BAB IV EVALUASI SEDIMEN DI WADUK SELOREJO DAN ALTERNATIF PENANGANANNYA

BAB IV EVALUASI SEDIMEN DI WADUK SELOREJO DAN ALTERNATIF PENANGANANNYA

50

BAB IV EVALUASI SEDIMEN DI WADUK SELOREJO DAN ALTERNATIF PENANGANANNYA 4.1.

Tinjauan Umum Sedimentasi adalah mengendapnya material fragmental oleh air sebagai akibat

dari adanya erosi. (Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. H, Hidrologi Teknik ) Waduk dibangun pada suatu alur sungai sebagai penampung air yang berfungsi antara lain sebagai pembangkit tenaga listrik, penyedia air irigasi, dan pengendali banjir. Setiap tahun, setiap hari, bahkan setiap saat waduk akan menerima beban sedimentasi yang berasal dari aliran sungai yang masuk ke dalam waduk tersebut. Sedimen yang masuk ke dalam waduk akan mengendap dan menyebabkan terjadinya pendangkalan waduk sehingga akan mempengaruhi perubahan kapasitas tampungan waduk tersebut. Pola penyebaran sedimentasi di dasar waduk tergantung dari topografi waduk, ukuran butir sedimen, dan pola operasi waduk. Pengaruh sedimentasi terhadap berkurangnya volume waduk dapat menyebabkan berkurangnya volume efektif waduk dan tingkat operasional waduk. Pada Bab 1 telah disebutkan bahwa debit air Waduk Selorejo berasal dari Kali Konto, Kali Kwayangan, dan Kali Pinjal. Selain membawa debit air, aliran dari sungai-sungai tersebut juga membawa material sedimen yang kemudian masuk ke dalam areal waduk. Pengamatan terhadap karakteristik dan penyebaran sedimentasi yang mengendap di dasar waduk sangat penting untuk dilakukan dalam hubungannya dengan daya tampung waduk untuk perencanaan pola pengoperasian waduk. Untuk mengetahui besarnya kapasitas dan volume sedimentasi pada waduk, maka dilakukan pengukuran dengan metode echo sounding.

TUGAS AKHIR Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Waduk Selorejo Kabupaten Malang

Triana Susanti (L2A 001 155) Muh. Hendrie S. (L2A 001 101)

BAB IV EVALUASI SEDIMEN DI WADUK SELOREJO DAN ALTERNATIF PENANGANANNYA Alokasi tampungan untuk banjir 2,453 juta m kubik

Kapasitas tampungan total 62,3 juta m kubik

51

HWL +622,0 m

Kapasitas tampungan efektif 50,1 juta m kubik

LWL +598,0 m Kapasitas tampungan mati 12,2 juta m kubik

Gambar 4.1. Alokasi Tampungan Waduk Selorejo

4.2.

Evaluasi Sedimen

4.2.1. Lokasi Pengukuran Pengukuran dilakukan secara periodik, dimulai pada saat awal waduk digenangi pada tahun 1970 dengan tujuan untuk mengetahui bentuk kontur dasar waduk. Lokasi pengukuran terletak di daerah genangan Waduk Selorejo yang terbagi menjadi beberapa penampang, yaitu : - 25 penampang pada Kali Konto - 17 penampang pada Kali Kwayangan

4.2.2. Pelaksanaan Pengukuran a. Inventarisasi Titik Ikat (Beacon Point) Sebelum dilakukan pengukuran echo sounding, perlu dilaksanakan terlebih dahulu penelusuran kondisi setiap beacon point atau patok yang tersebar di sekeliling daerah genangan waduk. Dengan demikian diharapkan gambaran secara menyeluruh tentang penyebaran, letak, dan kondisi




52

patok-patok akan diperoleh. Bila didapati patok-patok yang hilang dapat dengan segera dilakukan penggantian dan pengukuran ulang. b. Pengukuran echo sounding Pada dasarnya pengukuran echo sounding adalah pengukuran secara melintang (cross section). Pengukuran kedalaman dilakukan dengan metode pantulan gelombang ultrasonik yang dipancarkan secara tegak lurus permukaan air ke dasar oleh tranducer (alat echo sounder) dan kemudian gelombang tersebut akan dipantulkan kembali ke tranducer. Rumus perhitungan kedalaman : d = v . t ...............................................................................................(5.1) Di mana : d

= kedalaman (m)

v

= kecepatan gelombang (m/det)

t

= waktu rambat gelombang (detik)

Tahap-tahap pengukuran echo sounding antara lain sebagai berikut : 1. Jalur pengukuran mengikuti patok-patok beton pada tepi waduk 2. Selama pengukuran, perahu berjalan dengan dipandu dari tepi waduk dengan bantuan alat theodolith agar perahu dapat bergerak pada jalur yang relatif lurus. 3. Sebelum dilakukan pengukuran, echo sounder terlebih dahulu dikalibrasi dengan cara membandingkan bacaan pada instrumen dengan kedalaman yang diukur dengan bar check. Selisih yang ada akan diperhitungkan sebagai faktor koreksi pada setiap pembacaan. 4. Alat echo sounder tersebut kemudian dioperasikan diatas perahu (boat) yang bergerak secara perlahan-lahan di atas jalur penampang pengukuran dari titik ikat / patok seberang menuju ke titik ikat / patok berdiri alat. 5. Berdasarkan pengukuran tersebut diperoleh beberapa data, antara lain : jarak antar titik, kedalaman air, dan tinggi muka air. 6. Tahapan pengolahan data yang dilakukan yaitu : -

Perhitungan kapasitas waduk yang digambarkan dalam kurva hubungan antara elevasi terhadap volume waduk.




-

53

Perhitungan volume efektif waduk dan volume tampungan banjir, yaitu berdasarkan kurva kapasitas awal waduk dibandingkan dengan kapasitas pada tahun 1993. Berdasarkan kedua data tersebut di atas, maka besarnya pengurangan volume efektif dan volume tampungan banjir dapat diketahui. Perhitungan efektif waduk dapat dihitung berdasarkan perbedaan volume waduk pada elevasi tertinggi (HWL) dikurangi dengan elevasi muka air rendah (LWL). Sedangkan volume tampungan banjir dihitung berdasarkan perbedaan volume waduk pada elevasi muka air banjir (FWL) dengan elevasi muka air tertinggi (HWL).

-

Evaluasi terhadap data sedimen di waduk pada tahun 1993 dibandingkan dengan periode sebelumnya ( 1982 atau 1988 ). Volume sedimen di waduk diukur berdasarkan perbedaan luas antara 2 penampang melintang dengan jarak memanjang antar as panjang dari penampang melintang. Berdasarkan data tersebut di atas, maka evaluasi sedimentasi di waduk ditujukan terhadap pengurangan yang terjadi dari volume efektif waduk serta tampungan banjir.

T BP

α

BP

βn β

P

Gambar 4.2. Skema Cara Pengukuran Di mana : BP1, BP2

= titik ikat (beacon point)

P

= titik bantu

a

= jarak BP1-BP2 (diukur dengan EDM)




54

b

= jarak BP1-P (diukur dengan rumus segitiga)

α

= diukur dengan theodolith yang ada di titik BP2

β

= diukur dengan theodolith yang ada di titik BP1

βn

= diukur dengan alat sextan

4.2.3. Hasil Pengukuran dan Perhitungan Sedimentasi Berdasarkan pengukuran dengan cara echo sounding pada tahun 1970 dan 1993 diperoleh hasil sebagai berikut : a. Volume efektif waduk 625

Ele va si (m e te r )

620 615 610

th. 1993

605

th.1970

600 595 590 585 0.000

10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 Kapasitas ( juta meter kubik )

(Sumber : Perum Jasa Tirta I)

Gambar 4.3. Kurva Kapasitas Waduk Selorejo Hasil pembacaan kurva kapasitas waduk Selorejo pada Grafik 4.1. “ Kurva Kapasitas Waduk Selorejo “ pada tahun 1993 menunjukkan hasil seperti yang tercantum dalam tabel berikut ini : Tabel 4.1. Hasil Perhitungan Volume Efektif Waduk Selorejo Tahun 1970 dan 1993 Elevasi (m)

Volume ( juta m3 )

Pengurangan Volume

1970

1993

efektif ( juta m3 )

HWL + 622,0

62,3

48,759

13,541

LWL + 598,0

12,2

4,246

7,954

Volume Efektif

50,1

44,513

5,587


Dibandingkan dengan kondisi awal, maka volume efektif pada tahun 1993 mengalami pengurangan volume sebesar 5,587 juta m3. TUGAS AKHIR Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Waduk Selorejo Kabupaten Malang



55

b. Volume Sedimen

Gambar 4.4. Peta Informasi Potongan Melintang Waduk Selorejo TUGAS AKHIR Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Waduk Selorejo Kabupaten Malang



56

Tabel 4.2. Volume Sedimen Tiap Penampang Melintang Waduk Selorejo - Blok Kali Konto (1970-1993) Cross section

Volume Sedimen 19881993 (m3)



Kt. 0 83.438

-7.987

-53.500

401.577

23.964

-71.630

432.118

5.393

-14.318

197.304

14.429

91.885

105.750

34.719

71.345

182.925

25.553

-5.451

582.128

-29.183

-69.186

681.084

19.870

98.895

305.361

66.429

107.300

572.684

258.798

201.800

240.802

191.999

428.963

275.200

124.436

465.833

282.828

112.624

536.340

276.218

124.506

464.363

220.021

124.014

374.828

139.675

31.305

199.560

82.116

656

203.585

71.869

821

102.953

39.846

7.783

128.940

43.257

11.268

119.570

44.169

8.646

73.080

13.705

-5.538

48.600

3.851

-12.812

49.600

5.223

-11.417

37.650

5.283.150

1.120.274

3.591.005

Kt.2 Kt.4 Kt.6 Kt.8 Kt.10 Kt.12 Kt.14 Kt.16 Kt.18 Kt.22 Kt.24 Kt.26 Kt.28 Kt.30 Kt.32 Kt.34 Kt.36 Kt.38 Kt.40 Kt.42 Kt.44 Kt.46 Kt.48 Kt.50 Jumlah





57

Tabel 4.3. Volume Sedimen Tiap Penampang Melintang Waduk Selorejo - Blok Kali Kwayangan (1970-1993) Cross section

Volume Sedimen 1988-1993 (m3)

Volume Sedimen 1982-1988 (m3)


Kw. 0 299.437

-63.569

-125.520

225.947

-44.630

-67.620

20.565

-4.441

63.450

185.467

-12.408

87.890

355.730

-54.943

17.085

517.737

68.649

19.375

256.839

16.380

-94.275

108.216

170.494

-41.250

148.640

281.940

-68.585

71.167

1.450

-88.200

48.910

7.359

-59.450

94.779

1.551

-72.050

72.318

4.114

-43.800

34.141

3.206

-39.428

30.196

3.041

-35.050

9.054 Kw.60 Jumlah 2.479.144 (Sumber : Perum Jasa Tirta I)

2.507

-6.825

380.699

-554.253

Kw.4 Kw.8 Kw.12 Kw.16 Kw.24 Kw.36 Kw.40 Kw.42 Kw.46 Kw.48 Kw.50 Kw.52 Kw.54 Kw.56 Kw.58

Tabel 4.4. Perbandingan Volume Sedimen Waduk Selorejo Tahun 1970-1993 Volume Sedimen (m3)

Sumber Sedimen 1988-1993

1982-1988

1977-1982

1970-1977

K. Konto

5.283.150

1.120.274

707.704

3.591.005

K. Kwayangan

2.479.144

380.699

258.102

-554.253

Jumlah

7.762.294

1.500.974

965.806

3.036.752

Rata-rata

1.552.459

250.162

194.161

443.822

Sumber : data tahun 1970 (Brabben, 1978), TUGAS AKHIR Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Waduk Selorejo Kabupaten Malang



58

data tahun 1977 (Brabben, 1978), data tahun 1982 ( Perum Jasa Tirta, 1988), data tahun 1988 ( Perum Jasa Tirta, 1988), data tahun 1993 ( Puslitbang Pengairan, 1993).

Tabel 4.5. Hasil Perhitungan Volume Sedimen Waduk Selorejo Tahun 1970 - 1993 No.

Periode

Volume Sedimen (m3)

Rata-rata/tahun (m3)

1

1970 – 1977

3.098.530

442.647

2

1977 – 1982

1.073.000

214.700

3

1982 – 1988

1.492.775

248.795

4

1988 – 1993

7.762.293

1.552.459

1970 – 1993

13.426.598

583.765


Perbandingan hasil pengukuran sedimentasi di Waduk Selorejo pada tahun 1988-1993 menunjukkan volume sedimen rata-rata per tahun tertinggi, yaitu sebesar 1,55 juta m3 per tahun. Kontribusi sedimentasi pada waduk tersebut sebagian besar berasal dari Kali Konto yang ternyata membawa angkutan sedimen lebih banyak dibandingkan dengan Kali Kwayangan.

4.3.

Evaluasi Sedimen terhadap Kapasitas Tampungan Mati Waduk Dari hasil pengukuran sedimen yang tertampung di waduk Selorejo, diketahui

adanya perubahan laju sedimentasi yang lebih besar dari laju sedimentasi rencana. Untuk memperkirakan berapa tahun lagi besarnya sedimentasi melebihi tampungan mati waduk digunakan persamaan regresi linier, dengan cara mencari hubungan antara umur pemakaian dan jumlah sedimen yang tertampung. Rumus :

Y = A + BX .....................................................................................................(5.2) A=

ΣY − B.ΣX n

B=

nΣX .Y − ΣX .ΣY nΣX 2 − ( ΣX ) 2

..............................................................................................(5.3)

.......................................................................................(5.4)




r=

(nΣX

nΣXY − ΣX .ΣY 2

− ( ΣX )

2

) (nΣY

2

− ( ΣY )

2

)

59

.............................................................(5.5)

Di mana : X = umur pemakaian Y = volume sedimen kumulatif (x106 m3) n = jumlah data r

= faktor korelasi fungsi

Tabel 4.6. Perhitungan Regresi Sedimentasi Waduk Selorejo No.

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Jumlah Rata-rata

1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993

Umur Pemakaian X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 276

Volume Sedimen Kumulatif Y 0,443 0,885 1,328 1,771 2,213 2,656 3,099 3,313 3,528 3,743 3,957 4,172 4,421 4,670 4,918 5,167 5,416 5,665 7,217 8,770 10,322 11,875 13,427 112,975 4,912

X .Y

X²

Y²

0,443 1,771 3,984 7,082 11,066 15,935 21,690 26,506 31,751 37,426 43,531 50,064 57,471 65,375 73,776 82,675 92,072 101,966 137,128 175,394 216,766 261,242 308,823 1823,937

1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 121 144 169 196 225 256 289 324 361 400 441 484 529 4324

0,196 0,784 1,763 3,135 4,898 7,054 9,601 10,977 12,446 14,007 15,660 17,406 19,544 21,805 24,191 26,700 29,333 32,090 52,089 76,908 106,547 141,007 180,287 808,429

Berdasarkan tabel di atas, maka diperoleh hasil sebagai berikut : ∑X

= 276

∑Y

= 112,975

∑X*Y = 1823,937 ∑X2

= 4324




∑Y2

= 808,429

n

= 23

60

nΣX .Y − ΣX .ΣY nΣX 2 − ( ΣX ) 2 23 * 1823,937 − 276 * 112,975 B= 23 * 4324 − 276 2 B = 0,463 B=

ΣY − B.ΣX n 112,975 − 0,463 * 276 A= 23 A = −0,64 A=

nΣXY − ΣX .ΣY

r=

(nΣX

r=

(23 * 4324 − 276 2 )(23 * 808,429 − 112,975 2 )

− ( ΣX ) ) (nΣY 2 − ( ΣY ) ) 23 * 1823,937 − 276 * 112,975

2

2

2

r = 0,924

Y = A + BX Y = −0,64 + 0,463. X Dengan memasukkan harga kapasitas tampungan mati rencana waduk sebesar 12,2 x 106 m3, maka dapat diketahui pada tahun keberapa laju sedimentasi sudah melebihi kapasitas tampungan mati waduk. Perhitungan : Y

= 12,2

Y

= A + B .X

12,2

= -0,64 + 0,463 . X

X

= 27,732 = tahun ke-28




61

Laju sedimentasi Waduk Selorejo dapat dilihat dari tabel dan grafik di bawah ini : Tabel 4.7. Hasil Perhitungan Persamaan Regresi Linear X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Tahun 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995

Y1 -0,177 0,286 0,749 1,212 1,675 2,138 2,601 3,064 3,527 3,99 4,453 4,916 5,379 5,842 6,305 6,768 7,231 7,694 8,157 8,62 9,083 9,546 10,009 10,472 10,935

X 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Y1 11,398 11,861 12,324 12,787 13,25 13,713 14,176 14,639 15,102 15,565 16,028 16,491 16,954 17,417 17,88 18,343 18,806 19,269 19,732 20,195 20,658 21,121 21,584 22,047 22,51

Y = -0.64+0.463.X

20 15

sedimen aktual per tahun

10 5 0

19 71 19 75 19 79 19 83 19 87 19 91 19 95 19 99 20 03 20 07 20 11 20 15 20 19

Vol. Sedimentasi (juta m kubik)

25

Tahun 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

-5

Umur Layanan (Tahun)

Grafik 4.5. Hubungan antara Umur Layanan dengan Volume Sedimen

Dari grafik 4.2. “ Hubungan antara Umur Layanan dengan Volume Sedimen “ dapat dilihat bahwa pada umur layanan ke-28 atau tepatnya pada tahun 1998, volume TUGAS AKHIR Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Waduk Selorejo Kabupaten Malang



62

sedimen menunjukkan angka sebesar 12,324 juta m3 dan sudah melebihi kapasitas tampungan mati waduk sebesar 12,2 juta m3. Untuk itu perlu dilakukan usaha-usaha untuk mengurangi laju pertambahan sedimentasi tersebut.

4.4. Alternatif Penanganan Sedimentasi Upaya penanganan sedimentasi di Waduk Selorejo dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : a. Secara teknis, antara lain : 1. Pembuatan check dam di hulu waduk Fungsi check dam antara lain : - Menampung dan menahan sedimen dalam jangka waktu sementara atau tetap sehingga sedimen yang masuk ke dalam waduk dapat dikurangi jumlahnya. - Mengatur

kemiringan

dasar

sungai

sehingga

mencegah

terjadinya

penggerusan dasar sungai. 2. Perencanaan bangunan (structures) yang baik Perencanaan bangunan harus direncanakan dan dibuat sebaik mungkin agar dapat dihindari terjadinya endapan sedimen di depan bukaan. 3. Pengerukan waduk Pengerukan waduk yang dilakukan secara kontinyu dapat mengurangi endapan sedimen di waduk. 4. Membuat penahan/ pelindung lereng dengan konstruksi bronjong, tembok pasangan, tembok beton, dan lain-lain. 5. Pekerjaan drainase dengan cara pembuatan saluran-saluran air terbuka di lereng dengan konstruksi pasangan batu, beton, dan saluran tanah yang digebal. b. Secara non teknis, antara lain : 1. Melakukan konservasi di daerah pengaliran sungai (DPS) Konservasi dapat mengurangi terjadinya erosi pada DPS sehingga dapat mengurangi laju pembentukan sedimentasi. 2. Melakukan cocok tanam secara terasering TUGAS AKHIR Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Waduk Selorejo Kabupaten Malang



63

Hal tersebut biasa dilakukan pada daerah lereng pegunungan agar laju erosi pada lahan tersebut tidak terlalu tinggi. 3. Pengaturan penggunaan lahan Penggunaan lahan memerlukan peraturan daerah atau undang-undang dengan tujuan agar penggunaan lahan dapat sesuai dengan fungsinya. Usaha pengerukan waduk menggunakan kapal keruk sedang dilakukan mengingat kapasitas sedimen yang masuk ke dalam waduk sudah melampaui kapasitas mati waduk. Pengerukan waduk membutuhkan biaya yang sangat tinggi, oleh sebab itu harus dilakukan pengendalian sedimen di hulu sungai agar sedimen tidak masuk ke dalam waduk. Maka direncanakan untuk melakukan penanganan sedimentasi jangka menengah dengan cara membuat bangunan pengendali sedimen (check dam).



BAB IV EVALUASI SEDIMEN DI WADUK SELOREJO DAN ALTERNATIF PENANGANANNYA

Recommend Documents