12/15/2016
Prasarana/Infrastruktur Sumber Daya Air
Kegiatan Pengembangan Sumber Daya Air Struktural: • Pemanfaatan air • Pengendalian daya rusak air • Pengaturan badan air (sungai, situ, danau) Non-struktural: • Penyusunan peraturan • Penyusunan program kegiatan • Penghijauan, konservasi lahan
1
12/15/2016
Prasarana Sumber Daya Air • Prasarana SDA adalah bangunan air beserta bangunan lain yang menunjang kegiatan pengelolaan sumber daya air, baik langsung maupun tidak langsung. • Contoh: Waduk/reservoir, bangunanbangunan irigasi, bangunan pengatur sungai/perlindungan tebing sungai.
Waduk • •
Definisi: Adalah bangunan untuk menampung air pada waktu terjadi surplus air di sumber air agar dapat dipakai sewaktu-waktu terjadi kekurangan air. Fungsi: pemanfaatan air, pengendalian banjir. – Waduk buatan/bendungan – Waduk lapangan (pengempangan mata air) – Embung (sejenis waduk kecil di NTB) – Situ (sejenis waduk kecil di jawa barat)
2
12/15/2016
Waduk • Fungsi umum dari suatu waduk adalah untuk menyimpan kelebihan air. • Jenis simpanan: – Dead storage: volume dibawah elevasi muka air minimum – Life storage: volume diantara elevasi muka air minimum dan elevasi mercu pelimpah / spillway. – Tampungan banjir: volume diantara elevasi muka air banjir rencana dan elevasi mercu pelimpah/spillway
3
12/15/2016
• Muka air normal / Normal pool level: elevasi muka air maksimum di reservoir dalam kondisi operasi. • Muka air minimum / Minimum pool level: elevasi muka air terendah akibat pengambilan dalam waktu operasi. • Useful storage/live storage: tampungan air yang berada diantara muka air normal (normal pool level) dan muka air minimum (minimum pool level). • Dead storage : volume tampungan air di bawah muka air minimum. • Surcharge storage / Flood storage: volume air di atas muka air normal akibat banjir. • Bank storage: tampungan yang terjadi pada tebing waduk yang lolos air / permeable.
4
12/15/2016
Karakteristik Waduk Volume Juta m^3
Contoh: 5.0
3.0
4.0
1.0
2.0
-
130
125
Volume 120
Elevasi
115
110
Luas 105
100 -
2.0
1.0
3.0
Luas km^3
Penentuan Tampungan Waduk
Inflow berubah-ubah terhadap waktu.
5
12/15/2016
Metoda Rippl
Perhitungan Tampungan Waduk • Metoda Rippl Diketahui kurva massa inflow sebagaimana dalam gambar di samping. Berapakah tampungan waduk yang diperlukan apabila kebutuhan air adalah 75000 acre ft/tahun?
6
12/15/2016
Perhitungan Tampungan Waduk • Metoda Rippl Perhatikan kurva massa inflow waduk di samping. Berapakah suplai air yang bisa disediakan dari suatu reservoir dengan kapasitas 30000 acre ft?
Algoritma “Sequent Peak” • Untuk menghitung kekurangan kumulatif. • Apabila: – Qt = inflow dalam selang waktu t – Rt = outflow/kebutuhan dalam selang waktu t – Kt = kekurangan air pada akhir selang waktu t
• Kt = Rt-Qt+Kt-1, apabila (Rt-Qt+Kt-1) < 0 , maka Kt = 0.
7
12/15/2016
Algoritma “Sequent Peak”
Keandalan Waduk • Keandalan waduk didefinisikan sebagai probabilitas di mana waduk dapat mensuplai kebutuhan yang diharapkan selama usia guna (lifetime) tanpa adanya kekurangan. • Usia guna biasanya antara 50 – 100 tahun. • Bagaimana cara perhitungannya? – Menyusun 500-1000 set kondisi inflow dan pengambilan. Lama waktu dari masing-masing set adalah sama dengan usia guna / lifetime. – Dari masing-masing set diambil harga tampungan yang diperlukan. – Lakukan analisis frekuensi pada harga-harga tampungan. – Buat kurva keandalan: volume tampungan vs. probabilitas. – Makin besar volume tampungan makin besar keandalannya.
8
12/15/2016
Sedimentasi Waduk
Sedimentasi Waduk • Tidak semua sediment yang masuk ke waduk akan terendapkan. • Sebagian akan terbawa keluar bersama aliran. • Jumlah bagian dari sedimen yang terendapkan tergantung pada kapasitas waduk dan inflow. • Trap efficiency = = f(kapasitas/inflow).
9
12/15/2016
Sedimentasi Waduk
Brune, 1953
Sedimentasi Waduk
Debit sedimen: 200.000 ton/tahun, Inflow: 60.000 acre ft/tahun. Berat jenis sedimen = 1121kg/m3.
10
12/15/2016
Yang (1996)
Reservoir Routing • Untuk mengetahui perubahan hidrograf setelah melalui tampungan/reservoir. • Untuk perencanaan elevasi & kapasitas pelimpah • Untuk mengetahui luas genangan maksimum pada waktu banjir.
11
12/15/2016
Reservoir Routing I O S / t I t Ot S I1 I 2 O O2 t 1 t S 2 S1 2 2 I1 I 2 O1 O2 2S 2 S1 / t I1 I 2
2 S1 2S O1 2 O2 t t
Reservoir Routing Contoh:
Linsley (1982)
12
12/15/2016
Linsley (1982)
Jam ke 12 24 36 48 60 72 84
I 2 5.2 10.1 12.2 8.5 4.7 2.3
2S/dt - O 2S/dt + O 5.6 9 8.2 12.8 14.9 23.5 16.2 37.2 16.3 36.9 16.3 29.5 14.9 23.3
O
S 1.6 2.3 4.1 5.8 5.7 4.9 4.1
1.7 2.3 4.3 10.5 10.3 6.6 4.2
Elevasi Muka Air Waduk
Inflow Outflow
0
50
100
Jam ke...
Elevasi (m)
Debit (m3/det)
Debit Inflow & Outflow 14 12 10 8 6 4 2 0
Elevasi 3.0 5.2 9.0 11.5 11.3 10.5 8.7
14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 0
20
40
60
80
100
Jam ke ...
Catatan: S dalam (10^5 m3)
13
12/15/2016
Permasalahan di Tikungan Sungai
• Kecepatan maksimum berada dekat dengan tebing sungai pada sisi luar • Terjadi gerusan pada daerah tebing pada sisi luar tikungan. • Diperlukan upaya untuk menanggulangi gerusan.
14
12/15/2016
Pergerakan aliran yang membentuk alur spiral pada suatu tikungan sungai.
Arah aliran utama
Sisi luar tikungan sungai
Lokasi deposisi
Lokasi erosi
Arus memutar, pada suatu bidang transversal.
15
12/15/2016
16
12/15/2016
Krib tiang pancang
(Sosrodarsono, 1985)
17
12/15/2016
Penanggulangan Gerusan Dengan Groin / Krib Beberapa tujuan pemasangan groin/krib: • Mengatur arah arus sungai • Mengurangi kecepatan arus air di dekat tebing sungai (redistribusi profil kecepatan arus) • Mempertahankan lebar dan kedalaman air pada alur sungai • Mengkonsentrasikan arus sungai dan memudahkan pengambilan/penyadapan air.
Jenis groin/krib: • Permeable: Air dapat melalui krib, contohnya krib tiang pancang dan type rangka • Impermeable: untuk membelokkan arus sepenuhnya, pada ujung krib terjadi gerusan yang cukup dalam, contohnya krib bronjong kawat. • Semipermeable • Krib melintang (transversal) dan memanjang (longitudinal)
18
12/15/2016
(Sosrodarsono, 1985)
19
12/15/2016
Pemilihan Jenis Krib Pertimbangan pemilihan jenis krib dari segi material maupun sifat hidraulik berdasarkan: • Kondisi fisik: jenis sungai, geometri sungai dan kondisi geoteknis sungai. • Pertimbangan tujuan pemasangan: – – – –
•
Untuk perlindungan tebing: krib tiang pancang Untuk perlindungan tebing dengan pertimbangan estetika: pasangan batu Untuk perlindungan tebing bersifat sementara: krib kayu Untuk pengarah aliran: krib kedap air
Kondisi tanah: – Untuk tanah yang mudah longsor: krib tiang pancang – Untuk tanah lunak: krib tiang pancang
•
Kondisi lapangan – Pada tebing yang relatif tinggi: menggunakan krib tiang pancang – Pada tebing yang relatif rendah: menggunakan krib pasangan batu, krib bronjong – Mempertimbangkan ketersediaan material di lokasi
Contoh: Diketahui: Jari-jari luar R = 1.913 m, dengan lebar sungai rata-rata 335 m. Rencanakan perlindungan tebing yang sesuai! Penyelesaian: • Alternatif untuk mengatasi masalah erosi tebing dipilih sesuai dengan keadaan daya dukung tanah dan metoda perlindungan yang dikehendaki. • Perlindungan tebing ini dapat dilakukan dengan: – Mengubah pola aliran dengan cara pembangunan krib atau – Dengan perlindungan langsung pada permukaan tebing.
•
Berdasarkan pertimbangan: – Penyebab utama dari erosi adalah terkonsentrasinya arus pada tebing di sisi luar – Lebar sungai masih mencukupi untuk berfungsi sebagai jalur navigasi dan – Stabilitas tebing yang relatif rendah apabila dibangun perkuatan langsung berupa revetment.
•
Maka usulan penanggulangan erosi adalah dengan pembangunan krib pengarah arus pada sisi luar dari tikungan.
20
12/15/2016
Sifat hidraulis • Berdasarkan sifat hidraulis terdapat tiga jenis krib, yaitu: krib lolos air, krib kedap air dan krib semi kedap. Formasi Krib • Terdapat 3 jenis formasi krib: tegak lurus terhadap arah arus aliran, condong ke arah hulu dan condong ke arah hilir. Dalam perencanaan ini digunakan krib dengan formasi tegak lurus terhadap arah aliran utama, mengingat jari-jari tikungan yang relatif besar (1.913 m). Tinggi Krib • Elevasi ujung mercu krib berada 0,5 – 1,0 meter di atas rata-rata elevasi muka air rendah.
Panjang Krib dan Interval Krib • Panjang dan jarak antar krib satu dan lainnya ditetapkan secara empiris berdasarkan pada pengamatan data sungai yang ada, antara lain situasi sungai, alignment sungai, lebar sungai dan jari-jari tikungan sungai. • Perbandingan antara panjang krib (l) dan lebar sungai (B) pada lazimnya kurang dari 0,10. Sehingga untuk lebar sungai rata-rata 335 m, ditentukan bahwa panjang krib maksimum yang dapat dibuat adalah = 0,1 x 335 = 33,5 meter. • Jarak antar krib (D)untuk sisi luar dari tikungan ditentukan berdasarkan perbandingan D/l = 1,5, sehingga jarak interval maksimum antar krib adalah = 1,5 x 33,5 = 50,25 50 meter.
21
