PERENCANAAN POLA OPERASI EMBUNG BULUNG UNTUK KEBUTUHAN AIR BAKU DESA BULUNG KABUPATEN BANGKALAN Andre Prasetio1, Widandi Soetopo2, Dian Chandrasasi2 1 Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya 2 Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 1
[email protected] ABSTRAK Dalam studi ini menggunakan data-data sekunder antara lain data penduduk, curah hujan, klimatologi, karakteristik DAS, dan teknis embung. Data penduduk digunakan untuk menghitung kebutuhan air baku. Data hujan digunakan untuk menghitung debit andalan (inflow), Menurut Suyono Sosrodarsono (2003:204) keandalan debit inflow yaitu air cukup (26,02%), air normal (50,68%), air rendah (75,34%) dan air kering (97,30%) serta dengan beberapa keandalan operasi. Metode simulasi yang digunakan mempunyai tujuan untuk mengetahui pola operasi embung. Persamaaan yang digunakan adalah kontiunitas massa aliran yang merupakan hubungan antara masukan (inflow), keluaran (outflow), dan perubahan tampungan embung. Data yang digunakan dalam analisis ini adalah debit inflow, evaporasi, jenis tanah dan kebutuhan yang harus dilayani embung.. Dari hasil perhitungan kebutuhan air baku di Desa Bulung pada tahun 2032 kebutuhan air baku sebesar 227,12 m3/hari. Debit inflow dengan beberapa kondisi keandalan (26,02%, 50,68%, 75,34%, 97,30%) rata-rata sebesar 0,008 m3/detik. Dari perhitungan simulasi operasi embung diperoleh jumlah penduduk yang dapat terlayani dengan beberapa kondisi keandalan (26,02%, 50,68%, 75,34%, 97,30%) sebanyak 11496 orang. Keandalan embung ditetapkan 90%. Pola operasi embung menggunakan aturan operasi berdasarkan tampungan, didapatkan batas minimum embung berkisar 0% - 90% dan dari hasil simulasi operasi embung didapatkan prosentase lepasan berdasarkan tampungan total berkisar 8% 100% dengan simulasi operasi menggunakan 10 kelas nilai lepasan yang paling optimal (pemenuhan kebutuhan yang terbesar dan spillout yang terkecil). Kata Kunci: Inflow, Outflow, Simulasi Operasi Embung
ABSTRACT This study is using the secondary data between the inhabitants of other data, rainfall, climatology, characteristic of watershed, and technical reservoir. The population data used to calculate water requirement. Rain data used to calculate discharge (inflow), according to suyono sosrodarsono (2003: 204) the reliability of inflow which are enough water discharge (26,02%), normal water discharge (50,68%), low water discharge (75,34%), dry water discharge (97,30%) and the others. The purpose of simulation method is for knowing the reservoir operation pattern. The formulas that will be used are mass flow continuity which has connection between inflow, outflow and the reservoir changing water level. The data are inflow discharge, evaporation, soil media and the water domestic service by reservoir. From the calculation of water requirement in Bulung village at 2032, standard water requirement of 227,12 m3 per day. Discharge inflow with some of the condition of the reliability of (26,02 %, 50,68 %, 75,34 %, 97,30 %) an average of 0,008 m3per second. Simulation operation reservoir obtained total population who can be served with some of the condition of the reliability of (26,02 %, 50,68 %, 75,34 %, 97,30 %) total 11496 people. The reliability of reservoir set 90 percent. The pattern operation of reservoir using rules based the storage, obtained the minimum limits reservoir ranges 0 % to 90 percent and the result of reservoir operation, releases the percentage total range of 8% - 100% with 10 class operation simulation using releases most optimal value.(the greatest demand and spillout its smallest) Keywords: Inflow, Outflow and Simulation of Reservoir
PENDAHULUAN Ketergantungan manusia terhadap tersedianya air untuk menunjang kehidupan sangatlah besar. Terutama
kebutuhan air baku, yaitu air yang digunakan manusia untuk menunjang hidupnya sehari-hari.
Salah satu daerah yang masih mengalami kekurangan air yaitu pada Desa Bulung Kabupaten Bangkalan Provinsi Jawa Timur. Oleh karena itu, untuk memenuhi kebutuhan air baku bagi penduduk Desa Bulung maka perlu dilakukan perencanaan tentang pengoperasian Embung Bulung sehingga dapat memenuhi kebutuhan khususnya kebutuhan air baku. IDENTIFIKASI MASALAH Pada saat ini Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Kabupaten Bangkalan masih mengandalkan mata air Sumber Pocong di Desa tangkel yang mencapai 63 liter/detik yang hanya mampu memenuhi kebutuhan air baku warga hanya sebesar 40% dari total penduduk Kabupaten Bangkalan. Selain itu peningkatan jumlah penduduk di Kabupaten Bangkalan yang menuntut cukupnya ketersediaan air baku di musim penghujan terlebih di musim kemarau. Dengan dibangunnya Embung Bulung maka perlu dilakukan suatu studi untuk menganalisa besarnya potensi air serta pola operasi embung yang bisa dimanfaatkan untuk pemenuhan air baku bagi masyarakat sekitar Embung Bulung. METODE PENELITIAN 1. Proyeksi Penduduk Metode yang digunakan untuk memproyeksikan jumlah penduduk yaitu: a. Metode Geometri n
Pn = P0 . (1 + r)
dimana: Pn = jumlah penduduk pada tahun ke n P0 = jumlah pendidik pada awal tahun r = angka pertumbuhan penduduk (%) n = interval waktu (tahun)
b. Metode Eksponensial Pn = P0 . er n dimana: Pn = jumlah penduduk pada tahun ke n P0 = jumlah pendidik pada awal tahun r = angka pertumbuhan penduduk (%) n = interval waktu (tahun) e
= bilangan logaritma natural
Kemudian kedua metode tersebut diuji dengan menggunakan faktor korelasi untuk menentukan metode mana yang digunakan. Faktor korelasi didapatkan dari grafik berikut ini:
Gambar 1. Grafik Proyeksi Penduduk Metode Geometri
Gambar 2. Grafik Proyeksi Penduduk Metode Eksponensial 2. Kebutuhan Air Baku Untuk menghitung jumlah kebutuhan air baku digunakan rumus sebagai berikut: Q = Pn x q Dimana: Q = kebutuhan air baku Pn = jumlah penduduk terlayani (jiwa) q
= debit keluaran individu
3. Curah Hujan Rerata Untuk menghitung curah hujan rerata digunakan metode rata-rata hitung yaitu dengan rumus berikut: P
P1 P2 P3 .... Pn n
Dimana: P1, P2, ……. Pn adalah curah hujan yang tercatat di pos penakar hujan 1, 2, …., n dan n adalah banyaknya pos penakar hujan. 4. Evapotranspirasi Potensial Untuk menentukan evapotranspirasi potensial menggunakan rumus Penman sebagai berikut: ET0 = c . ET0* ET0* = w (0,75.Rs – Rn-1) + (1 – w) f(u) (ea – ed) Dengan: ET0 = evapotranspirasi rujukan (mm/hari) c = angka koreksi Penman yang memasukkan harga perbedaan kondisi cuaca ET0* = besaran evapotranspirasi potensial sebelum dikoreksi (mm.hari) W = faktor yang berhubungan dengan temperature (t) dan elevasi daerah Rs = radiasi gelombang pendek dalam suatu evaporasi (mm/hari) = (0,25 + 0,54 n/N) Ra Ra = radiasi gelombang pendek yang memenuhi batas luar atmosfir (angka angot) yang dipengaruhi oleh letak lintang daerah. (mm/hari). Rn-1 = radiasi bersih gelombang panjang (mm/hari) = f(t) . f(ed) . f(n/N) f(t) = fungsi suhu f(ed) = fungsi tekanan uap = 0,34 – (0,044 . ed0,5)
f(n/N) = fungsi kecerahan = 0,1 + (0,9 . n/N) N = jumlah jam yang sebenarnya dalam 1 hari matahari bersinar terang (jam) f(u) = fungsi dari kecepatan angin pada ketinggian 2 m dalam satuan (m/dt) = 0,27 (1 + 0,864 u) u = kecepatan angin (m/dt) (ea-ed) = perbedaan tekanan uap jenuh dengan tekanan uap yang sebenarnya ed = ea – Rh Rh = kelembaban relatif (%) ea = tekanan uap jenuh (mbar) ed = tekanan uap sebenarnya (mbar) 5. Ketersediaan Debit Aliran F.J Mock a. Singkapan Lahan (m) Singkapan lahan disesuaikan dengan tataguna lahan. Tabel 1. Singkapan Lahan Sesuai Tataguna Lahan No
1
Hutan lebat
2
Lahan yang terisolasi Lahan pertanian yang diolah
3
m (%) 0
Jenis Penggunaan Lahan
10 – 40 30 – 50
Sumber: Hadisusanto, 2010:231 b. Koefisien Infiltrasi Infiltrasi yaitu proses masuknya air hujan kedalam permukaan tanah/batuan melalui gaya gravitasi dan kapiler. Tabel 2. Koefisien Infiltrasi Berdasarkan Jenis Batuan (Ci) No
1 2 3 4 5
Jenis Batuan Vulkanik muda
Ci 0,30 – 0,50
Vulkanik tua, muda dan sedimen
0,15 – 0,25
Batu pasir Sedimen lanau, batu cukup kedap Batu gamping
0,15 0,15 0,30 – 0,50
Sumber: Kurniawan, 2009:14
c. Kapasitas Kelembapan Tanah (Soil Moisture Capacity) Kapasitas kelembapan tanah adalah banyaknya air yang dapat dikandung oleh tanah (Sosrodarsono: 1987:72). Untuk tanah dengan kelembaban tanah maksimum 25% maka kapasitas tanah tersebut 25 cm air pada tanah seluas 1 m2. Biasanya kelembaban tanah ditaksir berkisar antara 50 sampai dengan 250 mm per m2. Tabel 3. Angka Kelembaban Tanah
Kedalaman
No
Tipe Vegetasi
1 2
Padang Rumput Umbi akar Tanaman padi gandum dan sejenisnya Tegalan
3 4
SMC (mm) 75 100 140 200
Sumber: Asdak, 2004:139 d. Initial Storage Initial Storage adalah besarnya volume air pada saat awal perhitungan e. Faktor Resesi Air tanah Dalam perhitungan kandungan air tanah (Ground Water Storage) terdapat faktor resesi air tanah (k), Faktor resesi air tanah (k) adalah 0 – 1,0 harga k. 6. Analisis Debit Andalan Perhitungan debit andalan dilakukan dengan metode tahun dasar (basic year), yaitu dengan mengambil suatu pola debit dari tahun ke tahun tertentu pada setiap kondisi keandalan debit. Rumus yang digunakan yaitu rumus Weibull: m x100% n 1 Dimana: P = Probabilitas (%) m = Nomor urut data debit n = Jumlah data pengamatan debit P
7. Analisa Pola Operasi Embung Operasi waduk (reservoir operation) adalah penampungan aliran air sungai ke dalam sebuah waduk (reservoir) dan pelepasan daripada air yang telah ditampung tersebut untuk berbagai tujuan tertentu (Soetopo, 2010:2). Pola operasi embung bertujuan untuk menentukan pelepasan air dari tampungan dengan memperhatikan inflow dan outflow. Pola operasi embung dilakukan dengan mengacu pada hasil simulasi tampungan. a. Simulasi Tampungan Embung Salah satu operasi dibagi-bagi menjadi sejumlah periode, misalnya bulanan, 15 harian, 10 harian, mingguan, maupun harian. Persamaan umum simulasi operasi embung adalah Neraca Keseimbangan Air (water balance). Persamaan secara matematika simulasi kapasitas tampungan waduk dinyatakan sebagai berikut (Mc. Mahon, 1978:24): St+1 = St + Qt – Dt – Et – Lt dengan: St+1 = Tampungan waktu pada akhir interval waktu t = Interval waktu yang digunakan St = Tampungan embung pada awal interval waktu Qt = Aliran masuk selama interval waktu t Dt = Lepasan air selama interval waktu t Et = Evaporasi selama interval waktu t Lt = Kehilangan – kehilangan air lain dan embung selama interval waktu t mempunyai nilai yang kecil dan dapat diabaikan C = Tampungan aktif (tampungan efektif) b. Kegagalan dan Keandalan Embung Peluang kegagalan sebuah tampungan waduk adalah perbandingan antara jumlah satuan waktu pada waktu waduk kosong dengan jumlah satuan
total yang digunakan dalam proses analitis (Mc.Mahon, 1978:17) : P Pe x100% N Sedangkan definisi keandalan adalah : Re = 100 – Pe c. Pedoman Lepasan Pola Operasi Embung Berdasarkan Tampungan Pedoman operasi waduk (rule curve) adalah grafik yang menunjukkan hubungan antara prosentase pemenuhan kebutuhan (sumbu tegak), sementara besarnya tampungan diukur dengan prosentase tampungan waduk terhadap kapasitas tampungan aktual (sumbu mendatar). Pada aturan operasi waduk dimana lepasan berdasárkan status tampungan waduk, maka dilakukan pembatasan terhadap lepasan apabila tampungan waduk menurun besarnya. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Perhitungan Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Perhitungan pertumbuhan penduduk menggunakan 2 metode kemudian diuji dengan faktor korelasi. Tabel 4. Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Desa Bulung Penduduk Desa Bulung (jiwa) Geometri Eksponensial 2016 2016 2080 2081 2145 2147 2213 2216 2282 2287 2354 2360 2428 2435 2505 2513 2584 2594 2665 2677 2749 2762 2836 2851 2925 2942 3017 3036 3112 3133
No
Tahun
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026
15 16 17
2027 2028 2029
3210 3311 3416
3234 3337 3444
18 19 20
2030 2031 2032
3523 3634 3749
3554 3668 3785
Sumber: Perhitungan
Hasil grafik proyeksi penduduk menunjukkan koefisien korelasi 0.994 untuk metode geometri, dan pada metode eksponensial koefisien korelasi sebesar 0.995. sehingga perhitungan proyeksi penduduk yang akan diambil yaitu metode eksponensial karena memiliki angka mendekati +1 dibandingkan metode geometri oleh karena itu metode eksponensial ini mendekati perkembangan penduduk sesungghuhnya. Maka kebutuhan air baku sebesar: Tabel 5. Volume kebutuhan air baku Desa Bulung No
Tahun
De sa Bulung
No
Tahun
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032
3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(m /hr) 120,96 124,83 128,83 132,95 137,2 141,59 146,12 150,8 155,63 160,61 165,75
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
De sa Bulung (m 3 /hr) 171,05 176,52 182,17 188 194,02 200,23 206,64 213,25 220,07 227,12
Sumber: Perhitungan 2. Analisis Curah Hujan a. Uji Konsistensi dengan Metode RAPS Tabel 6. Hasil Uji Konsistensi Curah Hujan Stasiun Klampis No
Tahun
R
Sk*
I Sk*I
Dy2
Sk**
I Sk** I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 jumlah rata-rata
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
59,00 96,00 83,00 87,00 61,00 140,00 45,00 141,00 140,00 97,00 91,00 74,00 80,00 54,00 57,00 45,00 58,00 60,00 1468,00 81,56
-22,56 14,44 1,44 5,44 -20,56 58,44 -36,56 59,44 58,44 15,44 9,44 -7,56 -1,56 -27,56 -24,56 -36,56 -23,56 -21,56 0,00 0,00
22,56 14,44 1,44 5,44 20,56 58,44 36,56 59,44 58,44 15,44 9,44 7,56 1,56 27,56 24,56 36,56 23,56 21,56 445,11 24,73
28,26 11,59 0,12 1,65 23,47 189,76 74,24 196,31 189,76 13,25 4,96 3,17 0,13 42,18 33,50 74,24 30,83 25,81 943,25 52,40
-0,73 0,47 0,05 0,18 -0,67 1,90 -1,19 1,94 1,90 0,50 0,31 -0,25 -0,05 -0,90 -0,80 -1,19 -0,77 -0,70 1,94 0,05
0,73 0,47 0,05 0,18 0,67 1,90 1,19 1,94 1,90 0,50 0,31 0,25 0,05 0,90 0,80 1,19 0,77 0,70 Max min
Sumber: Perhitungan
Tabel 7. Hasil Uji Konsistensi Curah Hujan Stasiun Klampis No
Tahun
R
Sk*
I Sk*I
Dy2
Sk**
I Sk** I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 jumlah rata-rata
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
87,00 98,00 96,00 96,00 75,00 75,00 60,00 154,00 152,00 501,00 168,00 95,00 104,00 99,00 225,00 97,00 204,00 77,00 2463,00 136,83
-49,83 -38,83 -40,83 -40,83 -61,83 -61,83 -76,83 17,17 15,17 364,17 31,17 -41,83 -32,83 -37,83 88,17 -39,83 67,17 -59,83 0,00 0,00
49,83 38,83 40,83 40,83 61,83 61,83 76,83 17,17 15,17 364,17 31,17 41,83 32,83 37,83 88,17 39,83 67,17 59,83 1166,00 64,78
137,96 83,78 92,63 92,63 212,41 212,41 327,96 16,37 12,78 7367,63 53,96 97,22 59,89 79,52 431,85 88,15 250,63 198,89 9816,69 545,37
-0,50 -0,39 -0,41 -0,41 -0,62 -0,62 -0,78 0,17 0,15 3,68 0,31 -0,42 -0,33 -0,38 0,89 -0,40 0,68 -0,60 3,68 0,15
0,50 0,39 0,41 0,41 0,62 0,62 0,78 0,17 0,15 3,68 0,31 0,42 0,33 0,38 0,89 0,40 0,68 0,60 Max min
Sumber: Perhitungan
b. Curah Hujan Rerata Tabel 8. Curah Hujan Rerata 10 Harian Tahun
Periode I
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Bulan Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
42,0
174,5
40,0
11,5
6,5
31,5
0,0
9,0
0,0
13,5
110,0
32,0
II
0,0
141,0
27,5
15,5
21,0
5,0
0,0
6,0
0,0
25,5
57,5
15,0
III
32,5
0,0
22,5
2,0
19,5
0,0
0,0
33,0
0,0
92,0
31,5
31,0
I
101,5
83,5
32,0
88,5
13,0
26,5
0,0
0,0
0,0
0,0
33,0
0,0
II
126,5
19,0
66,0
10,0
25,0
43,5
0,0
0,0
0,0
44,0
69,5
75,5
III
30,0
120,5
131,5
94,5
4,5
28,0
9,0
0,0
5,0
113,0
104,5
34,5
144,5
I
15,0
89,5
34,5
26,0
44,0
38,5
0,0
0,0
111,0
267,0
24,0
II
12,5
29,0
9,0
48,0
70,0
22,5
13,0
2,0
45,0
119,0
10,0
141,5
III
52,0
76,5
108,5
103,5
0,0
48,5
74,0
0,0
116,5
158,0
46,0
25,5
I
46,5
129,5
1,5
161,0
72,0
3,5
11,0
0,0
0,0
0,0
93,0
99,5
II
115,0
27,5
45,5
18,0
19,0
2,5
1,0
0,0
0,0
44,0
24,0
87,0
III
159,0
24,0
101,5
5,0
0,0
7,0
0,0
1,5
34,0
48,5
20,0
127,5
I
137,5
80,0
16,3
16,7
54,8
18,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
II
95,7
139,8
23,0
50,8
8,8
15,3
0,0
0,0
0,0
0,0
10,0
61,0
III
77,0
10,3
106,7
58,0
5,7
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
17,0
167,5
Jumlah
1048,5
1532,0
2124,5
1529,0
Tahun
Periode
2005
2006
2007
2008
38,0
I
69,5
118,0
40,5
23,0
14,8
70,5
0,0
0,0
0,0
15,5
13,0
32,0
II
31,5
84,0
48,8
7,5
39,3
47,5
0,0
0,0
0,0
12,5
31,5
63,5
III
29,5
45,0
42,3
20,5
30,5
8,0
0,0
0,0
0,0
31,5
63,0
120,0
I
68,0
79,5
103,0
13,5
51,0
0,0
0,0
0,0
0,0
4,0
33,5
43,0
II
80,5
21,5
45,5
42,0
13,0
6,5
0,0
0,0
0,0
0,0
73,5
44,0
III
99,5
62,0
142,5
27,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
5,5
64,5
32,0
I
19,5
123,0
0,0
38,5
4,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
10,5
11,5
II
54,0
14,0
12,0
10,5
1,5
0,0
6,0
0,0
0,0
0,0
33,0
30,5
III
122,5
8,5
203,0
19,0
2,5
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
33,5
52,5
I
39,0
192,0
15,5
10,0
21,0
0,0
14,0
0,0
0,0
0,0
1,0
II
61,0
46,5
83,0
29,0
31,0
47,5
0,0
0,0
0,0
0,0
37,5
29,5
III
62,0
91,0
109,5
9,0
16,5
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
19,5
109,0
1208,0
1153,0
1155,0
810,0
2009
2010
2011
2012
69,5 1143,5
2013
Bulan Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
I
109,5
44,0
153,5
56,0
16,0
72,0
65,5
5,0
0,0
1,5
0,0
47,0
II
76,0
34,5
112,5
30,0
0,0
47,5
3,5
1,0
0,0
54,5
27,5
118,0
III
0,0
25,5
105,0
15,5
8,5
9,0
9,0
20,0
4,0
119,0
217,5
128,5
I
53,5
95,0
82,0
19,5
26,5
21,0
0,0
0,0
0,0
0,0
5,5
10,0
II
0,5
14,0
57,0
2,5
0,0
0,0
16,0
0,0
0,0
0,0
0,5
94,5
III
346,0
108,5
86,0
1,0
58,5
0,0
3,5
0,0
0,0
0,0
5,0
38,5
65,0
14,0
I
65,5
73,0
0,0
0,0
0,0
4,5
5,5
46,5
98,0
II
83,0
29,5
77,0
9,5
0,0
0,0
2,5
0,0
0,0
0,0
17,5
123,0
III
98,5
61,0
162,5
55,0
25,0
5,5
34,5
0,0
0,0
0,0
6,0
0,0
41,5
I
46,5
76,0
42,0
3,0
37,0
3,0
0,0
0,0
0,0
23,0
26,5
74,5
II
26,5
115,0
41,5
3,0
0,0
13,5
0,0
7,5
0,0
14,0
24,5
152,0
III
103,0
54,0
130,0
1,0
4,0
0,0
0,0
19,5
0,0
29,5
18,5
98,5
I
188,5
67,5
183,0
95,0
33,5
21,5
18,5
0,0
0,0
0,0
0,5
II
116,5
108,0
8,0
72,5
123,0
11,5
0,0
20,0
21,0
0,0
42,0
59,0
III
89,5
132,0
11,5
16,5
155,0
0,0
40,5
0,0
0,0
0,0
28,5
142,5
I
67,0
7,0
43,0
116,5
125,5
210,5
42,5
93,5
93,0
86,0
99,5
177,5
93,5
128,0
113,5
54,5
79,5
146,5
79,0
49,0
79,0
148,0
9,5
129,5
III
129,5
82,0
142,5
196,0
150,5
36,0
206,0
36,5
40,5
59,0
82,5
71,0
112,5
151,8
I
129,0
35,5
88,5
90,5
4,0
0,0
0,0
0,0
50,3
II
95,5
6,0
47,0
76,5
4,5
0,0
6,5
0,0
4,8
3,5
13,8
91,3
III
50,0
82,5
59,5
69,0
13,0
60,5
23,5
0,0
0,0
128,3
51,3
100,8
I
270,0
104,3
89,0
115,0
65,0
25,0
0,0
0,0
0,0
5,0
25,5
12,0
II
176,0
89,0
114,3
76,5
26,0
52,5
0,0
0,0
0,0
47,3
34,0
124,0
III
50,8
26,0
91,5
70,0
2,5
0,0
0,0
0,0
0,0
1,0
3,5
44,0
I
125,3
30,0
14,3
81,5
11,3
16,0
32,3
15,5
13,3
0,0
27,5
II
88,3
65,7
49,3
89,0
93,0
43,3
44,0
0,0
5,3
17,5
30,0
93,8
III
34,5
32,5
125,3
13,0
24,0
32,5
20,0
5,0
0,5
9,0
38,0
124,5
Sumber : Hasil Perhitungan
3. Evapotranspirasi Potensial Tabel 9. Perhitungan Potensial Metode Penman No.
Uraian
1 2 3 4
Temperatur (t) Kecepatan angin (u) Kelembapan relatif (Rh) Kecerahan matahari (n/N) Perhitungan Nilai angot (Ra) Tekanan uap jenuh (ea) Tekanan uap nyata (ed = ea*Rh) w 1-w Fungsi suhu f(t) Radiasi gelombang pendek (Rs) Perbedaan tekanan uap jenuh dengan tekanan uap (ea - ed) Fungsi tekanan uap f(ed) Fungsi kecerahan matahari f (n/N) Fungsi angin f(u) Radiasi bersih gelombang panjang (Rn1 = F(t)*f(ed)*f(n/N)) ET* = w*(0,75Ra - Rn1) + (1-w)*f(u)*(ea-ed) Angka koreksi ( c) ETo = ET* x c
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Sumber : Hasil Perhitungan
Satuan °C m/det % % mm/hari mbar
mm/hari mbar mbar m/dt mm/hari mm/hari mm/hari
Bulan Jun Jul Aug 27,10 27,00 27,00 3,62 3,42 4,23 70 67 65 88,3 88,8 94,4
Sep 27,30 4,03 64 97,7
Oct Nov 27,60 27,70 4,18 3,06 67 71 93,3 76,6
13,26 37,16 27,13 0,77 0,23 16,24 9,26
12,62 35,87 25,11 0,77 0,23 16,10 9,17
12,92 35,66 23,89 0,77 0,24 16,08 9,42
13,86 35,66 23,18 0,77 0,24 16,08 10,53
14,95 36,30 23,23 0,77 0,23 16,15 11,63
15,75 36,95 24,75 0,77 0,23 16,22 11,87
15,89 37,16 26,38 0,77 0,23 37,16 10,55
15,84 36,09 28,51 0,77 0,23 16,12 8,41
9,79 0,11 0,82 1,02
10,03 0,11 0,85 1,04
10,76 0,12 0,89 1,11
11,77 0,12 0,90 1,07
12,48 0,13 0,95 1,26
13,07 0,13 0,98 1,21
12,19 0,12 0,94 1,25
10,78 0,11 0,79 0,98
7,58 0,11 0,57 0,91
1,44 6,47 1,00 6,47
1,52 6,12 0,95 5,82
1,72 6,20 0,95 5,89
1,81 6,51 1,00 6,51
1,96 7,33 1,00 7,33
2,02 8,11 1,10 8,92
1,85 8,06 1,10 8,87
3,34 5,43 1,15 6,25
0,96 5,10 1,15 5,87
Jan 27,70 3,47 80 47,8
Feb 28,00 2,75 78 62,5
Mar 27,90 3,21 78 56,6
Apr May 27,90 27,70 3,21 3,32 74 73 80,1 83
15,94 37,16 29,73 0,77 0,23 16,24 8,10
16,05 37,91 29,57 0,78 0,23 16,31 9,43
15,55 37,64 29,36 0,77 0,23 16,28 8,64
14,56 37,64 27,85 0,77 0,23 16,28 9,94
7,43 0,10 0,53 1,08
8,34 0,10 0,66 0,91
8,28 0,10 0,61 1,02
0,86 4,92 1,10 5,41
1,09 5,88 1,10 6,47
1,01 5,38 1,00 5,38
Dec 27,20 2,75 79 52
1736,5
1145,0
1203,5
1187,0
51,0
II
0,0
Jumlah
1856,5
3503,0
1649,5
1739,5
76,0 1520,4
4. Perhitungan debit Aliran FJ. Mock Tabel 10. Rekapitulasi Debit aliran FJ. Mock 1996 – 2013 Sub DAS Bulung Bulan
Debit (m3/dt)
Periode 1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III
0,002 0,001 0,000 0,056 0,048 0,011 0,006 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,018 0,032 0,013 0,004 0,002 0,001 0,001
0,030 0,039 0,006 0,022 0,005 0,048 0,006 0,015 0,036 0,025 0,006 0,025 0,005 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,026 0,004 0,015 0,030 0,005 0,018 0,003
0,009 0,001 0,003 0,021 0,003 0,025 0,048 0,008 0,029 0,006 0,005 0,027 0,005 0,014 0,003 0,002 0,001 0,003 0,001 0,000 0,010 0,002 0,001 0,000 0,000 0,001 0,030 0,034 0,038 0,050 0,105 0,018 0,014 0,007 0,047 0,007
0,007 0,034 0,049 0,046 0,010 0,008 0,004 0,005 0,023 0,053 0,009 0,005 0,015 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,001 0,023 0,003 0,002 0,026 0,023 0,034
0,047 0,032 0,019 0,022 0,047 0,010 0,005 0,003 0,025 0,004 0,005 0,007 0,006 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,009 0,048
0,019 0,006 0,003 0,035 0,024 0,014 0,004 0,005 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,011 0,003 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,010 0,001 0,010 0,030
0,015 0,020 0,023 0,020 0,005 0,020 0,028 0,007 0,039 0,007 0,004 0,003 0,003 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,014 0,012 0,003 0,002 0,001
0,001 0,006 0,030 0,039 0,007 0,005 0,003 0,002 0,061 0,009 0,005 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003
0,000 0,008 0,008 0,066 0,012 0,031 0,006 0,021 0,029 0,006 0,004 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,002 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,012 0,002 0,025
0,033 0,020 0,005 0,005 0,002 0,002 0,048 0,036 0,029 0,012 0,005 0,003 0,002 0,001 0,001 0,013 0,004 0,001 0,010 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,006 0,028 0,004 0,003 0,076 0,014 0,039 0,039
0,013 0,006 0,118 0,041 0,014 0,051 0,026 0,015 0,021 0,005 0,003 0,002 0,001 0,001 0,004 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,023 0,003
0,011 0,020 0,023 0,018 0,005 0,018 0,013 0,018 0,047 0,008 0,005 0,007 0,002 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,000 0,000 0,023 0,036 0,005
0,006 0,002 0,023 0,018 0,035 0,016 0,006 0,004 0,034 0,006 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,015 0,048 0,026
0,067 0,043 0,027 0,019 0,035 0,062 0,069 0,013 0,007 0,026 0,018 0,005 0,003 0,035 0,045 0,009 0,005 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,005 0,009 0,039
0,017 0,026 0,037 0,008 0,042 0,036 0,008 0,035 0,043 0,039 0,014 0,070 0,046 0,026 0,047 0,080 0,058 0,014 0,009 0,020 0,065 0,032 0,012 0,005 0,024 0,020 0,005 0,022 0,049 0,013 0,030 0,007 0,021 0,062 0,046 0,019
0,044 0,031 0,010 0,005 0,003 0,029 0,024 0,008 0,008 0,022 0,017 0,015 0,032 0,006 0,003 0,002 0,001 0,008 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,031 0,009 0,003 0,006 0,048 0,028 0,027
0,103 0,074 0,018 0,036 0,030 0,009 0,025 0,036 0,025 0,037 0,022 0,018 0,014 0,004 0,002 0,002 0,005 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,034 0,004
0,038 0,025 0,005 0,004 0,012 0,003 0,002 0,004 0,032 0,020 0,024 0,005 0,003 0,022 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,014 0,024 0,032
Total tahunan
0,203
0,380
0,580
0,387
0,292
0,183
0,229
0,177
0,239
0,446
0,347
0,267
0,248
0,551
1,107
0,424
0,504
0,277
Jan
Feb
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agust
Sept
Okt
Nop
Des
Sumber: Perhitungan
5. Debit Andalan Perhitungan debit andalan menggunakan analisa tahun dasar perencanaan (basic year). Keandalan debit yang digunakan sebesar 26,02%, 50,68%, 75,34%, dan 97,30%. Tabel 11 Debit Andalan NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Total Debit Tahun Q (m3/dt) 1996 0,203 1997 0,380 1998 0,580 1999 0,387 2000 0,292 2001 0,183 2002 0,229 2003 0,177 2004 0,239 2005 0,446 2006 0,347 2007 0,267 2008 0,248 2009 0,551 2010 1,107 2011 0,424 2012 0,504 2013
0,277
Total Debit Terurut Tahun Q (m3/dt) 2010 1,107 1998 0,580 2009 0,551 2012 0,504 2005 0,446 2011 0,424 1999 0,387 1997 0,380 2006 0,347 2000 0,292 2013 0,277 2007 0,267 2008 0,248 2004 0,239 2002 0,229 1996 0,203 2001 0,183 2003
0,177
Probabilitas %
26,02
50,68
75,34
97,30
Sumber: Perhitungan 6. Simulasi Operasi Embung Lingkup waktu dari simulasi mencakup 1 tahun operasi atau lebih tergantung dari kebutuhannya. Salah satu operasi dibagi-bagi menjadi
sejumlah periode, misalnya bulanan, 15 harian, 10 harian, mingguan, maupun harian. Dalam operasi Embung Bulung mempunyai skala prioritas pelayanan kebutuhan dalam penyediaan air untuk melayani kebutuhan air baku Desa Bulung. Waktu yang digunakan simulasi 18 tahun operasi dan 1 tahun untuk masing-masing keandalan debit. Dalam perhitungan simulasi operasi embung menggunakan 2 macam nilai lepasan yaitu, simulasi 5 kelas lepasan dan simulasi 10 kelas lepasan. Tujuan menggunakan 2 kelas lepasan untuk mendapatkan nilai yang lebih optimal (pemenuhan kebutuhan yang terbesar dan spillout yang terkecil) dari simulasi operasi embung. Perilaku yang diterapkan dalam simulasi ini adalah sebagai berikut: 1. Simulasi dilakukan pada kondisi debit air cukup, air normal, air rendah, dan air kering. 2. Operasi embung didasarkan pertimbangan antara aliran masuk dan aliran keluar.
3. Terjadi Keseimbangan antara volume tampungan, yaitu kondisi awal dan akhir operasi. 4. Semua lepasan untuk melayani kebutuhan air baku di usahakan semaksimal mungkin 5. Awal simulasi dilakukan pada saat kondisi tampungan waduk dalam keadaan penuh setelah masa pengisian pada musim hujan.
Gambar 3 Grafik Hubungan Tampungan Dan Outflow dengan Keandalan Debit 26,02% Menggunakan 5 Kelas Nilai Lepasan
Gambar 4 Grafik Hubungan Tampungan Dan Outflow dengan Keandalan Debit 50,68% Menggunakan 5 Kelas Nilai Lepasan
Gambar 5 Grafik Hubungan Tampungan Dan Outflow dengan Keandalan Debit 75,34% Menggunakan 5 Kelas Nilai Lepasan
Gambar 6 Grafik Hubungan Tampungan Dan Outflow dengan Keandalan Debit 97,30% Menggunakan 5 Kelas Nilai Lepasan
Gambar 7 Grafik Hubungan Tampungan Dan Outflow dengan Keandalan Debit 26,02% Menggunakan 10 Kelas Nilai Lepasan
Gambar 8 Grafik Hubungan Tampungan Dan Outflow dengan Keandalan Debit 50,68% Menggunakan 10 Kelas Nilai Lepasan
Gambar 9 Grafik Hubungan Tampungan Dan Outflow dengan Keandalan Debit 75,34% Menggunakan 10 Kelas Nilai Lepasan
Tabel 13 Hasil Rekapitulasi Simulasi Berdasarkan 10 Kelas Nilai Lepasan Batas tampungan
No
Gambar 10 Grafik Hubungan Tampungan Dan Outflow dengan Keandalan Debit 97,30% Menggunakan 10 Kelas Nilai Lepasan 7. Kegagalan dan Keandalan Embung Kegagalan embung ditentukan dengan prosentase jumlah kegagalan dari total periode simulasi. Sedangkan keandalan embung ditentukan dengan prosentase jumlah keberhasilan dari total periode simulasi. Berikut ini adalah keandalan embung pada perhitungan simulasi 18 tahun: P = 66 (jumlah kegagalan) N = 648 (jumlah periode simulasi) P 66 Pe = 0,102 ,sehingga N 648 = 1- 0,102 = 0,8981 Maka keandalan embung adalah 90%, sehingga jumlah kegagalan yang diijinkan sebanyak 10% 8. Pedoman Lepasan Pola Operasi Embung Bulung Dari hasil simulasi operasi berdasarkan aturan lepasan dengan 5 kelas dan 10 kelas nilai lepasan maka didapatkan pola operasi sebagai berikut: Tabel 12 Hasil Rekapitulasi Simulasi Berdasarkan 5 Kelas Nilai Lepasan No
Batas tampungan
(%) 1 0 2 20 3 40 4 60 5 80 Jumlah penduduk yang terlayani Total Spillout (m3)
Sumber: Perhitungan
Lepasan (%) Untuk keandalan Dedit 94,74% 75,34% 50,68% 26,02% 6 7 5 18 32 28 30 39 52 47 60 59 72 76 65 80 97 93 96 100 7770 9315 11842 13927 87643,93
114033,23
145382,60
198452,07
(%) 1 0 2 20 3 40 4 60 5 80 Jumlah penduduk yang terlayani Total Spillout (m3)
Lepasan (%) Untuk keandalan Dedit 94,74% 75,34% 50,68% 26,02% 6 7 5 18 32 28 30 39 52 47 60 59 72 76 65 80 97 93 96 100 7770 9315 11842 13927 87643,93
114033,23
145382,60
198452,07
Sumber: Perhitungan
Dari hasil rekapitulasi diatas menunjukkan bahwa simulasi berdasarkan 10 kelas nilai lepasan lebih optimal optimal (pemenuhan kebutuhan yang terbesar dan spillout yang terkecil) dibandingkan dengan simulasi berdasarkan 5 kelas nilai lepasan KESIMPULAN DAN SARAN Dari penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Besarnya kebutuhan air baku Desa Bulung tahun 2032 sebesar 227,12 m3/hr. 2. Besarnya debit inflow yang digunakan dalam analisis adalah debit andalan berdasarkan keandalan debit, yaitu keandalan 26,02 % (debit Air cukup), 50,68 % (debit Air normal), 75,34 % (debit Air rendah), dan 97,30 % (debit Air kering). Debit andalan pada tiap kondisi tersebut disajikan pada tabel berikut: Tabel 14 Debit andalan pada tiap kondisi No
Debit Andalan
1
26,02%
2
50,68%
3
75,34%
4
97,30%
Kondisi Debit Air Cukup Debit Air Normal Debit Air Rendah Debit Air Kering
Debit ratarata 0,0124 0,0081 0,0066 0,0049
Sumber: Perhitungan
3. Pedoman lepasan pola operasi pada Embung Bulung menggunakan aturan lepasan berdasarkan tampungan dengan beberapa kelas nilai lepasan pada tiap kondisi
keandalan debit. Hasil dari simulasi didapatkan sebagai berikut: I. Operasi embung berdasarkan tampungan dengan 5 kelas nilai lepasan sebagai berikut: Tabel 15 Hasil Operasi Embung dengan 5 kelas nilai lepasan No
Debit Andalan
Jumlah Penduduk Yang Terlayani
Spillout (m3)
1
26,02%
13967
198452,07
2
50,68%
11842
145382,60
3
75,34%
9315
114033,23
4
97,30%
7770
87643,93
Sumber: Perhitungan
II. Operasi waduk berdasarkan tampungan dengan 10 kelas nilai lepasan Tabel 16 Hasil Operasi Embung dengan 10 kelas nilai lepasan No
Debit Andalan
Jumlah Penduduk Yang Terlayani
Spillout (m3)
1
26,02%
13967
198452,07
2
50,68%
11842
145382,60
3
75,34%
9315
114033,23
4
97,30%
7770
87643,93
5
18 Tahun Operasi
8258
922600 Juta
Sumber: Perhitungan
Simulasi berdasarkan 10 kelas nilai lepasan lebih optimal dibandingkan dengan simulasi berdasarkan 5 kelas nilai lepasan dikarenakan hasil dari simulasinya jumlah penduduk yang dapat terlayani lebih besar, dan spillout lebih kecil. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2007. Basic Design Embung Bulung. Malang : PT. Saka Buana Yasa Selaras
Anonim.
2014. Peta Infrastruktur Kabupaten Bangkalan. Dari http://loketpeta.pu.go.id. (diakses 11 Agustus 2014).
Asdak,
C. 2004. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Dhian, I. 2008. Analisis Keseimbangan Air di Sub DAS Lesti Tahun 2008 – Tahun 2028. Skripsi. Tidak Diterbitkan. Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang. Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. 2000. Panduan Penulisan Skripsi. Malang : Jogja Mediautama Hadisusanto, Nugroho. 2010. Aplikasi Hidrologi. Malang : Jogja Mediautama. Harto, Sri. 1993. Analisa Hidrologi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. Kurniawan, Rizal A. 2009. Studi Potensi Ketersediaan Air Untuk Pemenuhan Kebutuhan Air Baku dalam Perencanaan Embung Kasinan Kota Batu. Skripsi. Tidak Diterbitkan. Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang. Mc. Mahon, T.A, Mein, R.G. 1978. Reservoir Capacity and Yield. Amsterdam: Elvesier Scientific Publishing Company. Montarcih, Lily. dan Soetopo, Widandi. 2009. Statistika Terapan Untuk Teknik Pengairan. Malang : CV. Citra Malang. Soemarto, C.D. 1986. Hidrologi Teknik Edisi I. Surabaya: Penerbit Usaha Nasional.
Soetopo, Widandi. 2010. Operasi Waduk Tunggal. Malang : Penerbit Asrori. Sosrodarsono, S. dan Takeda, K. 1987. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta: Paradnya Paramita. Suhardjono. 1994. Kebutuhan Air Tanaman. Malang: ITN Malang Press Suripin. 2004. Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta: Andi Offset.
