ANALISA KETERSEDIAAN AIR DANAU MANINJAU DITINJAU DARI DATA CURAH by zte15176

VIEWS: 1,349 PAGES: 7

									                                   ANALISA KETERSEDIAAN AIR DANAU MANINJAU
                                       DITINJAU DARI DATA CURAH HUJAN


                                                          Afrizal Naumar
                                                        Jurusan Teknik Sipil
                                               Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan
                                                       Universitas Bung Hatta


1.     PENDAHULUAN
       Danau merupakan suatu wadah alam yang dapat menahan kelebihan air pada masa aliran air tinggi untuk digunakan
       pada masa kekeringan, selain itu juga untuk menampung air untuk pengelolaan dikemudian hari makanya berapapun
       ukuran suatu danau atau apapun tujuan akhir dari pengelolaan airnya fungsi utamanya adalah untuk menstabilkan
       aliran air.
       Potensi ketersediaan dan pemanfaatan air pada Danau Maninjau (Neraca Air) sangat penting untuk diketahui dimana
       sejauh ini data Morfometri tentang potensi ketersediaan air tersebut masih belum lengkap.

       Berdasarkan hasil studi WRM dan Rhole Sharing Pengelolaan Hidrologi bulan Desember 2003, muncul salah satu
       isu pokok mengenai konflik pemakaian air Danau Maninjau antara PLN selaku pengelola PLTA Maninjau dengan
       masyarakat pengguna air danau lainnya dimana diantaranya untuk irigasi (DI Antokan) dan perikanan. Dikarenakan
       belum tersedianya data tentang kuantitas dan kualitas Sumber Daya Air Danau Maninjau yang memadai sehingga
       diperlukan adanya semacam studi atau penelitian mengenai ketersediaan termasuk penggunaan dan kondisi
       lingkungan Danau Maninjau yang termasuk dalam permasalahan utama Sumber Daya Air Danau Maninjau itu
       sendiri.

       Analisa ini sangat diperlukan sebagai data acuan untuk pola pengelolaan dari Sumber Daya Air yang optimal dan
       efisien yang dapat menghasilkan keuntungan secara umum dan khususnya bagi masyarakat sekitar danau tersebut.
       Tingkat ketersediaan air haruslah lebih besar daripada tingkat pemanfaatannya karena jika lebih kecil tingkat
       ketersediaan tersebut maka berpotensi menimbulkan konflik.
       Maksud dan tujuan dari studi ini untuk menganalisa potensi Sumber Daya Air pada Danau Maninjau dari segi
       kuantitasnya yang ditinjau dari data curah hujan.

2.     LANDASAN TEORI

2.1    Hidrologi
       Pada bumi kita terdapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4 milyard km3 air : 97.5% adalah ait laut, 1,75% berbentuk es dan
       0,73% berada di daratan sebagai air sungai, air danau, air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap di
       udara. Air di bumi ini mengulangi terus-menerus sirkulasi penguapan, presipitasi dan pengaliran keluar (outflow)
       yang dikenal dengan siklus hidrologi. Siklus hidrologi adalah gerakan air laut ke udara, yang kemudian jatuh
       kepermukaan tanah sebagai hujan atau bentuk presipitasi yang lain dan akhirnya mengalir kelaut kembali.

       Siklus hidrologi secara skematik dapat dilihat pada gambar 1.1.
                                     Angin




                                                                                                        Salju
                                                            Penguapan dari
      Penyinaran                                          hujan yang tercurah
        Surya               Awan                                                                        Simpanan Salju
                                                                                         hujan
                                                                                           Limpasan
                                                                                           Permukaan
                                                                                Aliran
                                                                                Sungai        Muka
                                      Penguapan dari                                        Air Tanah
                     Penguapan           daratan     Penguapan
                                                                       Aliran
                                                                      Air Tanah
                                                   Simpanan Danau
                                                                                         Peresapan
        Laut
                   Aliran               Aliran
                   Sungai              Air Tanah
                                           Gambar 1.1 : Siklus Air di Alam
       Skema Siklus air.Didalam alam,air mengalami siklus yang disebut siklus air.Hujan (P) turun ke bumi.Sebagian air
       itu langsung menguap (E), sebagian mengalir diatas permukaan (Q) sebagai danau,sungai dan laut.Air sungai, danau
       dan laut mengalami penguapan (E).Sebagian lagi meresap kedalam tanah dan menjadi air simpanan (S).Air itu ada
       yang meresap oleh tumbuhan dan menguap (ET),ada pula yang keluar sebagai mata air dan mengalir sebagai air



                                                                    -1-
      permukaan. Air permukaan penguapan.Uap yang terbawa angin keatas mengembun menjadi awan.Dan awan
      menjadi hujan (sumber : Soemarwoto,1991)

2.2    Curah Hujan
      Presipitasi adalah nama umum dari uap yang mengkondensasi dan jatuh ke tanah dalam rangkaian proses hidrologi.
      Jumlah presipitasi selalu dinyatakan dengan dalamnya presipitasi (mm). Presipitasi atau curah hujan dibagi atas
      Curah hujan terpusat (Point Rainfall) dan Curah hujan daerah ( Areal Rainfall).
      Curah hujan terpusat (Point Rainfall) adalah curah hujan yang didapat dari hasil pencatatan alat pengukur hujan atau
      data curah hujan yang akan diolah berupa data kasar atau data mentah yang tidak dapat langsung dipakai.

      Curah Hujan Daerah (Arael Rainfall) adalah curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan
      pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir yaitu curah hujan rata-rata diseluruh daerah yang bersangkutan,
      bukan curah hujan pada suatu titik tertentu Curah hujan daerah ini disebut curah hujan wilayah atau daerah
      dinyatakan dalam mm.

      Bila dalam suatu daerah terdapat beberapa stasiun atau pos pencatat curah hujan, maka untuk mendapatkan curah
      hujan areal adalah dengan mengambil harga rata-ratanya.
      Data curah hujan yang digunakan untuk analisa ini adalah diambil dari stasiun curah hujan Stasiun Maninjau

      Untuk menentukan curah hujan rata rata ada digunakan 3 cara yaitu Cara Arithmatik, Cara Thiessen, Cara
      Ishoyet.Analisa curah hujan return period atau curah hujan rencana untuk 5 tahunan dan 10 tahunan digunakan 3
      metoda yaitu Gumbel, Metode Weduwen, Metoda Hasper.

2.3   Evapotranspirasi
      Evapotranspirasi adalah peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah, permukaan air,
      serta tanaman menguap keudara. Faktor-faktor yang mempengaruhi Evapotranspirasi adalah suhu air,suhu
      udara,kelembaban, kecepatan angin, tekanan udara, sinar matahari dan lain-lain yang berhubungan satu dengan yang
      lainnya.

2.4   Evaporasi
      Evaporasi adalah proses pertukaran molekul air (liqui/solid) dipermukaan menjadi molekul uap air (gas) diatmosfir
      melalui kekuatan panas.Evaporasi dapat terjadi pada sungai, danau, laut, reservoir (permukaan air bebas), serta
      permukaan tanah.

      Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya evaporasi yakni Radiasi matahari, Angin , lembaban, suhu (temperatur).

2.5   Transpirasi
      Semua jenis tanaman memerlukan air untuk kelangsungan hidupnya, dan masing-masing tanaman berbeda
      kebutuhannya. Hanya sebagian kecil air yang tinggal didalam tubuh tumbuh-tumbuhan, sebagian dari padanya
      setelah diserap oleh akar-akar dan dahan-dahan akan ditranspirasikan lewat bagian tubuh tumbuh-tumbuhan yang
      berdaun.

      Dalam kondisi lapangan tidaklah mungkin untuk membedakan antara evaporasi dan transpirasi jika tanahnya tertutup
      oleh tumbuh-tumbuhan. Kedua proses tersebut ( evaporasi dan transpirasi ) saling berkaitan sehingga dinamakan
      evapotranspirasi. Evaporasi yang terjadi, apabila tersedia cukup air untuk memenuhi pertumbuhan optimum disebut
      dengan evaporasi potensial ( potensial evapotranspiration ). PET ini sangat penting dalam kebutuhan air untuk
      irigasi.

      Jumlah kadar air yang hilang dari tanah oleh evapotranspirasi tergantung pada :
      a.   Adanya persediaan air yang cukup (hujan dan lain-lain)
      b.   Faktor-faktor iklim, seperti suhu, kelembaban dan lain-lain
      c.   Jenis dan kultivasi tumbuh-tumbuhan tersebut

2.6   Menentukan Besarnya Evaporasi dan Evapotranspirasi
      Proses evaporasi dan evapotranspirasai adalah elemen yang terpenting dalam mempelajari dan mengembangkan
      sumber-sumber lain dan permukaan laha. Karena berpengaruh pada:
      a.   Debit sungai
      b.   Penyimpangan air pada permukaan tanah
      c.   Kebutuhan air irigasi, draenase dan proses lainnya dalam siklus hidrologi

      Sampai sekarang, belum dapat ditentukan besaran evaporasi dan evapotranspirasi itu secara langsung, apalagi massa
      air dan permukaan tanah yang luas. Metode-metode yang dipergunakan dalam memperkirakan besaran evaporasi dan
      evapotranspirasi dalam uraian ini didasarkan pada elemen klimatologi yang mempengaruhinya. Jadi rumus-rumus
      tersebut merupakan hasil uji lapangan tanpa didasari teori fisik yang mendalam. Oleh karena itu rumus-rumus
      tersebut tidak dapat dipakai pada daerah yang keadaanyan pada dasarnya berbeda dengan daerah dimana uji lapangan
      itu dilaksanakan.




                                                          -2-
2.7     Limpasan (Run Off)
        Limpasan permukaan (surface Run Off/ Direct run Off) adalah limpasan yang selalu mengalir melalui permukaan
        tanah (sebelum dan sesudah mencapai saluran). Dan aliran dasar (Base flow) adalah debit/limpasan minimum
        yangmasih ada, karena adanya aliran keluar/lepasan (out flow/Discharge) akifer.

2.8     Pemamfaatan Sumber Daya Air
        Dalam rangka pemanfaatan sumber daya air perlu dipertimbangkan pemanfaatan yang seimbang ditinjau secara
        keseluruhan dalam sistem sehingga didapatkan hasil yang optimal. Pemanfaatan sumber daya air adalah sebagai
        berikut:
        a. Pemanfaatan Air Untuk Irigasi
        b. Pemanfataatan Air Untuk PLTA
        c. Pemanfaatan Air Untuk Air Baku
        d. Pemanfaatan Air Untuk Perikanan




                                   Gambar 1: Pemanfaatan Danau Maninjau untuk PLTA


3.      METODOLOGI

      Metode Pengumpulan Data
       Data yang diperlukan dalam studi ini mencakup data primer dan data sekunder. Pengumpulan Data Primer dilakukan
       dengan cara pengamatan langsung dilapangan dan wawancara dengan masyarakat setempat. Pengumpulan data
       sekunder merupakan data yang diperoleh dengan tinjauan kepustakaan dan instansional dari instansi-insatansi terkait,
       meliputi pengumpulan data angka dan peta. Sumber data sekunder yaitu studi pustaka dan dari Instansional.


        Adapun data ini diperoleh dari Instasional untuk studi ini adalah sebagai berikut:
        a. Peta topografi kawasan Danau Maninjau skala 1: 100000
        b. Data curah hujan dari stasiun hujan, yaitu Stasiun Danau maninjau
        c. Data klimatologi pada stasiun Klimatologi Danau maninjau DAS Bt. Antokan
        d. Peta daerah Cathment Area Danau Maninjau
        e. Data sungai di sekitar atau di sekeliling Danau Maninjau
        f. Data outflow Danau Maninjau berupa debit turbin dan pelimpahan

3.2      Metode Analisa Hidrologi

        Analisa Curah Hujan Rata-Rata
        Untuk menentukan besarnya hujan rata-rata pada daerah aliran digunakan data curah hujan maximum setiap hujan
        dari stasuin hujan dengan metoda Poligon Theissen.




                                                             -3-
              Rrata = RA . LA + RB . LB + RC . LC           .....................( 1 )
                                    LA + LB + LC
Dimana :
                         R = jumlah curah hujan (mm)
                         L = Luas daerah pengaruh stasiun hujan ( km2)

Analisa Curah Hujan Rencana
Untuk mendapatkan curah hujan rencana pada kawasan studi ini dengan menggunakan Metode Gumbel.


      ∑ xi                          ∑ (X - X )
                                                    2
                                                                              YT − Yn
   X=                     Sx =                               X =X+                    .S x       ................(.2)
            n                             n −1                                  Sn

Dimana :
              X = curah hujan kala ulang T tahun (mm)
              X = curah hujan maksimum rata-rata
              YT = reduced variate (hubungan dengan return period, t)
              Yn = reduced mean (hubungan dengan banyaknya data, n)
              Sn = reduced standard deviation (hubungan dengan banyaknya                             data,n) Nilai YT,Yn dan Sn telah
                      ditetapkan dalam tabel
              n = banyak data tahun pengamatan

Prosedur Perhitungan:
a. Data curah hujan harian maximum disusun berurut dari besar kekecil atau
b. sebaliknya dan dibuatkan tabel perhitungan
c. Hitung standar deviasi
d. Cari nilai Yt, Yn, dan Sn
e. Maka Xt didapat dengan rumus tersebut diatas

Analisa Evapotranspirasi
Dengan menggunakan data klimatologi dari stasiun maninjau maka dapat dihitung besarnya evapotranspirasi
Potensial (Eto) dengan menggunakan Metode Penman,

Eto = W. Rn+ (1- W ). f (u). ( ea-ed ) .....................(3 )

Analisa Ketersediaan Air Danau dengan Metode FJ. Mock
Debit inflow adalah debit air yang masuk ke danau yang berasal dari curah hujan yang di pengaruhi oleh faktor
klimatologi dan kondisi daerah tangkapan
Untuk perhitungan debit inflow ini, digunakan dengan Metode FJ. Mock. Perhitungan dengan cara FJ. Mock ini
menggunakan data curah hujan dilokasi daerah tangkapan air, evapotranspirasi, kelembaban tanah dan tampungan air
tanah untuk menghasilkan debit empiris yang disusun berdasarkan urutan.

Analisa Ketersediaan Air Danau dengan Metode Rasional
Dari hasil perhitungan dan rekapitulasi debit kita dapat membandingkan antara debit atau storage danau yang
tersedia dengan debit yang digunakan untuk keluar yang digunakan oleh PLTA Maninjau untuk memutar turbin
sehingga akan di dapat ketersediaan air. Kapasitas tampung dari danau maninjau dengan mengalikan antara luas
permukaan air danau dengan kedalaman danau untuk mendapatkan volume yang tersedia.


Perkiraan Debit (Q) digunakan Metode Rasional dengan rumus dasar sebagai berikut :
Q = α . r . A/3.6 .................... (4)

Dimana :        α = koefisien run off
                  A = luas daerah pengaliran ( Catchment Area = Km2)


                                 Tabel 6 : Perhitungan Debit dengan Metode Rasional
                         Hujan                  A            L               V             t                r            Q
      Bulan                           a
                        R (mm)                Km2           Km          Km/jam           jam          mm/jam            m3/dt
      january           172.00        1       97.37        16.4           0.002          8,200          0.147           3.97
      february          337.00        1       97.37        16.4           0.002          8,200          0.287           7.77
      march             199.00        1       97.37        16.4           0.002          8,200          0.170           4.59
      april             158.00        1       97.37        16.4           0.002          8,200          0.135           3.64



                                                              -4-
      may            238.00      1      97.37      16.4        0.002       8,200     0.203           5.49
      june           220.00      1      97.37      16.4        0.002       8,200     0.188           5.07
      july           87.00       1      97.37      16.4        0.002       8,200     0.074           2.01
      august         219.00      1      97.37      16.4        0.002       8,200     0.187           5.05
      september      202.00      1      97.37      16.4        0.002       8,200     0.172           4.66
      october        159.00      1      97.37      16.4        0.002       8,200     0.136           3.67
      november       181.00      1      97.37      16.4        0.002       8,200     0.154           4.17
      december       164.00      1      97.37      16.4        0.002       8,200     0.140           3.78


                              Data Inflow dan Outflow Danau Maninjau
           Inflow                Outflow                  Neraca                              Total
Tahun/    Langsung     Daratan Turbin Pelimpahan,         In-Out   Kumulatif                 Inflow     Outflow
Bulan
           (M3/Dt)     (M3/Dt)       (M3/Dt)    Weir (M3/Dt)     (M3/Dt)      (M3/Dt)    (M3/Dt)            (M3/Dt)


Jan          3.97        5.39         8.96          3.10          9.36        9.356171        9.36          12.06
Feb          7.77       10.16        22.03         12.28          17.93        27.2871       17.93          34.31
Mar          4.59       5.35         20.11         2.58           9.94        37.22587        9.94          22.69
Apr          3.64       4.68         12.05         0.85           8.32        45.54921        8.32          12.90
Mei          5.49       7.84         12.15         3.60           13.33       58.87729       13.33          15.75
Jun          5.07        6.47        14.25          1.42          11.54        70.4203       11.54          15.67
Jul          2.01       3.72         16.92         0.09           5.73        76.14644        5.73          17.01
Agt          5.05       8.17         12.22         0.14           13.22       89.36639       13.22          12.36
Sep          4.66        6.62        12.47          1.12          11.28       100.6443       11.28          13.59
Okt          3.67       5.31         11.61         0.39           8.98        109.6207        8.98          12.00
Nop          4.17        6.16        11.71          1.31          10.33       119.9544       10.33          13.02
Des          3.78        6.37        12.97         0.52           10.15       130.1061       10.15          13.49




                                                     -5-
                                         Grafik Inflow Outflow Tahun 2001

                        40.00

                        35.00

                        30.00

                M3/dt   25.00
                                                                                         INFLOW
                        20.00
                                                                                         OUTFLOW
                        15.00

                        10.00

                         5.00

                         0.00
                              b




                                               ei



                                                                  l




                                                              op
                            ar




                                                               kt
                             n




                                               n




                                                              es
                                                               p
                              r




                                                              Ju

                                                                t
                           Fe


                           Ap




                                                             Ag
                           Ja




                                             Ju




                                                             Se
                                             M




                                                             O
                           M




                                                             N
                                                             D
                                                           Bulan



                                      Gambar : Grafik Inflow Outflow Tahun 2001

3.3   Intensitas Hujan
      Untuk mendapatkan intensitas tersebut digunakan rumus sebagai berikut :
                         R (24) 2/3
                  r=        x          ........................................(5)
                         24   t
      dimana : r = intensitas hujan (mm/jam)
        R = hujan sehari (mm)
        t = waktu pengaliran (jam)

4.    ANALISA DAN HASIL PENGOLAHAN DATA
4.1   Gambaran Umum Kawasan Studi
      Danau Maninjau terletak di Kabupaten Agam Propinsi Sumatera Barat, sedangkan secara geografis terletak pada
      100º 58` 11” BT dan 00º 41` 11” LS dengan ketinggian 160 meter dari permukaan laut. Kondisi Topografi wilayah
      Danau Maninjau merupakan wilayah datar berombak dan bergelombang dengan kemiringan 3º - 8º. Lokasi

4.2   Data Curah Hujan
      Data curah hujan digunakan data Stasiun Maninjau selama 13 tahun mulai tahun 1992 sampai dengan 2004.

                                              Tahun                     Curah Hujan
                                                                       Maximum (mm)
                                               1992                         82
                                               1993                         145
                                               1994                         151
                                               1995                         155
                                               1996                         96
                                               1997                         80
                                               1998                         170
                                               1999                         165
                                               2000                         80
                                               2001                         80
                                               2002                         104
                                               2003                         167
                                               2004                         105




                                                                     -6-
4.3   Analisa Perhitungan Pada Danau Maninjau Dalam Periode 13 Tahun (1992-2004)
      Perhitungan ETo dengan Metode Penman
      Perhitungan ETo yang menggunakan Metode Penman yang dimodifikasi pada bulan Januari 2004 didapat ETo =
      2.41mm/hari

4.4   Perhitungan Ketersediaan Air Danau Maninjau dengan Metode FJ.Mock
      Ketersediaan Air Danau Maninjau yang menggunakan Metode FJ.Mock kejadiaan maksimum terjadi pada bulan
      november 1999 sebesar 35,18 m3/dt dan minimal pada bulan 2.11 pada bulan februari 2000.

4.5   Pemanfaatan Sumber Air
      Pemanfaatan air Untuk Irigasi
      Danau Maninjau dan anak sungainya dimanfaatkan untuk PLTA yang selanjutnya akan dibagi untuk beberapa
      kebutuhan air dalam hal ini sebagian debit keluar melalui Daerah Irigasi Batang Antokan untuk mengairi sawah-
      sawah yang berada dikawasan tersebut disamping dimanfaatkan untuk keperluan lainnya.

      Pemanfaatan air untuk air baku
      Pemanfaatan lain dari Danau Mninjau dan anak-anak sungainya saat ini selain untuk kebutuhan irigasi dimanfaatkan
      untuk pemenuhan kebutuhan sehari-hari yaitu mandi, cuci, dan kakus (MCK) bagi masyarakat disekitar Danau
      Maninjau.

5.    KESIMPULAN
      Berdasarkan analisa dapat disimpulkan sebagai berikut :
      1. Pemanfaatan air pada Danau Maninjau sebagian besar dipergunakan untuk keperluan PLTA dan irigasi Batang
         Antokan Ketersediaan air/debit inflow dari hasil analisa dengan metode FJ.Mock berdasarkan data curah hujan.
      2. Dari hasil Grafik Neraca Keseimbangan Air untuk DAS Danau Maninjau, menunjukkan ketersediaan debit air
         yang fluktuatif dikarenakan faktor curah hujan tapi dari segi luasnya daerah tangkapan hujan pada DAS danau
         Maninjau maka ketersediaan air atas tingkat penggunaan terhadap PLTA Maninjau masih cukup memadai

6.    SARAN
      Dari hasil analisa, diharapkan untuk Pemanfaatan air pada DAS Danau Maninjau dimasa yang akan datang agar
      mengacu pada neraca keseimbangan air dan pemakaian pemanfaatan air diatur oleh instansi teknis dan analisa
      lanjutan dengan inflow dari aliran air tanah.




                                                        -7-

								
To top