0

KEMENTERIAN NEGARA PERENCANAAN PEMBANGUNAN NASIONAL/

BADAN PERENCANAAN PEMBANGUNAN NASIONAL

TrenGlobalPembangunanInfrastrukturSumberDayaAiryangBerkelanjutan

Oleh:

Prof.ArwinSabarGuruBesarTeknikLingkungan

KetuaKelompokKeahlianTeknologiPengelolaanLingkunganFakultasTeknikSipil&LingkunganITB

Dalam rangka Diskusi Pakar Perumusan Kebijakan Eco-Efficient Water Infrastructure Indonesia

Direktorat Pengairan dan Irigasi Bappenas

Hotel Bumi Karsa Bidakara, Ruang Kunthi 210, Lt. 2 Jl. Jend. Gatot Subroto Kav 71-73, Pancoran, Jakarta Selatan

1

Daftar Isi

I. PENDAHULUAN

1.1. SumberdanHidrologi.1.2. DaerahAliranSungaiHulu&Hilir1.3. Mitigasi&Adaptasi

II. PERENCANAANWATERINSFRASTRUKTUR

2.1. Debitrencana2.2. PengembanganSPAM2.3. KeandalansumberAir2.4. PedomanAlokasiSumberairuntuksektorDMI&Irigasi2.5. Pengembangan Model Kontinu Prakiraan Debit Air Sungai Optimasi

PengelolaanInfrastrukturSDA2.6. ManagementofWaterInsfrastructures2.6.1PengelolaanDamintuitif.2.6.2.PengelolaanOptimasiDamMultisektor.

III. SUMBERAIRSPAMDIKAWASANPESISIRPASUTDIURNAL

3.1. Umum.3.2. PasutPesisirKapuas&Kualitasair3.3. BarrageLongStorageAmbawangNonpasut

IV. MANAJEMENAIRCEKUNGANBANDUNGKAWASANSTRATEGISNASIONAL

4.1. DegradasiLahanMintakatLembang(DASCikapundungHulu)4.2. WadukMultigunaPLTADago4.3. StrategiPengembanganSPAMdiCekunganBandungV. KESIMPULAN&SARAN

2

TrenGlobalPembangunanInfrastrukturSumberDayaAiryangBerkelanjutan

Oleh:Prof.ArwinSabar

I. PENDAHULUAN1.1. SumberdanHidrologi.Sumber air adalah sumberdaya alam yang dapat diperbaharui melalui siklus Hidrologi,tergantung oleh iklim (subtropis/tropis) dipengaruhui faktor kosmik, regional dan lokalmembentukRezimHidrologi dimana komponennya (P,Q)berkarakter variabelacakdanstokastikdanpengaliranairmenujulautmerupakanfenomenadeterministik.Ketidakpastian iklim,cuaca mempengaruhi langsung komponen Hujan (P) dari SiklusHidrologi dan sesampai hujan di permukaan tanah dipengaruhi oleh tutupam lahan

terdistribusimenjadiairtanahdanairpermukaan(lihatGambar1.2)

Gambar1.1.SiklusHidrologi

8

PROSES

9 Sifattanah,batuan,Morfologi,topografi

9 Tutupanlahan

INPUT(Curahhujan)

OUTPUT9 Cadanganairtanah9 Airpermukaan

Besaran InputVariabel Acak/Stokastik Besaran Out putVariabel Acak/Stokastik

Climat change(Kosmik,regional & lokal )

Massa air tetap ( Ik+ C=1)

Prof.ArwinSabarbidkeahlianPSDA&Konservasi,ITB

Gambar1.2.Iklim&KonvesilahanterhadapKeseimbanganAir

3

1.2. DaerahAliranSungaiHulu&Hilir

Pembagianfungsiruanghidrologimenjadi2(dua)kawasanutamayaitukawasankonservasi(DASHulu )dankawasankerja(DASHilir),dalamupaya menjaminkelangsungansumbersumber air serta mengendalikan limpasan air permukaan terhadap ancaman banjir &kekeringandikawasanhilir.

Berdasarkankarakteristikhidrologiskawasankonservasiairmerupakan suplai sumberairutama untukdaerahbawahnya,dicirikan:Curahhujanrelatiftinggi,batuanrelatifmuda,morfologi bergelombang kasar, rentan terhadap erosi dan longsor sehingga ditetapkansebagaikawasankonservasiairdantanah.

Hidrologi adalah ilmu yang memperlajari pergerakan air di muka bumi baik kuantitasmaupunkualitasairdalamruangdanwaktudimanakomponenkomponensiklushidrologimerupakanvariabelacakdanfenomenastokastik.Pengaruhpemanasanglobaldanfaktorregional seperti perubahan temperatur di Samudera Pasifik dan faktor lokal sepertiperambahan hutan/ konversi lahan terbangun berpengaruh terhadap komponenkomponen hidrologi seperti hujan(P), debit air(Q) dan tinggi muka laut. Pengaruhpengaruh tersebut tercatatmelaluipospospengamatan komponensiklus hidrologidanpos observasi muka laut. Dari arsip data hidrologi sebagai input data, dapat dianalisafenomenadegradasi rezimhidrologidenganpendekatanmodelhidrologi statistik sepertiyangditunjukkanpadaGambar1.3.

HYDROLOGY MODEL

Kawasan Hulu

Boundary Hilir

Q Boundary Hulu

Persamaan Saint Venant :

( ) 01 2 = +++ fSxhhgBx hQBtQb

thB

xQ =

+

DAS HULU (Watershed Model)

DAS HILIR ,aliran permukaanbebas (Deterministik Model)

Gambar1.3.ModelHidrologi

DaridatatimeseriesdebitsumberairdariposdugaairQDAStsbdiatas:menunjukkankejadian besaran debit air tidak menentu dalam berjalannya waktu (t). Ketidakpastianbesaran debit airproseswaktu,dalam ilmu statistik karakter tsbdisebutVariabel acak(LihatGambar1.3dan1.4).

4

0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Time Series

Deb

it (m

3/de

t)

Debit Harian

Gambar1.4.VariabelacakdebitsumberairpermukaanQ(19942006)Dari fluktuasi debit air dalam berjalannya waktu, menunjukkan terdapat 2 (dua) fasepengaruh iklim terhadap komponenutamaSiklusHidrologi,yaitumusimpenghujandanmusim kemarau. Dapat dijelaskan pada musim kemarau, debit air didominasi olehlimpasanakiferyangmorfologinyaterpotong (muncul mataairdan limpasanairtanahdikirikanan sungai) sedangkanmusim penghujan, debit air didominasi oleh limpasan airpermukaansedangkanalirandasar(limpasanairtanah)relatifkecil,tidaksignifikan(lihatGambar1.3).DariModelFisikHidrologi,besarandebitairpadamusimkemaraudebitairlebih dependent (cadangan akifermaksimal pada akhirmusim penghujan/awalmusimkemaraudstnyapadaperiodemusimkemarautidakterjadipengisianakifer,cadanganairtanahmenurunseiringmenurunnyapadaakifermenujuakhirmusimkemarau/awalmusimpenghujan) seperti diketahui aliran limpasan air tanah ke badan air sungai dalamberjalannya waktu dependent sedangkan pada musim penghujan debit air lebihindependent,karenapengaruhlimpasanairhujanyangjatuhdiDAS.Ditemukansumberair,berturutturutdari independentdependent adalahairhujan,airpermukaan air tanah, danmata air. Sehingga padamusim penghujan besaran kejadiandebit air didominasipergaruh limpasan airhujan (independent) sedangkanpadamusimkemaraudidominasilimpasanairtanah.(dependent)1.3. Mitigasi&AdaptasiPerubahan iklim dan cuaca mempengaruhi variabel utama siklus Hidrologi : terutamaCurahHujan(P),setelahsampaidipermukaantanahterdistribusitergantungtutupanlahanterinfiltrasi (tersimpan akifer) setelah jenuh menjadi limpasan air permukaan. Seiringlangkahterhadapperubahaniklimterhadapkeberlanjutansumberair(WaterSustainable),respondilakukandengandualangkahutama,yaitumitigasidanadaptasi.Mitigasi adalah meminimalkan dampak pengaruh iklim terhadap ancaman banjir dankekeringan dengan meningkatkan pengendalian limpasan air/pencemaran air di daerahAliran Sungai. Upaya ini dapat dilakukan dengan perencanaan tata ruang (kawasankonservasi dan kawasan kerja), pengendalian pemanfaatan lahan, intrumen IndeksKonservasi (Keppres No.114 1999 Kawasan Konservasi Bopuncur), reboisasi, artificial

5

recharge dsb.Bentukkonkrit upayamitigasi secaraundirect:penerbitan peraturan/UUpengendalianlimpasan/pencemaranairdandirect:Insentif&dissentif,sbb:1. UnDirect(Taklangsung):penerbitanUUdanPeraturanterkaitpengendalian

lingkunganair. UUno26th.2007tentangPenataanruang UUno7th2004tentangSumberdayaair UUKehutananNo.41Tahun1999Pasal18Ayat2yangmenyatakanbahwa:..luas

hutansuatuDASminimal30%dengansebaranyangproporsional. UULingkunganhidup/PPAmdal PPNo.16tahun2005tentangPengembanganSistemPenyediaanAirMinum Keppres114th1999KawasanKonservasiairdantanahBopuncur

2.Direct(Langsung):InsentifdanDissentifAdaptasimeliputirekayasateknologidansosialuntukberadaptasiterhadapkeacakandebitair terhadapancamanbanjirdankekeringan pengaruhperubahan iklim.Bentukadaptasiterhadapketidakpastianbesarandebitair,langkahpendekatanditrapkandebitrencana(banjirdankekeringan).II. PERENCANAANWATERINFRASTRUKTUR

2.1. Debitrencana

Variabelacakadalahsuatukejadiandimanabesarannyatidakmenentudalamprosesruangdanwaktu.KetidakpastiankomponenutamaHidrologi(P,Q)terukurmelaluipengamatan(pos hujan atauposdugaair) ,hal ini mengantarparaahli meneliti perilaku debitairhistorikaluntukdapatmengetahuiambangbatasbesarankejadiandebitairmasadepan.

Ancaman bajir dan kekeringan ke masa depan , ditempuh langkah adaptasi:menerapkan konsep debit rencana .Hubungan Keandalan keberhasilan dan periodeulangdiekspresikan,sbb: (1P )=1/R ,dimana : P=keandalan/keberhasilan komponenHidrologi(%)danR=periodeUlangkejadian.

Misalnya:Suplaisumberairuntukmemenuhisektoririgasi:keandalan/keberhasilanP=80% maka ekivalen dengan periodeUlang(R=100/20=5thn),berarti dalamselang100(seratus)tahunterjadi20kalidansetiap5(tahun)terjadi1(satu)kalinilaiambangdapatdilampaui.

Pengendalianbanjir&kekeringan:

Drainasemikro(Drainasepermukimanperkotaan):QR=215tahun Drainasemakro(Drainasealamiahsungai):QR=2050thn DrainaseRelKeretaapi/JalanTOL:QR=50thn Drainasebandaraudara:QR=50100tahun Intakeairbakuuntuksektoririgasi:QR=5thn Intake airbakuuntuk sektorDMI (Domestik ,Municipallity ,industri) :QTr=1020

thn.

6

2.2. PengembanganSPAM

Penegembangan Sistem Penyediaan Air Minum Perkotaan terbagi dalam 3 (tiga )Komponen ,yaitu berturutturut disebut Komponen sumber Air baku, KomponenPengolahanAirdanKomponenPelayananAir (lihatGambar2.1).Pada tingkatkomponenpelayananairdimanakepuasaankonsumenmemenuhistandart:kualitasair,kuantitasair,Kontinuitasairdanhargajualairyangkompetitif.

Untukmendapatkandebitrencanabanjir&kekeringanmelaluianalisaHidrologistatistik:tes kecocokan distribusi teoritis debit air historik, supaya dapatmenentukan distribusistatistik sehingga dapat menentukan debit rencana air didasarkan pada keandalanbesarandebitairkemasadepan.

Tabel2.1.KriteriaTeknisAlokasiAirBakuSumberAirSungai

DesainSumberAirBaku

DebitAirSuksesifKering

DMI(DomestikMunicipalityIndustri)

Irigasi

115hari R=1020thn 1530hari R=5thnSumber::Tamin,ModifikasiKriteriaDisainAirBakuMBAPUCiptaKarya(2009)

Gambar2.1.PengembanganSistemPenyediaanAirMinumPerkotaan

7

2.3. KeandalansumberAirDefinisidebitrencanaairbaku:KeandalanQ95%(QR20thn)dengandurasi1(satu)hariartinyadalam100tahunratarataterjadi5(lima)kalikejadiandebitkeringtidakdipenuhiataudalamperiode20tahunterjadipalingsedikit1(satu)kalidebitsumberairbakutidakdapatdipenuhi.Bila rentang karakter acak sumber air, beruruturutan disusun dari independen kedependendarihasilpenelitiandandisusunberuruturutan:Airhujan,airpermukaan,airtanah dan mata air, didapatkan air permukaan lebih dependend dari air hujan,sedangkanMataairlebihdependeddariairpermukaan.Pos pengamatan debit air dibagi 2(dua) yaitu pos debit air primair dan pos debit airsekundair. Pos pengamatan debit air primair,merupakan pos yang dijadikan referensidalam pengembangan sumber air waktu pengamatan relatif panjang lebih 50 tahun,sedangkanpospengamatandebitairsekundairdigunakan untukkepetinganproyek (airbaku domestik atau irigasi,waduk) pengamatan relatif singkat (510) tahun. Semakinpanjang data pengamatan debit air,maka kualitas data semakin baik sehingga faktorpenyebabkeacakanvariabelhidrologiterwakili,yaitufaktorkosmik,regionaldanlokal.Menurut UU No. 7 tahun 2004 pasal 34 ,ayat (1): pengembangan sumber daya airditujukan untuk kemanfaatan sumber daya air memenuhi kebutuhan air baku untukrumahtangga(domestik),pertanian(irigasi) ,industridstnyadanuntukberbagaikeperluanlainnya.Pengembangansumberairbakudari sungai,perludibangunsuatukriteriadisainair baku terutama untuk air baku sektor DMI dan irigasi. Sebagai pedoman dapatdigunakan kriteria disain airbaku ,yaknimemodifikasi keandalandebit air digunakanpadaMetropolitan Bandung Urban Development Program (MBUDP), 2004 ( lihat Tabel2.1).Daridata pengamatan debitmataair disusundebit minimum suksesif dengandurasi (1,2 ,7,15,30dan60 )hariyang terjadi pada periodemusimmusimkering,masingmasing rangkaiandatadengandurasi(1,2,7,15,30dan60)haridilakukan teskecocokan distribusi teoritisdengan tesgoodnessoffit . setelahmengetahui distribusiteorisyangcocok,dilakukanperhitungandebitairrencana sesuaiperiodeulang 2,5,10,15,20dan50tahundanselanjutnyadibuatkurvadebitkeandalandebitairpadamusimmusim kemarau,menggunakan kriteria teknis alokasi airbakuBandungMetropolitanArea(1994).KisarandebitrencanauntuksumberairbakuDMIberkisardebitairrencanakering periode ulang 20 tahun dengan durasi 1 hari sampai debit air rencana keringperiodeulang10tahundengandurasi14hari.AnalisaStatistikUntukmeneliti nilainilaivariabelacakdaridebitair,dilakukantes pencocokandistribusiteoritis tertentupadanilainilaiobservasiacakhasilpengamatandebitair (Chow,1964).Nilaiobservasi debit airdi sini adalahdatadebitharianminimum. Jenisdistribusi yangsering digunakanuntukmenganalisadebitekstrimkering (Lindsley,1969danSoewarno,1995),yaitu:

DistribusiekstrimtipeIII(WeibullatauGumbeltipeIII).- DistribusiLogPearsontipeIII.- DistribusiLogNormal.

Sebagaipembandingdistribusinormalturutdiperhitungkandalampencocokkandistribusiteoritis. Jadi, ada empat distribusi teoritis yang diujikan kepada data debit harian

8

minimum.Keempat distribusi dengan menggunakan uji goodnessoffit yang berfungsiuntuk memilih fungsi distribusi yang sesuai dengan sampel dengan cara menentukankesesuaianantarasampeldengandistribusiteoritistertentu.Ujigoodnessoffitbertujuanunutkmenguji hipotesisHo (sampel berasal dari ddistribusi teoritis yang diujimelawanhipotesisH1(sampelbukanberasaldaridistribusiteoritisyangdiuji).Untukmengujikeduahipotesistersebut,terdapatduaujiyangdapatdigunakan,yaitu:

- Uji2(chikuadrat)

- UjiKosmogorovSmirnov(KS)Uji 2 lebih sesuai untukmenguji fungsi distribusi diskrit, sedangkanuji KS lebih sesuaiuntukmengujidistribusikontiniudengannilaiparametertelahdiketahuiatau tidakperluditentukandarisampel.Dua faktoryangmenentukandua jenisujiyangdigunakandapatdilihatpadaTabel2.2.

Tabel2.2FaktoryangMenentukanJenisUjiStatistikJenisDistribusi ParameterSampel UjiyangDigunakan

Diskrit Diketahui 2Diskrit Diperkirakan 2Kontiniu Diketahui KSKontiniu Diperkirakan 2

Sumber:StatisticalproceduresforEngineering,ManagementandScience

Uji penentu lainnya adalah data. Untuk uji 2, dibutuhkan minimal empat data yangberbedauntukvariabelkontiniudenganfrekuensisetiapdataataukelasdata.Jikakondisitidakmemnuhi,makadigunakanujiKS.Karenaujiinitidakbergantungpadajumlahdata(Blank,1980).Uji2mengukurperbedaanrelatifantarafrekuensihasilpengamatandenganfrekuensiyangdiharapkandarisebuahdistribusiteoritis,jikasampelberasaldaridistribusiteoritisyangdiujikan.Besarnyaperbedaanantarafrekuensihasilpengamatandenganfrekuensiyangdiharapkandari distribusi teoritisdinyatakan sebagai 2 yangditentukan denganpersamaan berikut(Blank,1980):

2==

ki i

ii

EEO

1

2)(

Ei=n.PiDimana:

k:jumlahvariabelyangberbedaataujumlahkelasOi:frekuensihasilpengamatanEi:frekuensiyangdiharapkandaridistribusiteoritisn :jumlahdataPi:peluangdaridistribusiteoritis

Uji KSmenetapkan suatu titik dimana terjadi penyimpangan terbesar antara distribusiteoritis dan sampel. Sebelum data sampel uji, terlebih dahulu data diurutkan dari nilaiterkecilsampainilaiterbesar.Untukmenggambarkanserangkaiandatadebitsebagaisuatukurvafrekuensikumulatif,makaperludiputuskanapakahprobabilitasatauperiodeulangyang digunakan dalam penggambarannya. Ada bermacammacam persamaan untukmenetapkan nilai ini, yang dikenal sebagai posisi penggambaran (position plotting)(Benson, 1962). Dari metodemetode tersebut, metode Weibull merupakan metode

9

metode yang paling sering digunakan untuk analisis peluang dan periode ulang datahidrologi (Soewarno,1995 ).Nilaipenyimpangan terbesarditentukanmelaluipersamaanberikut:Dn=MaksimumIF0(X)SN(X)I Jikadistribusi teoritis telah terpilihbarudicaridebit andalandari sungai tersebut.Debitandalanadalahdebitminimumyangterjadiatauterlampauisecararataratapadaperiodeulangtertentu.Denganditetapkannyadebitandalanyangtersediapadasumberair,makadapatdiketahuipeluangkegagalandarisuatukriteriadesaindalamusahapenyediaanairminumsehinggadapatdilakukantindakanantisipasi.

DiagramAlirPenelitianKeandalansumberAirFlowdiagrampenelitianKeandalansumberAir(lihatGambar2.2)dapatdijelaskan,sbb:1. DataDatadebitharianyangdigunakandalampenelitianadalahdatadebitharianminimum

terukur2. Pengolahanawaldatadebitharian

Sebelumdatadebithariandiujidenganujigoodnessoffit,terlebihdahuludilakukanpengolahandataawaldenganlangkahlangkahberikut: Pengolahandatadebitharianminimumpospengamatandebityangdianalisis Pengurutan data debit harianminimum hasil pengelompokkan dari yang terkecil

sampaiyangterbesaruntuksetiapdurasi. Penentuanberbagaiparameterdatasample

3.PenentuandistribusiterpilihUntukmasingmasingujistatistik,dicariuntukdistribusinormal,lognormal,gumbeldanlogpearsonIII. UjiKosmogorovSmirnov Uji2(chikuadrat)

4.PenentuanDebitAndalanDebitandalandihitunguntukdurasi1,2,7,15,30dan60haridanPeriodeUlang5,10,20,50tahun.

5.PembuatanKurvaDebitAndalanMataAirJikakurvadebitandalansudahdibuat,makadibandingkandengankebutuhanairbaku

disainPDAMdandilihatrangedebitandalanuntukdurasidanPeriodeUlangtertentu.

10

Diagram Alir Analisis Peluang Debit Air musim kering(Ekstrim Kering)

Seleksi data & urutan data debit air 1,2,7,15,30 dan setengah bulanan kalender

Pemilihan distribusi teoritis ( Normal, Gumbel dan log Person III) yang cocok

dengan Uji Goodness-of-fit

Hitung debit air minum Periode Ulang5, 10, 20, 50 tahun dengan distribusi teoritis terpilih

Debit air minimum dengan Periode Ulang 5,10,20 dan 50 tahun

Kurva peluang debit air minimum ekstrem kering

Keandalan Debit Air Baku

Kawasan Hulu

Boundary Hilir

Q Boundary Hulu

Keandalan sumber air

Q = C (P.A)+ b

C= f( P,I,, Tutupan lahan)P : variabel bebas ( Randown variabel)

A : Luas tanggapan hujan

Q: variabel tergantung( Randown variabel)

b : aliran dasar ( tutupan lahan, batuan )

Gambar2.2.DiagramalirKeandalansumberairpermukaanDari data debit harian historikal tercatat (19942006), menggunakan diagram alirpenentuan keandalan sumber air pada musimmusim kemarau, untuk memperolehambang batas keandalan debit sumber air proseswaktu, dapat dipresentasikan padaTabel2.3.

Tabel2.3.KeanadalansumberairsungaiuntukPengembanganSPAM

Durasi 2Tahun 5Tahun 10Tahun 20Tahun 50Tahun Distribusi

1 12.19 7.98 6.43 5.4 4.45 LogPearson

2 12.47 8.41 6.95 5.99 5.1 LogPearson

3 12.77 8.65 7.23 6.31 5.48 LogPearson

7 14.5 10.09 8.58 7.61 6.74 LogPearson

10 15 10.63 9.16 8.22 7.39 LogPearson

15 15.54 11.31 9.9 9 8.21 LogPearson

30 18 13.18 11.39 10.19 9.07 LogPearson

60 20 14.23 12.03 10.53 9.11 LogPearson

11

Simulasi kejadian keandalan sumber air :durasi 1(satu )haridenganperiodeulang 20tahunvskejadiandebitairsungaidari1994s/d2006,dipresentasikanpadaGambar.2.3

Keandalan Air Baku Q 95% SPAM (1994-2006)

0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Time Series

Deb

it (m

3/de

t)

Debit Harian Debit Andalan

Gambar2.3..KeandalansumberairSPAMVSDebitSumberAirHistorikal

2.4.PedomanAlokasiSumberairuntuksektorDMI&Irigasi

UUD fasal 33 ayat 3: Air dan tanah digunakan sebesarbesar untuk kepentingan rakyatbanyak(antaralain:kebutuhanairpokokSektoririgasidanDomestikMuncipalityindustridst)KebutuhanairbakuuntuksektorDMIdansektoririgasimerupakankebutuhanpokoksedangkan Sumber air terbatas , seiring perkembangan permukiman perkotaan lajukebutuhanairDomestikMunicipality Industri(DMI)meningkatpesatsehinggasangat logisdanadilbila berbagai sumber air (DMIdan irigasi ) sesuai UUD fasal33ayat3perluberbagaisumberair sehingga perludibuatpedomanalokasiair berdasarkan ketentuanbaku Dep.PU DirjenSDAdanDirjenCiptaKaryasepertidiperlihatkanpadaGambar2.4.diagramalirpedomanalokasiairsungaiuntuksektorIrigasidanDMI.

12

Gamb2.4.Diagramalirpedomanalokasiairsungaiuntuksektoririgasi&DMI

Tes Simulasi Pedoman Alokasi Sumber Air untuksektor Irigasi dan DMI (1994-2006)

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250 300 350Time series

Q (m

3/s)

Q Q880% Qirigasi Qdomestik

Gambar 2.5: Keandalan sumber air sektor Irigasi & DMI

Kelemahan Pengelolaan water infrastruktur (Dam irigasi , waduk ) untuk obyektifmenjamin pasokan sumber air misalnya sektor irigasi , ditempuh langkah adaptasiterhadapketidakpastiandebitsumberairfungsiwaktudengandebitrencana:keandalan/

13

keberhasilanQ80%untuksetengahbulankalender(analogQR=5tahun),artinyaselangwaktu 5thnterdapatlimpasansumberairyangdatang(lihatGamb2.5)terbuangmelaluispillway.(LihatGamb.2.5)ObyektifOptimasi adalah pemanfaatansumberairsemaksimummungkin melaluifungsiultilitas(water infrastruktur )hal inidimungkinkan bilakita dapatmengetahui besarandebitsumberairyangdatangsatulangkahkedepan.Berdasarkanmemoiretercatatpadapospos pengamatan Komponen utama siklusHidrologi ,dengan korelasi sparsial (P,Q)dapat dibangunModel Kontinu Prakiraan debit air satu setengah bulan kalender kedepan, sehinggamemungkinkan dilakukan langkah optimasi pemanfaatan sumber airfungsiutilitas :Dam irigasi/waduk untukdapatmemenuhi kebutuhan/permintaan lajusektordomestik,MunicipallitydanIndustri(DMI)sertasektorIrigasi.2.5.PengembanganModelKontinuPrakiraanDebitAir Sungai Optimasi Pengelolaan

InfrastrukturSDAModelKontinuPrakiraandebitairsatu langkahkedepan,memanfaatkanperubahan iklimterhada siklusHidrologi,membentuk suatuRezimHidrologi tercatatmelaluipengamatanPosposutamasiklusHidrologi. Dengan meneliti suatu satuanperiodeRezimHidrologitercatatpadaposposutamaHidrologi (P,Q)membuat matriks Ketautan komponenkomponenUtama SiklusHidrologisdalamruangdanwaktu,dapatdibangunsuatuModeldisebutModelKontinuPrakiraandebitairsehinggapengelolaanDamIrigasi/wadukdapatdioptimalkanuntukmemenuhisuplaiairdidownstreamuntuksektorairirigasi,sektorAirDMIdanPembangkitTenagaAir(Arwin,ProsedingPSDAITB,1993).MatriksKetautanSpartialKomponenUtamaHidrologiPengembangan modelkontinu debitair masadepan yangtidakmenentudalamproseswaktu(VariabelacaksiklusHidrologi),terdapat3(tiga)model,yaitu:ModelBiner,ModelTerner,danModelKuaterner. ModelKontinu dikembangkan dariketautanspartialdanwaktu dari Komponen utama (P,Q) siklus Hidrologi. Ketautan variabel utama siklusHidrologidalamruangdanwaktuF(x,y,z,t)dipresetansikandalambentukmatrikketautanspartialKomponenUtamaHidrologi(lihatTabel2.4).

Tabel2.4.MatriksKetautanKomponenutamaSiklusHidrologi

1 Qt 1Qt+1 Qt 1Qt Qt 1P3 Qt 1P2Qt1P1Q t1

1 Qt+1Qt Qt+1P3 Qt+1P2Qt+1P1Q t+1

1QtP3

QtP2

QtP1

Qt

1P3P2

P3P1

P3

1P2P1

P2

1P1

Qt1Q t+1Q tP 3P 2P1Nilai

14

Matriks Ketautan Sparsial komponen utama siklus Hidrologi dalam ruang danwaktuF(x,y,z,t)didasarkanketautan2(dua)variabelacak,menggunakanpendekatan matematisKoefisen ketautan.Model Kontinu PrakiraanDebit Air ,yang signifikan terpakai adalahModelKuaterner.ModelKuaterner(KorelasiEmpatVariabelAcak)ModelKuaterner terdiridariempat stasiunhidrologi yaitu stasiun1 (P1)dengan curahhujanX1 ,stasiun2 (P2)dengancurahhujanX2danstasiun3 (P3)dengancurahhujanX3sertastasiun4 (P4)dengancurahhujanX4.Stasiun2(P2)dengancurahhujanX2 danstasiun3(P3)dengancurahhujanX3sertastasiun4(P4)dengancurahhujanX4bertindaksebagaipenjelasbagistasiun1(P1).Stasiun1(P1) dengan curah hujan X1 sebagai yang dijelaskan. Skema korelasimodel ini dapat dituliskansebagaiberikut:Persamaanregresiliniermodelkuaternerdinyatakansebagaiberikut:

x1=r2x2+r3x3+r4x4+ dengan:

++= jjjj xxrxxrxxrxx 4433221 AsumsiE(xj)=0untukj=2,3,dan4.

NilairidapatdihitungdenganmenggunakanpersamaanYuleWalkersebagaiberikut:

11

1

3424

3423

2412

4

3

2

rrr

=

14

13

12

KoefisiendeterminasiR2dankesalahanrelatifdihitungdenganpersamaansebagaiberikut:

=1+r22+r3

2+r422(r212+r313+r414)+

2(r2r323+r2r424+r3r434)

R2=12 Koefisienkorelasiparsiildituliskan:

= 22r

X1

X3

X4 14

34

X2

12

23 24 24

Gambar2.8.TipeKorelasiKuaterner

15

= 33r

= 44r

dengan:=1(23

2+242+34

2)+2232434 2 =12(134

2)13(232434)14(242334) 3 =13(124

2)12(232434)14(342324) 4 =14(123

2)12(242334)13(342324) Model kuaterner dapat digunakan pada DAS untuk pengelolaan waduk air denganketidakpastianmasayangakandatang.ModeliniterdiridariempattipeyaituModelTernertipePPP(Q1),tipePPQ(Q1),tipePQQ(Q1)dantipeQQQ(Q1).FormulaketautanModelKaterner,dapatdipresentasikansebagaiberikut:

+++= 4433221 prprqrq ( )2

222

QQq = , ( )3

333

PPp = , ( )4

444

PPp =

dengan:q1 =prakiraandebitairpadawaktut+1q2 =debitairpengamatanpadawaktutp3 =pengamatanstasiunhujan1padawaktutp4 =pengamatanstasiunhujan2padawaktut

PengetrapanModelKontinuKatenerstudiakademikoperasioptimalWaterInfrastruktur,Dam irigasiKalibawangSungaiProgo dapatdiperlihatkanpadaGambar2.4 ,sebagaiberikut:

Peramalan Debit air Dam Kalibawang S.Progo (1994-2006)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

Jan-93 Oct-95 Jul-98 Apr-01 Jan-04 Oct-06 Jul-09

Durasi (Bulan)

Q (

m3/

s)

Qhistorik Qsintetik

Gambar2.9.SimulasiModelKontinuPrakirandebitairS.Progo.

16

Sedangkan Model KetautanKartener dari Prakiraandebit air dibadan airKaliProgodipresentasikan,sebagaiberikut:

Tabel 2.5. : Model Kontinu Prakiraan debit air Bendung Kalibawang - S. Progo

Bulan Jenis Korelasi Koefisien Persamaan

Januari PPPQ 0.848 Qt = 56.8 + 0.256P3(t) - 0.094P1(t) - 0.044P7(t)

Februari PPQ'Q 0.695 Qt = 23.006 + 0.499Q(t-1) - 0.033P4(t) - 0.141P5(t)

Maret PPQ'Q 0.819 Qt = (-7.812) + 0.677Q(t-1) - 0.085P4(t) + 0.164P5(t)

April PPQ'Q 0.586 Qt = (-5.125) + 0.435Q(t-1) + 0.066P4(t) + 0.125P5(t)

Mei PPPQ 0.431 Qt = 52.442 + 0.101X2(t) + 0.09P4(t) - 0.147P5(t)

Juni PPQ'Q 0.957 Qt = (-1.506) + 0.596Q(t-1) + 0.131P3(t) + 0.186P8(t)

Juli PPQ'Q 0.888 Qt = 1.419 + 0.638Q(t-1) + 0.066P3(t) + 0.011P7(t)

Agustus PPQ'Q 0.852 Qt = 5.442 + 0.577Q(t-1) + 0.259P2(t) - 0.296P3(t)

September PPQ'Q 0.948 Qt = 2.633 + 0.761Q(t-1) + 0.019P1(t) - 0.009P7(t)

Oktober PPQ'Q 0.945 Qt = 9.969 + 0.26Q(t-1) + 0.03P4(t) + 0.054P5(t)

November PPQ'Q 0.906 Qt = 1.017 + 0.913Q(t-1) - 0.023P3(t) + 0.09P4(t)

Desember PPQ'Q 0.748 Qt = (-9.959) + 0.761Q(t-1) + 0.102P3(t) + 0.072P6(t)

2.6.ManagementofWaterInsfrastructures

2.6.1OperasiDamintuitif.

ContohkasusakademikdiDamKalibawangSungaiProgo,dengan memanfatakan datadebitairsetengahbulanankalenderhistorikal(19932006)dantespedomanalokasiairsungaiuntukirigasidanDMI,diperlihatkanpadaGambar2.10.

operasi Intuitif Dam Multisektor Kalibawang untuk Irigasi dan Domestik

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250 300 350Time series

Q (m3

/s)

Q Q*80% Qirigasi Qdomestik

Gambar2.10.OperasiIntuitifDamuntuksektorDMI&Irigasi

17

2.6.2.OptimasiDamMultisektor.

Untukmemaksimalkan alokasi air untuk kebutuhan pokok rakyat banyak ( irigasi dandomestik).Ketidakpastiandatangnyadebitairmasadepan(Variabelacak)dalammodelintuitifmenggunakanpendekatanadaptif:menetapkansecaraadaptasiintuitifsuplaiairirigasidenganketersediaandebitsetengahbulanankalenderdengandebitrencanakering80% dibadanair sungai sehingga ModeloperasipengelolaanbendungMultisektor,dilakukansecara intuitif dengammenetapkan alokasiairuntuk Irigasi ,Ketersediaanair80% dikurangi suplai air domestik (Q95%) sehingga berpengaruh pasokan air untukmengairiirigasiberkurang.Untukmemaksimalkanpasokanairuntukirigasiperludapatmengatasi besaran debit air yang datang setengah bulan kalender ke depan denganmembangun ModelPrakiraandebitair masadepan sehinggaalokasi air untuk irigasidapatdimaksimalkanmencapaisuplaimaksimalkeandalanairbakuQ80%.ModelPrakiraandebit air setengah bulanan kalender kedepan ,menggunakan ModelKontinu Katerner Prakiraandebitsetengahbulanankalender dibangundaripencatatankomponenkomponenutamaposposSiklusRezimSiklusHidrologi.Lingkunganekonomibendungan:

Gambar2.11.DamMultisektor

Obyektif:optimilisasisuplaiairsektoririgasi&DMIKonstrain:

1. Kesinambunganmasa:QS=QIQDMIQSpillWayDimana:Qs=DebitSungai,variabelacakQi=DebitsuplaiIrigasi,variabeldeterminantQDMI=DebitairuntukDomestikMunicipality,variabeldeterminant

2. Suplaiairirigasi:(Q80%Q95%)

18

3. Qdownstream:0

19

III. SUMBERAIRSPAMDIKAWASANPESISIRPASUTSEMIDIURNAL

3.1. Umum.

Wilayah pesisir pasut semi Diurnal tersebar di Nusantara : pesisir Kapuas Kecil ,Mahakam,Barito,Siak,Indragiri,Batanghari,Musi.Sungaisungaidipesisirpantai,yangpasangsurutnyasemiDiurnal,Sumberairdidominasi:berwarna&terancamintrusiairlautjauhkedaratanterutamapadamusimkemaraupanjang.

SalahsatuPesisirPantaiKapuaskecil,dipengaruhipasuttipesemidiurnaldimanadalamsatu periode terdapat 2(dua ) kali pasang dan 2(dua) kali surut sehingga pesisirterbentukbermorflologi landai .Tumbuhanorganik ,yangmati terendam di rawarawasehinggaprosesasimilasidenganudaraterhalang,memproduksimateriterlarutdalamairberwarna. SungaiKapuas&S.Landak merupakan sungaiutama ,berpotensi lebihbaiksebagaisebagaisumberairbakudarisisiwarnadanintrusiairlaut.

Ketersedianairbaku dipesisirKapuas ,dari sisikuantitasairberlimpah tapi terancamintrusi air laut tergantung pada iklim (Basah,Normal & Kering). Menghadapiketidakpastianintrusiairlautdibangun2(dua)penyadapanairbakuyakniIntakeairbakuutamadan intakeairbakuCadangandiPanepat,pengaruhketidakpastian intrusiair lautterhadapsumberAirbakumakapengoperasianIPAdilakukandengan3(tiga)cara,yakni:

Pada iklim tahun basah pada musim kemarau basah intake airbakuutama tidakterpengaruhintrusiairlaut.

Pada iklim tahunnormal padamusim kemarau Intake airbakuutamapadabulanterkering terintrusi air laut ,dilakukan pengalihan penyadap ke Intake air bakucadangandiPanepattidakterintrusiairlaut(SeiLandak)

PadaIklimtahunkeringpadamusimkemarauKeringIntakeairbakuutamaterintrusiberat sampai Intake air baku cadangan Panepat sehingga Long Storage Panepatdioperasikan

Dari pengamatan salinitas dipesisir Kapuas terdapat tendensi rambatan intrusi air lautsemakin jauhkehuludanfrekwensikejadian intrusiair lautdi intake airbakusemakintinggi sehingga semakin terancam pelayanan air minum di masa depan dampakperubahaniklimGlobaldanancamankonversilahandihuluSungai..

Untuk pembangunan keberkelanjutandiKawasanpesisir kapuas menujuMetropolitanPontianak(KotaPontianak,Kab.PontianakdanKab.KubuRaya),memerlukansumberairbaku layak ( fresh water ) ,tidak terpengaruh intrusi air laut pada musim kemaraumemanfaatkanpotensikelebihankwantitasairdipesisirKapuas.

3.2.PasutPesisirKapuas&KualitasAir

Propinsi KalimantanBarat terletakdibagianbaratpulau Kalimantan ataudi antara garis2o08LUserta3005LSsertadiantara108o0BTdan114o10BTpadapetabumi.Berdasarkanletak geografis yang spesifik inimaka, daerah Kalimantan Barat tepat dilalui oleh garisKhatulistiwa (garis lintang0o) tepatnyadiatasKotaPontianak.Karenapengaruh letak inipula,makaKalbaradalah salah satudaerah tropikdengan suhuudara cukup tinggi sertadiiringikelembabanyangtinggi

20

Kalimatan Barat terdapat Sungai Kapuas sangat mempergaruhi kehidupan dalammenghadapialamterutamadipesisirkapuas.SungaiKapuas,berawaldaripengununganKapuasHulu&PengununganMullerdanpengununganSchwanermengalirdarimelintasiberturutturutPutussibau,Sintang,SanggaumelintasipesisirKotaPontianakdanberakhirdilautSelatKarimata(LihatGamb.3.1.PetaKalimantanBarat&PesisirKapuas.

Gamb3.1.PetaKalimatanBarat&PesisirKapuas

Muara S. Kapuas di selat Karimata berkarakteristik Pasut Semi Diurnal sehingapembentukandeltadipesisirKapuasdidominasimorfologilandaidanberawa,sehinggapesisirKapuasKualitasairterintrusiairlaut&kualitasairberwarna.(LihatTabel3.1)

SelainsungaikapuasyangsangatdominandipesisirKapuas,terdapatanaksungaiLandak(7440 Km2) mengalir berawal pengunungan GunungNiat (+ 1701) mengalirmulai dariSerimbauteruskearahBaratSelatanbertemudipesisirsungaiKapuasdiKotaPontianak.SungaiLandaksebelumbermuaradiS.Kapuas,disebelahselatanS.LandakterdapatanaksungaiAmbawang(540Km2)berprospekmemberikanpeluangdijadikansumberairnonpasut sepanjang tahun relatif dekat dari Pusat Aktifitas Pengembangan MetropolitanPontianak.(lihatGamb.3.2danGamb3.3)

Tabel3.1:DataSungaisungai&Kualitasairdipesisirkapuas

21

JarakdariPontianak

LuasDASDebit

RatarataDebit

Andalan

(Km) (Km2) (m3/dt) (m3/dt)

S.Landak(Penepat) 25 7440 370 39 SalinitasterjadisecaraperiodikS.Landak(Biyun) 32 7385 367 38 TidakterjadiSalinitasS.Ambawang 5 540 27 4 Salinitas3blnpertahun;AirberwarnaS.Malaya 6 93 5 0.56 AirBerwarnaS.Mandor 6 265 15 1.8 AirBerwarnaS.SengahTemila 24 375 38 5.8 AirBerwarna

Sumber Keterangan

Gamb.3.2.DASLandak&SubDASAmbawang

22

Gamb3.3.LokasiIntakeAirbakuKotaPontianak&SungaiAmbawang

KawasanpesisirKapuas dibentukoleh Pasangsurut tipesemidiurnaldi Estuary sungai(BoundaryHilir) dan Debitairdari Hulusungai (BoundaryHulu)dipengaruhi debitairfungsi iklim( musim penghujan dan musim kemarau). Pada kawasan pesisir morfologilandaitermkonveksikecepatanairdipermukaanbebas(jV/jx=0) sehinggapersamaansaintvenantdapatdituliskan,sbb:

Persamaan diferensial gerak air di permukaan bebas , dengan kemiringan relatif

kecil dapat diekspresikan dalam persamaan differential partial Saint Venant

F(x,t), sbb:

1. Pers. Kesinambungan

0=+

tHB

xQ

2. Pers. Momentum

0=++

gSfxHgA

tQ

RACQQ

S f 22=

dimana : Q = debit air, t = waktu(sumbu ordinat) , C = koef. Chezy, R =

23

Pers. differensial partial saint venant didiskretisasi dengan Finite difference (Dx, Dt ) Panjangsungaididiskretkandalamruasruas (DX)ujungruasdisebutnodeditempatkanHdantengahruasditempatkanQsedangkanperiodepasangsurut(T)didiskretasi(DX).

DiskretisasiRambatanPasangsurutdipesisir

Initialcondition

BoundaryconditionHilir

BoundaryconditionHulu

Gamb.3.4.:BoundaryConditionProblemeRambatanPasut

Diskretisasipada titik ganjil(ujungruas)diletakan tinggimukaair(H)sedang ,ditengahruas (titik genap)diletakandebit air (Q) maka dengan menggunakan metodebedahingga(finitedifferent)sketmaImplist CrankNicholsonmakaujungbagianHilir (Kondisibatashilir)merupakanpasangsurutlautsedangkanbagianujungHulu(Kondisibatashulu)merupakankurvamukaair(lihatGamb.3.4.)

Dengan menerapkan pers. Kesinambungan air pada titik titik ganjil ( H) dan hukumkekekalanmomentum dititik genap (Q) dengan sketma implisit CrankNicholson makaakan diperoleh n persamaan numerik (yang terdiri dari persamaan NumerikkesinambunganairdanPersamaanNumerikMomemtum )dannbilangananuyangtidakdiketahui . Bila dibuat persamaan matrik { A} [ b] = [c] dimana A koefisien matrik(diketahui)danbKolommatrikmerupakanparameteraliranpermukaanbebas(Q,H)padawaktu t+1(new) yang akan dicari dimana ujung ujungnya diketahui merupakan nilaiboundary Kondisi pada waktu t+1(new) sedang C kolom matrik (diketahui ,dimanaiparameteraliranpermukaanbebas(Q,H)diketahuipadawaktut(old).Denganmengetahuiparameteraliranbebas (Q,H) padawaktu t1 (old) untukmenentukanparameteraliranpermukaan bebas (Q,H) pada waktu t (New ) dan seterusnya parameter New telahdiketahuidijadikanold(t+1) untukmencari t+2 (new ) maka padawaktu satuperiodepasang surut dapatdiketahui fluktuasimukaair disetiapnodeHatauQ sepanjang ruasestuary.

Persamaanmatrik,dapatdiselesaikandengancaraEliminasiataucaraIteratif(GausSeidel

Rambatanpasutkegaraman,dapatdituliskansbb:

24

Persamaan transport intrusi air laut di Estuary sungai di ekspresikan ,sbb:

Pers. Transport Kegaraman:

xSDASQT

+= ... Pers. Keseinambungan

0).( =+

tShB

xT

Dimana : T = angkutan kegaraman D= Koefisien dispersi

Q= debit air h= Tinggi muka air

S = Salinity B = lebar Sungai.

A= Luas penampang sungai x,t = jarak dan waktu

3.3. Barrage Long Storage Ambawang Nonpasut

Saat ini PDAM kota Pontianakmenggunakan kedua sungai ini sebagai sumber air bakudalampelayananAirMinum.Di lokasi intake ImamBonjol, intake Jawi luar, intake SelatPanjang hampir setiap tahunnya terjadi salinitas dengan kadar Cl lebih dari 600 ppm,sehinggadenganIPAyangadaairbakutersebuttidakdapatdiolahmenjadiairminum.

IntakePenepatyangjugaberadadisungaiLandak,merupakanpenyanggasumberairbakukotaPontianak, jarakyangcukup jauhdari lokasipengolahan (+24km )sehinggauntukmenyalurkandibutuhkan3kalipemompaan.PengoperasianintakePenepatmembutuhkanbiaya tinggi, sehingga perlu dilakukan evaluasi apabila kapasitasnya akan ditingkatkan.AlternatifsumberairbakuyangsangatmungkinuntukdilakukankajiandalampemenuhanairbakukotaPontianakadalahsystemLongStorageAmbawang.(LihatGamb.3.2.&Gamb3.3.danGamb3.4)

Sistem inidenganmembuatBarrage (Bendung)diSungaiAmbawangdanmembuatkanaldarisungaiLandakmenujusungaiAmbawang(supplesi),diperlukanuntukmeningkatkankualitas air sungai Ambawang . Barrage berfungsi sebagai pencegah salinitas, sekaligusmengaturketersediaanairbakuuntukPontianakdansekitarnya.

Intake untuk kota Pontianak dibuat dilokasi Barrage, jarak (panjang pipa) ke IPA ImamBonjollebihkurang5km,sehinggabiayapengoperasianakanlebihmurah.

25

Gamb.3.5.DamLongStorageAmbawang

Gamb.3.6.TipePenampangKanalSuplesi

Gamb.3.7:BarrageLongStorageAmbawang

15m 4m

10m

2,5m

26

Kawasan pesisir Kapuas Kota Pontianak , Kab. Pontianak dan Kab. Kubu Raya memerlukan sumber air non pasut ,memenuhi kriteria air baku layak untuk SPAM perkotaan di pesisir pasut ,kontinu sepanjang tahun tidak terintrusi air laut dan harga kompentitif , sehingga usulan Sumber air dari Dam Long Storage Ambawang merupakan suatu pemecahan yang layak diteruskan ,dengan Studi Kelayakan Long Storage Ambawang sebagai Sumber Air baku mempercepat peningkatan pelayanan Air Minum di pesisir Kapuas semakin terancam intrusi air laut pengaruh perubahan Iklim Global.

IV. ManajemenAirCekunganBandungKawasanstategisNasional

4.1. DegradasiLahanMintakatLembang(DASCikapundungHulu)

Dariarsipdatahistorikal tercatat (19162006 ) komponenhujan (P )dandebitair (Q)sebagaiinputWatershedModelStatiticalHydrologydiperolehoutputberupakoefisienlimpasan (C) semakin besar dengan berjalannya waktu , proses alih fungsi lahan darihutan,budidaya, pemukiman pedesaan dan urban di DAS CikapundungHulu dimanasebelumPerangDuniaII Ik=0,80,9(tutupandidominasi lahanhutan)setelahsetengahabab kemudian ditemukan dari tahun (1966 s/d 2006) ,koefisien C66 =0,25meningkatmenjadi C2006 = 0,3 ( tutupan lahan terkonversi didominasi budidaya pertanian danpermukiman).Seiringdengan itu ,fungsihidrologis lahanterdegradasidimanaresapanairsemakinkecil (I) sehinggamempengaruhicadanganair tanahdi mintakatLembang (DASCikapundung Hulu) ,ditandai semakin menurunnya debit aliran dasar (b) dan jugaditemukandampakalih fungsi lahan hujanwilayahdari1916s/d2006 ditandaidenganmeningkat koefisen limpasandansemakinkecildebitalirandasar(b) (lihatGambar4.1).Haliniberdampakpadamassaairhujan(P)yangjatuhdiDAS.

Gambar4.1.DegradasiRezimHidrologiDASCikapundung(19162006)

Hujan WilayahCikapundung 1916-2006

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1916 1922 1928 1934 1940 1946 1952 1958 1964 1970 1976 1982 1988 1994 2000 2006

Tahun

Rai

nfal

l (m

m)

Hujan Tahunan Linear (Hujan Tahunan)

Runoff Coefficient TahunanCikapundung-MARIBAYA 1916-2006

0.00000.0500

0.10000.1500

0.20000.2500

0.30000.3500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Time Series

Run

off C

oeffi

cien

t (C

)

Run-off CoefficientLi (R ff C ffi i t)

Baseflow TahunanCikapundung-MARIBAYA 1916-2006

0.0000

1.0000

2.0000

3.0000

4.0000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Time Series

Bas

eflo

w (m

3/s)

Baseflow Linear (Baseflow)

(P1)

(P2)

(P3)

(P5)

(P4)

(P6)

Maribaya

(P1)

(P2)

(P3)

(P5)

(P4)

(P6)

(P1)

(P2)

(P3)

(P5)

(P4)

(P6)

Maribaya

27

Degradasi lahan DAS Cikapundung diMintakat Lembangmenyebabkan cadangan airtanah semakin menurun dari tahun ke tahun sehingga debit aliran dasar (low flow)semakin kecil sebaliknya debitmaksimum semakin besar dari tahun ke tahun sehinggasimpanganbakusemakinbesar ,dari analisastatistikdiperolehdegradasi ambangbatasdebitrencanaairbakusungaiCikapundungHulu(lihatTabel4.1)

Sistem Penyediaan AirMinum Pakar (IPA Pakar) dioperasikan pada tahun 1992 ,dengankeandalan debit airbaku (terpasang ) = 0,60m3/detdengan garansi kesinambungan airselama 20 tahun. Namun setelah beroperasi 15 tahun( 19922007) terjadi penurunankeandalandebitairIPApakarturunmenjadi67%sebagaidampakdegradasilahan .Daritabel6 koreksi keandalan airbaku kemasadepan Q=0,60m3/det turunmenjadi10tahun.

Tabel4.1:DegradasidebitrencanaKeringuntukSPAM

4.2. WadukMultigunaPLTADago

Semakinekstrimyadebitairmenyebabkankrisisketersediansumberairbakupadamusimkemaraudanbanjirpadamusimpenghujan.SeiringdenganberkembangnyaperkotaandikawasankerjamenjadikotaJasadanIndustrisehinggalajupermintaanairmeningkatpesat,pengendalianbanjir dankecendrungan semakinpenting pembangkitenergi listrik darisumberdapatdiperbaharuisehinggaperludilakukanpemberdayaansumberairmembalikancamanbanjirdankekringanmenjadibermanfaatdenganoptimasipemanfaatansumberdayaairdenganpembangunanwadukmultiguna(Sumberairbaku,banjir,PLTA)denganmenggunakanmetodeFenomenaHursdiuraikan,sebagaiberikut:

optimum=kTn

dimana: = volumetampunganT=tahuntahunair(T=1,2,5,10,20,30dan60tahun)

n=koefisienHurst(0,5

28

QT=variabeloutput(variaveldikomandokan)

Optimalisasipemanfaatansumberdayaairterjadiapabilakitadapatmemprediksidebitairdengan ketidakpastianmasa yang akan datang yang tepat sesuai dengan kondisi datakomponenHidrologi tersedia (Qin adalah variable acakbesaran tidakmenentu proseswaktu tergantung iklim ) sehingga dapatmelakukan pengelolaan air waduk optimalmenjamin kebutuhan air di hilir (PLTA, irigasi dan Sumber air baku ) . Telahmengembangkan metode Prakiraan debit air input waduk disebut metode kontinuparakiraandebitair.(Arwin ,Disertasi1992) ,didasarkanpadakorelasispartialkomponenutamasiklushidrologihujandandebitair.

Dampak Degradasi Rezim Hidrologi di DAS Cikapundung terhadap kinerja PLTABengkok/dagodankeandalanairbaku IPAPakardago Bandung .Keandalan pasokanairbaku IPADago dari semula ambang batasdebit rencana airbaku periode 20 tahun(1992),setelah15tahun(2007)kemudianturundebitrencananairbakumenjadi10tahundanseterusnyaterjadipenurunanproduksilistrikPLTABengkok/dagoterjadipadamusimkemarau pengaruh degradasi lahan terhadapekstrimitasdebitair ancamanbanjirdankekeringandikawasanhilirnya.PemecahandiperlukanpengendalianairekstrimitasdebitairdiDASCikapundungdenganpengembangansumberdayaairmultiguna(pengendalianbanjir,PLTAdanairbaku)berupaWadukMultigunaPakarmemerlukanvolume27Jutam3 ( revitalisasi PLTA Bengkok/Dago dengan kapasitas terpasang produksi listrik Turbinbengkok terpasang 12 x 3050 kilowat/tahun dan TurbinDago 12 x 700 kilowatt/tahun ,penambahan kapasitas air baku dari 0,6 m3/det menjadi 1,6 m3/det untuk pengembangan SPAM Kota Bandung( lihat Gambar 4.2) , dapat untuk pariwisata air dan mengurangi banjir di hilir Kota Dajeuh kolot .

Keseimbanganairwaduk:t+1 = t+QinQTdimana: = variabeldeterminan

t.=langkahwaktu

Qin=variabelacak

QT=variabelkeluaran(variaveldikomandokan)

Prakiraandebitairinput(Qin)menggunakammetodekontinu,didasarkankorelasispartialkomponenhidrologiutama:hujan(P).debitair(Q)danhasilbangkitandebitairdiperlihatkanpadaGambar4.3

29

Inflow

600 l/d

IPA PAKAR

Release

Vbanjir

Smax

Smin

Spillway

Transmisi PLTAMax: 3,5 m3/d

Intake Bengkok

IPA 2x500l lps

3x1,05 MW

1x0,7 MW

60 l/s Mini Plant Pakar

Domestic

Domestic

Power Plant

KTHSmax (30.000 m3)

Smin (12.500 m3)

Lingkungan Ekonomi Waduk

S.Cikapundung overflow

Waduk Multiguna Pakar dago

Gambar 4.2. Rencana Waduk Multiguna Pakar Dago

Korelasi Debit Historik dan Prediksi MODEL KONTINUECIKAPUNDUNG-Maribaya 2000-2006 (Qt+1)

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

Jan

May

Sep

Jan

May

Sep

Jan

May

Sep

Jan

May

Sep

Jan

May

Sep

Jan

May

Sep

Jan

May

Sep

Bulan

Deb

it (m

3/s)

historik prediksi

Gambar 4.3 . Prakiraan debit air Model Kontinu - Qinput Waduk

4.3. StrategiPengembanganSPAMdiCekunganBandung

Laju permintaan air bersih di Bandung Metropolitan Area (BMA) semakin meningkat.Peningkatan tersebut seiring dengan laju pertumbuhan penduduk dan aktivitaspembangunansebagaibentukimplikasidariditetapkannyaBMAsebagaiKawasanStrategis

30

Nasional (PPNo.26Tahun2008tentangRTRWN,LampiranX),serta fungsiKotaBandungsendirisebagaiintikawasan.

20082009

20102014

Perlu dukungansarana danprasarana

Landsat TM DAS Citarum Hulu Th 2002

Zona-Zona Industri di DAS Citarum

Gamb.4.3ZonaDMIdiCekunganBandung

Sementara itu, DAS Citarum hulu sebagai sumber air utama kawasan ini mengalamipenurunan kualitas dan kuantitas (degradasi). Degradasi telah berakumulasi karenaberbagaihal,antaralain:perubahaniklim(lokal,regional,global)

31

konversilahan; Pencemaranyangterusmeningkat(limbahcairmaupunsampah); Abstraksiairtanahyangtidakterkendali; Sistempengelolaanyangbersifatsektoral; Sertalawenforcementyanglemah

Faktorfaktortersebutmenyebabkanterjadinyaperubahanrezimhidrologiyangmengarahpada terjadinyaekstrimitas (hujanmaupundebit) sertaketidakseimbanganantara supplydan demand. Kondisi ini semakin parah dengan tingkat pencemaran sumber air yangmelebihiamabangbatasselfpurificationsecaraalamiah.OlehKarenaitudiperlukanusahauntuk mengembangkan air baku dengan memanfaatkan potensi waduk Saguling untukmemenuhi kebutuhan air bersih dimasa yang akan datang. Konsekuensi logis darikeputusaniniadalah:; Perlunyapengaturanruang; Pengendalianpencemarandikawasanutama; Optimalisasipengelolaanwaduk; Dukungan kebijakan, baik terkait dalam pengaturan ruang maupun pengendalian

pencemaranSkematis konsekuensi pengalihan fungsi Waduk Saguling dari waduk tunggal menjadimultisektordapatdigambarkansebagaiberikut:

Pengaturan ruang di BMA denganmemperhatikan pembagian ruang hidrologismenjadikawasankonservasi(denganmorfologibergelombanghaluskasar,>750dpl)dankawasankerja(relativedatar,

32

Gambar4.1.PembagianfungsiRuangHidrologiCekunganBandung

Agar terpenuhipesayaratanwadukSaguling sebagai suberairbakumakaperludilakukanpengelolaandenganfokus:

` Kawasan konservasimemerlukan pengelolaan dengan fokus proteksi sebagaikawasanresapanairdanpengendalianpencemaran.

` Kawasankerjamemerlukanpengelolaandenganfokusproteksisumbersumberairdaripencemarandanpemanfaatanyangberlebihan.

Gambar4.2.PembagianruanghidrologiskawasanBMA

33

Kebijakan dilakukan baik secara langsung/direct (peraturan), maupun secara tidaklangsung/undirect(insentifdesinsentif).Pembagian kawasan tersebut dan onsekuensi pengendaliannya disebabkan karenapemanfaatan sumber air akanberdampakpada kualitasdan kuantias air yangmasuk kewadukSaguling,sepertiditunjukanpadaGambarberikut:

Gambar4.4.Prosesselfpurificationdibadanair

Gambar4.3.SkematikManajemenKualitasAirDMI

34

Gamb.4.5:FungsiRuangHidrologiCekunganBandung

Permintaan air bersihyang terus meningkat

Kontinuitas air bakuterancam

(Kuantitas dan kualitas)

Konversi lahan

Pencemaran air (limbah, sampah)

Perubahan iklim

Pengendalian Tata Ruang Utama

(Kawasan konservasidan Kawasan kerja)

Pengelolaan Waduk, Q ?(Intuitif, Optimasi)

Pengelolaan SPAM-BRW dan BDW SUSTAINABILITY

Perlu INTEGRASI dalampengelolaan Sumber daya air

F (x, y, z, t)

Laju pertumbuhanpenduduk dan

aktivitaspembangunan

Sumber air permukaan& waduk, Q ?

(K. Hulu)

Peningkatansumber daya air

(K. Hilir)

Pengendalianpencemaran(kebijakanmaupuninfrastruktur)Konservasi

(kebijakanmaupuninfrastruktur)

Gamb.4.6:PengelolaanSumberDayaAirberkelanjutan

35

V. KESIMPULAN & SARAN

1. Ancaman banjir & kekeringan Ketidakpastian variabel utama Komponen Hidrologi (P,Q) oleh pengaruh iklim direspon dengan dengan langkah adaptasi : konsep debit rencana ( Banjir & kekeringan )

2. Pengaruh Climat change dan konversi lahan menyebabkan terjadi ekstrimitas debit air (perubahan watak aliran) sehingga meningkatnya ancaman banjir & kekeringan berdampak pada degradasi fungsi Infrastruktur SDA.

3. Climat change terhadap ancaman banjir & kekeringan semakin perlu peningkatan langkah mitigasi ,penerapan peraturan/UU pengendalian limpasan air /pencemaran air dan insentif/dissentif .

4. Upaya Sumber Air dimanfaatkan sebesar-besar untuk kepetingan rakyat banyak , sumber air potensial terlah terpakai ,untuk pengembangan SPAM mencapai target MDGs 2015 , kecendrungan global strategi memperoleh sumber air :

Transformasi fungsi utilitas Water Infrastruktur ( Dam/waduk ) dari fungsi tunggal menjadi multsektor

Dam Irigasi ,berbagai sumber air antara sektor Irigasi dengan sektor DMI , dengan melakukan perubahan pola tanam & perubahan suplessi air

Dari Waduk tersedia ( waduk Jatiluhur ,Waduk Saguling , Wonogiri) Perencanaan waduk Multiguna menghadapi climat change dan konversi

lahan dalam rangka pengadilan banjir dan kekeringan (sumber air).

b) Kawasan pesisir pantai landai ( Pasut semi diurnal )

Barrage long Strorage & suplesi fresh water ( Kasus Kota Pontianak ) 5. Kawasan strategis Nasional dimana laju kebutuhan air DMI tinggi ,perlu pengelolaan SDA berkelanjutan ( Pembagian ruang Hidrologi ,konservasi air , pengendalian limpasan air /pencemaran air , relokasi Industri )

6. Meningkatkan Fungsi utilitas Water Infrastruktur ( Dam/waduk) dapat dioptimasikan ,dengan memanfaatkan memoire Rezim Hidrologi komponen utama silklus Hidrologi (P,Q) membangun Model Kontinu Prakiraan debit sumber air satu langkah kedepan. Kelebihan Model Kontinu dapat mengikuti pengaruh perubahan cuaca terhadap komponen Hidrologi (P,Q)

Daftar Pustaka.

Arwin.Simulasi Numeric Implisit of Single Canal Surface Water Flow .Master Thesis, Civil Engineering Department, Bandung Institute of Technology. Bandung, Indonesia. Mars 1984

Arwin,Etude stochatique Rezime des Pluis dans le bassin superieur du Citarum en Indonesie .Mmoire ENSIEEHT Toulouse France . Toulouse Juillet 1988

36

Arwin, Modelisation des Resources en Eau et Leur Exploitation Energetique sur Lexemple du Bassin Superieur du Citarum en Indonesie. Disertation INPT France . Toulouse ,9 Juillet 1992.

Arwin,Manajemen Aliran Mantap sungai untuk menjamin kestabilan Produksi Instalasi PDAM untuk Melayani Air Bersih Perkotaan. Makalah pada MAPAM VIII,seminar Teknik PERPAMSI di Padang 15-20 Desember 1997.

Arwin ,Indeks Konservasi sebagai Instrumen Pengendalian Pemanfaatan Ruang di Kawasan Bopuncur . Badan Koord Tata Ruang Nasional Bappenas , 9 Juli 1999

Arwin,Penerapan Analisa Statistik terhadap ketidakpastian Debit air sungai dalam rangka peningkatan pelayanan air bersih perkotaan Makalah pada MAPAM IX,Seminar Teknik PERPAMSI di Jakarta ,Agustus 2001

Arwin,Kajian Pengaruh Alih Fungsi Lahan terhadap Aliran di DAS Ciliwung- Kawasan Bopuncur dengan Pendekatan Indeks Konservasi. Jurnal Teknik Sipil ITB ,Vol 8 No.2 April 2001 ,ISSN 0853-2982, Akredisasi PDK

Arwin ,Kajian Aspek Hidrologi,Tata Guna Lahan dan Konservasi Sumber Daya Air di kawasan Bopuncur Buku Manajemen Bioregional Jabodetabek : Profil & Strategi Pengelolaan Sungai & Aliran Air. Jakarta ,Pusat Penelitian Biologi LIPI 2004

Arwin & Y. Mukmin, kajian keandalan air sungai cisadane Memenuhi laju permintaan air baku pdam kota bogor Jurnal Perencanaan Wilayah dan Kota, Vol.17/No.2, Agustus 2006, hlm. 53-74

Arwin and Desy suktikno Numerical Model simulation of single canal surface water flow in a case of down stream boundary condition change . International Symposium on Ecohydrology, 2005, ISBN. 979-3673-70-2, (Proceedings) Kuta Bali 21-26 Nov 2005

Arwin, Rakhmita Aksayanty Studi komparatif metode peresap buatan untuk pengendalian limpasan air hujan Lebakgede, Kec Coblong kota Bandung Jurnal Purifikasi ITS ,Vol 7 no.1 Juni 2006 , ISSN 1411-3465, Akreditasi No.26/DIKTI/Kep/2005, 30 Mei 2005.

Arwin, Kajian Ekstremitas Debit Air dan Pelestarian Air di Kawasan Konservasi (Keppres 114/99 Bopuncur), Proceedings seminar Nasional Perkembangan dan Aplikasi Teknologi Lingkungan dalam menghadapi Era globalisasi , 2003 , ISBN. 979-96276-2-1, ITS Surabaya ,October 1-2 ,2003.

Arwin., Paramastuti,N. Dampak Degradasi Rezim Hidrologi di Kawasan Andalan Terhadap Kinerja PLTA,Infrastruktur Air dan sanitasi, Paper Seminar Apresiasi Air dan sanitasi di Kawasan Budidaya Kerma ITB-Ditjen Cipta Karya PU. 31 Maret ,2008.

Arwin,Endang Sri Pujilestari Perubahan Iklim,Konversi Lahan dan Ancaman Banjir & Kekeringan Vs Menuju Pembangunan Berkelanjutan . Bappenas ,Expert Group Discusion Strategy reformasi pengendalian ruang di Indonesia,6 Nov. 2008

Nelson, Analisa Statistik Komponen Utama Hidrologi dan Pengelolaan Aktual Waduk Multiguna Kasus DAS Ciliwung-Bopuncur. Tesis Magister Program Studi Teknik Lingkungan ITB, 2005

Prof. Arwin ,Pidato Guru Besar ITB , 27 feb 2009: Iklim,Konversi lahan dan Ancaman banjir & Kekeringan Kasus kawasan Andalan Pesisir Jakarta.

Prof. Arwin ,Ir.LM Ridwan 21 Oktober 2009 : Sumber air baku & peningkatan pelayanan Air Minum Perkotaan Kawasan Pesisir Pantai . Kasus PAM Kota Pontianak. Semiloka Nasional Peningkatan Pelayanan Air Minum Menuju MDGs 2015.

Montgomery Watson 1999. Kalimantan urban Developpment Project IBRD Loan 3854-IND. Kalimantan major Cities Water Supply Studies . Samarinda masterplan Draft Final Report , July 1999.

Tamin M. Zakaria Amin , DPAM Cipta karya-PU. Kebijakan Strategis pengembangan Air Minum di kawasan Andalan Kasus Jagodetabek Paper Seminar Apresiasi Air dan sanitasi di Kawasan Budidaya Kerma ITB-Ditjen Cipta Karya PU. 31 Maret ,2008