#06 Prasarana/Infrastruktur Sumber Daya Air

1. #06 Prasarana/Infrastruktur Sumber Daya Air

2. 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

3. 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, bangunan-bangunan irigasi, bangunan pengatur sungai/perlindungan tebing sungai.

4. Waduk • Definisi: Adalah bangunan untuk menampung air pada waktu terjadi surplus air di sumber air agar dapat dipakai sewaktu 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)

6. 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

8. 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.

9. Karakteristik Waduk Contoh: Volume Elevasi Luas

10. Penentuan Tampungan Waduk Inflow berubah-ubah terhadap waktu.

11. Metoda Rippl

12. 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?

13. 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?

14. 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.

15. Algoritma “Sequent Peak”

16. 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.

17. Sedimentasi Waduk

18. 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).

19. Sedimentasi Waduk Brune, 1953

20. Sedimentasi Waduk Debit sedimen: 200.000 ton/tahun, Inflow: 60.000 acre ft/tahun. Berat jenis sedimen = 1121kg/m3.

21. Yang (1996)

22. Reservoir Routing • Untuk mengetahui perubahan hidrograf setelah melalui tampungan/reservoir. • Untuk perencanaan elevasi & kapasitas pelimpah • Untuk mengetahui luas genangan maksimum pada waktu banjir.

23. Reservoir Routing

24. Reservoir Routing Contoh: Linsley (1982)

25. Linsley (1982)

26. Catatan: S dalam (10^5 m3)

27. Permasalahan di Tikungan Sungai

28. Kecepatan maksimum berada dekat dengan tebing sungai pada sisi luar • Terjadi gerusan pada daerah tebing pada sisi luar tikungan. • Diperlukan upaya untuk menanggulangi gerusan.

33. Krib tiang pancang (Sosrodarsono, 1985)

35. 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.

36. 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)

37. (Sosrodarsono, 1985)

39. 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

40. 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.

41. 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.

42. 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.