BAB 3- Analisa Hidrologi PLTMH Sungai Biangloe

7/22/2019 BAB 3- Analisa Hidrologi PLTMH Sungai Biangloe

1/9

BAB III

ANALISA DATA DAN DESAIN

Secara garis besar penulis memberikan gambaran tentang tahapan-tahapan yang akan dilakukan

pada perencanaan tentang Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Di

Sungai Biangloe Kecamatan Pajukukang

A. Lokasi

Yang menjadi lokasi perencanaan ini adalah Sungai Biangloe yang merupakan sungai yang

paling dekat dengan daerah pemukiman. Secara administrative terletak di Desa Biangloe,

Kecamatan Pajukukang, Kabupaten Bantaeng. Jarak dari Kota Makassar ke lokasi Penelitian

kurang lebih 200 km.

B. Langkah-langkah Perencanaan

1. Pengumpulan Data

Mengumpulkan data-data dari berbagai referensi yang terkait dengan penelitian yang akan

dilakukan.

a. Mengukur tinggi muka air, kecepatan dan luas penampang sungai.

b. Merencanakan Site Plan.

c. Menentukan letak/posisiIntake saluran pengambil air pada Sungai Biangloe.

d. Menentukan bak pengendap.

e. Menentukan dimensi saluran pengarah dan bak penenang.

f. Menentukan bahan dan dimensi pipa yang akan digunakan.

g. Mengukur tinggi terjunan dan jarak lintasan pipa dari bak penenang sampai ke power

house.

2. Persamaaan

Menggunakan persamaan Daya dan Metode Geometrik yang akan digunkan dalam

perhitungan.

3. Perhitungan

Menghitung daya yang dihasilkan oleh PLTMH

4. Pembahasan

Data yang telah diolah kemudian dibahas untuk mendapatkan hasil dari penulisan

penelitian ini.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)Kec. PaJukukang Kab. Bantaeng

Analisis Hidrologi III - 1


2/9

C. Pengumpulan Data

Untuk merencanakan PLTMH diperlukan data antara lain catatan curah hujan yang dapat

mewakili kondisi curah hujan pada daerah tangkapan Sungai Marimpa, dimana PLTMH

tersebut direncanakan untuk perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Pinembani.

1. Survey Pendahuluan

Survey pendahuluan dimaksudkan untuk mengetahui sampai sejauh mana survey dapat

diterapkan dan untuk mengetahui gambaran awal kondisi di lapangan.

2. Pengumpulan Data

Adapun data yang digunakan dalam penulisan ini adalah data primer, dan data sekunder.

Data-data yang dikumpulkan terdiri atas:

a. Data Primer, yaitu data yang diperoleh dengan melakukan observasi langsung di lokasi

perencanaan serta Tanya Jawab dengan stekholder terkait. Data ini berupa :

Data dimensi sungai

Data kondisi sungai, seperti : Kedalaman sungai, tinggi terjunan (head)

b. Data sekunder,

Data sekunder merupakan data yang diambil dari instansi terkait seperti kantor Balai

Wilayah Sungai 3 Sulawesi selatan dan Badan Pembangunan Daerah Sulawesi selatan.

Adapun data sekunder meliputi : Peta Lokasi Perencanaan.

Data Curah Hujan.

Peta Cathment Area.

Peta Topografi.

D. ANALISA DATA1. Debit Andalan

a. Evaluasi Data

Data data yang akan digunkan dalam menganalisis debit andalan meliputi data curah

hujan dan data klimatologi dimana data-data tersebut akan dievaluasi terlebih dahulu.

Data-data yang akan dievaluasi harus lengkap dan tercatat. Untuk data-data yang akan

digunakan dalam menganalisis ketersediaan air (debit andalan) secara keseluruhan

mencakup antara lain :

Kelembaban relatif stasiun Biangloe




3/9

Data temperatur udara rata-rata bulanan

Data kecepatan angin rata-rata bulanan

Data penyinaran matahari rata-rata bulanan

Data curah hujan bulanan dan jumlah hari hujan

b. Perhitungan Evapotranspirasi Potensial (ETo)

Untuk menghitung evapotranspirasi potensial (ETo) digunakan metode Penman

Modifikasi

Contoh perhitungan ETo, untuk bulan Januari pada stasiun lalundu, adalah sebagai

berikut : Diketahui : Data rerata Klimatologi

Temperatur rata-rata, T = 26,80o C

Kelembaban udara relatif, RH = 92,4%

Kecepatan angin, u = 69.2 km/hr = 2.88 km/jam = 0.80 m/det

Penyinaran matahari, n/N = 50.4%

c. Perhitungan Metode Empiris Debit Andalan Sungai

Dalam menentukan ketersediaan air atau debit andalan pada DAS Sungai Biangloe,

digunakan Metode F.J. Mock untuk tiap tahunnya selama 10 tahun. Data yang

menjadi parameter dalam menentukan debit andalan antara lain :

Data curah hujan bulanan rata-rata

Data evapotranspirasi potensial yang dihitung dengan metode Penman Modifikasi

Data jumlah harian hujan

Adapun langkah perhitungan ketersediaan air atau debit anadalan pada DAS Marimpadengan metode F.J.Mock

Debit andalan yang ekonomis ditentukan menurut pedoman Technical Participation

Manual for Small Hydroelectric Power Develovement yang dikeluarkan oleh New

Energy Foundation, MITI Japan. Memperhatiakn kurva durasi debit aliran, maka dapat

dipilih debit disain yang efektif. Pada prosentase kejadian 70 % diperoleh debit sebesar

0,064 m3/det. Dan pada prosentase kejadian 100 % diperoleh debit 0,009 m3/det.

Sehingga debit desain ditetapkan sebesar 0,064 m3/det.

Banjir Rencana pada studi ini dilakukan melalui pengamatan karakteristik sungai.

tanda-tanda kejadian banjir yang ada serta hasil wawancara dengan masyarakat




4/9

disekitar lokasi studi. Hasil analisis menunjukkan bahwa kejadian banjir

mengakibatkan permukaan air sungai naik sampai 1,00 meter di lokasi PLTMH.

2. Debit Banjir

a. Analisis Frekuensi

Dari hasil uji konsistensi data curah hujan yang telah dilakukan, diperoleh data curah

hujan maksimum dengan menggunakan metode rata-rata Aljabar.

Uji Konsistensi Data

Sebelum data hujan ini dipakai terlebih dahulu harus melewati pengujian untuk

kekonsistenan data tersebut. Metode yang digunakan adalah metode RAPS

(Rescaled Adjusted Partial Sums) (Buishand,1982).

Pengujian konsistensi dengan menggunakan data dari stasiun itu sendiri yaitu

pengujian dengan komulatif penyimpangan terhadap nilai rata-rata dibagi dengan

akar komulatif rerata penyimpangan kuadrat terhadap nilai reratanya,

Perhitungan Distribusi

Untuk memperkirakan besarnya debit banjir dengan kala ulang tertentu, terlebih

dahulu data-data hujan didekatkan dengan suatu sebaran distribusi, agar dalam

memperkiraan besarnya debit banjir tidak sampai jauh melenceng dari kenyataan

banjir yang terjadi (Soewarno, 1995 :98).

3. Desain DasarUntuk menghitung/memperkirakan bentuk serta dimensi dari bangunan-banguan utama

PLTMH maka diperlukan desain dasar. Desain dasar ini penting untuk memperoleh

besaran volume pekerjaan, sehingga evaluasi teknis maupun ekonomis terhadap PLTMH

dapat dilakukan.

Banguan-banguan utama tersebut terdiri dari Pekerjaan Sipil dan Pekerjaan Elektro

Mekanik. Pekerjaan-pekerjaan sipil meliputi : Bangunan Pengelak Aliran (Cofferdam),

Bendung (Weir), Banguan Pengambilan (Intake), Saluran Pembawa (Headrace) dari beton

tumbuk, Kantong Sedimen, Pipa Pesat (Penstock), Rumah Pembangkit (Power House), dan

Saluran Pembuang Akhir (Tail Race).

4. Data Desain

Data-data yang digunakan dalam penyusunan desain dasar bangunan-bangunan utama

PLTMH Marimpa ini antara lain seperti di bawah ini, sedangkan data pendukung yang lain

yang tidak ada, selalu dikemukakan pada awal perhitungan setiap pekerjaan atau struktur

yang ada.




5/9

a. Data Sungai

sungai di sekitar bendung

lebar normal sungai = 10 meter

lebar rata-rata dasar sungai = 7 meter

kemiringan talud = 1 : 1

kemiringan rata-rata dasar sungai di sekitar lokasi bendung 16%

Elevasi dasar sungai di sekitar rencana bendung +660,00 m

Elevasi di sekitar bak penenang / pengendap +659,50 m

Elevasi di sekitar rumah turbin (power house) +651,65 m

H gross = 8,35 m

b. Hidrologi:

Debit rencana Qdesain = 0,064m3/s

Tinggi muka air pada saat banjir maksimum h= 1,1 0 m

Material sungai di hilir rencana lokasibendung berupa pasir, kerikil hingga batu

berukuran 10 50 cm sedangkan di sekitar lokasi bendung berupa batu masif.

E. Desain Dasar Pekerjaan Sipil

1. Bangunan Pengalih Aliran (Cofferdam)

Pada fase pembangunan deperlukan lapangan pekerjaan yang kering, sehingga di perlukan

suatu bangunan pengalih aliran untuk mengalihkan aliran air sungai. Pada area yang di

keringkan tersebut dapat di mulai pembangungan pondasi bendung utama.

Pengalihan aliran sungai Biangloe untuk pembangunan konstruksi bendung PLTMH

Biangloe dilakukan dengan dua tahap dengan tanggul pengelak (cofferdam).

Tahap 1:

Pelaksanaan pembangunan konstruksi bendung dimulai dari bagian hulu dari rencana

bendung utama. Pada bagian hulu ini terdapat

bangunan pembilas dan intake. Bangunan cofferdam untuk mengarahkan aliran sungai ke

sisi lainnya. Setelah pekerjaan konstruksi bendung dan pembilas selesai maka cofferdam

dibongkar.




6/9

Tahap 2:

Pembangunan konstruksi bendung dilaksanakan pada sisi lainnya. Cofferdam dibangun

untuk melindungi areal kerja pada sisi ini, dimana aliran sungai diarahkan melalui

bangunan bendung yang sudah jadi. Elevasi/tinggi cofferdam disarankan seekonomis

mungkin dengan pertimbangan faktor resiko yang kemungkinan muncul.

Berdasarkan pertimbangan di atas serta informasi masyarakat di sekitar lokasi

pembangunan PLTMH Marimpa dan pengamatan langsung didapatkan data bahwa tinggi

maksimum air dari dasar sungai pada saat banjir tahunan setinggi 1,10 meter.

2. Bendung

Bendung PLTMH Biangloe direncanakan sebagai bendung sederhana dari pasangan batu

kali dilapisi beton bertulang dengan mutu K225 setebal 10 cm. Panjang bendung adalah

10,0 meter.

a. Lokasi Bendung

Bendung PLTMH Marimpa dibangun pada hulu sungai Biangloe pada elevasi dasar

sungai + 660,00 m, dengan bangunan intake pada sebelah kiri aliran sungai. Lebar rata-

rata sungai di sekitar lokasi bendung sekitar 10 m, dengan kemiringan talud adalah 1 :

1; dengan gradien rata-rata sungai 16 %.

b. Elevasi Mercu Bendung

Berdasarkan kondisi topografi dan fungsi dari bendung PLMTH Biangloe yakni untuk

memperoleh tinggi jatuh rencana, maka direncanakan tinggi mercu bendung sebesar

1,50 m, sehingga elevasi mercu direncanakan pada elevasi 661,50 m.

c. Tinggi Muka Air Maksimum di Sungai

Tinggi muka air maksimum sungai Biangloe (tinggi muka air sebelum ada bendung)

dihitung menggunakan rumus Chezy

d. Lebar Bendung

Lebar bendung merupakan jarak antara tembok pangkal (abutment) di satu sisi sungai

dengan abutmen pada sisi lain termasuk pilar-pilar dan pintu pembilas. Lebar bendung(B) yang ideal adalah sama dengan lebar normal sungai (Bn) agar aliran sungai tidak

banyak mengalami gangguan setelah ada bendung. Akan tetapi bilamana pengambilan

lebar bendung (B) sama dengan lebar normal sungai (Bn) mengakibatkan muka air di

atas mercu bendung tinggi sekali maka lebar bendung dapat diperbesar hingga 1,20

kali lebar sungai normal atau B = 1,2 Bn (Soenarno, Konstruksi Bendung Tetap,

Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik). Dengan pertimbangan kodisi

geologis lokasi sekitar bendung yang merupakan tebing batu masif maka lebar

bendung diambil sama dengan lebar sungai.

e. Mercu Bendung




7/9

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, bahwa bendung PLTMH Biangloe direncanakan

tipe sederhana dari pasangan batu kali dengan tinggi mercu 1,00 meter dari dasar

sungai. Bentuk mercu pelimpah direncanakan tipe bulat dengan jari-jari tunggal R =

1,0 m. Kemiringan permukaan mercu bagian hilir adalah 3 : 1 sedangkan bagian hulu

bendung vertikal. Untuk menjamin kekuatan tubuh bendung dilapisi beton bertulang

K225 dengan tebal 10 cm. Dengan demikian elevasi mercu bendung adalah + 661,00

m.

f. Kolam Olak (Peredam Energi)

Di sekitar lokasi pembangunan bendung PLTMH Biangloe terdiri dari pasir halus dan

kerikil serta terdapat batuan masif seperti pada lokasi jatuhnya air terjun yang ada

sekarang, maka perlu dibuatkan konstruksi kolam olakan yang baru. Akan tetapi

karena diperkirakan banjir sungai Marimpa akan mengangkut batu-batu

bongkahan/boulder yang dapat merusak tubuh bendung dan lantai/dasar sungai bagian

hulu bendung, maka pada bagian hilir bendung tersebut akan dilapisi beton bertulang

dengan mutu K225 setebal 20 cm selebar 2 meter dari tubuh bendung sepanjang tubuh

bendung atau sepanjang 10,0 meter.

3. Bangunan Pengambilan (Intake)

Bangunan intake harus mensupali debit air dengan stabil ke saluran pembawa, yang

kemudian diteruskan ke bangunan kolam

penenang (forebay). Debit air tersebut kemudian diteruskan ke rumah pembangkit melalui

pipa pesat (penstock). Desain bangunan intake dibuat dengan harus memperhatikan tingkat

permukaan air pada saat debit minimum. Berdasarkan kondisi topografi sungai Biangloe,

maka bangunan pengambilan ditempatkan di sebelah kanan aliran sungai.

4. Saluran Pembawa (Headrace)

Saluran pembawa adalah salah satu bangunan yang sangat vital didalam perancangan dan

desain PLTMH. Elevasi dasar saluran pembawa pada bangunan intake + 659,50 meter dan

kemiringan dasar saluran 0,001 Saluran pembawa pada PLTA Sungai Biangloe berfungsimennyalurkan air dari pintu Intake menuju pipa pesat (penstock). Direncanakan

penampang saluran pembawa berbentuk trapesium. Berdasarkan pengalaman rasio

optimum antara lebar dan tinggi saluran adalah 3 : 2 4 : 2

5. Bangunan pengendap sedimen (sediment trap)

Bangunan pengendap sedimen direncanakan berbentuk segi empat dari pasangan dan lantai

beton bertulang dengan dinding di sekitar jatuhnya air dari saluran pembawa berupa

dinding beton bertulang.

6. Pipa Pesat (Penstock)




8/9

Pipa pesat adalah pipa bertekanan yang mengalirkan air dari bak penenang (sandtrap)

langsung ke intake turbin. Penempatan pipa pesat dapat di atas permukaan tanah atau di

dalam tanah, untuk penempatan pipa di dalam tanah akan menjaga tekanan air yang ada di

dalam pipa dari perubahan suhu matahari dan hujan.

Bilamana pemasangan pipa dilakukan di atas permukaan tanah maka diperlukan konstruksi

blok angker dan struktur pendukung sebagai dudukan pipa pesat untuk menahan beban

pipa dan air di dalamnya.

Pipa penstock merupakan salah satu komponen yang mahal dalam pekerjaan PLTMH, oleh

karena itu desainnya perlu

dipertimbangkan terhadap keseimbangan antara kehilangan energi dan biaya yang

diperlukan. Parameter yang penting dalam desain pipa penstock terdiri dari material yang

digunakan, diameter dan ketebalan pipa serta jenis sambungan yang digunakan. Dengan

pertimbangan head yang relatif rendah, ketersediaan material, maka digunakan pipa beton

bertulang.

7. Kehilangan Tenaga (Head Loss)

Kehilangan tenaga pada pipa pesat adalah jumlah dari kehilangan tenaga pada intake pipa

pesat ditambah kehilangan tenaga pada akibat gesekan dan kehilangan tenaga akibat

penyempitan pipa pada ujung pipa pesat, sedangkan kehilangan tenaga akibat gesekan telah

di hitung terlebih dahulu yaitu sebesar 0,06 m

8. Rumah Pembangkit

Bangunan rumah pembangkit direncanakan berupa bangunan permanen dengan ukuran

panjang x lebar x tinggi = 3 m x 3 m x 3; memakai atap seng gelombang, pondasi batu kali,

dinding batu bata, pintu tripleks, dan lantai beton rabat diaci.

9. Saluran Pembuang Akhir (Tail Race)

Saluran pembuang akhir (tail race) direncanakan berbentuk persegi empat dari pasangan

batu. Kapasitas saluran direncakan Qdesain = 0,064 m3 / s.

F. Kapasitas Daya Dan Produksi EnergiDaya listrik yang dapat dibangkitkan dihitung dengan memakai persamaan:

P = 9,81 x Q x H x

Dimana :

P = daya (KW),

Q = debit rencana (m3/det),

H = Head netto (m)

= koefisien efisiensi turbin dan generator.

Setiap jenis turbin dan pabrik pembuat memiliki tingkat efisiensi yang berbeda.




9/9

Debit rencana diambil pada kejadian 70 %, sehingga Q = 0,064 m3/det, H netto diperoleh

sebesar 7,85 m. Pada kasus ini, efisiensi turbin dan generator dipakai adalah 75 %,



Documents

BAB 3- Analisa Hidrologi PLTMH Sungai Biangloe