Pengertian Sedimen
Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan, erosi parit, atau jenis erosi tanah lainnya. Kenaikan persentasi sedimen pada waduk yang tiap waktu meningkat pesat sehingga menimbulkan pendangkalan waduk dan berpengaruh terhadap kapasitas waduk serta umur layanan waduk. Volume endapan sedimen yang mengendap pada tiap tiap elevasi yang di tandai dengan berkurangnya volume tampungan waduk. Laju sedimentasi yang terjadi berdasar pada volume sedimen yang mengendap setiap tahunnya. Umur layanan waduk ditandai dengan berkurangnya tampungan mati waduk tersebut.
Waduk dan Pengembangan Sumber Daya Air
Sumber Daya Air di Bumi Secara garis besar total volume air yang ada yaitu air asin dan air tawar di dunia adalah 1.385.984.610 km3. Waduk dan Pemenuhan Kebutuhan Air Menurut Veltrop (1992), saat ini dan di masa depan bendungan akan tetap memegang peranan penting dalam rangka pemenuhan kebutuhan air di dunia. Bendungan adalah salah satu infrastruktur yang berfungsi untuk menampung air yang dapat memenuhi kebutuhan air sesuai permintaan dengan berbagai pola operasi waduk (Morris, 1997:2.5). Menurut Shiklomanov (1993), dalam hal kuantitas pemanfaatan air, irigasi adalah pemanfaat terbesar dari air yang disediakan oleh waduk. (Morris, 1997:2.7). Sedimentasi Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan, erosi parit, atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap di bagian bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, sungai, dan waduk. Hasil Sedimen (sedimen yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi didaerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat tertentu. Hasil sedimen biasanya diperoleh dari pengukuran sedimen yang terlarut dalam sungai (suspended sediment) atau dengan pengukuran langsung di waduk (Asdak 2002:392)
Sedimen Waduk
Proses pengendapan sedimen umumnya dimulai dengan terbentuknya delta di bagian hulu waduk. Partikel sedimen halus dibawa oleh kerapatan atau kekentalan arus menuju waduk. Zona tempat pengendapan sedimen pada potongan memanjang waduk dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) zona utama. Sumber: Gregory L. Morris & Jiahua Fan (1997:10.2)
Pola Pengendapan Sedimen di Waduk
- Delta deposits
- Wedge-shaped deposits
- Tepering deposits
- Uniform deposits.
Faktor-faktor yang menentukan hasil sedimen (sediment yield) dari suatu daerah aliran sungai dapat diringkas sebagai berikut (USBR, 1974:767):
- Jumlah dan intensitas curah hujan
- Tipe tanah dan formasi geologi
- Lapisan tanah
- Tata guna lahan
- Topografi
- Jaringan sungai, yang meliputi : kerapatan sungai, kemiringan, bentuk, ukuran dan jenis saluran.
Satuan Berat Endapan Sedimen Tabel 2.1.
Klasifikasi Sedimen berdasarkan Ukuran
| Tipe sedimen | Satuan (mm) |
| Tanah Lempung | <0.004 |
| Endapan Lumpur | 0.004-0.0625 |
| Pasir | 0.0625-2.000 |
Distribusi Sedimen Pada Waduk Pola distribusi waduk dipengaruhi oleh (Priyantoro, 1987:86):
- Jenis muatan Sedimen
- Ukuran dan bentuk waduk
- Lokasi dan ukuran outlet
Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk menentukan sebaran sedimentasi di waduk diantaranya :
- Area Increment Method
Metode empiris Area Increment Method yang digunakan didasarkan pada anggapan bahwa volume sedimen yang terendap di dalam waduk sebanding dengan setiap penambahannya.
- Empirical Area Reduction Method
Suatu metode berdasarkan pengalaman dan pengamatan di lapangan (empirical) yang dipakai untuk mendistribusikan sedimen dibawah elevasi muka air normal yang dikembangkan oleh Biro Reklamasi Amerika Serikat (USBR – United States
Analisis distribusi sedimen menggunakan Metode Empiris Pengurangan Luas Empirical Area Reduction Method, memiliki tingkat kesalahan yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan metode empiris Empirical Area Reduction Method penambahan luas (Tukaram et al., 2016).
Perbedaan antara dua metode tersebut adalah penggunaan tipe kurva untuk mendistribusikan sedimen. Pada dasarnya kedua metode tersebut dapat diselesaikan dengan langkah-langkah berikut ini (Morris & Fan, 2010) :
- Menentukan volume sedimen yang mengendap di waduk.
- Memilih kurva untuk memplotkan titik hubungan antara nilai F dan kedalaman relatif (p). Tipe kurva ditentukan berdasarkan :
- Bentuk waduk, ditentukan menurut dalam Tabel 1, penentuan nilai m (nilai hubungan kedalaman dan kapasitas waduk) didasarkan pada hubungan kedalaman dan tampungan waduk. Jika nilai m bervariasi maka dapat diambil nilai m yang paling dominan (seperti pada gambar dibawah ini).
Bentuk Waduk Tipe Kurva m Danau I 3,5 – 4,5 Dataran – kaki bukit II 2,5 – 3,5 Bukit – pegunungan III 1,5 – 2,5 Pegunungan IV 1,0 – 1,5 - Sistem operasi waduk, ditentukan menurut table dibawah ini:
Operasi waduk Tingkat Operasional Tipe Tipe Kurva Sedimen terendam di waduk I I I II II dan II III II Surutan muka air waduk sedang II I I dan II II II III II dan III Surutan muka air waduk cukup besar III I II II II dan III III III Dalam keadaan normal waduk IV IV - Ukuran butiran sedimen, ditentukan menurut table dibawah ini :
Ukuran Butiran Sedimen yang Dominan Tipe Pasir atau material kasar I Lanau II Lempung III
- Bentuk waduk, ditentukan menurut dalam Tabel 1, penentuan nilai m (nilai hubungan kedalaman dan kapasitas waduk) didasarkan pada hubungan kedalaman dan tampungan waduk. Jika nilai m bervariasi maka dapat diambil nilai m yang paling dominan (seperti pada gambar dibawah ini).
- Menentukan kedalaman nol baru pada waduk dengan menentukan Fungsi tak berdimensi (F) tiap-tiap elevasi dengan Persamaan 2 (Morris & Fan, 2010) :
Dimana
S = total sedimen yang mengendap (m3)
H = kedalaman waduk mula-mula (m)
Vh = volume total waduk pada kedalaman elevasi H (m3)
Ah = luas total waduk pada kedalaman elevasi H (m2)
Nilai p (kedalaman relatif) dapat dihitung dengan Persamaan 3 (Morris & Fan,2010) :
DimanaH = kedalaman pada elevasi H (m)
h = kedalaman total mula-mula (m)
Nilai F dan p di plot kedalam grafik seperti pada Gambar 3 untuk dicari perpotongannya dengak kurva yang ditentukan sebagai dasar penentuan elevasi nol waduk yang baru setelah T tahun
- Mendistribusikan sedimen pada setiap kedalaman waduk berdasarkan kurva tipe waduk yang ditentukan dengan menghitung luas relatif (a) berdasarkan kedalaman relatif (p) menggunakan persamaan (Morris & Fan, 2010)
- Menghitung luas terkoreksi dengan membagi luas tampungan awal pada elevasi nol baru dengan luas relatifnya.
- Menghitung luas terdistribusi pada tiap elevasi dengan mengkalikan luas tampungan awal dengan luas terkoreksi pada point (e) untuk elevasi diatas nol baru.
- Menghitung distribusi sedimen pada tiaptiap elevasi dengan Persamaan 4 (Morris& Fan, 2010) :
DimanaVsh = volume sedimen pada kedalaman h (m3)ah = luas terdistribusi pada kedalaman h (m2)ah-1 = luas terdistribusi pada kedalaman h-1 (m2)Δh = selisih kedalaman (m). - Menghitung tampungan aktual waduk setelah T-tahun dengan mengurangi tampungan awal dengan distribusi sedimen pada tiap-tiap elevasi pada point (g)
Pengukuran Kapasitas Tampungan Waduk Pengukuran kapasitas tampungan waduk secara berkala dilakukan untuk mengetahui berapa volume sedimen yang terakumulasi di waduk, pola sedimentasi pada waduk dan perubahan kapasitas tampungan waduk. Karakteristik perubahan kapasitas tampungan waduk dapat diamati dengan menggambarkan grafik perubahan kapasitas tampungan dan pola sedimentasi pada potongan memanjang waduk seperti gambar 2.16 (Morris, 1997:3.8).
Laju Sedimentasi
Pada Waduk Laju sedimentasi dapat diartikan sebagai jumlah sedimen dari sungai yang masuk ke tampungan yang pada umumnya berada di hilir sungai dalam satu periode waktu tertentu.Proses estimasi laju sedimentasi sudah dilakukan selama beberapa dekade untuk menghitung volume tampungan sedimen pada perencanaan bendungan dan waduk. Namun hasil estimasi ini sering didapati waduk yang mengalami sedimentasi jauh lebih cepat di bandingkan rencana awal (Morris, 1997:7.1).
Usia Guna Waduk
Usia guna waduk adalah waktu dimana waduk dapat dipergunakan untuk menampung air dan mendistribusikannya. Usia guna waduk ditinjau dari penuhnya dead storage oleh sedimen. Waktu pengendapan dari berbagai elevasi dikumulatifkan untuk mendapatkan usia waduk.
- Usia guna waduk dapat dihitung dengan persamaan :
Dimana :
T = usia guna waduk (tahun)
V = volume Sedimen di tahun n (m3 )
VS = Laju Sedimentasi (m3 /tahun)
= (VT-V)/tahun n
VT = Volume tampungan mati (m3)
- Volume sedimen
Menurut Mahmud, G. dkk (2020) Volume sedimen dapat dihitung menggunakan pendekatan luas polygon diantara 2 cross section kemudian dikalikan dengan jarak antar cross-nya. Seperti pada Persamaan 1 berikut
Dengan:
Vn = Volume antar cross ke-n (m3)
Δh = Jarak antar cross ke-n (m)
An+1 = Luasan cross ke n+1 (m2)
An = Luasan cross ke-n (m2)
Penanganan Sedimentasi Di Waduk
Penerapan metode penanganan sedimen menurut Sumi (2011) adalah dengan aplikasi strategi sebagai berikut :
- Mencegah dan mengurangi terjadinya penggerusan permukaan tanah (degradation) di DAS bagian hulu dan sungai yang mengalir masuk Waduk. Metode ini dilaksanakan dengan upaya konservasi (penghijauan) dan pembuatan bangunan sedimen di hulu sungai.
- Mengalihkan dan mengalirkan sedimen keluar dari waduk (sediment routing) dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Upaya dapat dilakukan berupa pembuatan “diversion weir” pembuatan “sedimen bypass tunnel” maupun melakukan “density current venting”.
- Mengeluarkan sedimen dari waduk dengan menggunakan peralatan mekanis, dengan melakukan penggalian, hauling, pengerukan maupun penggelontoran sedimen
Menurut Morris (2003) konsep pengelolaan sedimentasi (sedimentation management) untuk mengelola tampungan buatan manusia secara teoritis memiliki beberapa pendekatan :
- Pengembangan waduk dengan tampungan yang sangat besar (diatas 1 km2) untuk memberi usia guna (half time) setidaknya 500 tahun, dibandingkan waduk dengan tampungan sedang atau kecil, yang memiliki usia guna lebih kecil.
- Pengendalian aliran sedimen (flow control) yang masuk ke waduk melalui berbagai metode, khususnya :
- Pengendalian erosi di daerah tangkapan air melalui penghijauan, terrasering dan reboisasi di daerah tangkapan air.
- Penangkapan sedimen dengan gradasi kasarsedang melalui bendung pengendali atau checkdam.
- Pengalihan sedimen (sediment routing)
- Pada bagian hulu dari bendungan dengan saluran pengalih sedimen (sediment bypas).
- Pada waduk dengan metode pembilasan melalui pelepasan bawah(bottom outlet facilities) atau melalui pintu (sluicing) baik dengan penurunan muka air waduk (drawdown) atau tidak (partial drawdown).
- Pengerukan sedimen dengan metode penggalian secara mekanis (baik dengancaradregging maupun dryexcavation dengan pembuangan diluar tampungan waduk.
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, Chay. , 2002. Hidrologi Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.
BBWS Pompengan Jeneberang.2013 11 Kodoatie, Robert J., Syarief, Roestam. 2010. Tata Ruang Air. Penerbit Andi. Yogyakarta.
Mahmud, G. Darsono, S. Triadi, T. 2020. Analisis Sedimentasi Dan Prediksi Distribusi Sedimen Di Waduk Tilong Kabupaten Kupang, Penerbit Magister Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro. Semarang.
Morris, G.L, Fan J. 1997. Reservoir Sedimentation Handbook, Design and Management of Dams, Reservoirs, and Watersheds for Sustainable Use, McGraw – Hill. Co. New York. USA.
Morris, G.L 2003. Reservoir Sedimentation Management : worldwide Status and Prospects Proceedings. The 3nd World Water Forum, Challengges to the Sedimentation Management for Reservoir Sustainable. Otsu, Shinga Jepang.ok
Morris, G. L., & Fan, J. (2010). Reservoir Sedimentation Handbook. New York: McGraw-Hill Book Co.
Pranowo, Janat. 2001. Kajian Pola Distribusi Sedimentasi Waduk dengan Referensi Beberapa Waduk di Jawa. Tesis. Magister Teknik Sipil Program Pascasarjana Universitas Diponegoro. Semarang
Priyantoro, D. 1987. Teknik Pengangkutan Sedimen. Penerbit Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. Malang.
Soedibyo. 1993. Teknik Bendungan. Pradnya Paramita. Jakarta.
Sosrodarsono, S., Tominaga, M., 1994. Perbaikan dan Pengaturan Sungai. Pradnya Paramita. Jakarta.
Soewarno, 1991. Hidrologi, Pengukuran dan pengolahan Data Aliran Sungai (Hidrometri). Penerbit Nova. Bandung.
Sumi,T. Takemon,Y. Kantoush, S.A. 2011. Lighten the Load. International water Power and Dam Construction Magazine, hlm 3 8 -45
USBR. 1974. Design Of Small Dams. Oxford & IBH Publishing CO. New Delhi India.
DAFTAR SEKARANG!!
Training Center di Yogyakarta
Contact us
1. Dwi Purwanto
085602006858 (m3)
081328361414 (simpati)
Email: fetc.trainingcenter@gmail.com
admin@frastatraining.com
2. Kurnia
08179414410 (xl)
Email: kurniafrasta@gmail.com
FETC,Ruko house of Tajem no A 1 JL Raya Tajem km 2 Panjen Wedomartani Ngemplak Sleman Yogyakarta,
Telp 0274 4462970
OUR SOCIAL MEDIA
mau lanjut WA langsung??
Materi Selengkapnya Click Di Sini
Informasi Pelatihan Selengkapnya Click Di Sini
#sedimenbendungan
#hidrografi
#geolistrik
#geolistrikonline
#pelatihangeolistrik
#pelatihangeolistrikonline
#geofisika
#mencariairtanah
