Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
30
BAB III
METODELOGI
3.1 Geografis dan Topografis
Lokasi studi terletak di Desa Tanjungrejo, Kecamatan Jekulo dan Desa
Kandangmas, Kecamatan Dawe, Kabupaten Kudus, Propinsi Jawa Tengah. Lokasi
Bendungan Logung terletak di hilir pertemuan Sungai Logung dengan Sungai
Gajah di Dukuh Slasang, Desa Tanjungrejo, Kecamatan Jekulo, Kabupaten
Kudus. Secara geografis lokasi Bendungan Logung terletak pada posisi antara
110˚ 55’ 20,27” Bujur Timur dan 06˚ 45’ 28,38” Lintang Selatan. Daerah
genangan masuk wilayah Dukuh Slasang, Desa Tanjungrejo, Kecamatan Jekulo
dan Dukuh Sintru, Desa Kandangmas, Kecamatan Dawe yang semuanya berada
dalam wilayah administrasi Kabupaten Kudus, Jawa Tengah.
Gambar 3.1 Peta Lokasi Bendungan Logung Sumber: PT. Ika Adya Perkasa (Investigasi Geologi Akhir)
31
v
Gambar 3.2 Peta Lokasi DAS Logung Skala 1:20.000 Sumber: PT. Ika Adya Perkasa (Analisa Hidrologi)
3.2 Data untuk Perhitungan Pemanfaatan Air Waduk
Data-data yang diperlukan pada studi ini meliputi data-data sekunder yang
terkait dengan pemanfaatan air waduk. Berdasarkan batasan dan rumusan masalah
pada bab I, maka data-data yang diperlukan adalah sebagai berikut:
3.2.1 Data Klimatologi
Data Klimatologi diambil dari Stasiun Pengamatan Klimatologi Colo
Kabupaten Kudus yang terletak pada koordinat 06o 0’ 40” Lintang Selatan dan
110o 0’ 55” Bujur Timur serta elevasi + 700 m diatas permukaan air laut. Data-
data terkait kondisi iklim seperti temperatur rata-rata, kelembaban relatif, lama
penyinaran matahari dan kecepatan angin disajikan pada tabel berikut:
32
Data klimatologi meliputi data temperature, kelembapan relatif, kecepatan
angin, dan penyinaran matahari. Data klimatologi stasiun meteorologi Colo
Kabupaten Kudus disajikan pada tabel 3.1:
Tabel 3.1 Data Klimatologi Rerata Stasiun Meteorologi Colo Kab. Kudus
Bulan Suhu
Udara
(T) °C
Kelembapan Relatif
(Rh) %
Kecepatan Angin
(u) m/dt
Penyinaran
Matahari (n/N)
dalam %
Januari 23,090 82,410 0,730 27,550
Februari 23,150 82,050 0,920 28,860
Maret 23,490 82,320 0,560 43,640
April 23,780 81,860 0,290 46,140
Mei 23,740 81,640 0,190 63,180
Juni 23,340 80,770 0,200 60,550
Juli 22,940 78,680 0,240 71,000
Agustus 23,160 76,680 0,230 76,640
September 23,900 72,640 0,270 83,180
Oktober 24,560 72,410 0,290 75,910
November 24,360 78,910 0,230 56,640
Desember 23,580 83,270 0,500 33,320
Rerata 23,591 79,470 0,388 55,551
Sumber: Data (PT. Ika Adya Perkasa, Analisa Hidrologi)
3.2.2 Data Curah Hujan
Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan harian yang
diambil dari 3 stasiun hujan, yaitu stasiun hujan Rahtawu, stasiun hujan
Gembong, stasiun hujan Tanjungrejo. Pada perhitungan curah hujan efektif untuk
kebutuhan air irigasi digunakan data curah hujan dari stasiun hujan Tanjungrejo.
Sementara pada perhitungan debit aliran rendah digunakan data curah hujan dari
stasiun hujan Rahtawu, stasiun hujan Gembong, stasiun hujan Tanjungrejo. Data
curah hujan pada stasiun hujan Rahtawu, stasiun hujan Gembong, stasiun hujan
Tanjungrejo disajikan pada tabel B.1 – B.3 pada lampiran.
3.2.3 Pola Tanam
Dalam merencanakan suatu pola tanam harus disesuaikan dengan
kondisi daerah setempat. Daerah setempat menggunakan pola tata tanam Padi –
Padi – Jagung dengan musim tanam awal dimulai pada bulan November 1.
Rancangan pola tanam disesuaikan dengan jumlah kuantitas air yang ada dan luas
33
daerah irigasi sebesar 5.296 ha. Beberapa alternatif pola tanam yang dipilih untuk
studi ini adalah sebagai berikut:
1. Padi – Jagung – Padi dengan musim tanam awal dimulai pada bulan
September 1.
2. Padi – Jagung – Padi dengan musim tanam awal dimulai pada bulan Oktober 1.
3. Padi – Padi – Jagung dengan musim tanam awal dimulai pada bulan Desember
1.
3.2.4 Penduduk pada Daerah Pelayanan
Data penduduk diperoleh dari kantor statistik Kabupaten Kudus. Jumlah
penduduk pada tahun 2016 di Kecamatan Bae 72.627 jiwa dan Kecamatan Kota
Kudus 98.363 jiwa sehingga total penduduk adalah 170.990 jiwa, dengan
pertumbuhan penduduk rata-rata 1,16% per tahunnya.
3.3 Data Teknis Waduk
3.3.1 Daerah Pengaliran Sungai
Sungai Logung dan Sungai Gajah
Luas Daerah Pengaliran Sungai : 43,81 km2
3.3.2 Tampungan Waduk
1. Elevasi Puncak : El. 94,00 m
2. Elevasi Muka Air Banjir PMF (MAB) : EI. 92,78 m
3. Elevasi Spillway : EI. 88,50 m
4. Elevasi Muka Air Normal (MAN) : EI. 88,50 m
5. Elevasi Muka Air Rendah (MAR) : EI. 74,00 m
6. Elevasi dasar sungai : El. 44,00 m
7. Luas Genangan : 144,06 ha
8. Tampungan Normal : 20.150.000 m3
9. Tampungan Efektif : 13.720.000 m3
10. Tampungan Mati : 6.430.000 m3
34
3.3.3 Volume Tampungan Waduk
Data lengkung kapasitas waduk Logung ditampilkan pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Lengkung Kapasitas Waduk Logung
Elevasi
(m)
H
(m)
Luas Kapasitas
m2 Ha 10^6 m3 Akumulasi
42 0 0 0 0 0
43 1 103 0,01 0,00 0,00
44 2 680 0,07 0,00 0,00
45 3 6085 0,61 0,00 0,01
46 4 12888 1,29 0,01 0,03
47 5 26131 2,61 0,02 0,06
48 6 37279 3,73 0,03 0,10
49 7 45212 4,52 0,04 0,15
50 8 52866 5,29 0,05 0,21
51 9 61425 6,14 0,06 0,28
52 10 70123 7,01 0,07 0,35
53 11 78039 7,80 0,07 0,43
54 12 87788 8,78 0,08 0,53
55 13 112726 11,27 0,10 0,65
56 14 128464 12,85 0,12 0,79
57 15 149175 14,92 0,14 0,95
58 16 161327 16,13 0,16 1,12
59 17 178219 17,82 0,17 1,32
60 18 213439 21,34 0,20 1,54
61 19 232066 23,21 0,22 1,78
62 20 252468 25,25 0,24 2,04
63 21 272926 27,29 0,26 2,32
64 22 295467 29,55 0,28 2,63
65 23 319014 31,90 0,31 2,96
66 24 340452 34,05 0,33 3,32
67 25 357730 36,77 0,35 3,70
68 26 393081 39,31 0,38 4,11
69 27 419669 41,97 0,41 4,54
70 28 446391 44,64 0,43 5,00
71 29 469038 46,90 0,46 5,48
72 30 496740 49,67 0,48 5,99
73 31 526009 52,60 0,51 6,53
Sumber: Data (PT. Ika Adya Perkasa)
35
Lanjutan Tabel 3.2 Lengkung Kapasitas Waduk
Logung
Elevasi
(m)
H
(m)
Luas Kapasitas
m2 Ha 10^6 m3 Akumulasi
74 32 560736 56,07 0,54 7,11
75 33 597290 59,73 0,58 7,74
76 34 652385 65,24 0,62 8,41
77 35 701830 70,18 0,68 9,14
78 36 746751 74,68 0,72 9,91
79 37 789684 78,97 0,77 10,72
80 38 841964 84,20 0,82 11,58
81 39 880002 88,00 0,86 12,48
82 40 918376 91,84 0,90 13,42
83 41 960262 96,03 0,94 14,41
84 42 1005945 100,59 0,98 15,44
85 43 1053769 105,38 1,03 16,51
86 44 1098938 109,89 1,08 17,63
87 45 1142543 114,25 1,12 18,80
88 46 1189375 118,94 1,17 20,02
89 47 1245038 124,50 1,22 21,30
90 48 1316485 131,65 1,28 22,64
91 49 1373511 137,35 1,34 24,05
92 50 1448722 144,87 1,41 25,54
93 51 1517316 151,73 1,48 26,38
Sumber: Data (PT. Ika Adya Perkasa)
36
Gambar 3.3 Grafik Lengkung Kapasitas dan Luas Genangan Bendungan Logung Sumber: PT. Ika Adya Perkasa (Analisa Tampungan)
3.4 Tahap Studi
Dalam membuat sebuah penelitian diperlukan sebuah diagram alir untuk
menggambarkan proses – proses operasional sebuah penelitian, sehingga mudah
dipahami dan mudah dilihat berdasarkan urutan langkah dari suatu proses ke
proses yang lainnya.
Berikut ini merupakan rincian mengenai setiap langkah dari sistematika
model metodelogi pemecahan masalah yang digunakan dalam penelitian:
1. Pengumpulan Data
Tahap ini merupakan langkah yang paling penting dilakukan dalam
penelitian yaitu mengumpulkan data – data yang diperlukan untuk mendukung
pemecahan masalah yang timbul berdasarkan fokus penelitian. Data – data
yang dikumpulkan diambil pada rentang waktu yang ditetapkan peneliti. Data –
data yang diperlukan diperoleh dengan menggunakan metode observasi secara
langsung. Melalui pengumpulan data secara langsung diperoleh data luas lahan
37
pertanian, curah hujan, klimatologi, hidrologi, daerah aliran sungai (DAS),
jumlah penduduk dan laju pertumbuhan penduduk.
2. Pengolahan Data
Setelah tahap pengumpulan data selesai dilakukan maka tahap
selanjutnya adalah tahap pengolahan data. Langka – langkah yang dilakukan
dalam tahap ini dapat dijabarkan sebagai berikut:
a. Melakukan perhitungan NFR sesuai dengan pola tata tanam yang
direncanakan, sehingga nantinya akan diperoleh nilai kebutuhan air irigasi.
Dalam menghitung NFR diperlukan beberapa data, yaitu curah hujan,
klimatologi, hidrologi dan daerah aliran sungai. Melakukan perhitungan NFR
juga mencakup perhitungan evapotranspirasi, kebutuhan air untuk tanaman,
kebutuhan air untuk penyiapan lahan, perkolasi, penggantian lapisan air, curah
hujan efektif, efisiensi irigasi, kebutuhan air irigasi untuk pengambilan.
b. Melakukan perhitungan kebutuhan air baku. Data yang diperlukan dalam
menghitung kebutuhan air baku adalah jumlah penduduk, laju pertumbuhan
penduduk dan kurun waktu proyeksi.
c. Melakukan analisa debit inflow waduk dengan menggunakan rumus FJ. Mock.
Dalam perhitungan debit inflow waduk akan diperoleh debit bulanan.
d. Melakukan analisa debit aliran rendah dibangkitkan menjadi 25 tahun
menggunakan metode Thomas Fiering untuk debit inflow waduk.
3. Skenario Operasi Waduk
Skenario operasi waduk adalah alternatif yang digunakan untuk
menghitung kebutuhan air baku dan air irigasi. Ada 3 skenario yang digunakan
dalam penelitian ini adalah:
• Padi – Jagung – Padi , Air Baku = 90%
• Padi – Jagung – Padi , Air Baku = 90%
• Padi – Padi – Jagung, Air Baku = 90%
4. Kebutuhan Air Waduk
Setelah dilakukan perhitungan kebutuhan air baku dan air irigasi maka
diperoleh kebutuhan air waduk agar dapat mencapai pemanfaatan air waduk
yang optimal.
38
5. Simulasi Waduk
Dilakukan simulasi pola operasi waduk agar mendapatkan keandalan
waduk yang dibutuhkan.
6. Analisa Keandalan Waduk
Analisa keandalan waduk bertujuan untuk menganalisa kemungkinan
jumlah debit yang terpenuhi. Debit minimum sungai untuk kemungkinan
terpenuhinya kebutuhan irigasi, air bersih dan lain-lain adalah >80%. Apabila
debit minimum yang tersedia <80% daripada jumlah debit sungai maka perlu
dilakukan skenario optimasi waduk yang baru hingga keandalan waduk
tercapai yaitu >80%.
3.5 Analisa Data (Pengolahan dan Perhitungan Data)
3.5.1 Analisa Hidrologi
Analisa hidrologi untuk perhitungan curah hujan efektif, curah hujan
andalan, dan analisa debit aliran rendah menggunakan metode F.J Mock. Data
yang digunakan untuk menghitung curah hujan efektif menggunakan data curah
hujan tahun 1997 – 2016 stasiun hujan Tanjungrejo. Sedangkan data yang
digunakan adalah data curah hujan tahun 1997 – 2016 stasiun hujan Rahtawu,
stasiun hujan Tanjungrejo, stasiun hujan Gembong.
3.5.2 Analisa Klimatologi
Analisa klimatologi untuk perhitungan evapotranspirasi menggunakan
metode Penman Modifikasi dan evaporasi menggunakan rumusan Pennman. Data
klimatologi meliputi suhu, lama penyinaran matahari, kecepatan angin, dan
kelembapan relatif.
3.5.3 Analisa Kebutuhan Air
Pada analisa kebutuhan air, dibahas mengenai beberapa analisis diantaranya:
a. Analisa kebutuhan air irigasi.
Pada analisa ini, kebutuhan air untuk irigasi disesuaikan dengan data pola
tanam eksisting. Perhitungan air irigasi berdasarkan Standar Perencanaan Irigasi
KP-01.
39
b. Analisa kebutuhan air baku.
Analisa kebutuhan air baku dibagi menjadi kebutuhan sektor domestik dan
non domestik. Kebutuhan air baku disesuaikan dengan jumlah penduduk yang
diproyeksikan menggunakan metode Geometrik.
3.6 Simulasi Pemanfaatan Air Waduk
Pola operasi waduk menggunakan simulasi tampungan dengan prosedur sebagai
berikut:
1. Menentukan bulan dan periode serta jumlah hari.
2. Menentukan tampungan awal bulan atau tampungan awal operasi, dalam
studi ini tampungan awal yang diambil berdasarkan tampungan efektif.
3. Elevasi awal bulan berdasarkan elevasi muka air normal.
4. Menentukan debit masukan inflow di waduk.
Debit inflow waduk ditentukan berdasarkan debit inflow yang telah
dibangkitkan menggunakan metode Thomas Fiering.
5. Menentukan kehilangan air di waduk akibat evaporasi.
6. Menentukan debit keluaran (outflow) dari waduk.
Debit outflow waduk diperoleh dari kebutuhan air baku, air irigasi.
7. Menghitung besarnya tampungan waduk.
Tampungan waduk (Sn+1) diperoleh dari tampungan efektif ditambah
debit inflow dan dikurangi debit outflow dan evaporasi.
8. Cek apakah St+1< tampungan efektif, maka tidak terjadi limpasan.
9. Proses tersebut berulang hingga tampungan akhir periode ini (1 tahun).
10. Menghitung tingkat keandalan waduk.
40
Diagram alir tahapan studi disajikan pada Gambar 3.5:
Gambar 3.4 Diagram Alir Perhitungan
Mulai
Daerah AliranSungai (DAS)
1. Curah Hujan2. Klimatologi
Luas LahanPertanian
Jumlah danlaju pertumbuhanpenduduk
ProyeksiPertumbuhan
Penduduk
KebutuhanAir
Baku
Analisa DebitInflow Waduk
(FJ. Mock)
Debit InflowWaduk
Analisa DebitInflow Bangkitan(Thomas-Fiering)
AlternatifPola
Tanam
KebutuhanAir
Irigasi
KondisiOptimum Waduk
Selesai
KeandalanWaduk > 80%
Kebutuhan Air
Simulasi Waduk
Ya
Skenario Operasi Waduk
Tidak