BAB 2 OK

Studi Kelayakan PLTM CIKANDANG

DESKRIPSI WILAYAH

2.1UMUM

Pada bab ini digambarkan wilayah studi yang dimaksudkan untuk memberikan

deskripsi secara umum wilayah studi PLTM Cikandang di kecamatan Pakenjeng,

Kabupaten Garut. Hal ini dimaksudkan untuk lebih mengenal kondisi wilayah studi

dari beberapa aspek serta mengidentifikasi masalah.

2.1.1 Lokasi Potensi Minihidro

Nama Sungai : Cikandang

Desa : Jatiwangi

Peta Topografi : Bakosurtanal RI

Skala : 1: 25.000

2.1.2 Lokasi Administratif

Desa : Jatiwangi

Kecamatan : Pakenjeng

Kabupaten : Garut

Provinsi : Jawa Barat

2.1.3 Lokasi Geografis

Bendung (Intake) : S 7°27'9.38"

: E 107°40'30.91"

Bak Penenang (Headpond) : S 7°27'39.58"

: E 107°40'17.97"

Gedung Sentral (Power House) : S 7°27'46.25"

: E 107°40'10.94"

PT BUKAKA HYDRO CONSULTING 2-1

BAB

2


2.1.4 Pencapaian Lokasi

Untuk menuju ke lokasi proyek diperlukan waktu tempuh sebagai berikut:

- Jakarta – Garut : Perjalanan menggunakan kendaraan

roda empat yang ditempuh dalam

waktu sekitar 4 jam dengan jarak ±

200 km.

- Garut - Lokasi : Ditempuh dengan kendaraan roda

empat dalam waktu sekitar 1,5 jam

dengan jarak ± 45 km.

2.1.5 Lokasi JTM Terdekat

Jarak dari Powerhouse : 700 m

2.2GEOLOGI REGIONAL

2.2.1 Fisiografi dan Morfologi

Secara Fisiografi bagian utara peta Geologi adalah merupakan Zona Pegunungan

Selatan Jawa Barat bagian tengah (Bemmelen, 1949). Secara Morfologi daerah ini

dibagi menjadi dua bagian yaitu Satuan morfologi kerucut gunung api dan

Perbukitan bergelombang.

Satuan Morfologi Kerucut gunung api, menempati bagian tengah peta yang

tersusun oleh batuan gunung api kuarter, puncaknya antara lain gunung Malabar

(2321 m), gunung Papandayan ( 2622 m), dan lainnya. Pada gunung api tersebut

pola alirannya memencar yang sebagian mengalir kearah utara sebagai hulu

sungai seperti K. Cisangkuy, K Citarum, K. Cimanuk dan sebagian kearah selatan

seperti K. Ciwulan, K. Cikandang, K. Cilaki. Daerah ini merupakan pegunungan

pemisah air dari sungai-sungai yang mengalir kearah berlawanan.

Satuan Morfologi perbukitan menggelombang dibentuk dari batuan sedimen

Tersier, bukit umumnya rendah dengan kemiringan lereng tidak terjal, sungainya

mengalir keselatan dengan pola agak sejajar pada ketinggian kurang dari 1000

meter dari permukaan laut.



Gambar 2.1 Peta Fisiografi Jawa Barat

Bentang alam Kabupaten Garut terdiri dari atas dua aransemen bentang alam,

yaitu : (1) dataran dan cekungan antar gunung berbentuk tapal kuda membuka ke

arah utara, (2) rangkaian-rangkaian gunung api aktif yang mengelilingi dataran

dan cekungan antar gunung, seperti komplek G. Guntur - G. Haruman - G.

Kamojang di sebelah barat, G. Papandayan - G. Cikuray di sebelah selatan

tenggara, dan G. Cikuray - G. Talagabodas - G. Galunggung di sebelah timur.

Bentang alam di sebelah Selatan terdiri dari dataran dan hamparan pesisir pantai

dengan garis pantai sepanjang 80 Km.

Evolusi bentang alam Kabupaten Garut dapat dijelaskan melalui 2 (dua)

pendekatan hipotesis, yaitu :

Bemmelen (1949) berpendapat bahwa terbentuknya tataan bentang alam,

khususnya di sekitar Garut, dikontrol oleh aktifitas volkanik yang berlangsung

pada periode Kuarter (sekitar 2 juta tahun lalu sampai sekarang). Setelah terjadi

pergerakan tektonik yang memicu pembentukan pegunungan di akhir Pleistosen,

terjadilah deformasi regional yang digerakan oleh beberapa patahan, seperti



patahan Lembang, patahan Kancana, dan patahan Malabar-Tilu. Khusus di

sekitar dataran antar gunung Garut diperkirakan telah terjadi :

(1) suatu penurunan (depresi) akibat isostasi (proses menuju keseimbangan) dari

batuan dasar dan pembebanan batuan sedimen volkaniklasik diatasnya.

(2) Menurut konsep Tektonik Lempeng (Hamilton, 1979), proses pembentukan

gunung api di Zona Bandung tidak terlepas dari proses pembentukan busur

magmatis Sunda yang dikontrol oleh aktifitas penunjaman (subduksi) Lempeng

Samudera Hindia yang menyusup sekitar 6-10 cm/tahun di bawah Lempeng

Kontinen Asia. Bongkahan (slab) lempeng samudera setebal lebih dari 12 km

tersebut akan tenggelam ke mantel bagian luar yang bersuhu lebih dari 3000°,

sehingga mengalami pencairan kembali. Akibat komposisi lempeng kerak

samudera bersifat basa, sedangkan mantel bagian luar bersifat asam, maka pada

saat pencairan akan terjadi asimilasi magma yang memicu bergeraknya magma

ke permukaan membentuk busur magmatis berkomposisi andesitis-basaltis.

Setelah terbentuk busur magmatis, pergerakan tektonik internal (intra-

arctectonics) selanjutnya bertindak sebagai penyebab utama terjadinya proses

perlipatan, patahan, dan pembentukan cekungan antar gunung.

2.2.2 Stratigrafi

Tataan Stratigrafi,

Batuan yang tertua tersingkap dipeta Geologi ini adalah Lava dan Breksi Andesit

serta Tuff yang sempat terpropilisasikan. Sisipan batugamping menunjukan umur

Oligosen Akhir – Miosen Tengah.

Formasi Jampang ditindih tidak selaras Formasi Bentang yang berumur Miosen

Akhir – Pliosen Awal. Bagian bawah formasi Bentang terdiri dari Konglomerat,

Batupasir tufaan dan sisipan lempung. Bagian atas terdiri dari Tuf kaca berbatu

apung.

Satuan batuan gunung api yang diduga berumur Pliosen (TPV), menindih tidak

selaras Formasi Bentang terdiri dari Tuf Hablur, Breksi Tuf, Andesit. Disamping

dijumpai Batuan terobosan berupa Andesit Piroksin (Tpap) dan Andesit



Hornblende (Tpah). Batuan gunung api tersebut ditindih tidak selaras oleh Batuan

gunung api muda berumur Plio Plistosen (QTv), terdiri dari Tuf Hablur, Breksi Tuf

berbatuapung, Breksi Lava Andesit.

Satuan Batuan gunung api Kuarter Tua, menindih tidak selaras batuan gunung api

Plio Plistosen. Batuan gunung api tua diduga merupakan hasil kegiatan G.

Waringin, G. Bedil, G. Malabar Tua. Sedangkan Gunung Api Kuarter muda.

Dihasilkan oleh G. Windu, G. Papandayan, G. Masigit, G. Haruman dan Kaledong.

Endapan yang paling muda adalah endapan danau, Kolovium, dan Aluvium.

Pemerian Peta,

Qa = Aluvium : lempung, lanau, pasir halus hinggá kasar, kerikil dan bongkahan

batuan beku dan sedimen.

Satuan ini meliputi endapan sungai dan dataran banjir. Dataran Leles- Garut

sebagian besar terbentuk oleh genangan banjir Cimanuk yang mengendapkan

bahan-bahan tersebut dengan ketebalan puluhan meter.

Qd = Endapan Danau : lempung, lanau, pasir halus hinggá kasar dan kerikil,

umumnya bersifat tufan.

Setempat batuannya membentuk lapisan mendatar dengan sisipan breksi,

mengandung sisa-sisa tumbuhan, moluska air tawar dan verte terbrata. Endapan

ini membentuk Dataran Bandung dan tebalnya mencapai lebih dari 100 m

(Silitonga,1973)

Qk = Kolovium : Endapan talus, rayapan dan runtuhan bagian tubuh kerucut

gunung api tua.

Satuan ini berupa bongkahan batuan beku, breksi tuf dan pasir tuf, yang

diendapkan pada lereng pegunungan atau badan kerucut gunung api, membentuk

kipas kolovium, tidak mengalami pengangkutan dan setempat agak mampat.

Rempah rayapan yang diendapkan pada lereng timar laut Gunung Kendang

dipengaruhi oleh kegiatan panas bumi daerah kawah Manuk – Darajat.

BATUAN SEDIMEN

Tmpb = Formasi bentang : batu pasir tuf, tuf batuapung, batu lempung,

konglomerat dan lignit.



Bagian bawah terdiri dari konglomerat, batu pasir tuf, tuf batuapung; bersisipan

batulempung, batu lanau dan lignit; berlapis baik, kurang mampat. Bagian atas

terdiri dari batu pasir tuf dan tuf kaca halus berbatuapung, mampat, berlapis baik,

gampingan dan mengandung foraminifera kecil. Setempat mengandung disipan

konglomerat atau batu pasir kasar ganpingan dan batugamping pasiran.

Batu pasir berwarna kelabu,padat, terdapat kongkresi oksida besi, mengandung

pasir magnetit. Singkapannya ditemukan pada tebing K. Cirompang dan

K.Limuspiit, daerah Bungbulang. Sebarannya meluas ke ujung barat dan sedikit

diujung timar dari bagian selatan Lembar.

Disisipan atau lensa lignit, Setúbal 5 cm hingga 40 cm, terdapat dalam batupasir

tuf yang halus dan berwarna kehitaman.

Fosil yang dijumpai dalam satuan ini antara lain moluska, gastri dopoda, koral dan

foraminifera.Foraminifera plankton maupun bentos terdapat secara berlimpah.

Foraminifera plankton yang dijumpai dalam batupasir gampingan ádalah :

Orbulina universa (D’ORBIGNY),Globorotalia minardii

(D’ORBIGNY),Globogerinoides immaturus (LEROY), Globigerinoiedes trilobus

(REUSS) dst.

BATUAN GUNUNG API

Tojm = Formasi Jampang ; Lava bersusunan andesit yang menunjukkan kekar

dan breksi andesit yang mengandung hornblenda, disipan tuf hablur halus,

setempat terpropilitkan. Pemiritan terbentuk di sekitar kontak dengan batuan

terobosan diorit kuarsa.

Di daerah Singajaya di jumpai batugamping yang mengandung foraminifera besar.

Hubungannya dengan batu-batuan tersebut diatas tidak diketahui ; Namur

menurut Bemmelen (1949), batu camping ini tersisip di dalam Formasi Jampang.

Singkapan Formasi Jampang dijumpai di sepanjang S. Cihideung, daerah

Singajaya. Bagian dasar dari satuan ini tidak tersingkap di Lembar ini. Satuan ini

tertindih tak selaras oleh Formasi Bentang.

Qyp = Batuan gunung api muda , Eflata dan Lava aliran bersusun Andesit dan

Basal terobosan/ kerucut parasit dan kubah lava. Bukit menggelombang rendah

terbentuk oleh aliran rempah lepas pada bagian kaki kerucut. Batuan gunung api

Papandayan (QYp) terdiri dari eflata dan lava yang bersusun andesit piroksin yang



mengandung hablur hornblende dan olivine. Batuan gunung api ini dihasilkan oleh

sumber G. Bungbrung, G. Papandayan, G. Alunalun.

QTV = Batuan gunung api tak teruraikan, Tuf, Breksi tuf dan Lava. Tuf terdiri dari

tuf hablur yang halus tersilika dan terpropilisasikan secara setempat. Breksi tuf

berkomponen Andesit dengan masa dasar tuf batuapung. Lava bersusun Andesit

Piroksin dan basal menunjukan kekar lembar , kekar meniang dan struktur aliran.

Umur satuan ini diduga Plio Plistosen.

Tpv = Breksi Tufan : Breksi, Tuf dan Batupasir. Breksi mengandung komponen

Andesit Hornblende yang berukuran bom. Tuf terdiri dari tuf sela, mampat dan

juga sebagai masa dasar didalam breksi. Satuan ini dibeberapa tempat diterobos

oleh Andesit Piroksin dan Andesit hornblende. Pada bagian dasar tuf terdapat

batupasir kasar yang mengandung muluska dan berumur Pliosen. Tebal sekitar

600 – 700 m.

Qwb = Andisit Waringin, Bedil, Malabar Tua. Berselingan dengan lava, breksi dan

tuf bersusun andesit piroksen dan hornblende, berkekar lempeng dan kekar

meniang. Breksi lava dan tuf mengandung batu apung yang berukuran lapili.

QoPu = Endapan rempah lepas, gunung api tua tak teruraikan. Tuf hablur, Breksi

tufa dan lahar tua. Tuf hablur berbutir halus sampai kasar dan bersusun asam

berkomponen andesit.

Kondisi Geologi di sekitar area proyek harus dipetakan berdasarkan kondisi lokal

dan regional.

2.2.3 Struktur dan Tektonika

Struktur Geologi yang terdapat didaerah ini adalah lipatan, sesar dan kekar.

Lipatan terjadi mempunyai arah sumbu barat laut – timur tenggara pada Formasi

Bentang dan Utara Barat Laut – Selatan Tenggara pada Formasi Jampang. (pada

kedua satuan tersebut.

Sesar yang dijumpai adalah sesar Normal dan sesar geser. Sesar Normal yang

utama merupakan bagian unsur pembentukan depresi Bandung (Zona Bandung),

yang dicirikan sebagai sesar pegunungan selatan berarah Barat - Timur.

Arah jurus sesar geser umumnya barat daya-timur laut, beberapa ada yang

hamper barat timur dan barat laut tenggara. Sesar-sesar tersebut melibatkan

satuan batuan Tersier dan Kuarter sehingga dapat ditafsirkan sebagai sesar yang

muda. Melihat pola arahnya diperkirakan gaya tektonika berasal dari selatan



keutara yang diduga sejak Oligosen Akhir – Miosen Awal. Dengan demikian

diduga bahwa sesar tersebut merupakan sesar lama yang aktif kembali.

Sesar yang berkembang dalam Kuarter umumnya sebagai kontak tumbuhnya

gunung api muda terutama system sesar berarah barat daya-timur laut yang

memotong peta geologi lembar ini. Gunung api aktif antara lain, Gunung

Papandayan, Gunung Guntur.

Kekar terjadi terutama terjadi pada batuan yang berumur tua antara lain Formasi

Jampang dan terobosan diorite kuarsa pada batuan Neogen seperti Formasi

Beser dan batuan gunung api Plio Plistosen. Seperti halnya daerah lain pada

bagian selatan peta pada zaman Tersier sangat dipengaruhi oleh penunjaman

lempeng samudera Hindia kebawah lempeng asia Tenggara. Penunjaman terjadi

pada Oligosen Akhir – Miosen Tengah menghasilkan gunung api bersusun

Andesit yang diikuti dengan sedimentasi karbonat pada laut dangkal.

Setelah terjadi perlipatan, pengangkatan dan erosi terjadi sedimentasi formasi

Bentang dengan kegiatan gunung api pada Miosen Akhir – mPliosen Awal.

Setelah perlipatan, pengangkatan dan erosi terjadi lagi kegiatan magmatic yang

menghasilkan kegunung apian dan diakhiri oleh penerobosan retas-retas andesit

pada Pliosen. Pada Plio Plistosen kegiatan gunung api kembali terjadi dan disusul

oleh serangkaian kegiatan gunung api awal hingga sekarang.

2.3GEOLOGI LOKAL

Struktur Geologi

Berdasarkan hasil analisa dan pengamatan ciri-ciri struktur di lapangan dengan

menggunakan peta skala 1 : 10000, maka pola struktur yang berkembang di

daerah penelitian adalah pengaruh adanya gaya utama Barat - Timur.

Terdapat struktur kebal akibat pembekuan lava, dan struktur patahan normal dan

patahan geser.



Gambar 2.2 Patahan

Geologi lokal daerah Pakenjeng secara umum terdapat patahan normal dengan

ciri-ciri :

1. Adanya pembelokan sungai secara tiba-tiba

2. Adanya air terjun

3. Adanya breksi sesar

4. Adanya batuan beku yang terfoliasikan secara tegak

5. Adanya gawir sesar

Sehingga disimpulkan lokasi tersebut berada pada zona sesar.

2.4KEGEMPAAN

2.4.1 Faktor Koreksi

Dalam perencanaan struktur bangunan air biasanya dipakai gempa dengan

periode ulang 100 tahun. Karena kondisi pondasi bendung dan bangunan

pelengkap lainnya secara umum terletak pada batuan, maka faktor koreksi diambil

0,9. Berdasarkan zona seismik proyek terletak pada nilai 0,8-1,0 dari perhitungan

rumus di atas, diperoleh koefisien gempa di daerah sekitar proyek sebesar k =

0,13-0,16. Namun untuk kebutuhan perencanaan proyek PLTM Cikandang,

koefisien gempa yang digunakan adalah harga rata-ratanya yaitu k = 0,15.

PT BUKAKA HYDRO CONSULTING

Jenis Batuan

Dasar

Periode Predominan

Ts (det)

Faktor Koreksi

(v)

Batuan

Dilluvium

Alluvium

Alluvium Lunak

Ts 0,25

0,25 Ts < 0,50

0,50 Ts < 0,75

Ts 0,75

0.90

1.00

1.10

1.20

2-9


Tabel 2.1 Faktor Koreksi Pengaruh Jenis Tanah / Batuan

Percepatan Gempa Dasar

Untuk memperhitungkan resiko gempa yang mungkin terjadi di lokasi proyek

PLTM Cikandang digunakan Peta Zona Seismik Untuk Perencanaan Bangunan

Air yang dikeluarkan oleh Puslitbang Pengairan tahun 1995.

Berdasarkan peta tersebut, lokasi proyek PLTM Cikandang terletak pada zona

seismik (z) antara 0,8 – 1,0.

Untuk mendapatkan percepatan gempa desain, digunakan rumus sebagai berikut:

ad = z x ac x v

dimana :

ad : percepatan gempa desain (gal)

z : koefisien zona

ac : percepatan gempa dasar (gal), tergantung pada periode ulang

(T) gempa

v : faktor koreksi pengaruh jenis tanah setempat

Sedangkan nilai koefisien gempa (k) diperoleh dari rumus :

k : ad/g,

dimana :

g : percepatan gravitasi (980 cm/det2)

1 gal = 1 cm/det2

Nilai - nilai ac (percepatan gempa dasar) dan v (faktor koreksi jenis tanah

setempat) diperoleh dari tabel-tabel berikut :

T (tahun) Ac (gal)



10

20

50

100

200

500

1.000

5.000

10.000

98.42

119.62

151.72

181.21

215.81

271.35

322.35

482.35

564.54

Tabel 2.2 Hubungan Periode Ulang (T) dan Percepatan Gempa Dasar (ac)

2.5HASIL PENYELIDIKAN GEOTEKNIK

2.5.1 Pengeboran Inti

Pengeboran inti total dilakukan sebanyak tiga titik dengan total kedalaman 35

meter dengan uji lapangan (Insitu Tes) berupa standar penetration tes (SPT) dan

pengambilan contoh tanah asli di lokasi penyelidikan pengambilan contoh batuan

dan Test Constant Head, untuk uji laboratorium. Secara rinci periksa lampiran.

2.5.2 Uji Permeability Lapangan

Untuk mengukur rata-rata aliran air melalui suatu jenis tanah. Ada beberapa jenis

percobaan yang dapat dilaksanakan antara lain :

- Percobaan dengan menaikkan muka air

- Percobaan dengan menurunkan muka air

- Percobaan dengan muka air tetap

- Percobaan Packer

- Percobaan dengan pemompaan

Percobaan dengan cara menurunkan muka air adalah percobaan yang paling

sederhana dan baik untuk tanah berbutir halus sedang cara dengan permukaan

tetap lebih teliti tetapi juga tidak cocok untuk tanah berbutir kasar. Percobaan

Packer sering digunakan pada batuan sedang percobaan dengan pemompaan

bisa dilaksanakan baik pada tanah maupun batuan dengan permeabilitas tinggi



dan biasanya digunakan untuk mengevaluasi sumber air (aquifer) untuk

penyediaan air.

2.5.3 Tes Pit

Untuk sumur uji sampai kedalaman 5,00 m dapat digunakan alat backhoe, jika

sampai kedalaman 1,00 – 1,50 m dapat digunakan tenaga manusia.

Penggunaan Umum

Sumur uji berguna untuk daerah timbuanan dan secara visual dapat memberikan

gambaran tentang lapisan tanah yang ada. Dengan sumur uji juga dapat dilihat

adanya daerah-daerah patahan, lapisan dasar batuan. Sumur uji dapat

diperpanjang menjadi paritan uji (tranches) untuk mengikuti atau menyilang

daerah longsor.

Contoh tanah dan percobaan di tempat

Contoh tanah terganggu bisa diperoleh langsung. Contoh tanah asli bisa diperoleh

dengan menekan tabung contoh pada dasar sumuran.

Percobaan di tempat yang dapat dilaksanakan :

- Percobaan kipas geser (vane test)

- Percobaan penetrometer

- Percobaan daya dukung plat (plate bearing)

Batasan

Untuk tanah yang sangat lepas dan adanya muka air tanah yang tinggi maka

percobaan ini sulit dilaksanakan, juga untuk daerah batuan yang keras.

2.5.4 Geologi Teknik

Bendung - Intake

Rencana Iokasi bendung dan bangunan pengambilan rencana PLTM Cikandang akan

terietak pada elevasi ± 330 m diatas permukaan laut. Rata-rata sudut kemiringan lereng

sebelah kiri rencana bendung ± 15° dan rata-rata sudut kemiringan lereng sebelah kanan

rencana bendung ± 20° , dengan rata-rata lebar sungai ± 35 m.

Dan" hasil invesitgasi dilapangan satuan batuan yang akan mendasari rencana bendung

serta bangunan pengambilan adalah interkalasi breksi volkanik dengan lava andesit.



Satuan batuan "mi dibagian dilereng kiri -kanan bendung sebahagian telah telah ditutupi

oleh residual soil dan lapisan tipis top soil

Dilihat dari bentuk lereng sebelah kiri sungai agak melebar serta lereng sungai tidak begitu

terjal, maka Intake direncanakan akan ditempatkan disebelah kiri sungai, dan saluran

penghantarnya akan terietak disebelah kiri sungai juga.

Gambaran Kcndisi geologi pada Peta Geologi pada Kawasan PLTM Cikandang - Garut

berdasarkan pada peta Geologi Regional Lembar Garut dan Pameungpeuk, Jawa ( M.

Alzawar dan S.Bachri, 1992 ) menyatakan Pada daerah penyelidikan di kaki Gn.

Papandayan , desa Jati Wangi, Kabupaten Garut tersusun atas endapan Vulkanik yang

berumur kuarter dan termasuk kepada dua formasi :

1. Formasi Qypu, endapan rempah lepas gunung api muda tak

teruraikan yang terdiri atas abu gunung api dan lapili, tuf pasiran bongkah- bongkah

andesit – andesit, breaksi lahar dan rempah lepas, berumur kuarter holosen menindih

tidak selaras pada QTv.

2. Formasi QTv, batuan gunung api tua tak teruraikan, yang terdiri

atas tuf breksi tuf dan lava, berumur Milosen Akhir – Pliosen.

Gambar 2.3 Morfologi Didaerah Bendung

Saluran Penghantar

Bentuk morfologi yang akan dilalui oleh saluran penghantar, yaitu sisi lereng sebelah kiri

aliran sungai, menunjukkan peralihan antara terjal sampai dengan agak landai, dengan

kemiringan lerengnya berkisar antara 15° s/d 40°. Saluran penghantar ini panjangnya



sebesar ± 1024 m, Dibeberapa tempat disekitar lokasi saluran penghantar terdapat bentuk

morfoligi yag menonjol, merupakan bagian puncak dari beberapa bukit.

Kondisi geologi Iokasi penyeiidikan dibangun oleh breksi gunung api dengan tanah

penutupnya disusun oleh lanau pasiran bercampur dengan komponen batuan beku

andesit, berukuran kerikil hingga boulder. Tanah penutup tersebut mempunyai ketebalan

kurang lebih antara 0,5 m s/d 2 m. Kondisi geologi daerah sekitar bendung dilokasi ini

hubungannya untuk kepentingan konstrusi teknik sipil dapat di paparkan dalam bentuk

Gambar 2.4 Morfologi Jalur Waterway

Kolam Penenang.

Kolam penenang direncanakan dilereng bukit dengan mempunyai kemiringan lereng ± 30°

serta ketinggian ± 329 mdpl. Lithologi lokasi ini terdiri dari lanau pasiran hingga kerikilan,

berwarna coklat kemerahan, piastisitas sedang, ketebalan antara 0,5 m s/d 2 m. Kondisi

geologi daerah sekitar lokasi kolam penenang hubungannya terhadap kepentingan

konstruksi.



Gambar 2.5 Morfologi Headpond

Penstock (Pipa Pesat)

Pipa pesat direncanakan dilereng bukit yang mempunyai kemiringan ± 15° s/d 30°, dengan

panjang ± 320 m. Lithologi lokasi ini dibangun oleh campuran lanau pasiran hingga kerikilan,

berwama coklat kemerahan,plastisitas sedang,kohesif dengan ketebalan antara 0,5 s/d 2

m.

Kondisi geologi daerah sekitar pipa pesat hubungannya untuk kepentingan konstruksi teknik

sipil.

Power House (Gedung Sentral)

Power house terletak pada ketinggian ± 288 mdpl. Daerah ini merupakan persawahan

dengan bentuk morfologi relative datar, dan aman terhadap banjir. Lithologi Iokasi ini terdiri

dari breksi gunung api telah mengalami pelapukan. Pelapukan breksi gunung berapi ini

terdiri dari susunan lanau pasiran s/d pasir lempungan, berwarna cokiat kemerahan,

plastisitas sedang, ketebalan antara 0,5 m s/d 2 m.

Kondisi geologi daerah sekitar Gedung sentral hubungannya untuk kepentingan konstruksi

teknik sipil.

Gambar 2.6 Morfologi Power House



Gambar 2.7 Peta Geologi Wilayah Garut

Data – Data Penyelidikan Geoteknik

Pengujian sifat tanah dan batuan diuji baik dilapangan maupun di laboratorium.

Daftar titik – titik pemboran dan uji yang dilakukan dapat dilihat pada daftar berikut :



NO LOKASIKODE

PEMBORAN

UJI

SPTSAMPLE

UJI

PERMIABILITAS

I

II

Pemboran:

Bendung / Sandtrap

Sondir/Handbor

Saluran Penghantar

BH -1(10m)

BH-2 (10m)

6 titik

5

5

-

2

2

6

2

2

-

Tabel 2.3 Daftar Pemboran dan Pengujian Data – Data Geoteknik

2.6 Hidrologi

2.6.1 Daerah Aliran Sungai

Peta Rupa bumi diperlukan untuk menentukan batas Daerah Aliran Sungai (DAS)

PLTM Cikandang yang berkontribusi terhadap aliran di sungai lokasi pengukuran.

Semua anak sungai yang mengalir ke dalam Sungai Cikandang menjadi bagian

DAS. Peta topografi juga digunakan untuk menentukan letak koordinat dan desa

awal intake, power house, serta ketinggian berdasarkan kontur sehingga dapat

memperkirakan potensi yang ada di suatu wilayah. Selain itu Peta topografi juga

digunakan untuk menentukan lokasi stasiun hujan, automatic water level recorder

( AWLR ) dan meteorologi didalam dan sekitar DAS. Selain itu topogari digunakan

untuk menentukan karakteristik DAS seperti panjang sungai utama, kemiringan

rata-rata, ketinggian titik-titik dalam DAS.

Peta Rupa bumi dikumpulkan dari kantor Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan

Nasional (Bakosurtanal) office di Cibinong, kabupaten Bogor. Peta Rupa bumi

tersebut dibuat oleh Bakosurtanal di tahun 1999 dengan skala 1 : 25.000.



Peta tersebut di atas mencakup seluruh DAS PLTM Cikandang mulai dari hulu

sampai ke lokasi Intake yang dapat dilihat pada daftar berikut ini :

Tabel 2.4 Daftar Lembar Peta DAS Cikandang

Adapun luas catchment area PLTM CIKANDANG yaitu seluas 201.76 Km2 yang

terdiri dari hutan, semak belukar serta persawahan. Adapun catchment area

dapat terlihat pada gambar berikut:

Gambar 2.8 Peta Das dan Catchment Area PLTM Cikandang


Nomor Lembar Nama Lembar Edisi

1208-632

1208-613

Lebak Sari

Cibungur

I – 1999

I – 1999

1208-614

1208-623

1208-621

Negla

Cikajang

BaruBandung

I – 1999

I – 1999

I – 1999

2-18


2.6.2 Data Meteorologi

Data hujan diperlukan untuk analisa hujan, analisa banjir dan analisa ketersediaan

air. Hujan harian dikumpulkan dari stasiun hujan di leles dari tahun 1994 sampai

2005. Stasiun tersebut dikelola oleh Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG).

Stasiun hujan tersebut merupakan stasiun hujan manual yang biasanya

mengamati sekali sehari pada jam 7:00 pagi. Stasiun hujan ada dalam kondisi

baik dan masih beroperasi. Data data curah hujan harian dapat dilihat dalam

lampiran 1 laporan ini. Berdasarkan hasil perhitungan, besarnya hujan curah

hujan tahunan pada lokasi proyek adalah 2962.57 mm,rerata curah hujan bulanan

246,88 mm. Selengkapnya hasil rekapitulasi besarnya curah hujan tersebut

seperti ditunjukan pada tabel 2.5 dan pola curah hujan bulanan dilokasi proyek

seperti gambar 2.1

Year Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec1994 458.68 327.25 476.40 283.21 111.47 206.81 76.88 133.55 290.51 230.76 464.83 694.771995 423.84 586.56 485.81 522.50 67.70 82.83 226.94 0.00 148.44 109.56 463.46 393.741996 454.18 679.84 349.60 246.71 106.01 189.00 214.81 0.00 0.00 0.00 265.08 225.541997 333.38 165.43 126.56 170.66 250.85 157.70 0.00 0.00 0.00 0.00 296.06 200.631998 418.86 390.61 426.10 265.00 113.97 117.91 178.25 50.32 160.52 216.00 252.09 361.271999 539.51 52.90 547.00 541.88 28.94 146.51 142.13 116.00 195.74 527.34 360.50 283.922000 495.45 49.95 538.11 559.58 151.20 30.38 122.85 91.26 47.25 328.05 389.91 266.902001 485.33 577.13 473.58 455.63 124.20 418.50 44.55 0.00 23.36 81.81 252.84 344.442002 481.95 75.24 331.56 211.82 456.98 87.75 0.00 56.03 0.00 220.73 262.31 388.842003 454.01 285.53 332.51 310.50 266.63 39.15 83.70 147.83 69.53 374.36 472.57 864.002004 272.70 555.53 304.02 213.98 99.90 54.00 147.15 0.00 0.00 342.50 225.86 195.752005 465.75 260.55 264.74 233.28 202.50 76.28 104.76 45.90 0.00 0.00 365.85 362.48

Average 440.30 333.87 388.00 334.56 165.03 133.90 111.83 53.41 77.94 202.59 339.28 381.86 Tabel 2.5 Data Curah Hujan Bulanan di Lokasi Proyek



Grafik 2.1 Pola Hujan Bulanan (mm) di Lokasi Proyek

2.6.3 Analisis Hidrologi

Umum

Tujuan survey hidrologi adalah untuk mendapatkan data hidrologi primer dengan

melakukan pengukuran lapangan dan mendapatkan hasil langsung. Dalam studi

ini survey hidrologi mencakup pengukuran debit desain dihitung dengan synthetic

water balance metode Thornthwaite dan sebagai pembanding digunakan metode

NRECA dan debit banjir didesain dengan menggunakan hidrograf sintetik

Nakayasu.

Pengukuran Debit

Biasanya pengukuran debit dilakukan jauh dari stasiun Automatic Water Level

Recorder (AWLR) atau staff gauge dimana tinggi muka air sungai diamati dan

dicatat secara teratur. Staff gauge diperlukan untuk menghubungkan debit yang

diukur dengan suatu ketinggian yang diketahui sehingga data debit dapat dipakai

dalam analisa. Namun lokasi pengukuran mungkin jauh lokasinya dari staff gauge

seperti dalam studi ini. Untuk mengatasi masalah ini sebuah bench mark (BM)

sementara didirikan di tebing kiri sungai Cikandang dekat lokasi pengukuran. BM

sementara ini memberikan tinggi relatif permukaan air sungai. Kemudian hari, BM

ini harus diikat terhadap suatu BM nasional yang diketahui ketinggiannya.

Debit sungai diperoleh secara tidak langsung dari pengukuran debit. Pengukuran

debit hanya memberikan kecepatan rata-rata aliran sungai dan luas area

potongan sungai. Debit diperoleh dengan mengalikan kecepatan rata-rata dan

area.

Hasil pengukuran debit dilaporkan sebagai pasangan elevasi dan debit. Bila

terdapat cukup banyak pasangan elevasi-debit maka bisa digambarkan suatu

kurva rating. Kurva rating mempunyai elevasi sebagai sumbu vertikalnya dan debit

sebagai sumbu horizontalnya. Karena itu jika elevasi diketahui maka debit dapat

diketahui dari kurva rating. Untuk mendapatkan kurva rating yang baik, diperlukan

untuk melakukan pengukuran debit sungai pada saat air rendah, menengah dan

tinggi.



Jadi diperlukan suatu pengukuran debit yang mencakup perbedaan ketinggian

yang besar. Karena itu pengukuran debit harus dilakukan sepanjang tahun

sehingga melewati musim kemarau dan hujan.

1. Lokasi

Pengukuran debit dilakukan di sungai Cikandang di lokasi calon bendung

pengambilan dengan koordinat 07027’9.38” Lintang Selatan dan 107040’30.91”

Bujur Timur.

2. Peralatan

Dalam studi ini pengukuran debit dilakukan oleh team survei yang terdiri atas 2

orang. Adapun cara pengukuran debit dengan menggunakan Current meter.

Peralatan yang digunakan berupa current meter A-Ott yang menggunakan baling-

baling dengan sumbu mendatar untuk mengukur kecepatan aliran sungai. Bila

kedalaman air kurang dari 3 meter maka dapat digunakan tiang besi untuk

menggantungkan current meter. Bila lebih dalam maka digunakan kabel baja yang

diturunkan dari penggulung.

Jumlah putaran baling-baling selama 40 detik dicatat. Kecepatan rata-rata

didapatkan dari rumus berikut :

Jika n 0.30, maka V = 0.4775 n + 0.014 (m/det)

Jika n 0.30, maka V = 0.5167 n + 0.001 (m/det)

dimana

n : jumlah putaran per detik

V : kecepatan aliran (m/det)

3. Metoda

Sebuah bench mark (BM) sementara dipasang pada tebing kiri sungai. Potongan

melintang sungai dibagi atas segmen dengan memilih vertikal pada beberapa titik.

Jarak antara vertikal bergantung kepada lebar sungai, karakteristik dasar sungai

dan variasi dari distribusi kecepatan aliran. Pengukuran dimulai dari tepi air sungai

sebelah kiri dekat BM.

Pada setiap vertikal, diukur dahulu kedalaman dan nilainya yang fungsinya

digunakan untuk menghitung letak kedalaman sungai. Kecepatan rata-rata tiap

vertikal dapat ditentukan dengan beberapa metode yang berupa pengukuran pada



satu atau lebih titik kedalaman pada suatu vertikal. Dalam studi ini, kecepatan

diukur pada kedalaman 0.2 m/det dan 0.8 m/det dari kedalaman air pada vertikal

tersebut. Setelah current meter siap, baling-baling harus disiapkan dulu berputar

untuk menyesuaikan diri dengan kecepatan aliran sebelum pengukuran dimulai.

Kecepatan pada kedua kedalaman tersebut kemudian dirata-ratakan. Ketinggian

muka air sebelum dan sesudah pengukuran dicatat. Debit total sungai dihitung

sebagai jumlah debit sungai pada tiap vertikal seperti yang diberikan oleh rumus-

rumus berikut.

dimana :

Q : debit total sungai (m3/det)

: kecepatan rata-rata di vertikal i (m/det)

Ai : luas area di vertikal i (m2)

V0.2 : kecepatan pada 0.2 kedalaman (m/det)

V0.8 : kecepatan pada 0.8 kedalaman (m/det)

Hi : kedalaman di vertikal i (m)

bi : lebar segmen i (m)

2.6.4 Ketersediaan Air Di Sungai Cikandang

Tujuan analisa ketersediaan air adalah untuk memperkirakan ketersediaan air di

sungai, yang diketahui sebagai dependable flow. Ketersediaan air biasanya

diperlukan dalam studi pendahuluan proyek-proyek yang akan memanfaatkan air

dari sungai. Analisa ketersediaan air memerlukan data debit harian atau bulanan

dengan panjang lebih dari 10 tahun. Untuk ketepatan yang lebih baik diperlukan

data yang lebih panjang. Data harus berupa data pengukuran pada stasiun

Automatic Water Level Recorder (AWLR) di atau dekat lokasi pengukuran. Namun

data debit sangat jarang tersedia, dan juga lokasi AWLR terletak jauh dari lokasi



pengukuran, seperti yang terjadi dalam studi ini. Bila data yang panjang tidak

tersedia, maka bergantung kepada tersedianya data hujan, data debit dapat

diperpanjang dengan suatu model yang menghubungkan hujan dan limpasan

(runoff). Dalam study ini tidak terdapat AWLR di atau dekat lokasi pengukuran.

Dalam hal ini data debit yang telah diperpanjang dapat di transfer ke lokasi sudi

dengan menggunakan perbandingan daerah aliran sungai (DAS). Dengan

demikian ketersediaan air dapat diperkirakan.

Terdapat beberapa stasiun AWLR di dalam dan sekitar DAS PLTM Cikandang,

tetapi tidak tersedia data dari stasiun-stasiun tersebut, dan kebanyakan dari

mereka tidak beroperasi lagi. Untuk melakukan pemodelan hujan-lipmasan hal ini

diperlukan data hujan yang panjang. Data lain yang juga diperlukan adalah data

evapotranspirasi. Data ini tidak didapatkan dari pengukuran lapangan langsung

melainkan dapat dihitung berdasarkan data klimatologi, data ketersedian air

harian Cikandang dapat dilihat dlm lampiran 2, hasil rekapitulasi Debit Cikandang

dapat di lihat dalam tabel 2.6 berikut :

Tahun Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec1994 14.53 17.57 23.22 19.61 14.89 12.94 9.27 8.65 12.46 13.97 21.07 30.301995 29.66 36.36 33.14 32.50 19.52 12.66 14.22 6.87 7.24 6.70 17.59 19.851996 24.17 37.50 27.31 20.74 14.99 13.42 13.61 7.02 3.79 2.05 7.51 12.241997 15.06 12.66 10.02 10.05 13.39 10.14 5.00 2.67 1.44 0.78 7.97 8.941998 16.17 19.95 21.64 19.26 13.16 10.51 10.93 5.87 7.34 11.42 10.83 17.791999 24.14 13.83 23.36 29.65 15.57 12.61 10.18 9.09 8.93 20.42 21.48 20.392000 25.03 13.80 21.26 30.87 19.81 11.94 9.40 8.05 4.89 11.31 17.17 18.512001 22.91 32.12 31.03 27.77 18.44 25.36 12.40 6.74 4.01 3.81 7.87 14.182002 22.13 13.48 16.32 15.13 25.02 12.20 6.68 5.50 2.57 8.45 9.25 17.802003 21.17 20.55 20.13 18.81 20.07 10.30 7.75 8.17 6.35 14.42 19.99 36.122004 27.83 35.29 24.47 18.68 13.74 8.73 8.69 4.52 2.44 10.02 11.08 13.442005 20.07 17.26 16.99 15.08 14.07 9.27 7.91 4.68 2.73 1.48 9.35 16.86

Average 21.91 22.53 22.41 21.51 16.89 12.51 9.67 6.49 5.35 8.73 13.43 18.87

Tabel 2.6 Data Rekapitulasi Debit Bulanan Cikandang



Grafik 2.2 Data Debit Bulanan Cikandang

2.6.5 Model NRECA

Struktur Model

Banyak model hidrologi untuk mensimulasikan hujan-limpasan yang tujuannya

adalah untuk pengisian atau memperpanjang data debit, antara lain model Tank,

model Mock, model SSARR dan model NRECA. Dalam studi ini model hujan-

limpasan yang dipakai adalah model NRECA (USA) yang dikembangkan oleh

Norman H. Crawfort yang merupakan penyederhanaan dari Stanford Watershed

Model IV yang memiliki 34 parameter. Model ini telah banyak diterapkan oleh

Puslitbang Pengairan pada berbagai daerah pengaliran di Indonesia, selain

parameter model relatif sedikit dan mudah dalam pelaksanaannya serta

memberikan hasil yang cukup handal.

Secara umum persamaan dasar dari model ini dirumuskan sebagai berikut :

Q = P - E + S

dimana :

Q = limpasan (mm)

P = hujan rata-rata DAS (mm)

E = evapotranspirasi aktual (mm)

S = perubahan kandungan (simpanan) air dalam tanah (mm)



Persamaan keseimbangan air diatas merupakan dasar dari model NRECA untuk

suatu daerah aliran sungai pada setiap langkah waktu, dimana hujan, actual

evapotranspirasi dan limpasan adalah volume yang masuk kedalam dan keluar

pada suatu DAS untuk setiap langkah waktu tertentu.

Dalam model NRECA terdapat dua tampungan yaitu simpanan kelengasan

(moisture storage) dan simpanan air tanah (groundwater storage). Simpanan

kelengasan ditentukan oleh hujan dan actual evapotranspirasi. Simpanan air

tanah ditentukan oleh kelebihan kelengasan (excess moisture).

Secara skematis struktur dari model NRECA dapat dilihat berikut ini.

Parameter Karakteristik DPS

Pada model NRECA ini ada tiga parameter yang menggambarkan karateristik

DPS yang besar pengaruhnya terhadap keluaran sistem, yaitu :

NOMINAL : indeks kapasitas kelengasan tanah (mm) dapat didekati dengan

persamaan :

NOMINAL = 100 + C × RA

dimana C = 0,2 dan RA = hujan tahunan (mm)

Nilai NOMINAL dapat berkurang sampai 25 % pada DPS yang vegetasinya

terbatas dan tanah penutupnya tipis.

PSUB : prosentase dari limpasan yang bergerak keluar dari DPS melalui

limpasan permukaan. PSUB merupakan parameter karakteristik lapisan tanah

pada kedalaman 0 ~ 2 m. Nilai PSUB berkisar 0,3 ~ 0,9 bergantung kepada sifat

lulus air tanah.


Simpanan kelengasan

Simpanan air tanah

Debit Total

EvapotranspirasiHujan

(nominal)

Excess Moisture

Lengas lebih(PSUB)

Imbuhan keair tanah

Aliran air tanah

Direct f low

(GWF)


PSUB = 0,3 bila tanah bersifat kedap air

PSUB = 0,9 bila tanah bersifat lulus air

GWF : prosentase dari tampungan air tanah yang mengalir ke sungai sebagai

aliran dasar. GWF merupakan parameter karakteristik lapisan tanah pada

kedalaman 2 ~ 10 m.

GWF = 0,2 bila tanah bersifat lulus air

GWF = 0,8 bila tanah bersifat kedap air

Selain ketiga parameter tersebut, ada dua parameter lagi yang pengaruhnya kecil

terhadap keluaran sistem (low effect parameter), yaitu :

SM stor : simpanan kelengasan tanah (soil moisture storage)

GW stor : simpanan air tanah (ground water storage)

Simpanan Kelengasan Tanah

Simpanan kelengasan tanah adalah cadangan air yang besarnya ditentukan oleh

selisih dari tampungan akhir dan tampungan awal. Besar tampungan ini

ditentukan oleh hujan, evapotranspirasi dan kelebihan kelengasan yang menjadi

limpasan langsung dan imbuhan air tanah. Simpanan kelengasan tanah bulanan

selanjutnya ditentukan dengan persamaan :

Dimana :

SMi = simpanan kelengasan tanah bulan ke i

SMi-1 = simpanan kelengasan tanah bulan ke i-1

SM0 = simpanan kelengasan awal yang ditentukan dengan cara coba-coba

I = indeks 1, 2, 3,…

Stori-1 = perubahan simpanan kelengasan bulan ke i-1

Simpanan Air Tanah (Ground Water Storage/GWstor)

Kelebihan kelengasan tanah yang masuk kedalam tanah dan mengalami perkolasi

akan masuk ke dalam tampungan air tanah, yang biasa disebut akuifer. Akibat

proses hidrologi sebelumnya, akuifer ini biasanya tidak kosong. Simpanan air



tanah dalam akuifer akibat proses hidrologi sebelumnya disebut tampungan awal

air tanah ( begin storage groundwater). Sementara itu tampungan yang telah

mendapat air perkolasi disebut sebagai tampungan akhir air tanah (end storage

groundwater).

Pada bulan selanjutnya tampungan akhir ini akan menjadi tampungan awal,

proses ini berlanjut terus-menerus sebagai fungsi waktu. Selanjutnya tampungan

akhir inilah yang akan menjadi aliran air tanah bila kondisi tampungan

memungkinkan. Dalam model ini tampungan awal ditentukan dengan cara coba-

coba. Sementara itu tampungan awal bulan selanjutnya ditentukan dengan

persamaan berikut.

dimana

BSGi+1 = tampungan awal bulan ke i+1

ESGi = tampungan akhir bulan ke i

GW Flowi = aliran air tanah bulan ke i

Dalam model ini tampungan akhir dihitung dengan persamaan sebagai berikut.

dimana

RECHi = kelebihan kelengasan tanah yang masuk ke dalam

tanah pada bulan ke i

Urutan langkah perhitungan untuk limpasan bulanan adalah sebagai berikut :

1) Perhitungan hujan wilayah dan evapotranspirasi potensial standar di daerah

pengaliran (P dan ET0)

2) Menentukan parameter model : NOMINAL, PSUB, GWF dan nilai awal tampungan

kelengasan tanah (SMstor) dan tampungan air tanah (GWstor) yang akan

digunakan dalam proses kalibrasi

3) Perhitungan angka tampungan tiap bulan (storage ratio) :

Sr = SMstor/NOMINAL, dimana untuk bulan ke 1 SMstor = angka awal tampungan

dan untuk bulan selanjutnya adalah SMstor (i) = SMstor (i-1) + S(i-1), dimana S(i-

1) adalah perubahan tampungan pada bulan sebelumnya

4) Perhitungan angka perbandingan antara hujan dan evapotranspirasi potensial:

R = P/PET



5) Perhitungan evapotranspirasi actual (AET), dengan menggunakan persamaan

sebagai berikut ini :

AET = k1 × PET, dimana k1 adalah koefisien evapotranpirasi yang bergantung

kepada nilai R dan Sr, dengan persamaan regresi sebagai berikut : k1 = P/PET (1

- 0,5 × Sr) + 0,5 × Sr, bila R < 1 dan Sr < 2 ; k1 = 1 bila P/PET ≥ 1 atau Sr ≥ 2

6) Menghitung ratio kelebihan kelengasan (extrat) :

Jika Sr ≤ 0 , maka extrat = 0

Jika Sr > 0 , maka extrat = 0.5 × ( 1 + tanh (x))

x = (Sr - 1)/0.52

tanh = {exp (x) - exp(-x)} / {exp (x) + exp (-x)}

7) Perhitungan kelebihan kelengasan (excm), perubahan tampungan (S) dan perkolasi

(rech) dengan rumus sebagai berikut :

excm = exrat ( P - AET)

S = P - AET - excm

rech = PSUB × excm

8) Perhitungan angka awal dan akhir tampungan air tanah (BSG dan ESG) :

Untuk bulan ke-1 :

BSG = GWSTOR

Untuk bulan berikutnya :

BSG(n) = ESG(n-1) - GF(n-1)

ESG = rech + BSG

GF = limpasan air tanah

9) Perhitungan limpasan

Limpasan dibagi menjadi 2 bagian, yaitu limpasan langsung (DRF) dan limpasan

air tanah (GF) :

DRF = excm - rech

GF = GWF × ESG

Total limpasan tiap bulan adalah sebagai berikut :

Q = GF + DRF (mm)

Perhitungan dilakukan dengan interval 1 harian.



Hasil Simulasi

Simulasi dilakukan dengan menggunakan data hujan stasiun leles selama 10

tahun dari 1994 sampai 2005. Debit simulasi kemudian disusun dari besar ke kecil

dan pada tiap debit diberikan probabilitas yang dihitung dengan persamaan

Weibull seperti berikut :

dimana

p = probabilitas terlampaui (%)

i = nomor urut debit simulasi

n = jumlah debit simulasi

Debit simulasi dan probabilitasnya kemudian digambarkan dalam suatu flow

duration curve yang menggambarkan persentase ketersediaan air dan besar

debitnya PLTM Cikandang, seperti yang ditampilkan pada tabel 2.7 dan grafik

kurva 2.3

Probability DischargeFactor (%) m3/sec

2%5% 38.71

10% 30.7215% 26.4420% 23.5025% 21.5230% 19.6435% 17.9440% 16.2545% 15.1450% 14.1355% 13.2160% 12.2665% 11.2870% 10.3575% 9.5180% 8.8185% 7.9090% 6.9995% 6.11

100% 5.32

Tabel 2.7 FDC Sungai Cikandang



Grafik 2.3 FDC Sungai Cikandang

2.7 Analisa Debit Banjir

2.7.1 Umum

Tujuan analisa banjir adalah untuk memperkirakan besarnya banjir rencana

dengan periode ulang yang berbeda-beda, termasuk Probable maximum Flood

(PMF) di lokasi studi.

Banjir rencana dan PMF diperkirakan dengan analisa hidrograf. Banjir

diperkirakan dari data curah hujan maksimum harian dengan analisa frekuensi.

Sesudah dikurangi dengan kehilangan akibat infiltrasi, hujan efektif didapatkan.

Hujan efektif kemudian didistribusikan kedalam hujan jam-jaman berdasarkan pola

hujan yang ada. Sebuah hidrograf satuan dapat dibentuk berdasarkan

karakteristik DAS. Hujan ja-jaman kemudian dikalikan dengan hidrograf satuan

untuk mendapatkan hidrograf banjir.

2.7.2 Analisa Hujan

Tujuan analisa hujan adalah untuk memperkirakan hujan rencana dengan periode

ulang tertentu dan juga Probable Maximum Precipitation (PMP). Untuk melakukan

analisa ini digunakan data curah hujan harian maksimum yang diambil dari data

analisa hidrologi.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Deb

it (m

3 /s)

Durasi

KDA Sintetis

Model NRECA


Resume analisa hujan maksimum harian yang digunakan dapat dilihat dalam tabel

2.8 sebagai berikut:

Tabel 2.8 Curah Hujan Harian Maksimum

TAHUN CH MAX

1994 84.441995 121.751996 194.641997 49.861998 156.601999 92.802000 118.802001 108.002002 133.652003 98.552004 162.002005 60.75

2.7.3 Analisa Frekuensi

Tujuan analisa frekuensi adalah untuk memperkirakan besarnya hujan rencana

dengan periode ulang tertentu dari data hujan maksimum harian dengan

menggunakan distribusi frekuensi yang dipilih dalam tahap sebelumnya.

Bila menggunakan distribusi Normal, persamaannya adalah sebagai berikut.

dimana :

XT = hujan rencana dengan periode ulang T tahun

= rata-rata hujan maksimum tahUnan

Sx = standard deviasi hujan maksimum tahunan

KT = variabel standard normal yang didapatkan dari tabel normal

Bila menggunakan distribusi Log Normal, persamaannya adalah sebagai berikut:

y = log (X)

dimana :

X = hujan

y = logaritma dari hujan

= rata-rata dari logaritma dari hujan



Sy = standard deviasi dari logaritma dari hujan

KT = variabel standard normal yang didapatkan dari tabel normal

Bila menggunakan distribusi Gumbel, persamaannya adalah sebagai berikut.

dimana :

= rata-rata hujan maksimum tahunan


Y = perubahan reduksi

N = jumlah data

Bentuk lain persamaan e Gumbel adalah :

dimana :

XT = hujan rencana untuk periode ulang T tahun

= rata-rata hujan maksimum tahunan


K = konstanta yang didapat dari tabel

Bila menggunakan distribusi Log Pearson Type III distribution, persamaannya

adalah sebagai berikut:

dimana :



Hasil analisa frekuensi cikandang dengan menggunakan distribusi Log Pearson

Type III ditampilkan dalam tabel 2.8 berikut:

Tabel 2.8 Analisa frekuensi dengan distrubusi Log Person III

No. Tahun Hujan Max. y = log



X (y - y)2 (y - y)3X (mm)

1 1994 84.445 1.9266 0.011 -0.0012 1995 121.750 2.0855 0.003 0.000

3 1996194.641

2.2892 0.066 0.017

4 1997 49.864 1.6978 0.112 -0.0375 1998 156.600 2.1948 0.027 0.004

6 1999 92.800 1.9675 0.004 0.000

7 2000 118.800 2.0748 0.002 0.000

8 2001108.000

2.0334 0.000 0.000

9 2002 133.650 2.1260 0.009 0.001

10 200398.550

1.9937 0.001 0.000

11 2004 162.000 2.2095 0.032 0.00612 2005 60.750 1.7835 0.062 -0.015

Jumlah 12 1382 24.3823 0.328 -0.026 Rata-rata X = 115.2

Std. dev S = 42.2 Skewness Cs = 0.29

Tr (year) K log XT XT

2 0.000 2.0319 107.61

5 0.000 2.0319 107.61

10 0.000 2.0319 107.61

25 0.000 2.0319 107.61

50 0.000 2.0319 107.61

100 0.000 2.0319 107.61

200 0.000 2.0319 107.61

Unit : mm

Nama

Stasiun

Kala Ulang

2 5 10 25 50 100 200

leles 111 151 174 199 215 230 244

Tabel 2.8 Hujan di Lokasi Proyek

Test Kecocokan



Tiap distribusi akan memberikan hasil yang berbeda. Kaena itu diperlukan test

kecocokan untuk menetukan distribusi mana yang paling cocok, yaitu yang

memiliki deviasi terkecil dari data yang ada. Terdapat dua metoda yang lazim

digunakan yaitu Chi-squared (c2) test dan Kolmogorov-Smirnov test.

1) Chi-squared (2) test

Statistic 2 dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

dimana :

k = jumlah kelas interval data

Oi = frekuensi yang diamati dalam kelas interval i

Ei = frekuensi yang diharapkan dalam kelas interval i

N = jumlah data

Derajat kebebasan ditentukan dari :

Dk = k - u - 1

dimana :

u = jumlah parameter (untuk Chi-squared, u = 2)

Bila nilai 2 hasil hitungan lebih kecil dari nilai kritis 2 dalam tabel, maka distribusi

yang dipilih dapat digunakan. Chi-squared test ditampilkan dalam Tabel. Hasil

chi-square test menunjukkan bahwa distribusi Log Pearson Type III dapat

digunakan untuk data hujan di stasiun Unaaha.

2) Kolmogorov-Smirnov test

Test ini digunakan untuk menghindari masalah kehilangan informasi data akibat

pengelompokan data kedalam kelas interval. Test ini juga dikenal sebagai test non

parametric sebab tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu.

Data mula-mula disusun dari besar ke kecil atau sebaliknya. Kemudian

probabilitas tiap data dihitung dengan persamaan Weibull sebagai berikut :



dimana

p = probabilitas (%)

m = nomor urutr data yang disusus

n = jumlah total data

Nilai teoritis tiap probabilitas dihitung dengan menggunakan persamaan yang

sesuai dengan distribusinya. Dari kedua probabilitasnya, dicari nilai perbedaan

terbesar antara probabilitas yang diamati dan teoritis seperti dalam rumus berikut.

Bila perbedaan terbesar kurang dari nilai kritis (dari tabel), maka distribusi yang

dipilih dapat digunakan Hasil test Kolmogorov-Smirnov ditampilkan dalam Tabel.

Test Kolmogorov-Smirnov menunjukkan bahwa distribusi Log Pearson Type III

dapat dipakai untuk data hujan di stasiun Cibatarua.

Analisa Probable Maximum Precipitation

Probable Maximum Precipitation (PMP) dapat diinterpretasikan sebagai hujan

maksimum terbesar dengan durasi tertentu yang mungkin terjadi pada suatu

stasiun hujan yang akan menghasilkan banjir besar yang dikenal sebagai

Probable Maximum Flood (PMF). PMF biasanya digunakan untuk perencanaan

pelimpah. Untuk melakukan analisa ini diperlukan data hujan yang panjang.

Salah satu metode untuk memperkirakan PMP adalah dengan cara Hershfield

yang merupakan prosedur statistic untuk memperkirakan PMP dalam kondisi

dimana data meteorologi sangat kurang. Persamaan Hershfield adalah sebagai

berikut.

Xm = Xn + Km × Sn

dimana :

Xm = probable maximum precipitation (PMP) (mm)

Xn = hujan harian maksimum yang dikoreksi (mm)

Km = koefisien statistik

Sn = standard deviasi hujan harian maksimum (mm)

Km ditentukan berdasarkan pengamatan hujan harian pada 2.600 stasiun hujan

yang 90 % berada di Amerika Serikat, yang diberikan dalam bentuk grafik yang

menghubungkan antara durasi hujan dan rata-rata hujan harian maksimum.



Koreksi juga dilakukan terhadap panjang data dan periode pengamatan. Hasil

analisa PMP ditampilkan dalam

1. Analisa Distribusi Hujan Jam-jaman

Tujuan analisa distribusi hujan jam-jaman adalah untuk memperkirakan

persentase dari hujan total yang jatuh dalam tiap jam. Hujan jam-jaman diproses

dan dirata-ratakan. Hasil rata-rata hujan jam-jaman cikandang ditampilkan dalam

tabel berikut :

Jam ke- 1 2 3 4 5 6

Persentase 40.1 30.7 15.7 7.4 4.6 1.5

Tabel 2.9 Distribusi Hujan Cikandang Dalam Jam

2. Analisa Hujan Efektif

Hujan efektif (excess rainfall) adalah bagian dari total volume hujan yang

berkontribusi langsung terhadap limpasan (direct runoff). Hujan efektif adalah

hujan total setelah dikurangi dengan kehilangan akibat intersepsi dan infiltrasi.

Sebuah cara yang umum digunakan untuk mrnghitung hujan efektif adalah

dengan metoda Horton yang dijelaskan berikut :

A) Metoda Horton

Ketika hujan berlangsung, sebagian air akan langsung mengalir di permukaan

tanah dan sisanya akan meresap kedalam tanah. Menurut Horton, kehilangan

akibat infiltrasi mengikuti kurva eksponensial. Karena itu semakin banyak air yang

meresap, semakin cepat tanah menjadi jenuh. Akibatnya infiltrasi akan berkurang

menurut persamaan berikut.

fp = fc + (f0 - fc) e-kt

dimana :

fp = kapasitas infiltrasi pada waktu t (mm)



fc = kapasitas infiltrasi akhir (mm)

f0 = kapasitas infiltrasi awal yang bergantung kepada hujan

yang jatuh sebelumnya; dapat diperkirakan sebesar 50 -

80 % dari hujan total

k = konstanta yang bergantung kepada tekstur tanah

t = waktu sejak dimulainya hujan (jam)

2.7.4 Analisa Banjir Rencana

Tujuan analisa banjir rencana adalah untuk menggunakan hujan rencana untuk

memperkirakan banjir rencana dengan berbagai periode ulang dan juga Probable

Maximum Flood (PMF).

Langkah-langkah dalam perhitungan banjir rencana adalah sebagai berikut :

a) Analisa Hidrograf Satuan

Hubungan antara hujan dan limpasan digambarkan oleh hidrograf satuan.

Hidrograf satuan dapat diturunkan dari banjir yang pernah terjadi, tetapi biasanya

sangat sulit untuk mendapatkan data seperti itu. Untuk mengatasi masalah ini,

digunakan hidrograf satuan sintetik. Hidrograf satuan ini diturunkan dari

karakteristik DAS. Dalam studi ini, hidrograf satuan sintetik digunakan karena

tiadanya data banjir. Hidrograf satuan Nakayasu merupakan hidrograf satuan

sintetik yang umum digunakan di Indonesia dan juga digunakan dalam studi ini.

b) Nakayasu Unit Hydrograph

Hidrograf satuan Nakayasu diturunkan dari hasil analisa sejumlah besar DAS di

Jepang. Beberapa karakteristiknya adalah i) bagian naiknya merupakan garis

lurus, ii) 0,3 Qp terjadi pada waktu T0,3, sedangkan (0,3)2 Qp terjadi pada saat 1,5

× T0,3.

Debit puncak dapat dihitung dengan persamaan berikut.

dimana :

Qp = debit puncak (m3/det)

C = koefisien pengaliran (C = 0,7)

A = luas DAS (km2)



Ro = volume hujan satuan (Ro = 1 mm)

Tp = waktu debit puncak (jam)

T0.3 = waktu sejak debit puncak sampai debit

mencapai 0,3 Qp

Waktu puncak banjir dan T0,3 dihitung sebagai berikut.

Tp = Tg + 0,8 Tr

T0,3 = Tg

Dimana time of concentration Tg dihitung sebagai berikut.

Tg = 0,40 + 0,058 L untuk L > 15 km

Tg = 0,21 L 0,70 untuk L < 15 km

dimana :

L = panjang sungai utama (km)

Tr = durasi hujan (jam)

= parameter yang mempunyai nilai antara 1,5 dan 3,5

Persamaan hidrograf satuan Nakayasu dinyatakan dengan persamaan-

persamaan berikut.

0 t Tp :

Tp < t < (Tp +T0,3) :

(Tp + T0,3) < t < (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) :

t (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) :



Grafik 2.4 Hidrograf Nakayasu Cikandang

Adapun data karakteristik DAS bendung Cikandang dimana rencana bangunan

utama dari PLTM Cikandang direncanakan adalah sebagai berikut :

Luas tangkapan hujan A = ± 201 km²

Panjang Sungai L = ± 31 km

Elevasi hulu H1 = + 1200 m

Elevasi lokasi site H2 = + 330 m

Data Debit Banjir Cikandang dapat lihat dalam lampiran 3 dan Hasil rekapitulasi

debit banjir rencana DAS Cikandang ditampilkan dalam grafik 2.5 dan tabel 2.11

sebagai berikut :



Tabel 2.10. Input data hidrograf sintetik Nakayasu

NO Parameter Unit Hidrograf

1 Panjang sungai ( L ) L 31 km²2 Luas DAS 201 km²

3 Koef.Pengaliran Das 0.75

4 Time Tag (Tg) 2.20 jam

Syarat :

L< 15 Km;Tg=0.4 + 0.058 L L> 15 Km;Tg= 0.21 L0.7

5 Durasi (Tr) 1.50 jam

Syarat :

Tr = 0.5 tg s.d tg 1.0

6 Peak time (Tp) Tp = tg + 0,8 tr 3.40 jam

7 Parameter hidrograf

Parameter alfa 2

T0,3 4.40 0,5 T0,3 2.20 jam 1,5 T0,3 6.60 jam 3,0 T0,3 13.20 jam8 Curah Hujan spesifik ( R0 ) ( R0 ) 1 mm9 Debit Puncak Qp 10.35 m³/dt/mm

10 Base flow Qb 1.50 m³/dt/mm

Grafik 2.5 Hidrograf Debit Banjir PLTM Cikandang



Periode Ulang Debit

(tahun) (m3/det)

2 78.9

5 181.7

10 240.4

25 310.5

50 356.4

100 399.6

200 438.1

Tabel 2.11. Debit Banjir PLTM Cikandang

2.8 Sedimentasi

2.8.1 Umum

Sedimentasi untuk PLTM Cikandang menjadi hal yang penting sekali karena tidak

terdapat genangan yang cukup besar sehingga sedimentasi bakal menjadi

masalah. Tujuan analisis sedimentasi untuk PLTM Cikandang terutama ditujukan

untuk menentukan jenis material sediment dan ukuran butir yang akan digunakan

dalam analisis peralatan penguras pada bendung dan kolam penguras, serta

untuk menentukan daya tahan turbin.

Pengambilan contoh sediment dilakukan bersama-sama dengan pengukuran debit

pada waktu dan lokasi yang sama. Dalam studi ini, pengambilan contoh sediment

dilakukan di tempat calon lokasi bendung pengambilan PLTM Cikandang.

Contoh air dilakukan pengujian di laboratorium untuk menentukan kandungan

sedimen laying dan dasar. Hasil pengujian laboratorium ini selanjutnya dianalisa

untuk memperoleh hubungan antara besarnya debit dan kandungan sedimennya.

Pengujian laboratorium contoh sediment dasar meliputi analisis ukuran butir dan

berat spesifik.

Pada dasarnya, sedimentasi didalam sungai dapat dibagi menjadi 2 bagian,

sebagai berikut.

Sedimen dasar meliputi material yang bergerak pada dasar sungai disebabkan

oleh gaya traksi pada penampang sungai.

Sedimen layang meliputi material yang bergerak, meloncat dan mengapung

disebabkan oleh turbulensi aliran air.



2.8.2 Sedimen Dasar

Partikel kasar yang bergerak di sepanjang dasar sungai disebut sediment dasar.

Definisi sediment dasar meliputi partikel yang bergerak pada dasar sungai,

dimana ukurannya besar dan pergerakannya dengan cara seperti bergeser,

menggelinding atau melompat tetapi tidak pernah kehilangan kontak atau selalu

berada pada dasar sungai.

Pada umumnya, besarnya sediment dasar dapat diperkirakan karena biasnya

hanya merupakan bagian yang minor dari seluruh pergerakan sediment didalam

sungai. Borland dan Maddock (Sediment Studies for Planning of Reservoirs,

USBR IV Congress on Large Dam 1951) memberikan hubungan antara

konsentrasi sediment layang, jenis material dan persentasi sediment dasar

terhadap sediment layang, sebagai berikut:

Tabel 2.12. Jenis Material Sedimentasi


Konsentrasi

Sedimen

Layang (mg/l)

Jenis Material

Dasar Sungai

Jenis Material

Sedimen Layang

Persentasi Sedimen

Dasar terhadap

Sedimen Layang

Rendah

(<1000)

Pasir Sama dengan

dasar

50%

Kerikil/Batu Lempung, lanau

+ sedikit pasir

50%

Sedang (1000-

7500)

Pasir Sama dengan

dasar

10% - 20%


+ 25% pasir

5% - 10%

Tinggi (>7500) Pasir Sama dengan

dasar

10% - 20%


+ 25% pasir

2% - 8%

2-43


Sedangkan dari analisis ukuran butir, persentase rata-rata sediment yang

diangkut oleh oleh Sungai Cikandang adalah sebagai berikut.

Fraksi Diameter (mm) Persentasi rata-

rata

Kerikil >2.00 53.6

Pasir 0.074 - 2.00 35.2

Lanau 0.002 – 0.074 4.3

Lempung < 0.002 6.9

Tabel 2.13. Ukuran Butir

2.8.3 Sedimen Layang

Sedimen layang dapat dilihat sebagai material didalam sungai yang melayang

didalam aliran air dan terutama terdiri dari pasir yang berbutir halus yang selalu

melayang dikarenakan turbulensi aliran air.

Karena pengukuran debit dan pengambilan contoh sedimen dilakukan pada waktu

yang sama, maka debit sediment dapat dihitung dan ditetapkan dengan

menggunakan hasil analisis konsentrasi sediment dan besarnya debit, sebagai

berikut.

Qs = k . c . Qw

dimana :

Qs = debit sediment (ton/hari)

K = factor konversi (0.0864)

c = konsentrasi sediment (mg/l)

Qw = debit (m3/s)


Documents

BAB 2 OK