IV.
4.1
HASIL DAN PEMBAHASAN
KEADAAN UMUM DAERAH PENELITIAN 4.1.1
Lokasi Geografis
Penelitian ini dilaksanakan di waduk Bili-Bili, Kecamatan Bili-bili, Kabupaten Gowa, Sulawesi Selatan. Waduk ini dibangun pada tahun 1988-1995 dengan masa pengisian waduk hingga tahun 1999 yang juga bertepatan dengan peresmian oleh presiden saat itu.Waduk Bili-Bili sendiri menampung aliran sungai Jeneberang dan aliran mata air dari bawah kaki gunung Bawakaraeng. Posisi Waduk berada pada 100 meterl diatas permukaan laut (dpl). Secara geografis waduk ini terletak pada 5o16’46” LS dan 119o 35’08” LU.
4.1.2
Tanah dan Iklim
Di Bili-Bili yang masuk ke wilayah Sungguminasa ini memeliki jenis tanah aluvial dan rupa tanah aluvial kelabu. Hal ini sesuai dengan peta jenis tanah yang disajikan pada lampiran 1. Daerah ini beriklim tropis dengan dua musim tiap tahunnya yaitu musim hujan dan musim kemarau.
4.1.3 Data Teknis Bendungan dan Waduk Bili-Bili Bendungan Bili-Bili merupakan bendungan tipe urugan batu ( rock fill dam) dengan inti tegak yang mempunyai daerah tangkapan seluas 384,4 km2dengan kapasitas tampungan totasl sebesar 375 juta m3, kapasitas tampungan efektif 346 juta m3, kapasitas pengendalian banjir 41 juta m3, dan kapasitas tampungan endapan sebesar 29 juta m3. Setelah melalui masa pengisian waduk setelah diresmikan, waduk Bili-Bili untuk elevasi muka air rendah +65,0 m, elevasi muka air normal +99,5 m, dan elevasi muka air banjir maksimal +103,0 m. Panjang pada puncak waduk 750 m dengan lebar 10 m. Waduk Bili-Bili dilengkapi dengan bangunan pelimpah (spillway) pada ketinggian +103,0 m dengan spesifikasi peluncur ( chuteway ) panjang 225 meter lebar 55m, Pintu Roll (Roller Gate) lebar 7,0, tinggi 7,7 meter sebanyak 2 buah .
Gambar 4. Bendungan Bili-Bili Sulawesi Selatan
14
4.2
MODEL NERACA AIR WADUK 4.2.1
Deskripsi Model Neraca Air Waduk
Model neraca air waduk merupakan model sistem waduk berdasarkan keseimbangan air dalam waduk (reservoir water balance), yaitu jumlah air yang masuk ke dalam waduk sama dengan jumlah air yang dikeluarkan dari waduk. Komponen aliran air masuk waduk berupa curah hujan dan inflow (debit sungai) sebagai sumber utama air waduk. Sedangkan komponen pengeluaran berupa evaporasi,rembesan, dan debit keluaran (outflow). Pada persamaan (17) telah ditunjukkan hubungan tentang hubungan air waduk. Model neraca air waduk ini disusun berdasarkan nilai harian selama 6 tahun untuk menentukan besarnya komponen-komponen yang tidak terukur dilapangan.
4.2.2
Masukan Dan Keluaran Pada Model
Model yang disusun diharapkan dapat menentukan besarnya nilai harian komponenkomponen yang tidak terukur di lapangan. Hal ini berarti keluaran pada model adalah rembesan dan evaporasi harian, sedangkan masukannya adalah nilai harian komponen-komponen yang terukur di lapangan seperti curah hujan, outflow, inflow, serta fluktuasi volume waduk harian. Pada metode ini volume awal waduk pada model dianggap sama dengan volume aktual yaitu pada tanggal 1 januari pada tiap tahunnya.
4.2.3
Analisis Model
a.Analisis Volume dan Luas Genangan Waduk Volume dan luas genangan harian waduk dapat diketahui dari data fluktuatif muka (elevasi) air waduk harian yang dikaitkan dengan data hubungan elevasi-volume –luas waduk. Gambar 2 menyajikan grafik hubungan tersebut.
Gambar 5. Grafik hubungan elevasi-volume genangan waduk
15
b.
Kalibrasi Model Model yang disusun dikalibrasi dengan menggunakan data operasional waduk aktual tahun 2005. Persamaan (17) yang merupakan persamaan keseimbangan air waduk digunakan dengan memakai rembesan (seepage) waduk yang diasumsikan sebesar 3mm/hari, dan nilai evaporasi sebesar 4,3mm dimana nilai rembesaan dan evaporasi ini diberi faktor pengali sebesar 1,75 sebagai pengoreksi antara model dan keadaan aktual. Gambar 6 memperlihatkan perbandingan volume model dan volume aktual tahun 2005. Dalam grafik yang ditampilkan terlihat bahwa dari bulan FebruariApril model yang disusun berdasarkan prinsip water balance memiliki volume lebih dibandingkan dengan grafik aktual, hal ini diindikasikan adalah volume yang tampak pada grafik model adalah volume air yang dilimpaskan pada kondisi aktual melalui spillway. 400.000.000 350.000.000 volume (m3)
300.000.000 250.000.000 200.000.000
aktual
150.000.000
model
100.000.000 50.000.000 0 0
50
100
150
200
250
300
350
400
hari Gambar 6. Grafik hasil kalibrasi model dengan data tahun 2005 350.000.000
Volume (m3)
300.000.000 250.000.000 200.000.000 150.000.000
model
100.000.000
aktual
50.000.000 0 0
50
100
150
200
250
300
350
400
Hari
Gambar 7. Grafik hasil kalibrasi model dengan data tahun 2005 setelah dilakukan pelimpasan air Dengan menggunakan persamaan (7) setelah dilakukan penyesuaian terhadap air yang dilimpaskan didapatkan koefisien determinasi (R2) sebesar 0,99 yang berarti mempunyai korelasi yang kuat sesuai dengan aturan umum yakni korelasi dianggap lemah jika 0≤|R|≤0,5 dan mempunyai korelasi yang kuat jika 0,5≤|R|≤1 ( Gordon et al,1992 dalam Andik P,2000) diamna nilai korelasi yang diperoleh dalam kalibrasi ini sebesar 0,99. Hal ini juga berarti bahwa nilai rembesan dan evaporasi
16
yang digunakan dan dipergunakn faktor koreksi mendekati kenyataan dan dapat diterima untuk penyusunan model selanjutnya. Perhitungan kalibrasi model neraca air waduk ini ditampilkan pada lampiran 1.
c.
Uji Keabsahan Model Model yang telah disusun perlu diuji keabsahannya (validasi) agar benar-benar representatif terhadap kondisi aktual. Pengujian keabsahan dilakukan dengan menggunkan data tahun 2007. Hasil uji ini ditampakkan pada gambar berikut ini, sedangkan perhitungan disajikan dalam lampiran 2. 350.000.000 300.000.000
Volume (m3)
250.000.000 200.000.000 150.000.000 aktual
100.000.000 model
50.000.000 0 0
50
100
150
200
250
300
350
400
Hari
Gambar 8. Grafik hasil Validasi model dengan data tahun 2007 Hasil validasi model yang dilakukan menunjukkan koefisien determinasi untuk tahun 2007 sebesar 0,91. Hal ini berarti model yang disusun cukup representatif dan dapat diterapkan untuk perhitungan neraca air waduk.
4.3
MANFAAT WATER BALANCE UNTUK OPERASIONAL WADUK
A. Tipe Basah / Kering Hujan Tahunan Penyusunan model aturan operasi waduk yang akan digunakan dalam aturan pengeluaran operasi waduk dikenakan pada 3 jenis Tipe hujan yang secara berulang kali terjadi di tiap tahunnya. Perubahan tipe hujan yang sering terjadi pada tiap tahunnya mengakibatkan pemerataan/ penggunaan air sangat tidak menentu sehingga dibutuhkan sebuah pola yang tepat agar air masih dapat terpenuhi. Tipe hujan tahunan sangat diperlukan untuk dikeketahui dalam penyusunan sebuah operasi waduk. Agar dapat dilakukan antisipasi dalam pola air yang akan disusun dan dilaksanakan. Berikut contoh penentuan tipe hujan tahunan dengan memanfaatkan prinsip water balance.
17
Tabel 1. Curah hujan tahunan di Waduk Bili-Bili .Tahun
curah hujan (mm )
Keterangan
2005
2718
Tahun Kering
2006
3572
2007
2977
2009
3568
2010
4669
Tahun Basah
2011
3609
Tahun Normal
Dari contoh Tabel 1 diatas yang diatas dapat diketahui bahwa tahun 2010 memiliki curah hujan tersebsar sebesar 4669 mm/tahun dan tahun 2005 memiliki curah hujan terkecil sebesar 2718 mm/tahun. Sehingga tahun 2010 dipakai sebagai tipe tahun basah dan tahun 2005 sebagai tahun kering.sedangkan tahun 2011 dengan curah hujan sebesar 3609 mm/tahun dipilih sebagai tipe tahun normal. Dengan diketahuinya tipe hujan tahunan yang terjadi maka dapat diprediksi untuk tahun kedepan tahun hujan yang akan terjadi seperti apa nantinya, sehingga dapat menerapkan pola yang tepat dalam penegeluaran air dari waduk
B. Rule Curve Rule Curve pengoprasian waduk adalah kurva/ grafik yang menunjukkan hubungan antara elevasi muka air waduk, debit outflow dan waktu dalam satu tahun ( Indra Karya, 1993). Pada pengoprasian waduk, rule curve digunakan sebagai pedoman batas kedudukan waduk dalam menentukan pelepasan yang diizinkan dan sebagai harapan untuk memenuhi kebutuhan. Tapi pada kenyataannya elevasi muka air waduk tidak pasti akan sama dengan fluktuasi muka air waduk yang ditunjukkan pada rule curve, sehingga pengaturannyaharus diupayakan sama dengan elevasi muka air waduk (rule curve). Biasanya besar pelepasan sama dengan kebutuhan suplai, namun waktu muka air waduk mencapai di bawah muka air waduk rencana atau karena suatu pertimbangan tertentu maka hanya sebagian dari kebutuhan suplai yang dapat dipenuhi. Jika elevasi muka air berada diatas muka air rencana maka pelepasan waduk boleh diperbesar dengan nilai tertentu sehingga muka air waduk kenyataan sama dengan dengan elevasi muka air waduk rencana. Dalam penerapan pengoprasian dalam pemenuhan kebutuhan untuk irigasi, air baku , dan PLTA add beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemenuhan kebutuhan suplai tersebut, antara lain: 1) Dalam target pemenuhan untuk PLTA tidak lebih kecil dari target irigasi maka kapasitas waduk akhirnya ditentukan berdasarkan release waduk unutk PLTA. 2) Jika kapasitas akhir ternyata melebihi kapasitas maksimum maka kapasitas kelebihannya akan dilimpahkan. 3) Kebutuhan irigasi dan air baku dipenuhi melalui katup untuk pemenuhan keperluan PLTA.
18
350.000.000
Volume m3
300.000.000 250.000.000 200.000.000
Rule Curve Acuan
150.000.000 100.000.000 50.000.000 0 15 31 15 29 15 31 15 31 15 31 15 31 15 31 15 31 15 31 15 31 15 31 15 31 jan
feb
mar
apr
mei
juni
juli agustus sep
oktob
nov
des
Gambar 9. Contoh Rule Curve acuan Dalam arti yang lebih sederhana rule curve adalah sebuah aturan yang digunakan dalam mengoperasikan pengeluaran air untuk memenuhi kebutuhan. Adanya rule curve sangat membantu dalam memenuhi kebutuhan akan air, karena pola ini bersifat tetap sehingga air yang dikeluarkan akan tetap memenuhi kebutuhan disetiap tahunnya. Yang akan menjadi pembeda hanya besarnya besarnya air yang dikeluarkan disetiap tipe hujan tahunan yang terjadi. C. Penetapan Model Aturan Operasi Waduk Model aturan operasi waduk ditetapkan berdasarkan keadaan aktual yang sedang terjadi di Waduk, dalam penetapan model aturan operasi waduk yang dimaksud adalah pola yang berdasarkan prinsip water balance ,yang sebelumnya telah dilakukan pengolahan dengan melakukan kalibrasi dan validasi water balance lalu disesukan dengan tipe hujan tahunan yang terjadi. Pola yang telah ditetapkan sebagai rule dari pengeluaran air selanjutnya digunakan dalam pengoperasian bukaan pintu, ketersediaan air yang ada dalam waduk harus sesuai dengan pola yang telah diterapkan sehingga dalam pelaksanaan pengeluaran air waduk harus cermat antara operator pintu jaga dengan operator level air agar air yang dikeluarkan sesuai dengan rule curve yang ditetapkan sebagai pedoman.
D. Simulasi Pengujian Rule Curve Dalam permasalahan pendayagunaan sumber daya air, simulasi merupakan suatu teknik permodelan untuk menirukan perilaku suatu sistem kedalam model. Model simulasi digunakan untuk mengevaluasi apa yang terjadi di dalam sistem jika diberikan masukan-masukan tertentu. Dengan demikian pola pengelolaan sistem dapat dievaluasi dengan mempelajari prilaku sistem terhadap masukan berbagai skenario pada sistem. Akan tetapi, perlu diketahui bahwa simulasi bukan merupakan prosedur optimal, namun untuk menentukan tingkat keandalan.kegagalan terhadap prilaku pengoperasian. Simulasi pengujian rule curve digunakan untuk meninjau sejauh mana tingkat keandalan dari rule curve tersebut dalam memenuhi kebutuhan pelayanan dalam simulasi akan dianalisis ketersediaan air yang telah dikeluarkan terhadap ketersediaan air dalam waduk.
19
Seperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa rule curve menggunakan prinsip water balance (keseimbangan air) pada waduk. Data curah hujan ,inflow dan outflow merupakan data aktualisasi lapangan, sedangkan rembesan dan evaporasi merupakan data hasil kalibrasi yang selanjutnya telah di validasi pada model neraca air. Simulasi pengujian rule curve ini dimaksudkan untuk menguji pola yang telah ditetapkan apakah dapat memenuhi kebutuhan baik saat tahun hujan kering, normal, basah. Dalam simulasi yang telah ditetapkan akan dilakukan berbagai macam besar pengeluaran yang disesuaikan dengan ketersedian air di dalam waduk. Pada umumnya simulasi akan lebih ditekankan pada tahun hujan kering dan normal karena diperkirakan akan ada penurunan kapasitas air waduk akibat musim kemarau. Dalam uji rule curve ini digunakan kebutuhan air ( KA ) yang telah ditetapkan oleh pihak pengelola Waduk yakni sebesar pada pengeluaran yang terjatat pada data aktual harian operasional waduk. Pengujian akan dilakukan pada dua tahun yakni tahun normal, dan tahun kering pada masing – masing rule curve.
20
