![Modul B6 (Neraca Air) [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/modul-b6-neraca-air.jpg)
11 0 4 MB
Kata Pengantar Sesuai dengan ToR dalam kegiatan TA BWRM khususnya untuk Hydrologist, perlu untuk mereview modul pelatihan hidrologi sebagai modul pelatihan 2(1) Hidrologi Dasar Pada tahun 2010 dan 2012, DUWRMT (Dissemination Unit of Water Resources Management and Technology) telah menyusun modul pelatihan pengelolaan hidrologi yang terdiri atas : Modul Pelatihan Pengelolaan Hidrologi I (2010): A. Pendahuluan B. Program Pengelolaan Hidrologi C. Perencanaan Jejaring Pemantauan Hidrologi Lampiran : Modul Tatacara Rasionalisasi Pos Hidrologi D. Pembangunan Pos Hidrologi Lamp. 1 : Tatacara Penentuan Lokasi dan Pembangunan Pos Klimatologi Lamp. 2 : Tatacara Pembangunan Pos Duga Air Tipe Konsol di sungai/ saluran terbuka E. Pemantauan/monitoring, O&P Lampiran : O&P Peralatan Hidrologi F. Pengukuran Debit G. Pengmbilan Sampel Air Sedimen Modul Pelatihan Pengolahan Data Hidrologi 2 (2010/2012): A. Program Pengolahan dan Publikasi Data Hidrologi B. Digitasi grafk dan Tabulasi data Lampiran : Buku Petunjuk Penggunaan Aplikasi HITA C. Validasi Data hidrologi D. Pembuatan dan Modifikasi Rating Curve E. Pembuatan Rating Sedimen F. Pengolahan Data Debit, Hujan dan Klimat G. Publikasi Data Debit, Hujan dan Klimat Modul Pelatihan Pelatihan Hidrologi Tingkat 3 (2012): Analisis Curah Hujan Analisis Banjir Rencana Analisis Debit Andalan - Ketersediaan Air Perhitungan Evapotranspirasi Database Hidrologi dan Informasi Sistem Informasi Hidrologi Kalibrasi dan Verifikasi model parameter Peramalan dan Peringatan Dini Banjir (FFWS) Untuk melengkapi modul tersebut selain mengacu pada SNI, Prosedur mutu dan Instruksi kerja Pengelolaan Hidrologi, modul pelatihan hidrologi dari CDTA 7849INO: Water Resources and River Basin Management, digunakan pula pedoman Pengelolaan Hidrologi yang disusun pada saat BWRM-JIWMP tahun 2002.
1
2
Sesuai dengan program pelatihan dan tahapan kegiatan pengelolaan hidrologi, maka dalam rangka penyusunan review modul pengelolaan hidrologi sebagai modul pelatihan 2(1), dikelompokan menjadi dua yaitu: - modul pelatihan pengelolaan hidrologi tingkat dasar - modul pelatihan pengelolaan hidrologi tingkat lanjutan, Masing-masing modul pelatihan tersebut terdiri atas beberapa sub-modul yang disesuaikan dengan kegiatan yang perlu dilakukan di masing-masing tahapan kegiatan pengelolaan hidrologi seperti terlihat pada uraian dibawah ini
A. Modul Pengelolaan Hidrologi Tingkat Dasar, terdiri atas 11 sub modul yaitu :
o
A1 Program Pengelolaan Hidrologi
o
A2 Perencanaan Jaringan Pos HIdrologi
o
A3 Pembangunan Pos Hidrologi
o
A4 O&P peralatan hidrologi
o
A5 Pengukuran debit
o
A6 Pengambilan Sample Sedimen
o
A7 Pembuatan dan modifikasi garis lengkung debit
o
A8 Pembuatan garis lengkung sedimen
o
A9 Pengolahan data Pos Duga Air
o
A10 Pengolahan data Pos Klimatologi dan Curah Hujan
o
A11 Inspeksi dan Monitoring Pengelolaan Hidrologi
B. Modul Pengelolaan Hidrologi Tingkat Lanjutan/Analisa data hidrologi, terdiri atas 8 Sub-modul yaitu: o
B1 Verifikasi dan Validasi
o
B2 Analisa data curah hujan
o
B3 Perhitungan Probable Maximum Precipitation (PMP)
o
B4 Perhitungan debit andalan
o
B5 Perhitungan Evapotranspirasi
o
B6 Perhitungan Neraca Air
o
B7 Perhitungan debit banjir
o
B8 Peramalan dan peralatan sistem peringatan dini banjir.
Sehubungan dengan keputuan dari MK pada tanggal 18 Pebruari 2015 tentang pembatalan UU no 7 tentang SDA dan menyatakan UU no 11 tahun 1974 tentang Pengairan berlaku kembali, maka Revew modul pelatihan ini telah disesuaikan dengan berlakunya UU no 11 thn 1974 dan Permen PUPR tahun 2015 yang terkait dengan kegiatan pengelolaan hidrologi.
3
Semoga modul pelatihan ini dapat menunjang pelaksanaan kegiatan pengelolaan hidrologi dan bermanfaat dalam rangka peningkatan kinerja pengelolaan hidrologi di masing-masing unit pengelola.
Daftar isi Bab hal Kata Pengantar ................................................................................................................ ....................... i Daftar isi ............................................................................................................................. ................... iii Daftar Tabel ........................................................................................................................ ...................iv Daftar Gambar..................................................................................................................... ...................iv Daftar Lampiran ................................................................................................................. ....................iv 1.
Pendahuluan.............................................................................................. 1 1.1
Latar Belakang........................................................................................... 1
1.2
Acuan Normatif.......................................................................................... 2
1.3
Maksud dan tujuan penyusunan modul.....................................................2
1.4
Istilah dan definisi..................................................................................... 2
2
Kegiatan Pengumpulan data......................................................................4
3
Analisa Data ketersediaan dan kebutuhan air............................................9 3.1
Perhitungan ketersediaan Air/debit andalan..............................................9
3.2
Perhitungan kebutuhan air.........................................................................9
3.2.1 Perhitungan kebutuhan air untuk irigasi...............................................9 A.
Perhitungan kebutuhan irigasi dilakukan dengan menggunakan perhitungan berdasarkan KP-01...................................................11
B.
Perhitungan kebutuhan irigasi dilakukan dengan menggunakan nilai satuan kebutuhan air tahun berjalan atau existing..............13
3.2.2 ....................................................................Kebutuhan air untuk Domestik ................................................................................................................. 19 3.2.3 Kebutuhan air untuk Perikanan..........................................................20 3.2.4 Kebutuhan air untuk Peternakan........................................................21 3.2.5 Kebutuhan air baku untuk Air Minum (PDAM).....................................22 3.2.6 Kebutuhan air untuk Industri,.............................................................22
4
3.2.7 Kebutuhan air untuk pemeliharaan sungai.........................................22 4
Penyusunan Neraca Air............................................................................24 4.1
Penyusunan Skematik Tata Air.................................................................24
4.2
Perhitungan neraca air.............................................................................25
5
Daftar Tabel Tabel no hal 1
Data dan informasi yang perlu dikumpulkan untuk menyusun Neraca Air............................
2
Data Katam untuk MT 2 thn 2015, Kab Grobgan....................................................................
3
Koefisen Pertumbuhan Tanaman (kc)...................................................................................
4
Kebutuhan Air di sawah untuk diseluruh DI di provinsi DIY................................................ ...
5
Batasan nilai FPR............................... ......................................................... ....................... .....
6
Hasil konversi ini disebut Luas Palawija Relatif (LPR)................................... .........................
7
Nilai kebutuhan air untuk keperluan Rumah Tangga.................................. ..........................
8
Kebutuhan Air Domestik dan Non Domestik................................................ .........................
9
Kebutuhan air tawar untuk pengenceran air payau................................ ...............................
10
Kebutuhan air untuk berbagai jenis ternak........................................................... .................
11
Kebutuhan Air Industri untuk beberapa jenis Industri ..........................................................
Daftar Gambar Gbr no hal 1
Perkiraan Sifat dan awal musim hujan dari BMKG................................... .............................. .
2
Peta Kalender Tanam (Katam) MT2 - 2015 dari Balitbang Pertanian.....................................
3
Skematik sistem tata air.................................................................... ............................ .........
4
Volume effektif waduk (tanpa dan dengan pintu pelimpah)................................................ .
5
Pola Operasi waduk................................ ............................................ ............................... .....
6
6
Karakteristik waduk................................... .................................. ...................................... .....
Daftar Lampiran Lamp no hal 1 Tatacara Penyusunan Skematik Tata air 2
Perhitungan Ketersediaan air di masing-masing titik/node..................................................
3
Tatacara Penyusunan Neraca Air dengan program excel.....................................................
7
Modul Pelatihan 2(1) 2014
Perhitungan Neraca Air 1.
Pendahuluan 1.1
Latar Belakang
Kekuasaan atas air oleh negara, diamanatkan penyelenggaraannya kepada pemerintah melalui UUNo 11/1974 tentang Pengairan. Karena alasan inilah Pemerintah selaku pemegang amanat penguasaan negara atas air, berkewajiban melakukan tindakan pengaturan dan pengelolaan air dan sumber air agar kebutuhan manusia akan air dapat dihormati, dilindungi dan dipenuhi. Dengan pengelolaan air serta sumber air yang profesional diharapkan dapat menjamin ketersediaan air pada jaringan sumber air (sungai, danau, telaga, waduk, rawa, dan cekungan air tanah) dan dapat mendayagunakan secara adil, berkelanjutan, dan terkendali baik kuantitas maupun kualitasnya. Pengalokasian air merupakan rangkaian tindakan meliputi: tindakan untuk mengatur jatah/kuota air yang sesuai dengan jenis penggunaan air dan upaya agar senantiasa dapat memenuhi jumlah dan mutu air yang sesuai dengan hak yang dijamin oleh negara. Berdasarkan pasal 3 dan 4 ayat (1) PP No 22 Tahun 1982 tentang Tata Pengaturan Air, menyatakan bahwa pengelolaan air dan/atau sumber-sumber air didasarkan pada kesatuan wilayah tata pengairan yang ditetapkan berdasarkan wilayah sungai. dan sesuai dengan pasal 4 Permen PUPR no 04/PRT/M/2015, tentang Kriteria dan penetapan wilayah sungai, menyatakan bahwa Pengelolaan sumber daya air untuk air permukaan dilakukan oleh Pemerintah Pusat, pemerintah daerah provinsi, dan pemerintah daerah kabupaten/kota berdasarkan wilayah sungai Dalam rangka pelaksanaan wewenang dan tanggung jawab pengelolaan air dan sumber air termasuk urusan penyediaan dan pengalokasian air, sejak tahun 2005 Pemerintah (Pusat) membentuk Unit Pelaksana Teknis (UPT) Pengelolaan Sumber Daya Air untuk melaksanakan tugas dan bertanggung jawab terhadap pengelolaan air dan sumber air di setiap Wilayah Sungai (WS) yang menjadi kewenangan Pusat, dengan nama Balai Besar Pengelolaan Wilayah Sungai (BBWS/BWS) dan merupakan organ pelaksana Pemerintah (Pusat). Demikian pula pada beberapa provinsi Dinas PU setempat telah membentuk UPT dengan nama Balai Pengelolaan Sumber Daya Air (BPSDA) yang bertugas dan bertanggung jawab dalam pelaksanaan kegiatan pengelolaan air dan sumber air pada WS yang menjadi kewenangan provinsi dan berada dalam wilayah kerjanya. Perencanaan alokasi air pada tingkat WS ataupun tingkat DAS merupakan upaya menyeluruh yang dilandasi pada kebijakan yang bertujuan untuk menegakkan lima prinsip sebagai berikut: 1) Keadilan; yaitu mengalokasikan air dengan adil dan proporsional di antara kelompok jenis penggunaan, keadilan antar wilayah administrasi, serta keadilan antara daerah hulu dan hilir. 2) Perlindungan lingkungan; yaitu mengalokasikan sejumlah air tawar untuk kebutuhan ekosistem dan termasuk untuk mengakomodasi kebutuhan sedimen transport, resapan air tanah, penguraian limbah dan kelestarian ekosistem di muara.
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
1
Modul Pelatihan 2(1) 2014 3) Prioritas pembangunan; mengalokasikan air untuk mendukung kebutuhan pembangunan ekonomi dan sosial, diantaranya untuk mendukung prioritas strategis dan melindungi dependensi kebutuhan yang sudah ada. 4) Keseimbangan antara pasokan dan permintaan air; yaitu menyeimbangkan pasokan air dengan tuntutan kebutuhan yang bersifat dinamis, khususnya untuk mengelola variabilitas pasokan alami air, dan untuk menghindari atau mencegah seringnya terjadi defisit air yang tak terduga. 5) Mempromosikan efisiensi penggunaan air; yaitu mempromosikan secara terus menerus kepada para pengguna air agar mereka tergerak dan mampu berprakarsa melakukan efisiensi dalam penggunaan air Rencana Alokasi Air Tahunan (RAAT) pada dasarnya adalah rancangan alokasi air tahunan berdasarkan neraca air yang seimbang antara ramalan kemungkinan (probabilitas) ketersediaan air dengan rencana penggunaan air untuk periode satu tahun kedepan. Manfaat neraca air adalah untuk mengetahui apakah akan terjadi kondisi kekurangan air, sehingga dapat mewaspadai untuk kemungkinan akan terjadinya kerawanan terhadap kekeringan.
1.2
Acuan Normatif - SNI 03-3412-1994 : Perhitungan debit sungai harian - RSNI 3 6738:TTTT : Perhitungan Debit Andalan air Sungai dengan kurva durasi debit - RSNI 4 : Tata Cara Perhitungan Debit Andalan air Sungai dengan analisis lengkung kekerapan - Pd T-06-2004-A : Peramalan Debit aliran sungai
1.3
Maksud dan tujuan penyusunan modul
Maksud dari penyusunan modul adalah: untuk memberikan pembekalan kepada para pengelola hidrologi tentang tatacara penyusunan neraca air yang sesuai dengan prosedur dan instruksi kerja jaminan mutu pengelolaan hidrologi, Modul ini disusun dengan tujuan untuk peningkatan kompetensi para pengelola hidrologi dalam melaksanakan analisa neraca air yang sesuai dengan standar dan akan menghasilkan informasi yang akurat sebagai data penunjang untuk pelaksanaan kegiatan pengelolaan SDA.
1.4
Istilah dan definisi
Istilah dan definisi yang berkaitan dengan modul ini adalah: 1) Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. 2) Debit adalah jumlah volume air yang mengalir melewati suatu penampang melintang saluran atau sungai per satuan waktu 3) Debit Andalan adalah besarnya debit tertentu yang kejadiannya dihubungkan dengan probabilitas atau kala ulang tertentu 4) Debit simulasi adalah debit yang dihasilkan dari simulasi hujan limpasan 5) Debit observasi adalah debit yang diperoleh dari pencatatan tinggi muka air di pos duga air setelah dikonversi oleh lengkung aliran
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
2
Modul Pelatihan 2(1) 2014 6) Kala ulang adalah selang waktu pengulangan suatu kejadian pada kurun waktu tertentu (T). 7) Kurva durasi adalah lengkung yang menunjukkan hubungan kumulatif frekuensi atau persen waktu dan debit 8) Lengkung kekerapan adalah lengkung yang menunjukkan hubungan kumulatif frekwensi atau persen waktu dan debit. 9) Probabilitas adalah kemungkinan terjadinya variabel debit air di sungai yang lebih besar atau lebih kecil dari debit tertentu (). 10) Sungai adalah alur atau wadah air alami dan atau buatan berupa jaringan pengaliran air beserta air di dalamnya, mulai dari hulu( mata air) sampai muara, dengan dibatasi kanan dan kiri oleh garis sempadan 11) Peramalan adalah menaksir sesuatu besaran yang diperkirakan akan terjadi pada saat tertentu di masa mendatang dengan batasan waktu yang jelas 12) Ramalan sederhana adalah ramalan yang sederhana dan dapat dilakukan secara mudah oleh orang awam 13) Verifikasi ramalan adalah penetapan ketelitian ramalan dengan analisis statistik terhadap galat peramalan. 14) Galat peramalan adalah selisih antara nilai besaran yang diramalkan dan nilai sebenarnya yang diamati. 15) Aliran dasar adalah aliran yang berasal dari airr hujan yang masuk ke dalam tanah dan keluar ke palung sungai. 16) Aliran rendah adalah debit aliran sungai pada saat tidak ada hujan, atau pada musim kemarau.
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
3
Modul Pelatihan 2(1) 2014
2 Kegiatan Pengumpulan data Data yang perlu dikumpulkan untuk menunjang pelaksanaan penyusunan neraca air di suatu DAS dan atau Wilayah sungai adalah sebagai berikut: Tabel 1 Neraca Air
N o I
Data dan informasi yang perlu dikumpulkan untuk menyusun
Data dan informasi yang diperlukan
Kegunaan
Data yang terkait dengan Penyusunan Sistem Alokasi Air 1
Peta topografi DAS/WS serta batas administrasi
Untuk menunjang analisa hidrologi dan penyusunan skematik tata air dan modul Alokasi Air (AA)
2
Data lokasi jaringan hidrologi (termasuk lokasi bendung teknis), lokasi pemanfaat SDA (legal maupun ilegal) yang berada dalam sistem tata air yang akan dibangun.
Untuk membangun skematik sistem AA
3
Ploting seluruh lokasi tersebut diatas dalam peta topografi dan batas DAS/SubDAS
Untuk menunjang peramalan debit/ketersediaan air
4
Luas catchment area dari masingmasing sub DAS (pada titik-titik pos duga air maupun lokasi bangunan pemanfaat SDA)
Untuk menunjang perhitungan rainfallrunoff (jika diperlukan)
II
Data yang terkait dengan perhitungan ketersediaan air
1
Data debit sungai dengan periode pengamatan panjang (>10 thn) pada bangunan ukur maupun pos duga air
Untuk menetapkan debit andalan (dependable flow) atau debit kemungkinan (probabilitas) lainnya
2
Data hujan periode pengamatan panjang (>10 thn) serta data klimatologi
Untuk analisa hujan-limpasan (rainfallrunoff) jika data debit tidak tersedia atau data debit kurang panjang pengamatannya ( 1.000.000
– 120 - 150 150 - 200
Catatan: Kehilangan Air : 6 % (Proses), 25 % (Tidak Terhitung) Sumber:Dirjen Cipta Karya, DPU, 2006,”Unit Pelayanan”, Materi Pelatihan Penyegaran SDM Sektor Air Minum (Peningkatan Kemampuan Staf Profesional Penyelenggara SPAM)
Tabel 8 Kebutuhan Air Domestik dan Non Domestik N o
Uraian
Kriteria
1.
Penduduk dilayani
Data PDAM Atau 80% – 90% dari jml penduduk
2.
Sambungan Rumah (SR)
Data PDAM Atau 70% - 90% dari jml penduduk dilayani
3.
Hidran Umum (HU) / Kran Umum (KU)
Data PDAM Atau 10% - 30% dari jml SR Atau 30 liter/orang/hari
4.
Kebutuhan Air Non Domestik
Data PDAM Atau 20% dari kebutuhan domestik
5.
Jumlah Jiwa setiap SR
Data PDAM Atau 5 – 7 Jiwa
6.
Jumlah Jiwa setiap KU/HU
Data PDAM Atau 50 – 100 Jiwa
Keterangan Disesuaikan dengan perkembangan penduduk
Disesuaikan dengan perkembangan daerah rencana
Sumber : Ditjen SDA, 2004
Catatan : Banyaknya jumlah penduduk yang menggunakan air untuk memennuhi kebutuhan rumah tangga perlu diperhitungkan/hanya yang bermukim dekat dengan sungai/ sumber air lainnya
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
22
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Besarnya debit yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan air untuk domistik sangat tergantung pada jumlah penduduk.
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
23
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Pertumbuhan penduduk dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut ini: P r N P0
1/ n
1
PN P0 (1 r ) n Keterangan : r : Laju Pertumbuhan Penduduk PN : Jumlah Penduduk Tahun ke N P0 : Jumlah Penduduk Awal Tahun Perhitungan n : Selisih Tahun dari Tahun ke N terhadap Tahun Awal Besarnya kebutuhan air dapat dihitug dengan persamaan sbb:
Khusus untuk daerah Perkotaan yang telah dikelola oleh PDAM, maka kebutuhan air domestik dapat menggunakan data pengambilan/debit yang sesuai dengan SIPA dari masing-masing PDAM. 3.2.3 Kebutuhan air untuk Perikanan Perhitungan kebutuhan air untuk perikanan tergantung dari luas kolam dan tipe dari perikanan tersebut Perikanan merupakan kegiatan yang banyak sekali menggunakan air karena tentu untuk menggenangi kolam budidaya ikan diperlukan air dalam volume besar agar tercipta tempat hidup yang cocok untuk perkembangan ikan. Kebutuhan ini dimaksudkan pada saat awal tanam dan pergantian air. Setiap jenis budidaya ikan akan berbeda pola penggunaan airnya, misalnya untuk ikan lele dumbo memerlukan 1x dalam sebulan sedangkan ikan gurame perlu 1 minggu sekali. Rumus yang digunakan : Q = q/1.000 x A x 10.000 Dimana : Q : Kebutuhan Air Perikanan (m3/hari) q : Kebutuhan Air Pembilasan 1/3 tinggi genangan atau 7 mm/hari/ha (Sumber : Sri Najiyanti (1992), Triatmodjo (1998)
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
24
Modul Pelatihan 2(1) 2014 A : Luas Kolam (ha)
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
25
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Untuk perikanan air payau, kebutuhan air tawar untuk pengenceran air asin seperti terlihat pada tabel 9 dibawah ini Tabel 9
Kebutuhan air tawar untuk pengenceran air payau Kebutuhan Air Tawar (liter/detik/ha) Semi Intensif
Intensif
3,9
5,9
Sumber : Delft Hydraulics & Puslitbang Air (1989)
Khusus pemanfaat SDA yang telah memperoleh SIPA, maka kebutuhan air dapat digunakan data pengambilan/debit yang sesuai dengan SIPA dari masing-masing Pemanfaat
3.2.4 Kebutuhan air untuk Peternakan Kebutuhan air untuk berbagai ternak umumnya diperhitungkan dengan pendekatan sbb: QE = q(1) x P(1) + q(2) x P(2) + q(3) x P(3) Dimana : QE q (1) q(2) q(3) P(1) P(2) P(3)
: : : : : : :
Kebutuhan Air Ternak (liter/hari) Kebutuhan Air Sapi, Kerbau, Kuda (liter/ekor/hari) Kebutuhan Air Kambing, Domba (liter/ekor/hari) Kebutuhan Air Unggas (liter/ekor/hari) Jumlah Sapi, Kerbau, Kuda (ekor) Jumlah Kambing, Domba (ekor) Jumlah Unggas (ekor)
Tabel Kebutuhan air untuk beberapa jenis ternak dapat dilihat pada tabel berikut ini. Tabel 10
Kebutuhan air untuk berbagai jenis ternak Jenis Ternak
KebutuhanAir (liter/ekor/hari)
Sapi/Kerbau/ Kuda
40
Kambing/ Domba
5
Babi
6
Unggas
0,6
Sumber : Penyusunan Neraca SDA Spasial, 2011 Khusus peternak yang telah memperoleh SIPA, maka kebutuhan air dapat digunakan data pengambilan/debit yang sesuai dengan SIPA dari masingmasing peternak
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
26
Modul Pelatihan 2(1) 2014 3.2.5 Kebutuhan air baku untuk Air Minum (PDAM) Kebutuhan air baku untuk air minum (PDAM) diberikan sesuai dengan SIPA yang diberikan atau jika belum termanfaatkan secara penuh diberikan sesuai instalasi terpasang. 3.2.6 Kebutuhan air untuk Industri, Pemberian air untuk industri diberikan sesuai dengan SIPA yang diberikan atau jika belum termanfatkan secara penuh diberikan sesuai instalasi terpasang. Kebutuhan air untuk industri sangat bervariasi tergantung dari jenis dan karakteristik industri tersebut. Tabel 11
Kebutuhan Air Industri untuk beberapa jenis Industri
Sumber : Pedoman Konstruksi dan Bangunan, Dep. PU.
Khusus untuk industri yang telah memperoleh SIPA, maka kebutuhan air dapat digunakan data pengambilan/debit yang sesuai dengan SIPA dari masing-masing industri 3.2.7 Kebutuhan air untuk pemeliharaan sungai. Dalam rangka untuk menjaga kelestarian aneka ragam hayati dalam sumber air, maka diperlukan terjaganya ketersediaan debit sungai/debit minimum yang harus tersedia di sungai dari hulu sampai muara sungai, hal ini tercermin pada pasal 43 Permen PUPR No 09/PRT/M/2015 tentang penggunaan sumber daya air, yaitu “keberlanjutan fungsi sumber air diwujudkan oleh pengelola sumber daya air dengan mengamankan fungsi utama sumber air, diantaranya adalah menjaga tempat hidup biota air dengan cara mengalokasikan pengaliran air agar tercipta lingkungan yang sesuai dengan kebutuhan biota air”. Kebutuhan air untuk pemliharaan sungai ini dikategorikan sebagai kebutuhan non konsumtif, dan besarnya ditetapkan berdasarkan kesepakatan/ konsensus dalam agenda rapat TKPSDA. Perhitungan debit minimum sungai dapat dilakukan dengan berbagai metode diantaranya: -Berdasarkan debit harian minimum sungai sebelum terjadi pengambilan/ pemanfaatan SDA.
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
27
Modul Pelatihan 2(1) 2014 -Berdasarkan Q90 debit minimum rata-rata selama 7 hari berturut-turut. -Berdasarkan Q95 debit minimum selama 15 hari Perhitungan kebutuhan air untuk pemeliharaan sungai dapat dilihat pada contoh berikut ini.
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
28
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Perhitungan Debit untuk pemeliharaan sungai Sebagai contoh kasus digunakan data hasil pengamatan debit pada Bendung Klambu (2003-2014)
Berdasarkan perhitungan tersebut diatas, maka untuk menunjang kebutuhan debit pemeliharaan sungai, di bagian hilir bendung kelambu minimal harus tersedia debit minimal sebesar 0.25 - 0.95 m³/dt.
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
29
Modul Pelatihan 2(1) 2014
4 Penyusunan Neraca Air Penyusunan neraca air sangat diperlukan untuk mengetahui apakah akan terjadi kondisi keseimbangan air pada DAS dan atau WS yang ditinjau dan dengan demikian dapat mewaspadai/melakukan tindakan kerawanan terhadap kekeringan. Penyusunan Neraca air ini perlu dilakukan dalam rangka penetapan RAAT (Rencana Alokasi Air Tahunan) yang perlu ditetapkan oleh para pejabat yang bertanggung-jawab atas pengelolaan WS (Menteri/Gubernur/Bupati) Pembahasan untuk penetapan RAAT perlu melibatkan berbagai pihak yang terkait dengan pemanfaatan maupun kelestarian serta pengendalian daya rusak SDA. Demikian maka pembahasan ini perlu melibatkan para pengguna air, instansi pemerintah yang terkait. Dengan demikian maka sangat dibutuhkan keterlibatan TKPSDA-WS sebagai wadah koordinasi pengelolaan SDA, agar dapat melakukan konsensus dan tercipta kesepakatan yang dapat disepakati oleh berbagai pihak yang terkait
4.1
Penyusunan Skematik Tata Air
Berdasarkan hasil inventarisasi lokasi dan jenis pengguna air di suatu DAS/WS maka dapat disusun skematik tata air pada suatu DAS/WS. Penyusunan skematik ini sangat diperlukan agar dapat memvisualisasi pola penggunaan air di DAS/WS tersebut seperti terlihat pda contoh gambar berikut ini dan tatacara penyusunan skematik tata air seperti terlihat pada lampiran 1
Gambar 3
Skematik sistem tata air
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
30
Modul Pelatihan 2(1) 2014
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
31
Modul Pelatihan 2(1) 2014 4.2
Perhitungan neraca air
a) Bilamana data debit andalan tidak tersedia di setiap titik simpul maka terlebih dahulu perlu melakukan peramalan ketersediaan air tahunan per periode (bulanan/tengah bulanan/ dasarian – 10 harian) pada setiap titik simpul dalam sistem alokasi air. (Tatacara perhitungan ketersediaan air pada setiap titik simpul dapat dilakukan berdasarkan data debit andalan yang tersedia di lokasi pos duga air/bendung pada sistem yang ditinjau (metode regional) seperti terlihat pada lampiran 2) b) Menetapkan ketersediaan air waduk (bilamana dalam sistem tata air terdapat waduk) Rencana pengelolaan waduk perlu dilengkapi dengan pola operasi waduk, yang terdiri atas: - Pola Tahun Basah, merupakan batas atas dalam pengaturan volume effektif waduk - Pola Tahun Normal merupakan pola operasi normal - Pola Tahun Kering merupakan batas bawah dalam pengaturan volume effektif waduk untuk pemenuhan kebutuhan air Pola operasi waduk adalah kerangka dasar operasi waduk dan merupakan acuan pembuatan dan pelaksanaan rencana operasi tahunan waduk, berisi tentang tata cara pengeluaran air dari waduk sesuai dengan kondisi volume dan/atau elevasi air waduk dan kebutuhan air serta kapasitas sungai di hilir bendungan. Pola Operasi Waduk perlu ditetapkan tiap tahun oleh Instansi pengelola. Penyusunan pola operasi waduk ini disusun berdasarkan kondisi hujan yang sesuai dengan hasil prediksi musim untuk tahun yad dari BMKG. Untuk membuat pola operasi waduk diperlukan data-data sbb: - Air yang masuk ke waduk (inflow) - Air yang dilepas dari waduk (outflow) - Tabel/curva hubungan antara volume waduk dengan elevasi muka air - Tabel/curva hubungan antara luas muka air waduk dengan elevasi muka air Volume tampungan waduk (Volume effektif) sangat tergantung pada kondisi pelimpah (apakah pelimpah dilengkapi dengan pintu atau tanpa pintu), seperti terlihat pada gambar 4 dibawah ini
Pelimpah Tanpa Pintu Pintu
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
Pelimpah dengan
32
Modul Pelatihan 2(1) 2014
Gambar 4
Volume effektif waduk (tanpa dan dengan pintu pelimpah)
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
33
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Contoh Pola operasi waduk untuk masing-masing skenario yaitu pola tahun basah, normal dan kering dapat dilihat pada gambar 5 dibawah ini.
Gambar 5 Pola Operasi waduk Berdasarkan data karakteristik waduk (grafik hubungan antara Elevasi Volume) seperti terlihat pada Gambar 6 dibawah ini, ketersediaan air dari waduk yang dapat dimanfaatkan/ dikeluarkan dari waduk per setengah bulanan/dasarian dapat diketahui. Perhitungan ketersediaan air pada segmen sungai di hilir waduk menjadi: QAT = QA + QW Dimana QAT = Ketersediaan air pada segmen sungai dihilir waduk QA= Ketersediaan air di sungai (di hulu lokasi outflow waduk) QW = Ketersediaan air yang dapat dikeluarkan dari waduk selama setengah bulan mendatang
Gambar 6
Karakteristik waduk
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
34
Modul Pelatihan 2(1) 2014 c) Menghitung rencana kebutuhan air irigasi dan non irigasi per periode setengah bulanan/dasarian sepanjang tahun pada setiap titik simpul/node yang dibangun dalam sistem skematis/model alokasi air. d) Verifikasi data kebutuhan air irigasi dan non irigasi (baik yang punya ijin maupun tidak mempunyai ijin) yang berada dalam sistem tata air tersebut e) Perhitungan keseimbangan air disetiap node/titik yang ditinjau, dengan atau tanpa memperhatikan urutan prioritas dan atau skenario lainnya (Daerah irigasi dengan sistem rotasi/gilir, dll) Perhitungan keseimbangan air harus memperhatikan pemberian air yang adil dan seimbang antara daerah hulu dan hilir. Untuk memudahkan pelaksanaan perhitungan keseimbangan air yang optimal terutama untuk sistem tata air yang komplek dapat menggunakan perangkat lunak seperti program WRMM (Water Resurces Management Model) atau Ribasim (River Basin Allocation Model) dan atau dapat pula disusun dengan program excel, seperti terlihat pada lampiran 3
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
35
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Lampiran 1
Tatacara Penyusunan Skematik Tata air Seluruh lokasi pemanfaat SDA dalam satu sistem tata air (sungai/DAS) perlu diidentifikasi terlebih dahulu dan kemudian di plot pada peta topografi dan disusun/dibuat dalam bentuk skematik sistem tata air. Lokasi pemanfaat SDA, titik pertemuan cabang sungai, lokasi bangunan suplesi, lokasi pos duga air, dll digambarkan sebagai titik simpul/node pada skematik sistem tata air seperti terlihat pada gambar dibawah ini
Masing-masing titik simpul tersebut perlu diidentifikasi tipe dan jenis bangunan intake, legalitas pemanfaat SDA, debit yang dibutuhkan, serta keberadaaan bangunan ukur seperti terlihat dalam gambar dibawah ini:
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
36
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Kegiatan dalam tahap ini meliputi: a. b.
Ploting lokasi pos duga air dan lokasi pemanfaat SDA Penetapkan DAS atau per Sub-DAS dan hitung luas Catchment area c. Bila terdapat beberapa intake industri yang letaknya berdampingan seperti gambar (a) dibawah ini, dapat disederhanakan menjadi gambar (b) seperti terlihat pada gambar dibawah ini
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
37
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Lampiran 2
Perhitungan Ketersediaan air di masing-masing titik/node
Perhitungan ketersediaan air di masing-masing node dihitung dengan cara sbb:
Q(a) = return Flow
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
38
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Bilamana dalam sistem tata air, teridentifikasi adanya aliran return flow, maka perhitungan aliran return flow dapat dihitung dengan pendekatan berikut ini
Dalam perhitungan return flow, khusus bilamana air dibutuhkan untuk Pengelontoran/baseflow, PLTA, dan atau pelayaran maka besarnya return flow 100% kembali ke segmen sungai dibawah node tersebut Qi (1)
Qi(1) = Qsub-DAS (1)
1 QPenggelonto ran : 350 l/dt
Qo(1) = Qi(1)Qpenggelontoran+Qpe nggelontoran = Qi(1)
Qi(2) = Qi(1)+Qi(2) Qi (2) Qo (1)
2
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
39
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Lampiran 3
Tatacara Penyusunan Neraca Air dengan program excel
Langkah langkah perhitungan Pada masing-masing simpul irigasi terdapat informasi mengenai karakteristiknya, yaitu: a) luas DI (ha) b) satuan kebutuhan air (liter/detik/ha) c) kebutuhan air (m3/detik), yang merupakan perkalian antara a) dan b) d) faktor-k, yaitu rasio antara pasok (supply) dan kebutuhan (demand), Setelah pembuatan skematisasi sistem tata air beserta informasinya, maka langkah selanjutnya adalah: 1) menghitung jumlah kebutuhan air, dari hilir ke hulu 2) melakukan alokasi pembagian air, dari hulu ke hilir. Perhitungan jumlah kebutuhan air dimulai dari hilir, dicatat pada setiap ruas sungai berwarna merah dan diberi kotak. Jadi pada gambar tersebut terlihat kebutuhan air dari DI 603 yaitu sebesar 3 m3/detik; dan dijumlahkan dengan DI 601 menjadi 4 m3/detik. Alokasi pembagian air dari hulu, yang hanya sebesar 3 m3/detik harus dibagi pada bendung pengambilan air DI 601 secara proporsional.
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
40
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Jadi pembagiannya adalah sebagai berikut: DI 601 mendapat = ¼ x 3 m3/detik = 0,75 m3/detik DI 603 mendapat sisanya, yaitu 3 – 0,75 = 2,25 m3/detik Yang juga sama dengan ¾ x 3 m3/detik = 2,25 m3/detik Pada Gambar diatas menunjukkan rumus-rumus yang digunakan dalam alokasi air, penjelasan rumus tersebut adalah sebagai berikut: 1) Sel C19 berisi E16/E15, yaitu pasok dibagi kebutuhan air DI 603. Demikian pula sel I35 untuk DI 601. 2) Sel F26 berisi +E15, menyatakan kebutuhan air pada ruas sungai tersebut adalah hanya untuk menanggung beban kebutuhan air irigasi dari DI 603. 3) Sel G31 berisi +I34 menyatakan kebutuhan air pada ruas tersebut adalah sama dengan kebutuhan air irigasi DI 601. 4) Sel F35 berisi F26 + G31, menyatakan jumlah kebutuhan air pada ruas sungai tersebut merupakan jumlah kebutuhan air irigasi dari DI 603 dan DI 601. 5) Sel G35 berisi +D40, menyatakan ketersediaan air pada ruas sungai tersebut adalah sama dengan ketersediaan air pada simpul inflow 401. Jumlah air ini kemudian harus dibagi secara adil untuk DI 601 dan DI 603. 6) Sel G32 berisi MIN(G31,G31/F35*G35) merupakan rumus alokasi pembagian air secara proporsional terhadap kebutuhannya. Rumus MIN dimaksudkan untuk memilih bilangan yang terkecil antara kebutuhan dan ketersediaan air. Jika ketersediaan air (sebesar G31/F35*G35) lebih besar dari kebutuhan (sebesar G31), maka yang diambil cukup kebutuhannya saja. Sebaliknya jika ketersediaan air lebih kecil dari kebutuhan, maka hanya dapat diberikan sejumlah air yang tersedia. Ekspresi G31/F35*G35 menyatakan jumlah air yang tersedia untuk DI 601, yaitu sebanding dengan kebutuhannya (G31) terhadap kebutuhan total (F35), yang selanjutnya dikalikan dengan jumlah air yang tersedia (G35). 7) Sel G26 berisi G35 – G32 menyatakan ketersediaan air pada ruas sungai tersebut adalah sejumlah inflow yang dikurangi dengan alokasi air untuk DI 601. 8) Sel E16 berisi MIN(E15,G26) menyatakan alokasi air untuk DI 603 adalah mana yang lebih kecil: kebutuhan air di sel E15 atau ketersediaan air di sungai pada sel G26. 9) Sel G12 berisi MAX(0,G26-E16) menyatakan berapa besarnya air yang mengalir ke laut, yaitu sisa dari air di sungai setelah diambil oleh DI 603. Dibuat rumus MAX untuk menghindarkan angka negatif, jika tidak ada sisa lagi.
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
41
Modul Pelatihan 2(1) 2014
Contoh : Perhitungan Neraca Air
CA : 200 km2
CA : 100 km2
CA : 122km2
CA : 150km2
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
42
Modul Pelatihan 2(1) 2014 Perhitungan debit dari masing-masing sub DAS
Perhitungan kebutuhan air di masing-masing node
Perhitungan neraca air
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
43
Modul Pelatihan 2(1) 2014
BWRM-WISMP 2 : Modul Pelatihan – Perhitungan Neraca Air PT Virama Karya and Associated
44
