Disusun Oleh :

ALI IMRON RUSADI

1307123124

Teknik Sipil S1-B

Fakultas Teknik

Universitas Riau

Tugas Pengembangan Sumber Daya Air

Kapasitas Waduk

KATA PENGANTARPuji syukur saya haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang mana

berkat rahmat-Nya, kami dapat menyelesaikan makalah berjudul “Kapasitas

Waduk untuk Memenuhi Kebutuhan Air” ini.

Ucapan terimakasih juga saya sampaikan kepada Bapak Trimaijon selaku

dosen pengampu mata kuliah Pengembangan Sumber Daya Air dan kepada

seluruh pihak yang telah membantu menyelesaikan makalah ini.

Air merupakan kebutuhan yang paling mendasar serta terpenting bagi

manusia untuk melanjutkan kehidupan. Tanpa keberadaan air, kita semua tidak

akan bisa hidup.

Namun, terkadang ketersediaan air yang ada di alam justru melebihi

kemampuan tampung yang ada di pemukiman manusia dan bisa juga kurang. Hal

ini menandakan bahwa kita butuh suatu mekanisme agar bisa mengontrol

ketersediaan air tersebut. Oleh sebab itu, makalah ini disusun atas permasalahan

tersebut.

Akhir kata, penulis sadar bahwa artikel ini masih jauh dari kesempurnaan.

Oleh sebab itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan.

Maret , 2016

Penulis

Daftar Isi

Kata Pengantar.....................................................................................................................

Daftar Isi..............................................................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang....................................................................................

1.2 Tujuan Makalah..................................................................................

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Waduk dan Kegunaannya................................................

2.2 analisa curah uhujan………….........................................................

2.3 Banjir Rencana……...........................................................................

2.4 Analisis Perencanaan Waduk……......................................................

2.5 produksi dan kapasitas waduk............................................................

2.6 Penentuan Kapasitas Waduk.............................................................

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian.............................................................................

3.2 Prosedur Penelitian...........................................................................

3.3 Analisis Kemampuan Pelayanan Waduk..........................................

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Debit Sungai.............................................................................

4.2 Curah Hujan Rata-Rata.....................................................................

4.3 Volume Perencanaan Waduk............................................................

4.4 Perencanaan Dimensi Waduk...........................................................

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan.......................................................................................

5.2 Saran.................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kondisi aliran sungai pada saat musim hujan mempunyai debit yang sangat

besar. besaran debit yang lewat tersebut tidak ada manfaatnya bahkan sering

sekali menjadi masalah baik di sepanjang alur sungai itu sendiri maupun daerah-

daerah disekitarnya. Sedangkan disaat musim kemarau alur sungai mempunyai

debit yang sangat minim. Daerah-daerah sekitarnya kering, pertanian dan

perkebunan kekurangan air.

Kesenjangan kondisi akibat perubahan musim tersebut perlu dilakukan

pengkajian, supaya besaran debit yang terjadi bida dimanfaatkan dan tidak

menjadi masalah lagi. Sehingga ketersediaan air pada saat musim hujan tidak

berkelebihan dan pada saat musim kemarau tidak terlalu kekurangan. Salah satu

pendekatan dalam pemecahan masalah ini perlu dibuat sebuah bangunan

penampung air di alur sungai tersebut, yaitu bendungan atau waduk. Bendungan

atau waduk tidak saja sebagai tampungan air pada saat musim hujan tetapi dapat

dimanfaatkan untuk tujuan lainnya. Tetapi dalam tahap perencanaannya perlu

dilakukan studi-studi yang seksama supaya didapat tujuan optimal.

Perencanaan bendungan memerlukan berbagai jenis data, baik data primer

maupun data sekunder. Data sekunder diperoleh dari instansi-instansi terkait.

kelayakan pembangunan bendungan selalu ditinjau dari segi aspek, baik

kelayakan teknik kelayakan ekonomi, kelayakan sosial bahkan secara politik.

1.2 Tujuan

Sesuai dengan tujuan pembuatan bendungan ini yaitu sebagai sarana

untuk mengendalikan banjir, melestarikan tanah dan sumber-sumber air serta

pengendalian erosi, maka manfaat yang bias diharapkan adalah :

a. Tempat penampungan air untuk persediaan dimusim kemarau, dari pada waktu

musim hujan dapat mengurangi debit banjir di hilir bendungan.

b. Tempat pengendapan lumpur dan pasir (sedimen) yang terbawa air sebagai

hasil erosi di daerah pengaliran sungai di hulu bendungan

c. Sebagian air di waduk ini akan meresap kedalam tanah disekitarnya sehingga

memperbesar cadangan air tanah dan memperbesar ketersediaan air pada

musim kemarau.

d. Air waduk bias dimanfaatkan untuk perikanan dan tempat rekreasi.

BAB II

TINJAUAN UMUM

2.1 Pengertian Waduk

Waduk atau reservoir (etimologi: réservoir dari bahasa Perancis berarti

"gudang") adalah danau alam atau danau buatan, kolam penyimpan atau

pembendungan sungai yang bertujuan untuk menyimpan air. Waduk dapat

dibangun di lembah sungai pada saat pembangunan sebuah bendungan atau

penggalian tanah atau teknik konstruksi konvensional seperti pembuatan tembok

atau menuang beton. Istilah 'reservoir' dapat juga digunakan untuk menjelaskan

penyimpanan air di dalam tanah seperti sumber air di bawah sumur minyak atau

sumur air.

Suatu waduk penampung atau waduk konservasi dapat menahan air

kelebihan pada masa-masa aliran air tinggi untuk digunakan selama masa-masa

kekeringan. Waduk semacam ini memungkinkan pengoperasian sarana

pengolahan air atau pemompaannya dengan laju yang kira-kira seragam,

kemudian memberikan air dari waduk bila kebutuhannya malampaui laju tersebut.

Berapapun ukuran suatu waduk atau apapun tujuan akhir dari pemanfaatan

airnya, fungsi utama sari suatu waduk adalah untuk menstabilkan aliran air, baik

dengan cara pangaturan persediaan air yang berubah-ubah pada suatu sungai

alamiah, maupun dengan cara memenuhi kebutuhan yang berubah-ubah dari pada

konsumen.

Berhubung fungsi utama dari suatu waduk adalah untuk menyediakan

simpanan (tampungan), maka ciri fisiknya yang paling penting adalah kapasitas

simpanan. Kapasitas waduk yang bentuknya beraturan dapat dihitung dengan

rumus-rumus untuk menghitung volume benda padat. Suatu lengkung elevasi

kapasitas simpanan dibuat dengan cara mengukur luas yang dikelilingi oleh

tanggul waduk yang ada, dan luas pada elevasi air dalam waduk (rata-rata kedua

luasan) dikalikan dengan jarak antara elevasi tanggul terhadap elevasi air dalam

waduk. Pertambahan simpanan antara dua buah elevasi biasanya dihitung dengan

mengalikan luas rata-rata pada kedua elevasi adalah merupakan volume simpanan

dibawah ketinggian tersebut. Bila peta-peta topografi tidak ada, maka kadang-

kadang dilakukan pengukuran penampang melintang waduk dan jlkapasitasnya

dihitung dari penampang ini berdasarkan rumus prisma.

Aspek yang paling penting dalam perencanaan waduk penyimpanan adalah

suatu analisis tentang hubungan antara produksi dan kapasitas. Produksi pada

waduk penampung adalah jumlah air yang dapat ditampung oleh waduk dalam

suatu interval waktu tertentu. Interval waktu tersebut dapat berbeda-beda (Linsley,

1994)

Produksi aman atau produksi pasti waduk pengatur (Regulation pond)

adalah jumlah air maksimum yang dapat disimpan selama suatu periode tertentu

yang kritis. Dalam praktek, masa kritis tersebut sering diambil sebagai periode

aliran

2.2 Analisa Curah Hujan

Analisis curah hujan merupakan bagian dari hidrologi yang berarti suatu

rangkaian proses pengolahan data (curah hujan) diawali dengan suatu proses identifikasi

kondisi meteorologi, stasiun penakar atau pengukur, analisa data tercatat secara kualitas

dan kuantitas yang dilanjutkan dengan perhitungan distribusi frekuensi yang dipilih dan

selanjutnya didapat suatu nilai intensitas curah hujan untuk periode ulang tertentu (Soemarto,

1995) .

Curah hujan yang turun pada daerah studi di catat atau diukur pada stasiun-stasiun

pengamatan merupakan curah pada titik-ritik tertentu (point rain fall) dan harus di ubah

menjadi curah hujan areal atau rata-rata. Menentukan tinggi curah hujan rata-rata pada suatu

areal studi, yang sering digunakan ada 3 (tiga) cara yaitu cara tinggi rata-rata (arithmetic

mean), cara Polygon Thiessen dan cara garis ishoyet. Penulis hanya menggunakan cara

Polygon Thiessen untuk menentukan curah hujan rata-rata di areal studi (rerata), sebagai

berikut:

Cara ini berdasarkan rata-rata timbang (weighted average) yang memberikan bobot

tertentu untuk setiap stasiun hujan dengan pengertian bahwa setiap stasiun hujan dianggap

mewakili hujan dalam suatu daerah dengan luas tertentu, dan luas tersebut merupakan factor

koreksi (correction factor) bagi hujan di stasiun yang bersangkutan.

Luas masing-masing daerah tersebut diperoleh dengan cara berikut masing-masing

penakar mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk dengan menggambarkan garis-garis

sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung diantara dua buah pos penakar.

Gambar 21 Daerah Pengaruh Metode Polygon Thiessen

Misalnya Al adalah luas daerah pengaruh pos 1, A2 luas daerah pengaruh pos

penakar 2 dan seterusnya. Jumlah A1+A2+....An = A adalah jumlah luas seluruh areal yang

dicari tinggi curah hujan rata-ratanya. Jika pos penakar 1 menakar tinggi hujan dl, pos

penakar 2 menakar d2 dan pos penakar n menakar dn, maka:

d=A1 d1+ A2 d2+. .. .. . .. .. .+ AN dN

A1+ A2+ A3 . .. . .. .. .+ AN

= ∑N =1

N A1d1

A i= ∑

N=1

N A1 d1

A

Cara ini memberikan koreksi yang lebih terhadap kedalaman hujan sebagai

fungsi luas daerah yang dianggap diwakilidibandingkan dengan cara rata-rata al

jabar (Soewarno, 1995).

2.3 Banjir Rencana

Berdasarkan analisis curah hujan rencana dari datacurah hujan harian

maksimum dapat dihitung besarnya debit banjir perencanaan dengan kala ulang

2,5,10,20,50,100 tahun ataupun lebih. Perhitungan debit banjir rencana dapat

dihitung dengan menggunakan metode Hidrograph Sintetik Satuan Nakayasu

adalah metode yang berdasarkan teori Hidrograph satuan yang menggunakan

hujan efektif (bagian dari hujan total yang menghasilkan limpasan langsung).

2.4 Analisis Perencanaan Waduk

Sebuah proyek air bersih, irigasi atau tenaga air yang mengambil air dari

sebuah sungai mungkin tidak dapat memenuhi kebutuhan pelanggannya selama

aliran sungai rendah (low flows) atau musim kemarau. Sungai ini mungkin saja

membawa sedikit air atau tidak ada air sama sekali pada saat tertentu. Tetapi,

sungai ini sering pula menjadi sumber bencana pada saat musim hujan. Sebuah

waduk cadangan (storage) atau waduk konservasi (conservation) atau waduk

penyimpanan (reservoir) dapat mengendalikan aliran sungai tersebut pada saat

aliran tinggi (high flow) untuk digunakan pada saat musim kekeringan. Karena

kebutuhan air bervariasi, kadang-kadang perlu membuat waduk-waduk pembagi

(distribution reservoirs) di dalam sistem penyedia air (watersupply system).

Waduk seperti ini dapat menjaga keseragaman debit air, dan ketika kebutuhan

akan air tinggi, air dapat diambilkan dari waduk cadangan.

Berapapun ukuran waduk tersebut, fungsi utama waduk adalah untuk

menstabilkan aliran air, baik mengatur pasokan air dari sungai alami (natural

stream) atau memenuhi variasi kebutuhan air (Linsley, 1979).

2.5 Produksi dan Kapasitas Waduk

Barangkali aspek yang paling penting dari perencanaan waduk adalah

analisis hubungan antara produksi (yield) dengan kapasitas waduk. Yield adalah

jumlah air yang dapat disuplai dari waduk pada interval waktu tertentu. Yield ini

bergantung pada inflow dan nilainya akan bervariasi dari tahun ke tahun.

Produksi aman (safe yield atau firm yield) adalah jumlah maksimum air

yang dapat dijamin selama musim kering kritis. Penentuan kebutuhan kapasitas

suatu waduk pada aliran sungai biasanya disebut studi pengoperasian waduk

(operation study).

2.6 Penentuan Kapasitas Waduk dengan Kurva Massa Ripple

Ada beberapa metoda yang dapat dipakai dalam menentukan kapasitas

waduk, diantaranya adalah dengan metoda kurva massa Ripple. Kurva massa atau

diagram Ripple adalah suatu plotting kumulatif dari aliran masuk netto ke waduk

(net reservoir inflow). Gambar di bawah merupakan contoh suatu kurva massa.

Kemiringan garis singgung pada kurva massa pada suatu waktu adalah merupakan

ukuran inflow pada saat itu.

Gambar 2.1 Kurva Massa pada Suatu Waktu

sebesar H meter. Daya yang dapat dibangkitkan karena perbedaan tinggi ini

adalah sebesar :

P=Q ρ g H (Watt)=9,8 Q H (kW )(1)

dimana :

P = daya (kW)

Q = debit aliran (m3/dt)

ρ = massa jenis (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/dt2)

H = tinggi jatuh efektif (m)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN3.1 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah dengan cara mengambil data.

Adapun data yang harus diperoleh adalah :

1. Data hidrologi daerah perencanaan waduk

2. Data perencanaan kapasitas waduk

3. Data hujan pada daerah perencanaan minimal 5 – 10 tahun terakhir

3.2 Prosedur Penelitian

1. Analisa Hidrologi

a. Curah hujan daerah

Curah hujan daerah dipeoleh dari stasiun hujan setempat yang

merekam kejadian hujan selama periode waktu yang telah

ditentukan. Caranya adalah menentukan curah hujan paling tinggi

selama dalam satu tahun, kemudian dihimpun menjadi data selama

5 sampai 10 tahun terakhir.

b. Curah hujan perencanaan

Curah hujan perencanaan bisa dianalisa dengan menggunakan

metode distribusi Gumbel.

Hitung nilai rerata dengan persamaan

Hitung nilai standar deviasi dengan persamaan:

Hitung reduse variant

Yt=−ln( ln(Tr−1Tr ))

Hitung faktor frekuensi

X = 1n (∑

i=1

n

Xi)

S=√∑i=1

n

( Xi−X )2

n−1

K = Yt−YnSn

Hitung Xt (nilai curah hujan) dengan persamaan:

3.3 Analisis Kemampuan Pelayanan Waduk

1. Menghitung volume tampung yang dibutuhkan oleh waduk. Yakni

dengan menganalisa volume sungai maksimum yang dijumlahkan

dengan curah hujan untuk menentukan kapasitas sungai sebelum air

meluap

2. Mencari persamaan garis yang sesuai untuk menggambarkan hubungan

antara kapasitas waduk dan kebutuhan air untuk penduduk setempat

Xt = X + S . K

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.1 Data Debit Sungai

Data debit diperoleh dari dua buah stasiun hujan yaitu di stasiun

Bangkinang dan stasiun Pekanbaru. Data yang digunakan adalah data

hujan selama 10 tahun (1996 hingga 2005). Adapun data tersebut adalah

sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data Curah Hujan Stasiun Bangkinang

Tabel 4.2 Data Curah Hujan Stasiun PekanbaruSumber : Dinas PSDA Provinsi Riau & BMG

1.2 Curah Hujan Rata-Rata

Perhitungan ini dipergunakan untuk memprediksi debit banjir pada

periode ulang 50 tahunan dengan menggunakan data curah hujan selama

10 tahun, dan merupakan nilai curah hujan rata-rata dari data 2 stasiun

hujan di atas.

Tabel 4.3 Curah Hujan Rata-Rata

Dimana,

Xr = Σ Xi

n

Sx = √ Σ( Xi−Xr)2

n−1 = √ 56555

9 = 79,27

n Yn n Sn

10 0.4952 10 0.9496

11 0.4996 11 0.9676

12 0.5035 12 0.9833

13 0.5070 13 0.9971

Tabel 4.4 Hubungan Antara nilai n dengan Yn serta Sn

Dengan n = 10, maka dari tabel didapatkan :

Yn = 0.4952 dan Sn = 0.9496

Periode Ulang Tahun Reduce – Variate

2 0.3665

5 1.5

10 2.2502

25 3.1985

50 3.9019

100 4.6

Tabel 4.5 Hubungan Periode Ulang Tahun dengan Reduce-Variate

Bila yang digunakan adalah periode ulang 50 tahunan, maka nilai

Ytr (Reduce-Variate) yang digunakan adalah 3.9019, sehingga :

K = Ytr−Sn

Yn = 3.9019−0.9496

0.4952=3,5875

Xtr = Xr + (Kr x Sx) = 276.325 + (3.5875 x 79.27) = 560,706 mm/bulan

Keterangan =

Xtr = Besarnya curah hujan periode ulang 50 tahun ( mm )

Tr = Periode ulang ( tahun )

Xr = Curah hujan maksimum rata-rata selama tahun pengamatan ( mm )

Sx = Standart deviasi

K = Faktor frekuensi

1.3 Volume Perencanaan Waduk

Dalam perencanaan waduk, terlebih dahulu kita harus menghitung volume

sungai maksimal yang tertampung bila terjadi hujan dan peluang

terjadinya luapan.

Asumsi perhitungan :

Panjang Sungai (DAS) = 3000 m

Lebar Sungai Rata-rata = 25 m

Kedalaman = 6 m

Ketinggian muka air dari dasar = 3,5 m

Volume andalan DAS = 3000 x 3,5 x 25 = 262.500 m3

Volume keseluruhan DAS = 3000 x 25 x 6 = 450.000 m3

Tampungan maksimal DAS = 450.000 – 262.500 = 187.500 m3

Tinggi hujan = 560,706 x 12 = 6.728,472 mm/tahun = 6,73 m / tahun

Volume hujan = 6,73 x 3000 x 25 = 504.750 m3

Volume hujan yang tidak mampu ditampung DAS

= 504.750 – 187.500

= 317.250 m3

Perkiraan kebutuhan air penduduk di sekitar daerah perencanaan waduk

Asumsi :

Banyak keluarga = 100 keluarga

Jatah air bersih = 25 liter per keluarga per hari

Jatah air bersih tahunan = 25 x 365 = 9125 liter per keluarga per tahun

Total = 100 x 9125 = 912.500 liter per tahun = 912,5 m3/tahun

Sehingga volume perencanaan waduk adalah

= 317.250 + 912,5 = 318.162,5 m3

1.4 Perencanaan Dimensi Waduk

Volume awal perencanaan waduk adalah sebesar 318.162,5 m3.

Namun, kita perlu menambahkan volume lebih kurang 30% sebagai faktor

pengaman bila suatu saat ternyata luapan sungai ternyata lebih besar dari

yang kita duga.

Oleh sebab itu, volume perencanaan waduk adalah sebagai

berikut :

= volume awal + (30% x volume awal)

Volume perencanaan waduk = 318.162,5 m3 + (30% x 318.162,5)

= 413.611,25 m3

Dimensi waduk yang akan kita gunakan adalah berbentuk dasar segi

panjang dengan spesifikasi ukuran sebagai berikut :

Panjang = 200 meter

Lebar = 150 meter

Tinggi = 15 meter

Tebal dinding = 1,5 meter

Sehingga, volume waduk adalah sebagai berikut :

= 200 x 150 x 15 = 450.000 m3

Kontrol

Volume perencanaan waduk < Volume waduk yang telah dibangun

413.611,25 < 450.000 ...... OK!

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari makalah ini, dapat ditarik kesimpulan bahwa :

Waduk merupakan salah satu cara dan rekayasa bangunan yang di-

gunakan untuk memenuhi kebutuhan air manusia

Untuk merencanakan sebuah waduk, kita memerlukan beberapa data

seperti : data morfologi sungai, data curah hujan tahunan, data

kebutuhan air penduduk sekitar dan sebagainya.

Dari hasil perencanaan tersebut, diperoleh data bahwa panjang waduk

yang digunakan adalah 200 meter, lebar waduk 150 meter, dan tinggi

waduk 15 meter.

5.2 Saran

Saran penulis dalam makalah ini adalah :

Perencanaan waduk hendak memperhatikan kondisi medan tempat

akan dibangunnya waduk tersebut. Seperti kondisi tanah, elevasi

waduk serta kemiringannya, dan faktor keamanan lainnya.

Perencanaan waduk membutuhkan tenaga kerja yang ahli serta metode

pelaksanaan yang mantap untuk mencapai hasil yang maksimal

Bila perencanaan volume luapan melampaui volume waduk rencana,

maka kita hanya perlu memperbesar dimensi waduk tersebut.

Daftar Pustaka

Triadmojo, Bambang. 2010. Hidrologi Terapan. Yogyakarta : Beta Offset

Linsley R.K, 1989. Teknik Sumber Daya Air. Jakarta : Airlangga

Wilson E.M., 1993. Hidrologi Teknik (terjemahan). Bandung : ITB

Sri Harto. 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta : Gramedia

www.Google.com/ Evaluasi Kapasitas Tampung-doc

www.google.com/ Pengertian Waduk Menurut Para Ahli-pdf

www.google.com/ perencanaan waduk dan mekanisnya-pdf

www.google.com/ bendungan-doc

www.google.com/ contoh analisa perhitungan debit sungai-pdf