BAB V Analisa Hidrologi (Mangatal) [PDF]

Citation preview

Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal



BAB V ANALISA HIDROLOGI



1



UMUM Di kota Tarakan berdasarkan data yang berhasil dihimpun dari Dinas Pekerjaan Umum dan Tata Ruang Kota Tarakan pada tahun 2015 terdapat 24 buah sungai yang memiliki luasan DAS melebihi 10.000 Km 2, antara lain adalah sungai Mangantal (15.066 Km 2), Sungai Mengatal (10.422 Km 2), Sungai SiMangantal (17.245 Km2), Sungai Binalatung (22.591Km 2) dan Sungai Hanjulung (6,634 Km2). Sungai-sungai tersebut sangat potensial dikembangkan sebagai sumber daya air untuk memenuhi kebutuhan air penduduk, salah satunya adalah embung. Dalam perencanaan embung, perlu adanya identifikasi cekungan dan sungaisungai yang potensial dijadikan lokasi embung untuk memenuhi kebutuhan air penduduk di sekitarnya dan untuk mengetahui jumlah ketersediaan air pada sungai tersebut. Embung merupakan bangunan yang berfungsi menampung air hujan untuk persediaan suatu desa di musim kering. Selama musim kering air akan dimanfaatkan oleh desa untuk memenuhi kebutuhan penduduk, ternak, dan sedikit kebun. Di musim hujan embung tidak beroperasi karena air di luar embung tersedia cukup banyak untuk memenuhi ketiga kebutuhan di atas. Oleh karena itu pada setiap akhir musim hujan sangat diharapkan kolam embung mempunyai beberapa bagian yaitu: 1. Tubuh embung berfungsi menutup lembah atau cekungan (depresi) sehingga air dapat tertahan di udiknya. 2. Kolam embung berfungsi menampung air hujan. 3. Alat sadap berfungsi mengeluarkan air kolam bila diperlukan.



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-1



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal 4. Jaringan distribusi, berupa ranglaian pipa, berfungsi membawa air kolam ke bak tandon air harian di atau dekat pemukiman (desa) secara gravitasi dan bertekanan, sehingga pemberian air tidak menerus (tidak kontiyu). 5. Pelimpah berfungsi mengalirkan banjir dari kolam ke lembah untuk mengamankan tubuh embung atau dinding kolam terhadap peluapan. Analisa hidrologi ini dilakukan untuk mendapatkan debit banjir rancangan yang terjadi pada setiap titik indentifikasi potensi embung dengan kala ulang 10 tahun dengan control secara hidrolika (ketinggian banjir dikontrol decara hidrolika apakah memenuhi syarat aman atau tidak). Data hujan yang digunakan berasal dari 1 stasiun yang berada di dalam DAS daerah potensi embung, yakni Stasiun Juanda Airport selama 11 tahun mulai 2008 – 2018. Gambar mengenai lokasi stasiun hujan dan klimatologi ditunjukkan pada gambar berikut :



Gambar 5.1 Stasiun Curah Hujan di Kota Tarakan



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-2



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal Data hujan harian tiap stasiun selama 11 tahun harus diuji konsistensi terlebih dahulu dengan uji kurva massa ganda. Uji ini bertujuan untuk membandingkan data dari stasiun Hasil pengujian data hujan ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik. Dari grafik-grafik uji konsistensi data hujan tidak ditemukan data yang menyimpang sehingga data hujan dianggap konsisten dan dapat digunakan untuk perhitungan debit banjir rancangan.



2



ANALISA DEBIT ANDALAN Debit andalan (dependable discharge) adalah besarnya debit yang tersedia sepanjang tahun dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Dalam studi



ini, penentuan debit andalan menggunakan metode tahun dasar



perencanaan (basic year) dimana debit yang diandalkan adalah debit yang pernah terjadi pada tahun yang lalu. Tahapan yang digunakan untuk menentukan besarnya debit andalan adalah sebagai berikut: 1. Data debit tahunan rata-rata diurutkan dari besar ke kecil 2. Dari data debit tahunan yang telah diurutkan tersebut, dicari probabilitas untuk tiap-tiap debit 3. Dari hasil perhitungan no. 2, kemudian dicari besarnya debit andalan yang dibutuhkan. Debit andalan dihitung berdasarkan data debit yang telah



tercatat dengan



periode yang memadai. 3



ANALISA FREKUENSI Analisa frekuensi bukan untuk menentukan besarnya debit aliran sungai pada suatu saat, tetapi lebih tepatnya untuk memperkirakan apakah debit aliran sungai tersebut akan melampaui/menyamai suatu harga tertentu misalnya untuk 10 tahun, 20 tahun dst yang akan datang. Dalam hidrologi, analisa tersebut dipakai untuk menentukan besarnya hujan dan debit banjir rancangan (design flood) dengan kala ulang tertentu. Berarti ada 2 jenis analisa frekuensi



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-3



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal dalam hidrologi : Analisa curah hujan, memakai banyak parameter dan Analisa aliran (debit), memakai sedikit parameter. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam analisa frekuensi aliran : 1. Penetapan banjir rancangan untuk perancangan bangunan-bangunan hidraulik dapat dilakukan dengan berbagai cara. Hal ini bergantung pada ketersedian data. 2. Makin banyak data yang tersedia (baik secara kualitatif maupun kuantitatif) akan memberikan kemungkinan-kemungkinan penggunaan cara analisa dapat memberikan perkiraan yang lebik baik.



Kala ulang (return period) diartikan sebagai waktu hipotetik di mana hujan/debit dengan suatu besaran. Untuk perhitungan analisa frekuensi menggunakan data curah hujan seperti yang terdapat pada Tabel 5.3, maka dilakukan perhitungan untuk menghitung nilai curah hujan harian maksimum. Perhitungan mengenai Curah Hujan stasiun hujan dapat dilihat pada Tabel 5.4 Setelah dilakukan pengujian terhadap stasiun hujan tahapan berikutnya adalah melakukan perhitungan untuk curah hujan maksimum harian.



Nilai hujan



kemudian diurutkan dari besar ke kecil untuk dipergunakan dalam perhitungan Log person type III dan Gumbel. Tabel 5.4. Curah Hujan Bulanan Stasiun Hujan Juwata tarakan Koef kekasaran (t) Dinding saluran Pasangan batu



Batu kosongan Tanah



Kondisi Plesteran semen halus Beton lapis kayu Pasangan batu bata kosongan Halus, dipasang rata Batu pecah dipasang dalam semen Rata dan dalam keadaan baik Dalam keadaan biasa Dengan batu dan tumbuhan



t 0.06 0.16 0.3 0.16 0.46 0.85 1.3 1.75



Koefisien Kekasaran (n) Manning Dinding saluran



Kondisi



n



(Sumber : BMKG Tarakan 2008 - 2018) Data Curah Hujan minimum bulanan per tahun (mm)



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-4



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal 300 250 200 150 100 50 0 2008



2009



2010



2011



2012



2013



2014



2015



2016



2017



2018



Koef kekasaran (t) Dinding saluran Pasangan batu



Batu kosongan Tanah



Koefisien Kekasaran (n) Manning Dinding saluran Pasangan batu



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-5



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal



5.3.1.



Analisis Distribusi Frekuensi



Metode Normal & Log-Normal, Gumbel & Log Pearson type III Studi Kelayakan Embung Sungai Mangantal dan Sungai Mangantal



Koef kekasaran (t) Dinding saluran Pasangan batu



Batu kosongan Tanah



Kondisi Plesteran semen halus Beton lapis kayu Pasangan batu bata kosongan Halus, dipasang rata Batu pecah dipasang dalam semen Rata dan dalam keadaan baik Dalam keadaan biasa Dengan batu dan tumbuhan



Koefisien Kekasaran (n) Manning Dinding saluran Pasangan batu



Batu kosongan



Kondisi Plesteran semen halus Plesteran semen dan pasir Beton dilapis baja Beton dilapis kayu Pasangan batu bata kosongan yang baik dan kasar Pasangan batu, keadaan jelek Halus, dipasang rata Batu pecah dipasang dalam semen



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-6



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal 5.3.2.



Analisis Hujan Rancangan



Studi Kelayakan Embung Sungai Mangantal dan Sungai Mangantal



Koef kekasaran (t) Dinding saluran Pasangan batu



Batu kosongan Tanah



Kondisi Plesteran semen halus Beton lapis kayu Pasangan batu bata kosongan Halus, dipasang rata Batu pecah dipasang dalam semen Rata dan dalam keadaan baik Dalam keadaan biasa Dengan batu dan tumbuhan



Koefisien Kekasaran (n) Manning Dinding saluran



Kondisi



850



750



650



550



450



350



250



150



50 1



10 Normal Rata-Rata



100 Log Normal



Gumbel



1000 Log Pearson III



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-7



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal 4



ANALISA DEBIT LIMPASAN LAHAN Curah hujan rancangan adalah curah hujan yang mungkin terjadi pada kala ulang tertentu. Curah hujan rancangan untuk periode ulang tertentu secara statistik dapat diperkirakan berdasarkan seri data curah hujan harian maksimum tahunan (maximum annual series) jangka panjang dengan analisis distribusi frekuensi.



Curah hujan rancangan/desain dihitung untuk periode



ulang 1.01 , 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahun. Untuk mencari distribusi yang cocok dengan data yang tersedia dari pos penakar hujan yang ada di loaksi pekerjaan perlu dilakukan analisis frekuensi. Analisis frekuensi dapat dilakukan dengan seri data hujan maupun data debit. Jenis distribusi frekuensi yang banyak digunakan dalam analisa hidrologi pekerjaan ini adalah dengan distribusi Gumbel, dan Log Pearson Type III. Dikarenakan



ada



perbedaan



mengenai



hasil



yang



didapatkan



dalam



perhitungan menggunakan metode Gumbel dan Log Person Type III, maka dilakukan perhitungan secara rerata untuk menentukan besaran curah hujan rancangan rerata. Untuk perhitungan besaran curah hujan rerata dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 5.12 Rerata Perhitungan Curah Hujan Rancangan Kala Ulang (T) XT (tahun) [1] [2] 1 1,01 2 2 3 5 4 10 5 25 6 50 7 100 Sumber: Perhitungan No.



(mm/hari) [3] 93,06 119,78 134,06 143,00 153,59 161,29 168,71



Setelah didapatkan perhitungan untuk curah hujan rancangan tahapan selanjutnya adalah pemilihan beberapa faktor dalam perhitungan. Faktor-faktor tersebut antara lain koefesien pengaliran, intensitas hujan, dan luasan daerah pengaliran.



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-8



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal



5



DEBIT BANJIR RENCANA



5.5.1. Koefisien Pengaliran Koefisien pengaliran adalah variabel untuk menentukan besarnya limpasan permukaan tersebut, di mana penentunya didasarkan pada kondisi daerah pengaliran dan karakteristik hujan yang jatuh di daerah tersebut, kondisi yang mempengaruhi keadaan tersebut diantaranya:  Keadaan hujan.  Luas dan bentuk daerah aliran.  Kemiringan DPS dan dasar sungai.  Daya infiltrasi dan perkolasi tanah.  Kebasahan tanah.  Tataguna lahan, suhu udara, angin, dan evaporasi. Koefisien pengaliran seperti yang disajikan pada tabel berikut, didasarkan pada suatu pertimbangan bahwa koefisien pengaliran sangat tergantung pada faktofaktor fisik.



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V-9



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal Tabel 5.15 Koefisien Pengaliran Tata Guna Lahan Perkantoran Daerah pusat kota Daerah sekitar kota Perumahan Rumah tinggal Rumah susun, terpisah Rumah susun, bersambung Pinggiran kota Daerah industri Kurang padat industri Padat industri  



C   0,7-0,95 0,50-0,70   0,30-0,50



Taman,kuburan



0,10-0,25



Tempat bermain Daerah stasiun KA Daerah tak berkembang Jalan Raya Beraspal Berbeton Berbatu bata Trotoar   Daerah beratap Sumber : Asdak, 2002



0,40-0,60 0,60-0,75 0,25-0,40   0,50-0,80 0,60-0,90  



Tata Guna Lahan Tanah lapang Berpasir, datar, 2% Berpasir, agak rata, 2-7% Berpasir, miring, 7% Tanah berat, datar, 2% Tanah berat, agak datar, 2-7%



C   0,05-0,10 0,10-0,15 0,15-0,20 0,13-0,17 0,18-0,22 0,25-0,35     0,03-0,60 0,20-0,50  



0,20-0,35 0,20-0,40



Tanah berat, miring, 7% Tanah pertanian, 0-30% Tanah kosong Rata Kasar Ladang Garapan Tanah berat, tanpa vegetasi Tanah berat, dengan vegetasi Berpasir, tanpa vegetasi



0,10-0,30   0,70-0,95 0,80-0,95 0,70-0,85 0,75-0,85   0,75-0,95



Berpasir, dengan vegetasi Padang Rumput Tanah berat Berpasir Hutan/bervegetasi Tanah Tidak Produktif, > 30% Rata, kedap air Kasar



0,10-0,25   0,15-0,45 0,05-0,25 0,05-0,25   0,70-0,90 0,50-0,70



0,30-0,60 0,20-0,50 0,20-0,25



Koefisien pengaliran untuk daerah titik potensi embung Mangantal adalah sebesar 0,25 (berpasir dengan vegetasi).



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V - 10



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal Perhitungan Debit RUN-OFF Sungai Mangantal dan Sungai Mangantal



Distribusi Normal dengan Metode Rasional Nilai C



0.25



Hutan dg vegetasi dengan topografi 0-5%



Koef kekasaran (t) Dinding saluran Pasangan batu



Batu kosongan Tanah



Kondisi Plesteran semen halus Beton lapis kayu Pasangan batu bata kosongan Halus, dipasang rata Batu pecah dipasang dalam semen Rata dan dalam keadaan baik Dalam keadaan biasa Dengan batu dan tumbuhan



t 0.06 0.16 0.3 0.16 0.46 0.85 1.3 1.75



Koefisien Kekasaran (n) Manning Dinding saluran Pasangan batu



Batu kosongan



Tanah



Kondisi Plesteran semen halus Plesteran semen dan pasir Beton dilapis baja Beton dilapis kayu Pasangan batu bata kosongan yang baik dan kasar Pasangan batu, keadaan jelek Halus, dipasang rata Batu pecah dipasang dalam semen Kerikil halus, padat Rata dan dalam keadaan baik



n 0.01 0.012 0.012 0.013 0.015 0.02 0.013 0.017 0.02 0.02



5.5.2. Debit Banjir Rencana Berbagai Periode Ulang Hasil perhitungan debit banjir rencana dengan metode Normal, Log Normal Gumbel an Log person III yang selanjutnya akan digunakan untuk perencanaan adalah sebagai berikut : 6



Debit Aliran Run Off Sungai Mangantal : Debit Aliran 5.34 M3/dt dengan kala ulang 1.05 tahunan Debit Aliran 9.71 M3/dt dengan kala ulang 2 tahunan Debit Aliran 12.04 M3/dt dengan kala ulang 5 tahunan Debit Aliran 13.26 M3/dt dengan kala ulang 10 tahunan Debit Aliran 14.26 M3/dt dengan kala ulang 15 tahunan Debit Aliran 14.56 M3/dt dengan kala ulang 20 tahunan Debit Aliran 15.4 M3/dt dengan kala ulang 25 tahunan Debit Aliran 15.85 M3/dt dengan kala ulang 50 tahunan



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V - 11



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal Debit Aliran 16.15 M3/dt dengan kala ulang 75 tahunan Debit Aliran 16.56 M3/dt dengan kala ulang 100 tahunan Debit Aliran 16.84 M3/dt dengan kala ulang 150 tahunan Debit Aliran 17.68 M3/dt dengan kala ulang 200 tahunan Debit Aliran 18.27 M3/dt dengan kala ulang 500 tahunan Debit Aliran 18.27 M3/dt dengan kala ulang 1000 tahunan Kesimpulan evaluasi data curah hujan dari BMKG Tarakan Tahun 2008 – 2018 Sungai Mangantal dengan hulu hutan lindung sebagai daerah tangkapan air untuk DAS sungai diperoleh debit aliran dengan periode ulang terendah yaitu kala ulang satu tahunan sejumlah : Qtotal



= Qsungai mangantal = 5.34 m3/det. = 5.340 ltr/dt



Artinya dengan mengambil 50% dari 5.340 ltr/dt = 2670 ltr/dt dengan kebutuhan air bersih pulau Tarakan sebesar 606.53593 ltr/dt adalah lebih dari cukup.



5.6. KEBUTUHAN AIR BAKU Berdasarkan pada Peraturan Menteri Dalam Negeri Nomor 23 Tahun 2006 Tentang Pedoman Teknis dan Tata Cara Pengaturan Tarif Air Minum BAB I ketentuan umum pasal 1 ayat 8 menyatakan bahwa : “Standar Kebutuhan Pokok



Air



Minum



adalah



kebutuhan



sebesar



10



meter



kubik/kepala



keluarga/bulan atau 60 liter/orang/hari, atau sebesar satuan volume lainnya yang ditetapkan lebih lanjut oleh Menteri yang menyelenggarakan urusan pemerintahan di bidang sumber daya air”. Untuk kebutuhan air minum nasional data dari Departemen Pekerjaan Umum menunjukkan, bahawa kebutuhan air nasional. Sebanyak 272.107 liter perdetik, sedangkan kapasitas air minum eksistingnya sebanyak 105.000 liter perdetik. Direktorat Jenderal Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum membagi lagi standar kebutuhan air minum tersebut berdasarkan lokasi wilayah. a. Pedesaan dengan kebutuhan 60 liter/per kapita/hari.



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V - 12



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal b. Kota Kecil dengan kebutuhan 90 liter/per kapita/hari. c. Kota sedang dengan kebutuhan 110 liter/per kapita/hari. d. Kota besar dengan kebutuhan 130 liter/per kapita/hari. e. Kota Metropolitan dengan kebutuhan 150 liter/per kapita/hari. Seiring dengan pertumbuhan dan perkembangan wilayah akibat tumbuhnya kegiatan ekonomi dan sosial penduduk di suatu daerah telah memberikan berbagai akibat pada proses perubahan tata guna lahan yang sangat cepat secara intensif dan ektensif, baik di pusat kota maupun perdesaan. Proses perubahan ini tidak dapat diimbangi oleh kesetaraan penyediaan dan pelayanan prasarana lingkungan seperti pelayanan air minum, sistem sanitasi, dan sistem penyediaan ruang hijau terbuka. Kecenderungan yang justru terjadi adalah timbulnya penggalian sumber daya lingkungan yang berlebihan serta adanya proses penurunan tingkat pelayanan prasarana lingkungan hidup. Akibat lanjutan dari keadaan di atas adalah terjadinya proses penurunan tingkat pelayanan terutama pada konsentrasi pemukiman di kota-kota besar, terancamnya produktifitas air minum karena semakin terbatasnya sumber daya serta meningkatnya pencemaran sumber air. Dari segi ekonomi, penurunan tingkat pendapatan masyarakat serta meningkatnya biaya pengoperasian akan menjadi kendala tambahan. Untuk pemulihan atau paling tidak mengurangi backlog demand, diperlukan pemecahan berupa efisiensi pada aspek penyediaan anggaran bagi pendanaan pembangunan perluasan fasilitas, pengoperasian dan pemeliharaan. Jadi dapat dikatakan bahwa peningkatan pelayanan air minum dipengaruhi oleh sistem penyediaan fasilitas air minum dan permintaan terhadap air minum. Angka



pertambahan



penduduk



tidak



lepas



dari



data–data



penduduk



sebelumnya. Banyak faktor yang mempengaruhi angka pertambahan penduduk seperti masalah kesehatan, sosial, ekonomi, politik dan lain–lain. Populasi berubah dengan angka–angka kematian, kelahiran dan perpindahan penduduk. Jadi faktor–faktor seperti kelahiran, kematian dan migrasi. Proyeksi penduduk berguna untuk memperkirakan kebutuhan air di masa akan datang dan perkiraan timbulan air buangan akibat pemakain air tersebut, dengan demikian



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V - 13



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal dapat



memberikan



tahap



perencanaan



dan



perkiraan



pembiyaan



pembangunan. Adapun cara–cara yang diambil untuk menghitung proyeksi penduduk tergantung oleh beberapa hal berikut, diantaranya: 



Keadaan dan jenis kota.







Rencana pengembangan kota.







Data kependudukan yang ada.



Pemenuhan kebutuhan air bersih atau air baku untuk rumah tangga merupakan prioritas utama dari rencana operasi embung, analisis kebutuhan air baku didasarkan pada asumsi : 



Indeks kebutuhan air baku adalah 40 - 60 lt/hari/orang.







Laju peningkatan kebutuhan air bersih sejalan dengan peningkatan jumlah penduduk.







Tingkat pertambahan penduduk dihitung berdasarkan laju pertumbuhan penduduk Kecamatan Tarakan Tengah.







Berikut adalah rekapitulasi proyeksi kebutuhan air baku pada tiap embung:



Tabel 5.17 Proyeksi Kebutuhan Air Baku Pada Embung Mangatal



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V - 14



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal No.



Tahun



1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19



2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035



penduduk jiwa 262025 271196 280688 290512 300680 311204 322096 333369 345037 357113 369612 382549 395938 409796 424138 438983 454348 470250



pertumbuhan kebutuhan air % ltr/org/hari 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150 3.50% 150



kebutuhan air ltr/har 39303750 40679381 42103160 43576770 45101957 46680526 48314344 50005346 51755533 53566977 55441821 57382285 59390665 61469338 63620765 65847492 68152154 70537479



kebutuhan air ltr/detik 455 471 487 504 522 540 559 579 599 620 642 664 687 711 736 762 789 816



Keterangan : Lokasi Embung Maya di Kecamatan Tarakan Utara



5.7.



Jumlah penduduk Kota Tarakan



: 262.025 Jiwa (2018)



Kebutuhan Air Kota Sedang



: 150 lt/hr/org



Pertumbuhan penduduk



: 3,5 % (BPS)



Proyeksi jumlah penduduk tahun 2036



: 486709 Jiwa



Proyeksi kebutuhan air baku tahun 2036



: 845 ltr/det



ANALISA TAMPUNGAN EMBUNG Dalam perencanaan embung, perhitungan kapasitas tampungan air efektif sangat diperlukan untuk mengetahui jumlah air yang harus disimpan pada tampungan air embung, agar pada waktu aliran kecil atau kering, air tampungan embung dapat dikeluarkan sebagai pengganti kebutuhan air yang ditetapkan untuk memenuhi kebutuhan air baku bagi penduduk. Pada studi ini untuk menghitung kapasitas tampungan efektif mengunakan metode kurva massa dan hasil survey pengukuran topografi.



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V - 15



Laporan Akhir Feasibility Study Embung Mangatal Analisa kapasitas tampungan berdasarkan buku Pedoman Kriteria Desain Embung Kecil terdiri dari tampungan sedimen dan tampungan efektif. Elevasi minimum operasi tampungan adalah elevasi dead storage. Dengan elevasi dasar embung, maka tinggi tampungan sedimen dapat ditentukan untuk masingmasing embung. Untuk tampungan efektif embung dihitung berdasarkan rumus simulasi tampungan/keseimbangan air di waduk dengan dasar perhitungan sebagai berikut : I - O = ds/dt atau secara rinci adalah : Vt =



Vt-1 + It + Rt - Et - Ot - Ost



Dengan : I



= Inflow setiap satuan waktu, m3



O



= Outflow setiap satuan waktu, m3



ds/dt = Perubahan tampungan setiap satuan waktu, m 3 Vt



= Tampungan embung pada periode t



Vt-1



= Tampungan embung pada periode t-1



It



= Inflow embung pada periode t



Rt



= Hujan yang jatuh di atas permukaan embung, pada period t



Et



= Kehilangan air akibat evaporasi pada periode t



Ot



= Total kebutuhan air



Ost



= Outflow dari pelimpah



Proses perhitungan berulang sampai ditemukan tampungan awal operasi = kondisi tampungan akhir operasi. Hasil perhitungan simulasi embung Mangatal, dapat dilihat pada tabel berikut :



UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Jl. Amal Lama no.1, Kel. Pantai Amal, Kec. Tarakan Timur Kalimantan Utara



V - 16



Perhitungan Evapotranspirasi (ETo) EMBUNG MANGATAL Dengan Metode Penman dari Nedeco/Prosida No 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13



Data Dasar Suhu Udara Kelembaban Relatif (h) Kecepatan Angin Penyinaran Matahari (n/D) Lintang Albedo ( r ) Perhitungan Metode Penman Tekanan Uap Jenuh (e) Angka Angot (RA) Radiasi Gelombang Pendek (RC ) RI = Rc (1 - r) Suhu absolut ( Ta ) Tekanan Uap Sebenarnya (ea) (e - ea) Radiasi benda hitam Stefan-Boltzman (s Ta4 ) RB Heat Budget (H) Ea Eo Evaporasi Potensial ( ETo )



Satuan o



C % m/det % o



LS



Jan



Feb



Mar



April



Mei



Juni



Juli



Agst



Sept



Okt



Nov



Des



25.90 87.25 0.42 44.63 7.53 0.25



26.40 86.75 0.34 50.88 7.53 0.25



25.88 87.00 0.28 47.13 7.53 0.25



25.95 88.00 0.28 55.75 7.53 0.25



25.48 88.00 0.34 65.25 7.53 0.25



25.03 88.50 0.29 59.00 7.53 0.25



23.95 87.00 0.42 67.25 7.53 0.25



23.85 87.25 0.50 64.25 7.53 0.25



24.85 85.50 0.48 60.38 7.53 0.25



25.43 87.75 0.50 48.63 7.53 0.25



25.75 87.50 0.30 43.88 7.53 0.25



25.95 87.25 0.27 48.50 7.53 0.25



27.13 956.29 501.82 376.36 299.40 23.53 3.59 943.36 55.24 321.12 0.86 4.03



27.59 922.41 465.36 349.02 298.88 24.00 3.59 936.82 50.15 298.87 0.82 3.77



27.28 858.53 473.09 354.82 298.95 24.01 3.27 937.70 56.17 298.65 0.75 3.72



28.51 780.94 470.40 352.80 298.48 25.09 3.42 931.81 56.74 296.06 0.82 3.74



28.05 739.65 420.56 315.42 298.03 24.82 3.23 926.21 53.76 261.66 0.74 3.31



27.43 758.41 465.02 348.77 296.95 23.87 3.57 912.85 63.21 285.56 0.91 3.68



28.35 817.24 487.85 365.89 296.85 24.74 3.62 911.63 56.64 309.25 0.98 3.98



28.35 888.59 511.87 383.91 297.85 24.24 4.11 923.97 57.35 326.55 1.09 4.24



28.05 936.24 479.92 359.94 298.43 24.61 3.44 931.19 48.27 311.67 0.93 3.97



27.74 943.88 459.62 344.72 298.75 24.27 3.47 935.19 46.71 298.01 0.81 3.75



27.59 943.94 483.20 362.40 298.95 24.07 3.52 937.70 50.85 311.55 0.79 3.89



2.82



2.64



2.60



2.61



2.32



2.58



2.79



2.97



2.78



2.62



2.72



mm Hg 26.36 kal/cm2/hr951.41 kal/cm2/hr467.14 350.36 o ( Kelvin298.90 ) mm Hg 23.00 mm Hg 3.36 937.07 52.57 2 297.79 kal/cm /hr 0.86 mm/hr 3.78 mm/hr



2.65



V-17



PERHITUNGAN ALIRAN TOTAL EMBUNG MANGATAL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18



Bulan Hujan Bulanan (Rb) Evaporasi potensial (PET) Tampungan Kelengasan Awal (Wo) Ratio tampungan tanah (Wi) Ratio Rb/PET Ratio AET/PET AET = (AET/PET)xPETxKoef.Reduksi Neraca Air Ratio kelebihan kelengasan Kelebihan kelengasan Perubahan Tampungan Tampungan Air Tanah Tampungan air tanah awal Tampungan air tanah akhir Aliran air tanah Larian langsung (DRO) Aliran total



Jan 328.38 2.65 200 0.220161158 124.1414561 1 1.322611432 327.0592067 0.01 3.270592067 323.7886147 1.635296034 2 3.635296034 1.817648017 1.635296034 3.452944051



Feb 278.85 2.82 187.6881787 0.206608234 98.79875203 1 1.411225039 277.4433204 0.01 2.774433204 274.6688872 1.387216602 2 3.387216602 1.693608301 1.387216602 3.080824903



Mar 346.65 2.64 200.9447202 0.221201111 131.5138476 1 1.317939334 345.3366061 0.01 3.453366061 341.8832401 1.726683031 2 3.726683031 1.863341515 1.726683031 3.590024546



Aprl 350.88 2.60 200 0.2201612 134.85907 1 1.3009204 349.5809 0.01 3.495809 346.08509 1.7479045 2 3.7479045 1.8739522 1.7479045 3.6218567



Mei 360.99 2.61 200 0.2201612 138.06796 1 1.3072943 359.68361 0.01 3.5968361 356.08678 1.7984181 2 3.7984181 1.899209 1.7984181 3.6976271



Jun 270.39 2.32 200 0.2201612 116.6026 1 1.1594549 269.23145 0.01 2.6923145 266.53914 1.3461573 2 3.3461573 1.6730786 1.3461573 3.0192359



Jul 375.10 2.58 200 0.2201612 145.6387 1 1.2877758 373.81222 0.01 3.7381222 370.0741 1.8690611 2 3.8690611 1.9345306 1.8690611 3.8035917



Agst 302.60 2.79 200 0.2201612 108.59541 1 1.3932449 301.20676 0.01 3.0120676 298.19469 1.5060338 2 3.5060338 1.7530169 1.5060338 3.2590507



Septy 318.65 2.97 200 0.2201612 107.30064 1 1.4848256 317.16063 0.01 3.1716063 313.98902 1.5858031 2 3.5858031 1.7929016 1.5858031 3.3787047



Okt 359.53 2.78 200 0.2201612 129.23394 1 1.390994 358.13628 0.01 3.5813628 354.55492 1.7906814 2 3.7906814 1.8953407 1.7906814 3.6860221



Nov 340.11 2.62 200 0.2201612 129.63063 1 1.3118392 338.79725 0.01 3.3879725 335.40928 1.6939863 2 3.6939863 1.8469931 1.6939863 3.5409794



V-18



Des 409.99 2.72 200 0.2201612 150.69862 1 1.3603008 408.63061 0.01 4.0863061 404.5443 2.043153 2 4.043153 2.0215765 2.043153 4.0647296



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



Bulan Curah Hujan bulanan Rj (mm) Koefisien pengaliran Cj Luas tadah hujan A (ha) Aliran masuk ke embung V (m3) Penguapan Tampungan bersih (m3) Infiltrasi (m3) ==>geomembran Aliran masuk (m3) Total aliran masuk (m3)



Nov 340.109 1.000 2.273 7,730.793 59.637 7,671.156 0.000 7,671.156



Des Jan 409.991 328.382 1.000 1.000 2.273 2.273 9,319.230 7,464.228 61.840 60.127 9,257.390 7,404.101 0.000 0.000 9,257.390 7,404.101



TAMPUNGAN EMBUNG MANGATAL METODE RASIONAL Feb Mar Apr 278.855 346.655 350.882 1.000 1.000 1.000 2.273 2.273 2.273 6,338.457 7,879.573 7,975.661 64.155 59.914 59.141 6,274.301 7,819.659 7,916.520 0.000 0.000 0.000 6,274.301 7,819.659 7,916.520 46,343.127



Mei 360.991 1.000 2.273 8,205.444 59.430 8,146.013 0.000 8,146.013



Jun 270.391 1.000 2.273 6,146.075 52.710 6,093.366 0.000 6,093.366



Jul 375.100 1.000 2.273 8,526.148 58.543 8,467.605 0.000 8,467.605



Agst 302.600 1.000 2.273 6,878.199 63.338 6,814.861 0.000 6,814.861



Sept 318.645 1.000 2.273 7,242.917 67.501 7,175.416 0.000 7,175.416



Okt 359.527 1.000 2.273 8,172.175 63.236 8,108.939 0.000 8,108.939 91,149.327



SIMULASI PENGISIAN AIR TAMPUNGAN EMBUNG MANGATAL 1 2 3 4 5 6



Suplesi Air (l/det) hari hujan dalam 1 bulan intensitas hujan (mm/jam) lama hujan perhari (jam) luas embung (m2) volume embung (m3) Luas embung H/2 (Ha) 3



7 volume pengisian(m /jam) 8 9 10 11



3



Suplesi (m /jam) waktu pengisian (jam) waktu pengisian (hari) waktu pengisian (bulan)



100.00 15.00 8.28 0.50 35384.00 206984.51 3.54



14.00 8.28 0.50 35384.00 206984.51 3.54



13.00 12.00 11.00 8.28 8.28 8.28 0.50 0.50 0.50 35384.00 35384.00 35384.00 206984.51 206984.51 206984.51 3.54 3.54 3.54



10.00 9.00 8.28 8.28 0.50 0.50 35384.00 35384.00 206984.51 206984.51 3.54 3.54



8.00 8.28 0.50 35384.00 206984.51 3.54



7.00 8.28 0.50 35384.00 206984.51 3.54



6.00 8.28 0.50 35384.00 206984.51 3.54



5.00 8.28 0.50 35384.00 206984.51 3.54



4.00 8.28 0.50 35384.00 206984.51 3.54



292.84



292.84



292.84



292.84



292.84



292.84



292.84



292.84



292.84



292.84



292.84



292.84



360000.00 0.57 1.15 0.08



360000.00 0.57 1.15 0.08



360000.00 0.57 1.15 0.09



360000.00 0.57 1.15 0.10



360000.00 0.57 1.15 0.10



360000.00 0.57 1.15 0.11



360000.00 0.57 1.15 0.13



360000.00 0.57 1.15 0.14



360000.00 0.57 1.15 0.16



360000.00 0.57 1.15 0.19



360000.00 0.57 1.15 0.23



360000.00 0.57 1.15 0.29



V-19



1 2 3 4 5



BULAN VOLUME PENGISIAN (M3) PENGUAPAN (M3) DISTRIBUSI AIR ke WTP 50 lt/dt (M3) SISA TAMPUNGAN (M3)



NOV 2,702,196.3 92.8 180,000.0 2,522,103.5



DES 2,522,049.9 96.3 180,000.0 2,341,953.6



JAN 2,341,903.5 93.6 180,000.0 2,161,809.9



NERACA AIR EMBUNG MANGATAL FEB MAR APR MEI JUN JUL AGS 2,161,757.1 1,981,610.6 1,801,464.2 1,621,317.8 1,441,171.4 1,261,024.9 1,080,878.5 99.9 93.3 92.1 92.5 82.1 91.1 98.6 180,000.0 180,000.0 180,000.0 180,000.0 180,000.0 180,000.0 180,000.0 1,981,657.2 1,801,517.4 1,621,372.1 1,441,225.3 1,261,089.3 1,080,933.8 900,779.9



SEP 900,732.1 105.1 180,000.0 720,627.0



V-20



OKT 720,585.7 98.4 180,000.0 540,487.2