau yang berpotensi cukup besar untuk lokasi pembangunan PLTMH adalah di Desa Kubang Baros. Hal ini dikarenakan
15 energi kinetik dari aliran sungai Cidanau mengalir cukup deras di wilayah ini. PLTMH Cidanau memanfaatkan aliran dari Sungai Cidanau yang memiliki luas 22,620 ha. Secara geografis, lokasi perencanaan rumah pembangkit PLTMH ini berada pada koordinat 60 10‟ 30.5‟‟ LS dan 1050 54‟ 32.4‟‟ BT. Adapun luas masing-masing desa pada DAS cidanau terlampir pada Lampiran 3. Mata air sungai Cidanau berasal dari Gunung Karang dengan ketinggian 1,000 m di atas permukaan laut dan bermuara menuju Selat Sunda. Bagian hulu merupakan cagar alam Rawa Danau seluas 2,500 ha yang juga berfungsi sebagai reservoir DAS Cidanau. Curah hujan di lokasi studi rata-rata 166 mm/tahun. Bulan basah terjadi pada bulan Januari, Maret, April dan Juni hingga Februari yang berkisar antara 206-260 mm/bulan. Sedangkan, bulan lembab terjadi pada bulan Februari, Mei, Juli hingga Desember yang berkisar antara 105-145 mm/bulan. Suhu udara ratarata bulanan berkisar antara 26-280C dan kelembaban relatif rata-rata bulanan berkisar antara 72-86%.
Analisis Ketersediaan Air DAS Cidanau Analisis ketersediaan air ditujukan untuk memperoleh data mengenai potensi debit yang dihasilkan pada DAS Cidanau. Dalam perhitungan ini, dikarenakan data debit sungai yang dibutuhkan untuk durasi pengukuran yang lama tidak tersedia, maka dalam memperkirakan besarnya debit sungai Cidanau dilakukan dengan menggunakan metode empiris FJ Mock. Data yang dimasukkan berupa data curah hujan, suhu, kecepatan angin, kelembapan relatif, lama penyinaran matahari dan evapotransiprasi. Data evapotranspirasi diambil dengan melakukan perhitungan evapotranspirasi metode Penman. Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan dengan menggunakan persamaan (3) sampai (11) diketahui bahwa evapotranspirasi DAS Cidanau tahun 1996-2006 pada bulan Januari hingga Desember adalah sebesar 86.51 mm/bulan, 76.35 mm/bulan, 100.05 mm/bulan, 98.71 mm/bulan, 95.97 mm/bulan, 84.65 mm/bulan, 90.13 mm/bulan, 103.36 mm/bulan, 111.64 mm/bulan, 110.59 mm/bulan, 93.56 mm/bulan, dan 95.25 mm/bulan. Debit andalan digunakan untuk mengetahui seberapa besar debit yang akan selalu tersedia di DAS Cidanau. Pada perhitungan ini, nilai asumsi infiltrasi yang digunakan adalah 40% (karena tidak seluruhnya menjadi air tanah) dan k yang digunakan adalah 0.6. Hal ini dikarenakan nilai koefisien k untuk daerah pegunungan adalah bernilai 0.6. Nilai persentase permukaan terbuka (m) sebesar 21%. Nilai ini dihitung sesuai dengan jenis tutupan lahan yang terdapat pada DAS Cidanau disajikan pada Lampiran 9 dan Lampiran 10. Metode perhitungan nilai m menggunakan persamaan (16) dengan nilai singkapan lahan dari masing-masing jenis tutupan lahan pada Tabel 5. Pada Lampiran 9 dilakukan dari interpretasi Citra Landsat (Irsyad 2011), lalu dihitung dengan menggunakan persamaan (16). Sedangkan, pada Lampiran 10 dilakukan perhitungan luas masing-masing jenis tutupan lahan menggunakan software Google Earth lalu dihitung dengan menggunakan persamaan (16). Berdasarkan hasil kedua perhitungan diperoleh nilai yang sama yaitu sebesar 21%. Nilai m inilah yang dipakai untuk menghitung nilai debit yang dihasilkan dalam metode FJ Mock. Nilai penyimpanan awal sebesar 71.18 mm dan nilai soil moisture capacity sebesar 200 mm. Adapun
16 contoh perhitungan debit metode FJ Mock dapat dilihat pada Lampiran 11 dan 12, serta rekapitulasi hasil perhitungan debit FJ Mock secara keseluruhan terdapat pada Lampiran 13. Perhitungan debit andalan FJ Mock DAS Cidanau di ambil dari tahun 1996-2006, dimana nilai perhitungan tersebut bersifat parsial sehingga sifat hidrologis pada tahun tertentu tidak akan mempengaruhi perhitungan tahun selanjutnya. Berdasarkan perhitungan keandalan Weibull 80% diketahui nilai debit andalan yang dihasilkan dari aliran sungai DAS Cidanau adalah sebesar 3.51 m3/detik yang dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Hasil perhitungan debit andalan Nilai ketersediaan air ini divalidasi dengan model ketersediaan air yang dibangun dengan memodifikasi model tangki (model runoff). Model tangki dilakukan dengan memasukkan data aktual tahun 1996 berupa data curah hujan, evapotranspirasi dan debit sungai yang dikalibrasi dengan beberapa parameter. Berdasarkan hasil perhitungan ketersediaan air menggunakan model tangki yang telah dilakukan (Sutoyo 2005) diketahui model ketersediaan air untuk tahun 2001 menghasilkan debit minimum sebesar 3.49 m3/detik. Dari hasil validasi, diketahui perbedaan nilai debit andalan menggunakan model tangki dengan metode FJ Mock adalah sebesar 99.43%.
Analisis Kebutuhan Air Berdasarkan peta topografinya, kawasan hulu DAS Cidanau terletak di tiga kecamatan yaitu kecamatan Cinangka, Padarincang dan Ciomas. Seiring dengan pertumbuhan dan perkembangan wilayah, taraf hidup, kegiatan perekonomian dan kebutuhan air masyarakat di tiga kecamatan pun semakin meningkat. Ada empat faktor yang dianggap mempengaruhi jumlah pemakaian air dari sungai Cidanau yaitu jumlah penduduk, pertanian, peternakan dan industri. Perhitungan kebutuhan air ini dilakukan dengan metode pendekatan eksponensial untuk memprediksi jumlah kebutuhan air pada tahun 2050. Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan (Wianti 20013) diketahui prediksi kebutuhan air hingga tahun 2050 mengalami peningkatan yang sangat besar. Jumlah penduduk pada tahun 2050
17 adalah sebesar 352,099 jiwa. Untuk memenuhi kebutuhan hidup seluruh penduduk di ketiga kecamatan tersebut dilakukan dengan 3 skenario. Skenario 1 merupakan swasembada daging yaitu kebutuhan air pada sektor peternakan telah mencapai swasembada daging sedangkan sektor lainnya tetap menggunakan kebutuhan air prediksi. Skenario 2 merupakan program swasembada beras yaitu kebutuhan air pada sektor pertanian telah mencapai swasembada beras sedangkan sektor lainnya tetap menggunakan kebutuhan air prediksi. Skenario 3 merupakan pemenuhan kebutuhan daging dan kebutuhan beras. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, agar tercapai swasembada daging pada tahun 2050, air yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan penduduk di kecamatan Cinangka, Padarincang, dan Ciomas adalah sebesar 0.8 m3/detik. Sedangkan agar tercapai swasembada beras, air yang dibutuhkan adalah sebesar 2,405.66 m3/detik. Sedangkan agar tercapai swasembada pangan yaitu terpenuhinya kebutuhan daging dan beras, kebutuhan air yang diperlukan adalah sebesar 2.1 m3/detik.
Analisis Daya Listrik Berdasarkan studi literatur yang dilakukan, diketahui tinggi jatuh air (gross head) DAS Cidanau di Desa Kubang Baros adalah sebesar ± 31.16 m. nilai ini dimasukkan dalam perhitungan daya listrik. Berdasarkan perhitungan debit andalan Weibull 80% diketahui nilai debit andalan adalah sebesar 3.51 m3/detik dan prediksi analisis kebutuhan air di kawasan hulu pada tahun 2050 adalah sebesar 2.1 m3/detik. Dengan menggunakan persamaan (30) diketahui debit andalan berkelanjutan adalah sebesar 1.41 m3/detik. Potensi debit air 1.41 m3/detik dapat membangkitkan daya keluaran yang cukup besar. Melalui Tabel 1, dengan nilai tinggi jatuh air sebesar 32.96 m diketahui efisiensi turbin yang digunakan adalah sebesar 0.9 dan konstanta gravitasi sebesar 9.8 m2/detik. Nilai faktor kehilangan air ditentukan berdasarkan panjang jarak lintasan yang dihitung dari titik awal air disadap (intake) sampai ke rumah pembangkit. Untuk panjang jarak lintasan kurang dari 500 m, nilai faktor kehilangan air adalah sebesar 25%. Sehingga tinggi jatuhan air efektif adalah sebesar 24.72 m. Adapun daya yang dihasilkan turbin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (1) adalah sebesar: 𝑚3
𝑚3
𝑃𝑔 = 1.41 𝑑𝑒𝑡 𝑥 9.81 𝑑𝑒𝑡 𝑥 24.72 𝑚 𝑥 0.9 = 307.74 𝑘𝑊 Pada perencanaan PLTMH ini, jumlah turbin yang akan dipasang sebanyak 4 buah dimana hanya 3 buah turbin yang dioperasikan. Sehingga daya listrik yang dihasilkan sebesar 3 x 102.58 kW. Tinggi muka air di bendungan harus terus dijaga, karena sangat berpengaruh dalam menghasilkan daya listrik sehingga menciptakan sumber daya air yang berkelanjutan untuk di masa yang akan datang. Oleh karena itu, perlu adanya alokasi sumber daya air yang jelas dan terus diterapkan. Menurut Suriyanti H Salama (Dosen Fakultas Pertanian UMI Makassar), kelangkaan air (water scarcity) dan alokasi sumber daya air (water sharing) telah menjadi isu global yang sangat serius. Hal ini disebabkan karena
18 dapat berpotensi sebagai sumber konflik antarsektor, antarwilayah bahkan antarnegara. Indonesia memiliki potensi ketersediaan air permukaan (terutama sungai) ± 15,500 m3/kapita/tahun. Meski begitu, Indonesia diprediksi sebagai salah satu negara yang akan mengalami krisis air pada 2025. Penyebabnya adalah kelemahan dalam manajemen sumber daya air dan pemanfaatannya yang sangat tidak efisien serta pembagian air yang belum seimbang. Pembagian air secara seimbang dapat dilakukan dengan mengalokasikan air untuk sektor pertanian, perumahan, industri dan lingkungan. Pembagian ini disesuaikan dengan kaidah-kaidah dalam pengelolaan sumber daya air, serta keberlanjutan pemanfaatan sumber daya air dengan memperhatikan fungsi sosial, lingkungan hidup dan kepentingan ekonomi yang selaras dan seimbang. Bentuk manifestasi dari konsep alokasi sumber daya air ini salah satunya telah dituangkan dalam UU No 7 Tahun 2004 yang mengatur tentang sumber daya air. Namun, UU ini belum memberikan perlindungan yang baik terhadap pendistribusian secara seimbang. Hal ini disebabkan karena kurang jelasnya konsep tentang air pertanian, industri, air minum dan tenaga listrik di lapangan serta alokasi yang tidak tepat sasaran terutama dalam distribusi dan waktu distribusi. Selain itu, lemahnya kontrol pemerintah dan besarnya peluang yang diberikan kepada pihak swasta untuk mengeksploitasi air. Dalam implementasi pembagian air, sebaiknya dilakukan pertimbangan potensi sumber daya air dalam hal volume yang tersedia menurut ruang dan waktu. Selain itu, hak pengguna air perlu dirinci guna memberikan jaminan air untuk pertanian secara berkelanjutan. Begitu pun dalam penyusunan peraturan pemerintah perlu penjabaran secara rinci agar penyalahgunaan dan salah interpretasi oleh berbagai pihak untuk kepentingan terbatas dapat diantisipasi dan diminimalkan. Pemanfaatan air secara efisien dan rasional terhadap sumber daya air yang semakin terbatas perlu segera dilakukan. Pemerintah hendaknya memfasilitasi pengguna air dalam melaksanakan konservasi air. Inovasi teknologi panen air dan teknologi konservasi air perlu dilakukan. Begitupun dalam pembagian air secara adil (proportional water sharing) harus segera dilaksanakan. Oleh karena itu, perlu adanya pemeriksaan secara dini terhadap konflik dan antisipasi permasalahannya, mekanisme distribusi dan kontrol serta juri yang adil dan profesional, sehingga air yang menjadi kebutuhan paling urgen bagi manusia ini dapat dipergunakan secara berkelanjutan.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan didapatkan beberapa kesimpulan, antara lain: 1. Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro merupakan salah satu hal penting yang perlu dilakukan dalam pengalokasian sumber daya air guna memenuhi kebutuhan listrik di kawasan perdesaan. Dalam perencanaan PLTMH ini, perlu diketahui kondisi eksisting
19 alokasi sumber daya air di kawasan hulu PLTMH, agar alokasi sumber daya air dapat berjalan secara berkelanjutan dan tetap terjaga. 2. Berdasarkan hasil perhitungan ketersediaan air dan analisis keandalan Weibull 80% diperoleh hasil debit andalan sebesar 3.51 m3/detik, prediksi kebutuhan air pada tahun 2050 sebesar 2.1 m3/detik dan debit andalan berkelanjutan adalah sebesar 1.41 m3/detik. 3. Pada perencanaan desain kapasitas produksi listrik ini menghasilkan daya sebesar 307.74 kW.
Saran Dalam menjaga ketersediaan air tetap terjamin, sebaiknya dilakukan terintegrasi antara pemerintah, swasta dan masyarakat dengan tetap selalu menjaga kelestarian hutan, kawasan daerah aliran sungai dan lingkungan sekitarnya.
DAFTAR PUSTAKA Adhisyah, Siti V. D. M. 2003. Studi Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Cidanau dengan pengelolaan Secara Terpadu [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Al-Kindi H. 2011. Analisis Tekno Ekonomi Mikrohidro untuk Desa Mandiri Energi di Kampung Lebakcipung, Hegarmanah, Cibeber dan Lebak Provinsi Jawa Barat. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [Bappenas] Badan Perencanaan dan Pembangunan Nasional. 2007. Identifikasi Pengelolaan Sumber Daya Air di Pulai Jawa. http://air.bappenas.go.id/main/doc/pdf/prakarsa_sda_jawa/BUKU%202%2 0 BAB%201%20.pdf. [6 Mei 2013]. Badan Pusat Statistik Kabupaten Serang.2006. Serang Dalam Angka. Serang: BPS Kabupaten Serang. Chandra Y. 2012. Pendugaan Reliability Waduk Nadra Krenceng PT Krakatau Tirta Industri. [skrpsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [Dirjen ESDM] Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral. 2009. Buku Utama Pedoman Studi Kelayakan PLTMH. Jakarta: IMIDAP Febrianti N. 2009. Penerapan Metoda Mock dan Analisis Frekuensi Untuk Menghitung Debit Andalan DAS Kuranji Padang. [penelitian]. Jakarta: Bidang Aplikasi Klimatologi dan Lingkungan LAPAN. Irsyad F. 2011. Analisis Debit Sungai Cidanau dengan Aplikasi SWAT. [tesis]. (ID): Institut Pertanian Bogor. Kadir R. 2010. Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) di Sungai Marimpa Kecamatan Pinembani. [skripsi]. Palu (ID): Universitas Tadulako. Nadzarudin. 2011. Pengalihragamkan Curah Hujan Menjadi Aliran Permukaan. Tidak dipulikasikan
20 Novia IA, Indriani A, Triansyah A. 2012. Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro dengan Pemanfaatan Potensi Air di Desa Benteng Besi Kabupaten Lebong Propinsi Bengkulu. Jurnal Amplifier Vol.2No.1, Mei 2012. Salama SS. 2011. Kelangkaan dan Alokasi Sumber Daya Air. http://ekspresi.fajar.co.id/read/113731/19/kelangkaan-dan-alokasi-sumberdaya-air-.[5 September 2013]. Sihotang H. 2012. Model Konservasi Sumberdaya Air Danau Toba. [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Soetarno.1975. Sistem Listrik Mikrohidro unuk melesatarikan Desa. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada. Sutoyo. 2005. Model Ketersediaan dan Kebutuhan Air Kawasan Cilegon Berbasis Daerah Aliran Sungai Cidanau. [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Triatmodjo B, Bambang. 2008. Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset Yogyakarta. Wianti RR. 2013. Prediksi Kebutuhan Air di Kawasan DAS Cidanau Hulu. [skrpsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Yapeka. 2010. Potensi Pembuatan Pembangkit Listrik Mikrohidro. Bandung.
21
LAMPIRAN Lampiran 1 Grafik curah hujan tahunan DAS Cidanau tahun 1996-2006
22
Lampiran 2 Lokasi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro Cidanau
23
Lampiran 3 Peta Administrasi DAS Cidanau
24
Lampiran 4 Data temperatur rata-rata bulanan periode 1996-2006 (0C)
Stasiun Elevasi Lokasi
Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Rerata
: Stasiun Traktakan-Serang : 25 m : 06007‟ LS 106008‟ BT Jan 26.20 26.20 28.20 26.30 26.30 26.90 26.80 28.10 27.30 26.80 26.50 26.87
Feb 26.20 26.40 27.50 26.30 26.50 26.20 26.30 26.70 26.90 27.20 27.20 26.67
Mar 26.60 27.60 28.00 27.40 27.10 26.70 27.50 27.20 27.60 27.40 28.00 27.37
Apr 27.20 26.90 28.00 28.10 27.50 27.10 27.40 28.50 28.30 28.20 27.20 27.67
Mei 27.90 27.50 28.70 27.20 27.50 27.70 28.10 28.40 27.50 28.20 27.50 27.84
Jun 27.70 27.70 27.20 27.00 27.00 26.90 27.70 28.30 27.60 26.50 27.30 27.35
Jul 27.70 27.20 27.10 26.80 27.20 26.80 27.60 27.70 27.10 27.40 27.60 27.29
Agt 27.10 27.30 27.60 27.20 27.10 27.60 27.80 29.10 27.80 27.50 27.30 27.58
Sep 27.60 28.10 29.20 27.90 28.30 27.90 28.20 28.30 28.40 28.20 27.10 28.11
Okt 27.00 29.10 27.50 27.30 28.10 27.20 28.70 28.20 29.00 27.90 29.10 28.10
Nov 27.20 28.80 27.80 27.30 27.20 28.00 28.40 27.80 27.90 27.60 29.10 27.92
Des 26.30 27.90 27.80 26.80 28.20 28.00 27.90 26.80 27.20 26.90 27.50 27.39
25
Lampiran 5 Data kelembaban relatif rata-rata bulanan periode 1996-2006 (%) Stasiun Elevasi Lokasi
Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Rerata
: Stasiun Traktakan-Serang : 25 m : 06007‟ LS 106008‟ BT Jan 85.00 86.00 81.00 88.00 87.00 85.00 87.00 78.00 85.00 85.00 86.00 84.82
Feb 82.00 85.00 87.00 88.00 86.00 87.00 89.00 87.00 86.00 85.00 84.00 86.00
Mar 84.00 81.00 84.00 83.00 82.00 87.00 83.00 85.00 82.00 83.00 83.00 83.36
Apr 77.00 83.00 85.00 78.00 82.00 85.00 84.00 80.00 80.00 79.00 85.00 81.64
Mei 77.00 82.00 82.00 83.00 84.00 82.00 81.00 79.00 82.00 78.00 79.00 80.82
Jun 76.00 72.00 84.00 79.00 80.00 82.00 77.00 73.00 74.00 80.00 73.00 77.27
Jul 79.00 69.00 84.00 77.00 77.00 79.00 77.00 71.00 79.00 76.00 74.00 76.55
Agt 78.00 71.00 86.00 72.00 77.00 73.00 71.00 70.00 71.00 76.00 69.00 74.00
Sep 84.00 66.00 76.00 70.00 73.00 77.00 70.00 72.00 72.00 75.00 63.00 72.55
Okt 86.00 66.00 83.00 80.00 78.00 83.00 70.00 77.00 72.00 79.00 65.00 76.27
Nov 88.00 71.00 79.00 83.00 85.00 83.00 78.00 82.00 80.00 80.00 72.00 80.09
Des 85.00 79.00 80.00 84.00 77.00 77.00 81.00 85.00 83.00 83.00 83.00 81.55
26
Lampiran 6 Data kecepatan angin rata-rata bulanan Periode 1996-2006 (km/jam) Stasiun Elevasi Lokasi
: Stasiun Traktakan-Serang : 25 m : 06007‟ LS 106008‟ BT
Tahun Jan Feb Mar 1996 2.30 3.80 2.90 1997 2.60 2.40 2.10 1998 4.00 4.00 5.00 1999 3.00 4.00 5.00 2000 3.60 5.30 3.00 2001 3.00 3.00 2.00 2002 2003 2.01 2.45 2.95 2004 2005 2006 2.93 3.56 3.28 Rerata satuan knot Rerata satuan 5.43 6.60 6.07 km/jam Konversi dalam (mile/day) = kalikan dengan 24/1.8
Apr
Mei
Jun
Jul
Agt
Sep
Okt
Nov
Des
2.00 2.20 5.00 4.00 1.50 2.00
2.00 2.30 2.00 2.00 1.40 2.00
2.00 2.00 2.00 2.00 1.30 2.00
2.00 1.80 2.00 2.00 1.50 2.00
2.40 1.70 2.00 2.00 2.00 2.00
3.00 2.00 3.00 2.00 2.00 2.00
3.00 2.50 3.00 3.00 2.60 3.00
3.00 4.00 3.00 3.00 2.90 3.00
4.00 5.00 4.00 4.00 3.00 3.00
1.81
1.94
2.08
1.95
2.27
2.58
2.15
2.01
2.48
2.64
1.95
1.91
1.89
2.05
2.37
2.75
2.99
3.64
4.90
3.61
3.54
3.51
3.80
4.39
5.09
5.53
6.74
27
Lampiran 7 Data Lama Penyinaran Rata-rata Bulanan Periode 1996-2006 (%) Stasiun Elevasi Lokasi
Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Rerata
: Stasiun Traktakan-Serang : 25 m : 06007‟ LS 106008‟ BT Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agt
Sep
Okt
Nov
Des
36.00 57.00 34.00 39.00 35.90 48.00
38.00 46.00 40.00 42.00 29.00 35.00
69.00 57.00 45.00 46.00 39.90 64.00
51.00 61.00 71.00 59.00 64.90 62.00
78.00 66.00 84.00 69.00 53.50 63.00
90.00 55.00 69.00 51.00 66.40 66.00
81.00 55.00 68.00 65.00 68.60 72.00
84.00 63.00 82.00 71.00 67.50 84.00
87.00 64.00 86.00 88.00 67.20 63.00
83.00 38.00 55.00 54.00 46.00 79.00
66.50 36.00 46.00 32.00 35.70 53.00
57.00 41.00 32.00 59.00 53.20 47.00
46.45
26.34
54.39
70.60
67.97
79.23
74.97
85.58
85.67
85.55
57.03
41.00
42.34
36.62
53.61
62.79
68.78
68.09
69.22
76.73
77.27
62.94
46.60
47.17
28
Lampiran 8 Data Radiasi Terestrial Ekstra (Ra) yang menunjukkan evaporasi ekuivalen (mm/hari) Lat
Northern Hemisphere Jan
Feb
Mar
Southern Hemisphere
Apr
May
June
July
Aug
Sept
Jan
Feb
Mar
Oct
Nov
Dec
50
3.8
6.1
9.4
12.7
15.8
17.1
16.4
14.1
10.9
Oct 7.4
Nov 4.5
Dec 3.2
17.5
14.7
10.9
Apr 7
May 4.2
June 3.1
July 3.5
Aug 5.5
Sept 8.9
12.9
16.5
18.2
48
4.3
6.6
9.8
13
15.9
17.2
16.5
14.3
11.2
7.8
5
3.7
17.6
14.9
11.2
7.5
4.7
3.5
4
6
9.3
13.2
16.6
18.2
46
4.9
7.1
10.2
13.3
16
17.2
16.6
14.5
11.5
8.3
5.5
4.3
17.7
15.1
11.5
7.9
5.2
4
4.4
6.5
9.7
13.4
16.7
18.3
44
5.3
7.6
10.6
13.7
16.1
17.2
16.6
14.7
11.9
8.7
6
4.7
17.8
15.3
11.9
8.4
5.7
4.4
4.9
6.9
10.2
13.7
16.7
18.3
42
5.9
8.1
11
14
16.2
17.3
16.7
15
12.2
9.1
6.5
5.2
17.8
15.5
12.2
8.8
6.1
4.9
5.4
7.4
10.6
14
16.8
18.3
40
6.4
8.6
11.4
14.3
16.4
17.3
16.7
15.2
12.5
9.6
7
5.7
17.9
15.7
12.5
9.2
6.6
5.3
5.9
7.9
11
14.2
16.9
18.3
38
6.9
9
11.8
14.5
16.4
17.2
16.7
15.3
12.8
10
7.5
6.1
17.9
15.8
12.8
9.6
7.1
5.8
6.3
8.3
11.4
14.4
17
18.3
36
7.4
9.4
12.1
14.7
16.4
17.2
16.7
15.4
13.1
10.6
8
6.6
17.9
16
13.2
10.1
7.5
6.3
6.8
8.8
11.7
14.6
17
18.2
34
7.9
9.8
12.4
14.8
16.5
17.1
16.8
15.5
13.4
10.8
8.5
7.2
17.8
16.1
13.5
10.5
8
6.8
7.2
9.2
12
14.9
17.1
18.2
32
8.3
10.2
12.8
15
16.5
17
16.8
15.6
13.6
11.2
9
7.8
17.8
16.2
13.8
10.9
8.5
7.3
7.7
9.6
12.4
15.1
17.2
18.1
30
8.8
10.7
13.1
15.2
16.5
17
16.8
15.7
13.9
11.6
9.5
8.3
17.8
16.4
14
11.3
8.9
7.8
8.1
10.1
12.7
15.3
17.3
18.1
28
9.3
11.1
13.4
15.3
16.5
16.8
16.7
15.7
14.1
12
9.9
8.8
17.7
16.4
14.3
11.6
9.3
8.2
8.6
10.4
13
15.4
17.2
17.9
26
9.8
11.5
13.7
15.3
16.4
16.7
16.6
15.7
14.3
12.3
10.3
9.3
17.6
16.4
14.4
12
9.7
8.7
9.1
10.9
13.2
15.5
17.2
17.8
24
10.2
11.9
13.9
15.4
16.4
16.6
16.5
15.8
14.5
12.6
10.7
9.7
17.5
16.5
14.6
12.3
10.2
9.1
9.5
11.2
13.4
15.6
17.1
17.7
22
10.7
12.3
14.2
15.5
16.3
16.4
16.4
15.8
14.6
13
11.1
10.2
17.4
16.5
14.8
12.6
10.6
9.6
10
11.6
13.7
15.7
17
17.5
20
11.2
12.7
14.4
15.6
16.3
16.4
16.3
15.9
14.8
13.3
11.6
10.7
17.3
16.5
15
13
11
10
10.4
12
13.9
15.8
17
17.4
18
11.6
13
14.6
15.6
16.1
16.1
16.1
15.8
14.9
13.6
12
11.1
17.1
16.5
15.1
13.2
11.4
10.4
10.8
12.3
14.1
15.8
16.8
17.1
16
12
13.3
14.7
15.6
16
15.9
15.9
15.7
15
13.9
12.4
11.6
16.9
16.4
15.2
13.5
11.7
10.8
11.2
12.6
14.3
15.8
16.7
16.8
14
12.4
13.6
14.9
15.7
15.8
15.7
15.7
15.7
15.1
14.1
12.8
12
16.7
16.4
15.3
13.7
12.1
11.2
11.6
12.9
14.5
15.8
16.5
16.6
12
12.8
13.9
15.1
15.7
15.7
15.5
15.5
15.6
15.2
14.4
13.3
12.5
16.6
16.3
15.4
14
12.5
11.6
12
13.2
14.7
15.8
16.4
16.5
10
13.2
14.2
15.3
15.7
15.5
15.3
15.3
15.5
15.3
14.7
13.6
12.9
16.4
16.3
15.5
14.2
12.8
12
12.4
13.5
14.8
15.9
16.2
16.2
8
13.6
14.5
15.3
15.6
15.3
15
15.1
15.4
15.3
14.8
13.9
16.1
16.1
15.5
14.4
13.1
12.4
12.7
13.7
14.9
15.8
16
16
6
13.9
14.8
15.4
15.4
15.1
14.7
14.9
15.2
15.3
15
14.2
13.3 13.7
15.8
16
15.6
14.7
13.4
12.8
13.1
14
15
15.7
15.8
15.7
4
14.3
15
15.5
15.5
14.9
14.4
14.6
15.1
15.3
15.1
14.5
14.1
15.5
15.8
15.6
14.9
13.8
13.2
13.4
14.3
15.1
15.6
15.5
15.4
2
14.7
15.3
15.6
15.3
14.6
14.2
14.3
14.9
15.3
15.3
14.8
14.4
15.3
15.7
15.7
15.1
14.1
13.5
13.7
14.5
15.2
15.5
15.3
15.1
0
15
15.5
15.7
15.3
14.4
13.9
14.1
14.8
15.3
15.4
15.1
14.8
15
15.5
15.7
15.3
14.4
13.9
14.1
14.8
15.3
15.4
15.1
14.8
29
Lampiran 9 Perkiraan nilai persentase lahan terbuka dengan menggunakan Citra Landsat No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tata Guna Lahan Badan air Hutan primer Hutan sekunder Kebun campuran Hutan rawa primer Hutan rawa sekunder Lahan rawa Ladang/tegalan Sawah Semak belukar Rerumputan Pemukiman Total Luas Daratan Total LuasPerairan Total Keseluruhan
Luas (ha) 48.20 3616.84 4820.56 2346.86 736.84 634.71 821.23 571.02 3817.26 1120.76 1849.98 1543.47 21879.52 48.20 21927.72
% Luas 16.53 22.03 10.73 3.37 2.90 3.75 2.61 17.45 5.12 8.46 7.05 100%
Nilai Tutupan Lahan 0.05 0.08 0.20 0.10 0.10 0.20 0.50 0.30 0.30 0.40 0.50
Nilai m 0.01 0.02 0.02 0.00 0.00 0.01 0.01 0.05 0.02 0.03 0.04 0.21
30
Lampiran 10 Perkiraan nilai persentase lahan terbuka dengan menggunakan software Google Earth No 1 2 3 4 5 6
Jenis Tutupan Lahan Hutan Semak Belukar Pertanian Perumahan Lahan Terbuka Badan Air Total Luas Perairan Total Luas Daratan Total
Luas (ha) 10088.11 3014.61 7217.21 1021.13 280.08 450.46 450.46 21621.13 22071.59
Luas (%) 46.66 13.94 33.38 4.72 1.30
100 %
Nilai Tutupan Lahan 0.08 0.3 0.3 0.5 0.4
Nilai m 0.04 0.04 0.10 0.02 0.01
0.21
31
Lampiran 11 Contoh, urutan dan hasil perhitungan debit andalan FJ Mock Perhitungan Runoff Metode Dr. F.J Mock Asumsi Infiltrasi K = polder resesi K = merupakan koef. Simpanan tanah No Keterangan Jumlah hari Presipitasi 1 2
R (curah hujan rata-rata ) n (lama hari hujan) Evapotranspiration
3
Evapotranspirasi Potensial =Ep m = persentase permukaan terbuka Nilai Perbandingan (%) dE/dEp= (m/20)(18-n) Perubahan Evapotranspirasi dE = 5 x 3/100 Evapotranspirasi Aktual Et = Ep – dE Water balance
4 5 6 7
Tahun =
1996
40% K= A (km2) = Satuan hari
0.60 226.20 Jan 31
Feb 29
Mart 31
Apr 30
Mei 31
Jun 30
Jul 31
Agust 31
Sept 30
Okt 31
Nop 30
Des 31
mm/bln hari
364.76 23
369.47 19
261.64 19
243.20 15
182.93 9
111.29 10
29.08 2
235.59 8
88.58 9
269.61 15
391.47 14
782.12 25
mm
86.51
76.35
100.05
98.71
95.97
84.65
90.13
103.36
111.64
110.59
93.56
95.25
21
21
21
21
21
21
21
21
21
21
21
%
21
%
-
-
-
2.96
9.56
8.14
16.46
10.50
9.79
2.87
4.67
-
mm
-
-
-
2.92
9.17
6.89
14.83
10.85
10.93
3.18
4.37
-
mm
86.51
76.35
100.05
95.79
86.80
77.76
75.30
92.51
100.71
107.41
89.19
95.25
8
R - Et
mm
278.25
293.12
161.59
147.41
96.13
33.54
(46.21)
143.08
(12.13)
162.19
302.28
686.87
9 10
Soil storage Soil moisture
mm mm
478.25 200.00
493.12 200.00
361.59 200.00
347.41 200.00
296.13 200.00
233.54 200.00
153.79 153.79
296.87 200.00
187.87 187.87
350.06 200.00
502.28 200.00
886.87 200.00
11
Water surplus (R - Et)
mm
293.12
161.59
147.41
96.13
33.54
-
143.08
-
162.19
302.28
686.87
278.25
32
Lampiran 12 Contoh, urutan dan hasil perhitungan debit andalan FJ Mock Lanjutan Run off dan Air tanah Water Storage 12
mm
111.30
117.25
64.63
58.96
38.45
13.42
-
57.23
-
64.88
120.91
274.75
mm
89.04
58.62
32.32
29.48
19.23
6.71
-
28.62
-
32.44
60.46
137.37
14
Infiltrasi (I) = 0.4 (R-Et) Sebagian Infiltrasi pengisi air tanah Tambahan Vol. = 1/2*(1+K)* In Pengisian air tanah sebelumnya
mm
42.71
79.05
82.60
68.95
59.06
46.97
32.21
19.32
28.76
17.26
29.82
54.16
15
Vol. Sebelumnya = K*Vn-1 Total Storage Volume / tersimpan Vn = 1/2 (1+ K) In+ K Vn-1 = (13) + (14)
mm
131.75
137.67
114.92
98.43
78.29
53.68
32.21
47.94
28.76
49.70
90.27
191.54
mm
60.64
66.56
43.81
27.32
7.18
(17.43)
(38.90)
(23.17)
(42.35)
(21.41)
19.16
120.43
mm
50.66
50.68
20.82
31.64
31.27
30.85
38.90
80.40
42.35
86.29
101.75
154.32
19
dVn = -Vn-1 + Vn Base flow Bn = I - dVn = 0.4(R-E1)-dVn Aliran permukaan Direct runoff (Dro) = (R - Et) (I) =(11)-(12)
mm
166.95
175.87
96.95
88.45
57.68
20.12
-
85.85
-
97.32
181.37
412.12
20
Runoff = Bn + Dro =(16)+(18)
mm
217.61
226.56
117.78
120.09
88.95
50.97
38.90
166.25
42.35
183.60
283.12
566.44
21
Aliran debit = (19) / (jml hari)
mm/hr
7.81
3.80
4.00
2.87
1.70
1.25
5.36
1.41
5.92
9.44
18.27
22
Debit x 10-3
13
16 17 18
7.02
m3/dt/ha
0.8125
0.9042
0.4397
0.4633
0.3321
0.1966
0.1452
0.6207
0.1634
0.6855
1.0923
2.1149
m3/dt/Km2
0.0812
0.0904
0.0440
0.0463
0.0332
0.0197
0.0145
0.0621
0.0163
0.0686
0.1092
0.2115
33
Lampiran 13 Rekapitulasi perhitungan debit andalan FJ Mock No.
Tahun
1
1996
2
1997
3
1998
4
1999
5
2000
6
2001
7
2002
8
2003
9
2004
10
2005
11
2006
Rata-rata Maksimum Minimum
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Bulan Jul
0.08
0.09
0.04
0.05
0.03
0.02
0.01
0.06
0.02
0.07
0.11
0.21
0.08
0.09
0.05
0.02
0.01
0.02
0.02
0.02
0.02
0.03
0.03
0.04
0.04
0.07
0.06
0.04
0.06
0.03
0.02
0.04
0.03
0.08
0.06
0.07
0.10
0.07
0.06
0.02
0.02
0.01
0.02
0.02
0.02
0.07
0.08
0.12
0.09
0.07
0.02
0.05
0.02
0.01
0.02
0.02
0.02
0.03
0.07
0.02
0.10
0.18
0.03
0.01
0.03
0.03
0.01
0.02
0.04
0.07
0.07
0.04
0.08
0.04
0.00
0.09
0.01
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.05
0.06
0.02
0.04
0.02
0.02
0.02
0.03
0.02
0.03
0.03
0.03
0.05
0.11
0.05
0.05
0.02
0.02
0.03
0.02
0.02
0.02
0.03
0.03
0.04
0.06
0.05
0.03
0.02
0.02
0.02
0.03
0.03
0.02
0.03
0.03
0.03
0.07
0.05
0.04
0.04
0.01
0.02
0.02
0.02
0.02
0.03
0.03
0.03
0.04
0.07
0.07
0.03
0.03
0.02
0.02
0.02
0.03
0.03
0.04
0.06
0.08
0.10
0.18
0.06
0.09
0.06
0.03
0.03
0.06
0.04
0.08
0.11
0.21
0.02
0.03
0.00
0.01
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
0.03
0.02
Agt
Sep
Okt
Nop
Des
34
Lampiran 14 Skema Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Cidanau
35
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di kota “Pempek” Palembang, Sumatera Selatan pada tanggal 27 September 1991 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Ruslan Effendi dan Darsiyem. Penulis menempuh pendidikan Taman KanakKanak Tunas Harapan Prabumulih lulus pada tahun 1997, Sekolah Dasar YKPP II Prabumulih lulus pada tahun 2003, Sekolah Menengah Pertama Negeri 1 Prabumulih lulus pada tahun 2006 dan Sekolah Menengah Atas Negeri 3 Prabumulih lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2009, penulis diterima sebagai Mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalus Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada program studi Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama melaksanakan studi, penulis aktif di berbagai organisasi di IPB dan kepanitiannya, antara lain: organisasi mahasiswa daerah Ikatan Keluarga Mahasiswa Bumi Sriwijaya (Ikamusi) sebagai anggota, UKM Merpati Putih pada tahun 2010 sebagai anggota, Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian kabinet “Totalitas Reaksi” pada tahun 2010-2011 sebagai bendahara biro Advokasi, Himpunan Teknik Sipil dan Lingkungan pada tahun 2011-2012 sebagai bendahara umum, kepanitiaan fakultas “Masa Perkenalan Fakultas Teknologi Pertanian” pada tahun 2011 dan kepanitiaan internasional “TRI-U” pada tahun 2012. Penulis pun pernah mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) bidang pengabdian masyarakat pada tahun 2012 dengan judul “Koperasi Siswa Berbasis Kredit dengan Sistem Pembayaran Sampah Daur Ulang pada Siswa Sekolah Menengah Pertama” Pada bulan Juni-Agustus 2012 penulis melaksanakan Praktik Lapang (PL) di PT Krakatau Tirta Industri, Provinsi Banten. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul “Desain Kapasitas Produksi Listrik Berdasarkan Debit Andalan Berkelanjutan di Daerah Aliran Sungai Cidanau” di bawah bimbingan Dr. Ir. M. Yanuar J Purwanto, MS., IPM.
