BAB 4 POTENSI AIR TERJUN 4.1. Data Potensi
Setelah dilakukan survey kelokasi dan dilakukan pemilihan penempatan bagian – bagian dari dari rancan rancangan gan pemban pembanguna gunan n pembang pembangkit kit listri listrik k mikro mikro/m /mini ini hidro hidro serta serta penguku pengukuran ran terhadap debit, titik titik bak penampung, bendungan dan lokasi turbin maka diperoleh datadata air terjun seperti ditunjukkan pada tablel 4 Tabel 4. Data – Data Air Terjun 1. Air Terjun Batu Berdiri Dusun Renah Pelaan Ketinggian Air Terjun Debit Air Lebar Air Terjun Lebar Sungai Kedalaman Sungai
± 37 ± 0,55 ± 2 ± 5,83 ± 0,294
m m3/s m m m
4.2. Analisa Data Potensi Air Terjun Sementara
Dengan melihat data pada table 4. maka dapat dilakukan perhitungan estimasi daya listrik yang mungkin dibangkitkan oleh ke empat air terjun tersebut seperti ditunjukkan oleh tabel 4.2 dengan menggunakan rumus dari (1) yaitu : P = γ.Q.H .................................................................(1)
dimana, γ = Berat jenis air (N/m3)
Q= Debit air (m3/s) H= Ketinggian Air terjun (m) Tabel 5. estimasi daya listrik yang dihasilkan oleh 4 air terjun. No 1
Nama Air Terjun Batu Berdiri
Nama Sungai
Q
H
P
P
Batu berdiri
(m3/s) 0,55
(m) 37
(w) 199.633
(Kw) 199,63
Daya yang terdapat pada tabel diatas masih dapat dilakukan perhitungan optimal dengan memanfaatkan debit optimum masing-masing sungai dengan merencanakan bendungan kemudian menghitung debit aliran sungai dengan rumus empiris yang didasarkan pada data curah hujan serta luas daerah aliran sungai dan topografi daerah pengaliran. 4.3. Penentuan Debit Aliran Sungai Dengan Rumus Empiris
Menentukan debit aliran sungai Batu Berdiri dengan air terjun Batu berdiri dapat dihitung
13
dengan rumus empiris yang menurut (2) adalah : Q = 0,277. f . I .ADAS ……………………………………..(2)
dimana, Q
= Debit Rata-rata (m3/s)
f
= Koefisien Pengaliran
I
= Intensitas Curah Hujan Rata-rata (mm/jam)
ADAS = Daerah Tadah Hujan (km2) Data curah hujan yang diperlukan sekurang-kurangnya 10 tahun, dalam hal ini digunakan data data curah curah hujan hujan selama selama 13 tahun, tahun, yakni dari dari tahun tahun 1995 hingga hingga tahun tahun 2007 yang diperoleh dari Dinas Pertanian dan Agribisnis Kabupaten Merangin seperti ditunjukan pada tabel 6. Tabel 6. Data Curah Hujan (mm/hari) Bulan
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Juli
Ags
Sept
Okt
Nop
Des
1995
14,4
19,4
25,8
21,5
18,5
15,6
10,7
10,0
15,5
22,2
19,7
13,42
1996
6 11,7
6 13,5
6 12,7
8 08,6
4 10,5
6 21,0
5 10,5
0 12,7
7 11,6
0 15,7
5 15,2
16,27
1997
2 04,1
6 04,0
7 20,0
6 10.8
0 04,0
0 04,0
0 07,4
5 03,9
0 03,3
1 01,8
5 12,4
07,20
1998
2 12,4
5 17,6
0 11,1
1 09,2
0 04,2
0 32,5
4 11,0
2 13,0
3 14,7
8 13,8
7 16,7
14,75
1999
7 12,2
6 20,1
5 13,0
3 08,7
6 05,6
0 11,8
0 11,3
0 08,0
5 12,9
7 12,5
2 13,8
12,39
2000
2 10,2
2 25,1
5 13,5
8 16,7
9 24,8
7 11,6
3 05,1
0 33,8
0 12,1
8 11,8
5 11,8
23,40
2001
8 10,9
4 15,0
0 19,4
6 16,1
0 10,8
2 12,0
8 16,0
7 06,2
8 06,1
2 12,5
7 10,7
19,21
2002
3 35,0
0 34,5
5 16,2
9 22,8
8 14,1
0 17,7
0 11,0
2 13,0
9 06,3
0 08,2
5 08,3
14,13
2003
0 16,2
5 33,8
5 09,0
0 07,3
6 09,0
5 15,7
0 12,9
0 08,1
0 05,4
0 14,8
3 06,0
11,96
2004
5 10,6
8 16,5
0 11,5
3 04,3
0 09,0
5 15,7
0 05,4
2 07,1
4 09,6
0 20,4
4 05,4
17,50
2005
8 14,0
7 24,0
0 17,3
3 07,8
0 20,7
5 21,5
0 18,7
4 25,1
6 12,3
7 08,4
3 17,8
07,85
2006
5 23,1
8 16,0
5 11,1
0 06,4
2 18,1
0 18,7
2 07,0
4 28,6
7 31,3
3 22,7
0 14,2
17,42
2007
8 13,7
0 22,5
3 15,6
4 08,3
6 10,9
7 19,8
0 13,8
6 13,0
3 07,4
2 16,1
1 13,1
13,16
Tahun
14
0 3 4 3 0 0 5 0 2 Sumber : Dinas Pertanian dan Pengembangan Pengembangan Agribisnis, Kabupaten Merangin.
4
1
Selanju Selanjutny tnyaa intens intensita itass curah curah hujan hujan rata-r rata-rata ata setiap setiap jamnya jamnya dapat dapat dihitu dihitung ng dengan dengan menggunakan rumus dari (5), yaitu: I = ( R 24 24 / 24) . ( 30 / ( t c + 6)) ………………………………(3)
dimana, R 24 24 = Curah hujan rata-rata harian ( mm/hari) tc
=
Time Time of concentr concentrati ation, on, yaitu yaitu lama lama perjal perjalana anan n yang yang
diperlukan
air dari tempat terjauh atau hulu ke titik pengamatan.nilai
tc
dapat dihitung dengan memakai rumus kirpich (6) tc = 0,0195 . L0,77. S-0,385 (mnt)…………………………. (4)
dimana, L = Panjang maksimum aliran sungai S = Beda ketinggian antara titik pengamatan dengan lokasi terjauh pada DAS dibagi panjang maksimum S = ∆h / L ……………………………………………………(5)
dimana, ∆h
= Beda tinggi antara titik pengamatan dengan hulu sungai (diukur pada peta topografi).
Maka intensitas curah hujan setiap harinya dapat dihitung, misalnya untuk bulan Januari 1995 diperoleh I = 2,51 mm/jam Kemudian dengan memasukkan nilai-nilai diatas dan dari tabel 6, ke rumus intensitas curah hujan, maka diperoleh intensitas curah hujan setiap jamnya pada tabel 7. berikut. Tabel 7. Intensitas curah hujan (mm/jam) pada DAS Sungai Batu Berdiri Bulan
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Juli
Ags
Sept
2,51 2,04 0,72 2,17 2,12 1,79 1,90 6,03 2,83 1,86 2,44 4,03 2,38
3,38 2,36 0,71 3,07 3,50 4,37 2,61 6,02 5,90 2,88 4,91 2,78 3,92
4,50 2,22 3,48 1,94 2,27 2,35 3,38 2,83 1,56 2,00 3,02 1,94 2,72
3,75 1,50 1,88 1,60 1,53 2,91 2,94 3,97 1,27 0,75 1,35 1,12 1,45
3,22 1,83 0,69 0,74 0,99 4,32 1,89 2,46 1,56 1,56 3,60 3,16 1,89
2,72 3,65 0,69 5,66 2,06 2,02 2,09 3,09 2,74 2,74 3,74 3,26 3,44
1,87 1,83 1,29 1,91 1,97 0,90 2,78 1,91 2,24 0,94 3,26 1,21 2,41
1,74 2,22 0,68 2,26 1,39 5,89 1,08 2,26 1,41 1,24 4,37 4,99 2,26
2,71 2,02 0,57 2,56 2,25 2,12 1,07 1,09 0,95 1,68 2,15 5,45 1,29
Tahun 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Ok
Nop
Des
3,44 2,65 2,17 2,91 2,35 2,06 1,87 1,45 1,05 0,94 3,10 2,47 2,28
2,33 2,83 1,25 2,56 2,15 4,07 3,34 2,46 2,08 3,04 1,36 3,03 2,29
t 3,86 2,73 0,33 2,41 2,19 2,05 2,17 1,43 2,57 3,56 1,47 3,95 2,81
15
4.4. Koefisien Pengaliran
Koefisien pengaliran (f) bergantung pada factor fisik seperti topografi daerah pengaliran, perbedaan kegunaan tanah dan telah diketahui kondisi sekitar sungai yang ada ialah tanah bergelombang dan hutan. Tabel 8. koefisien pengaliran Kondisi daerah pengaliran
Harga f
Daerah pegunungan yang curam Daerah pegunungan yang tersier Tanah bergelombang dan hutan Tanah daratan yang ditanami Persawahan yang diairi Sungai didaerah pegunungan Sungai kecil di dataran Sungai besar yang lebih dari setengah
0,75 – 0,90 0,75 – 0,80 0,50 – 0,75 0,45 – 0,60 0,70 – 0,80 0,75 – 0,85 0,45 – 0,75 0,50 – 0,75
Daerah pengalirannya terdiri dari daratan Sumber : Kensaku Kensaku T. “Hidrologi “Hidrologi untuk Pengairan” Pengairan”
Berdasarkan tabel diatas sesuai dengan kondisi daerah sekitar sungai maka koefisien pengaliran yang dipilih adalah 0,6.
4.5. Daerah Aliran Sungai (DAS)
DAS merupakan tempat melimpahnya air hujan yang terkonsentrasi ke sungai. Luas DAS diperk diperkira irakan kan dengan dengan melakuk melakukan an penguku pengukuran ran peta peta topogr topografi afi dan kemudi kemudian an dikali dikalikan kan dengan skalanya. Dalam hal ini luas DAS sungai batu berdiriadalah sekitar 54 kilometer persegi. Misalnya pada bulan Januari 1995 dengan intensitas curah hujan 0,35 mm/jam, debit air sungai Batu Berdiri adalah : Q = 0,277 . f . I . ADAS Q = 0,277 . (0,6).( 0,35).(54) Q =
m3/s
Selanjutnya untuk debit pada tahun dan bulan berikutnya dapat dilihat pada tabel 4.7 berikut.
Tabel 9. Debit Sungai Batu berdiri selama 13 tahun terakhir. Bulan
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Juli
Ags
Sept
Okt
Nop
Des
Tahun
16
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
0,35 0,28 0,10 0,30 0,29 0,25 0,26 0,84 0,39 0,26 0,34 0,56 1,09
0,47 0,33 0,09 0,42 0,49 0,61 0,36 0,84 0,82 0,40 0,58 0,38 0,54
0,63 0,31 0,48 0,27 0,31 0,32 0,47 0,39 0,21 0,28 0,42 0,27 0,38
0,52 0,21 0,26 0,22 0,21 0,40 0,41 0,55 0,17 0,10 0,18 0,15 0,20
0,45 0,25 0,09 0,10 0,13 0,60 0,26 0,34 0,21 0,21 0,50 0,44 0,26
0,38 0,51 0,09 0,79 0,28 0,28 0,29 0,43 0,38 0,38 0,52 0,45 0,48
0,26 0,25 0,18 0,26 0,27 0,13 0,38 0,87 0,31 0,13 0,45 0,55 0,34
0,24 0,31 0,09 0,32 0,19 0,82 0,15 0,32 0,19 0,17 0,61 0,69 0,32
0,30 0,28 0,08 0,35 0,31 0,29 0,15 0,15 0,13 0,23 0,30 0,76 0,18
0,54 0,38 0,05 0,34 0,30 0,28 0,30 0,20 0,36 0,49 0,20 0,55 0,39
0,48 0,37 0,30 0,40 0,33 0,29 0,26 0,20 0,15 0,13 0,43 0,35 0,32
0,33 0,39 0,17 0,36 0,30 0,57 0,47 0,34 0,29 0,43 0,19 0,42 0,32
4.6. Debit Rencana Optimum
Debit rencana diharapkan dapat membangkitkan daya terpasang. Debit ini ditentukan berdasarkan debit pada tahun normal. Pengolahan data pada tabel 4.7 dilakukan dengan distribusi probabilitas yang digunakan adalah berdasarkan rumus yang dikembangkan oleh Weibull (5) : P = (m / (n + 1)) x 100% …………………………………(6) …………………………………(6) Dimana, P = Peluang kejadian m = Nomor urut Data n = Banyaknya data presipitasi berdasarkan rumus weibull diatas, maka dapat ditentukan debit andalan untuk tahun basah dan tahun kering. Debit andalan tahun basah dianalisa dengan cara mengurutkan data debit terkecil hingga data terbesar, sedangkan data untuk tahun kering, data debit diurut diurutkan kan dari dari data data terbes terbesar ar sampai sampai data data terkeci terkecil, l, kemudi kemudian an diteta ditetapkan pkan suatu suatu debit debit andalan dalam penggunaan air diberbagai macam proyek adalah sebagai berikut:
Tabel 10. Persentase penggunaan air diberbagai proyek Untuk penyediaan air minum Untuk penyediaan air industri Untuk penyediaan air irigasi bagi : - daerah beriklim setengah lembab - daerah beriklim terang Untuk pembangkit listrik tenaga air
99% 85 – 95 % 70 – 85 % 80 – 95 % 85 – 95 %
17
Sumber : C.D.Sumarto “Hidrologi Teknik”, hal 137
Debit rata-rata (normal) dapat diperoleh dari hasil penjumlahan antara tahun basah dan tahun tahun kering kering
misal misalnya nya pada bulan Januari Januari tahun tahun 1995 peluang peluang kejadia kejadian n debit debit air
normalnya adalah: P = ( 1 / (13 + 1)) x 100% P = 7,14 % Selanju Selanjutny tnyaa untuk untuk bulan bulan Januar Januarii pada pada tahuntahun-tah tahun un beriku berikutny tnyaa debit debit air normal normal dapat dapat dilihat pada tabel 11. berikut. Tabel 11. Debit rata-rata (normal) Sungai Tembesi untuk bulan Januari Debit Tahun
Debit Tahun
Basah
kering
3
m /s
3
m /s
0,10 0,25 0,26 0,26 0,28 0,29 0,30 0,34 0,35 0,39 0,56 0,84 1,09
1,09 0,84 0,56 0,39 0,35 0,34 0,30 0,29 0,28 0,26 0,26 0,25 0,10
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Debit Normal
Peluang Kejadian
m3/s
( x 100%)
0,59 0,55 0,41 0,33 0,32 0,31 0,30 0,31 0,32 0,33 0,41 0,55 0,59
0,07 0,14 0,21 0,28 0,35 0,42 0,50 0,57 0,64 0,71 0,78 0,86 0,92
Dari tabel diatas maka ditentukan debit rancangan pada tahun basah dan tahun kering adalah 86%. Dengan demikian peluang tidak beroperasinya turbin adalah 14 % selama selang waktu 13 tahun. Untuk bulan Januari dengan peluang kejadian 86 % dengan debit rata-rata 0,55 m3/s. dengan cara yang sama dapat dilakukan juga penentuan pada bulan bulan berikutnya seperti terlihat pada tabel 12. Tabel 12. Debit pada tahun basah , tahun kering dan tahun normal (m3/s) Kriteria/Tahun
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Basah (Q86%) Normal Kering (Q86%)
0,84 0,55 0,25
0,82 0,58 0,33
0,48 0,38 0,27
0,52 0,34 0,15
0,50 0,30 0,10
0,52 0,4 0,28
Kriteria/Tahun
Jul
Ags
Sep
Okt
Nov
Des
Basah (Q86%) Normal Kering (Q86%)
0,55 0,44 0,13
0,69 0,42 0,15
0,35 0,24 0,13
0,54 0,37 0,20
0,43 0,29 0,15
0,47 0,33 0,19
18
Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat debit sungai Batu Berdiri baik pada tahun basah maupun tahun kering. Nilai rata-rata dari debit pada tahun basah dan tahun kering disebut sebagai debit normal. Debit yang terjadi pada tahun normal dijadikan sebagai dasar perencanaan
dalam
menentukan
perhitungan
terhadap
daya
optimum
yang
memungkinkan untuk dibangkitkan sepanjang tahun. Dengan mengetahui debit aliran tiap detik pada tahun normal maka volume total air sepanjang tahun juga dapat dihitung seperti tabel 4.11. berikut ini. Tabel 13. Debit air yang tersedia sepanjang tahun pada Sungai Tembesi Bulan
Debit air yang tersedia (m 3/s)
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli
0,41 0,49 0,36 0,28 0,29 0,40 0,34
Bulan
Debit air yang tersedia (m 3/s)
Agustus September Oktober Nopember Desember Rata-Rata
0,34 0,27 0,34 0,31 0,35 0,35
Denga Dengan n meng menggun gunak akan an debi debitt rata rata-r -rat ataa tahun tahunan an diat diatas as seba sebaga gaii debi debitt renca rencana na untu untuk k menghasilkan daya optimum maka untuk air terjun batu berdiri, Sungai batu berdiri dengan beda ketinggian 37 m akan dihasilkan daya yang terlihat pada tabel 14. berikut. Tabel 14. Optimalisasi daya listrik yang dihasilkan oleh air terjun Sungai Batu Berdiri No
Nama Air Terjun
1
Batu Berdiri
Nama Sungai Sungai B. Berdiri
Q
H
P
P
(m3/s)
(mtr)
(watt)
(kw)
0,35
37
127.039
127
Table 15. perbandingan kebutuhan daya dengan daya optimal yang dapat dihasilkan. No
Nama Air Terjun
Nama Sungai
Jlh
Daya
Kebutuhan
KK
Tersedia
Daya (watt)
(watt) 1
Batu Berdiri
Sungai B. Berdiri
208
127.039
93.600
* Kebutuhan tiap KK diasumsikan 450 watt.
19
Berdas Berdasark arkan an tabel tabel perband perbanding ingan an kebutu kebutuhan han daya daya dengan dengan daya daya yang yang tersed tersedia ia terseb tersebut ut diatas maka daya yang tersisa adalah 33.439 watt. Daya sisi ini dapat digunakan untuk membantu supply energi listrik pada desa terdekat yaitu desa Renah Alai.
20
