1. Pendahuluan
Indonesia mempunyai dua musim dalam satu tahun vaitu musim hujan dani musim kemarau. Dengan tidak meratanya hujan selama satu tahun sehingga menyebabkan persediaan air akan berlebih pada musim hujan dan berkurang pada musim kemarau. Oleh karena itu akan menjadi suatu tantangan bagaimana supaya persediaan air tersebut dapat dimanfaatkan secara optimal baik dimusim penghujan maupun dimusim kemarau melalui pengoperasian waduk. Sumber-sumber air yang berlimpah diberbagai daerah dapat dimanfaatkan baik untuk keperluan pengairan, pembangkit tenaga listrik, industri, penyediaan air minum yang ditampung pada sebuah waduk yang cukup besar. Selain itu waduk juga dapat dimanfaatkan sebagai pengendali sungai dan banjir, pariwisata dan olahraga air dan juga tempat menampung limbah industri. Dalam melestarikan waduk sebagai salah satu sarana sumber air ada beberapa masalah yang dihadapi yaitu masalah erosi dan sedimentasi yang akan memenuhi waduk. sehingga dikhawatirkan tidak akan mencapai umur waduk yang direncanakan. Akibat erosi lokal maupun penggerusan yang terjadi pada sungai dihulu waduk mengakibatkan pengendapan di waduk. Hasil erosi tersebut bergerak bersama air pada sungai, baik berupa bed load (angkutan dasar) maupun suspended load (angkutan layang) yang akan mengendap pada waduk.
Sedimen yang diangkut oleh air dari penggerusan dibagian udik sungai dan dasar maupun pada tepi sungai dan merupakan hasil penggerusan di cathment area( daerah tangkapan air). Dengan kondisi lahan tersebut dan juga curah hujan yang cukup tinggi mengakibatkan banyak sedimen terangkut ke sungai sehingga menjadi sumber sedimentasi di waduk. Bagi waduk yang sedang beroperasi bahaya sedimen akan mempengaruhi umur waduk. Untuk penelitian ini maka direncanakan menghitung volume sedimen yang mengendap setelah beberapa tahun waduk beroperasi
Setelah beroperasi selama 25 tahun kondisi Waduk Cirata mengalami perubahan. Berdasarkan laporan akhir pengukuran 5 tahunan sedimentasi Waduk Cirata, tingkat sedimentasi atau pengendapan di Waduk Cirata semakin meningkat. Laju sedimen ratarata Waduk Cirata sampai dengan tahun 2012 mencapai 7.30 juta meter<sup>3</sup>/tahun. Pada pengukuran bathimetri yang dilakukan Badan Pengelola Waduk Cirata pada tahun 2012, laju sedimen mencapai 7,566 juta meter<sup>3</sup>/tahun. Angka ini melampaui asumsi desain vang hanya 5,67 juta meter<sup>3</sup>/tahun. Tingginya tingkat sedimentasi di Waduk Cirata ini disebabkan oleh kerusakan di sepanjang DAS Citarum serta menjamurnya jaring terapung (japung) di tengah waduk. Waduk Cirata dirancang untuk 100 sampai 236 tahun, namun karena berbagai persoalan seperti
sedimentasi, membuat waduk ini berkurang sekitar 60 tahun. Melihat kondisi ini, maka asumsi yang dapat ditimbulkan bahwa kondisi hutan, tata guna lahan didaerah aliran sungai citarum hulu dan wilayah sabuk hijau (green belt) disekelilingi waduk Cirata tidak lebih buruk dari kondisi sekarang.
Masalah yang dihadapi dengan banyaknya sedimen yang mengendap di waduk, antara lain adalah:
- 1. Mempengaruhi kapasitas tampung waduk
- 2. Masuknya sedimen kedalam pembangkit tenaga listrik, sehingga akan mempengaruhi kerja turbin.
- 3. Menimbulkan proses abrasi pada bangunan.
- 4. Berkurangnya supplay air irigasi dengan masuknya angkutan sedimen kedalam saluran.
Dengan masuknya sedimen pada waduk yang akan mengakibatkan pengendapan dan pendangkalan, sehingga akan mempengaruhi kapasitas tampung waduk dalam mensuplay air, baik untuk kebutuhan air minum, sebagai pembangkit tenaga listrik maupun kebutuhan air minum serta keperluan irigasi. Dari halhal tersebut di atas, maka hanya akan diadakan pembahasan adalah menghitung volume sedimen yang mengendap setelah beberapa tahun waduk beroperasi.
Tujuan dari penelitian ini adalah menghitung volume sedimen yang mengendap dengan menggunakan formula-formula, antara lain:
- 1. Mengetahui besarnya kepadatan sedimen.
- 2. Mengetahui koefisien konsolidasi sedimen.
- 3. Mengetahui kepadatan sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi.
- 4. Mengetahui volume sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi.
Sedimen adalah suatu Kepingan atau potongan yang terbentuk oleh proses fisik dan kimia dari batuan atau tanah. Bentuk dari material beraneka ragam dan tidak terbatas dari mulai yang berbentuk bulat sampai berbentuk tajam. Juga bervariasi dalam kerapatan dan komposisi materialnya dengan kuarsa yang dominan dimana sedimen tersebut terbawa hanyut oleh aliran air yang dapat dibedakan sebagai endapan dasar (bed load) dan muatan melayang (suspended load). Muatan dasar bergerak dalam aliran sungai dengan cara bergulir. meluncur dan meloncat-loncat di atas permukaan dasar sungai. Sedangkan muatan melayang terdiri dari butirbutir halus yang ukuran lebih kecil dari 0,1 mm dan senantiasa melayang didalam aliran air, lebih-lebih butiran yang sangat halus walaupun air tidak mengalir, tetapi butiran tersebut tetap tidak mengendap serta airnya tetap tidak keruh dan sedimen semacam ini disebut muatan kikisan (wash load).
Karena muatan dasar senantiasa bergerak, maka permukaan dasar sungai kadang-kadang naik dan kadang-kadang turun. Muatan melayang tidak
berpengaruh pada naik turunnya dasar sungai, tetapi dapat mengendap didasar waduk yang menimbulkan pendangkalan pada waduk dan menyebabkan timbulnya berbagai masalah.
Penghasil sedimen terbesar adalah erosi permukaan lereng pegunungan, erosi sungai (dasar dan tebing alur sungai). Pada saluran aliran air mengikis material yang ada di tebing atau dasar saluran sedemikian banyak butiran yang akan dapat mengangkutnya.
Sedimentasi merupakan proses pengendapan bahan yang terangkut oleh air di alur sungai pada waduk sebagai akibat terjadinya erosi. Kepadatan sedimen setalah mengendap akan berubah dari waktu ke waktu. Untuk waduk besar hampir seluruh sedimen mengendap setelah proses sedimentasi, sehingga kapasitas waduk berkurang, maka sebahagian sedimen akan terbuang melalui spillway.
1.1 Sedimen dan angkutan sedimen
Sedimen di sungai baik terlarut maupun tidak terlarut merupakan produk dari pelapukan batuan yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan, terutama perubahan iklim. Hasil pelapukan batuan disebut sebagai partikel-partikel tanah. Pengaruh tenaga kinetis air hujan dan aliran air permukaan (pada daerah tropis), partikel-partikel tanah tersebut dapat terkelupas dan terangkut ke tempat yang lebih rendah dan kemudian masuk ke sungai yang disebut sedimen.
Angkutan sedimen dari tempat yang lebih tinggi ke daerah hilir dapat menyebabkan pendangkalan waduk, sungai, saluran irigasi dan terbentuknya tanah-tanah baru di pinggir-pinggir dan di delta-delta sungai. Proses sedimentasi dapat memberikan dampak yang menguntungkan dan merugikan. Dikatakan menguntungkan karena pada tingkat tertentu adanya aliran sedimen ke daerah hilir dapat menambah kesuburan tanah serta terbentuknya tanah garapan baru di daerah hilir. Tetapi, pada saat bersamaan aliran sedimen juga dapat menurunkan kualitas perairan dan pedangkalan badan perairan seperti pada waduk dan sungai.
Berdasarkan pada jenis sedimen dan ukuran partikelpartikel tanah serta komposisi mineral dari bahan inti yang menyusunnya, dikenal bermacam jenis sedimen seperti pasir, liat dan lain sebagainya dapat dilihat pada Tabel 1.
Apabila ditinjau dari keadaan asalnya, angkutan sedimen di sungai pada umumnya dibedakan antara angkutan muatan material dasar (bed material transport) dan angkutan muatan kikisan (wash load). Angkutan muatan material dasar merupakan material dengan ukuran butir tertentu yang terangkut dari dasar sungai. Angkutan muatan material dasar sangat penting pada morfologi sungai dan mempengaruhi prediksi respon sungai terhadap setiap perubahan-perubahan yang terjadi pada sistem sungai.
Ditinjau dari cara pergerakannya, angkutan sedimen dibedakan menjadi angkutan muatan dasar (bed load) dan angkutan muatan layang (suspended load).
1.2 Hasil sedimen
Hasil sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat tertentu. Hasil sedimen biasanya diperoleh dari pengukuran sedimen kikisan di sungai (wash load) atau dengan pengukuran langsung di waduk.
Hasil sedimen tersebut dinyatakan dalam satuan berat (ton) atau satuan volume (mpk atau acre-feet) dan merupakan fungsi luas dari daerah pengaliran. Pembandingan data hasil sedimentasi, pada umumnya didasarkan atas hasil per satuan luas daerah pengaliran yang dinamakan laju produksi sedimen (sediment production rate) yang dinyatakan dalam ton/ha, ton/ km2 atau acre-feet/sq.
Tabel 1. Jenis sedimen berdasar ukuran partikel
| Jenis Sedimen | Ukuran partikel (mm) |
|---|---|
| Liat | < 0,0039 |
| Debu | 0,0039 – 0,0625 |
| Pasir | 0,0625 – 2,0 |
| Pasir Besar | 2,0 – 64,0 |
Gambar 1. Asal dan cara bergeraknya sedimen di sungai
Sumber: Mohammad, 2009.
Hasil sedimen tergantung pada besarnya erosi total di DAS/Sub-DAS dan tergantung pada angkutan partikel -partikel tanah yang tererosi tersebut keluar dari daerah tangkapan air DAS/Sub-DAS. Produksi sedimen umumnya mengacu kepada besarnya laju sedimen yang mengalir melewati satu titik pengamatan tertentu dalam suatu sistem DAS. Besarnya hasil sedimen biasanya bervariasi mengikuti karakteristik fisik DAS/Sub-DAS.
Hasil sedimen dan hasil erosi kotor (gross erosion) yang dihasilkan oleh erosi lempeng ditambah erosi alur atau oleh sebab lain adalah saling bergantungan. Hubungan tersebut dapat dinyatakan sebagai rasio hasil sedimen terhadap erosi kotor, rasio ini dinamakan rasio pengangkutan sedimen (Sedimen Delivery Ratio, SDR). Hasil sedimen dari suatu daerah pengaliran tertentu dapat ditentukan dengan pengukuran pengangkutan sedimen pada titik kontrol alur sungai, atau dengan menggunakan rumus-rumus empiris.
Pengukuran besarnya sedimen yang paling memadai adalah melalui pengukuran sedimen yang dilakukan di dasar waduk. Cara lain yang dapat digunakan adalah dengan pembuatan kurva hubungan (rating curve), yaitu kurva yang menghubungkan laju angkutan sedimen (dependent variable) dengan besarnya debit (independent variable).
Pengukuran sedimen langsung di dalam waduk dilakukan dengan manggunakan perahu yang dilengkapi dengan tali kawat panjang yang dilengkapi alat pengambil sampel tanah di bagian ujungnya. Tali kawat ini diturunkan secara vertikal di beberapa tempat di dalam waduk sesuai dengan prosedur pengambilan sampel yang baku. Di dasar waduk dengan lapisan deposit sedimen yang tipis, ujung kawat yang telah dilengkapi alat pengambilan tanah tersebut akan mencapai lapisan tanah bukan sedimen.
Lapisan tanah ini umumnya berwarna lebih gelap dibandingkan dengan endapan sedimen dan dengan adanya perubahan warna dan tekstur yang terbawa oleh alat tersebut dapat dipastikan bahwa dasar atau kedalaman endapan sedimen di dalam waduk telah dapat ditentukan. Posisi perahu dalam pengukuran endapan sedimen ini perlu dicatat untuk membantu pembuatan peta kedalaman endapan sedimen untuk selanjutnya dapat ditentukan besarnya volume endapan sedimen di dalam waduk tersebut. Dengan mengetahui pembuatan waduk, maka dapat diperkirakan laju rata-rata akumulasi sedimen di daerah tersebut. Untuk mengkonversi volume sedimen menjadi satuan berat, perlu diketahui terlebih dahulu kerapatan sedimen rata -rata di daerah tersebut. Cara memperkirakan hasil sedimen dari suatu DAS adalah melalui perhitungan Nisbah Pelepasan Sedimen (Sedimen Delivery Ratio, SDR). Perhitungan besarnya SDR dianggap penting
dalam menentukan besarnya prakiraan realistis besarnya hasil sedimen total berdasarkan perhitungan erosi yang berlangsung pada suatu DAS. Variabilitas angka SDR dari suatu DAS/Sub-DAS akan ditentukan oleh pengaruh. faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut:
1. Sumber sedimen
Tebing sungai sebagai sumber sedimen, akan memberikan hasil sedimen (volume dan kecepatan) berbeda dari sedimen yang berasal dar hasil erosi yang terjadi di DAS. Jumlah sedimen yang tersedia untuk proses angkutan sedimen dan jarak antara sumber sedimen dan sungai/anak sungai.
2. Besar sedimen
Besarnya sedimen yang dihasilkan dari proses erosi yang terjadi di tempat yang jauh dari alat angkutan sedimen akan memberikan nisbah pelepasan sedimen atau SDR yang lebih kecil daripada jumlah sedimen yang lebih sedikit tetapi dihasilkan di tempat yang lebih dekat dari alat angkutan sedimen. Ketika jumlah sedimen yang tersedia lebih besar daripada kapasitas sistem angkutan sedimen yang ada, maka akan meningkatkan laju deposisi sedimen dan menurunkan SDR.
3. Sistem angkutan
Umumnya dalam bentuk air permukaan dan kerapatan drainase. Semakin cepat dan besar volume air permukaan, maka semakin besar pula jumlah hasil sedimen.
4. Tekstur partikel tanah-tanah yang tererosi.
Tekstur sedimen akan menentukan dimana sedimen dengan tekstur tertentu tersebut akan terdeposisi di dalam dan/atau di luar sistem angkutan sedimen. Seringkali material sedimen yang agak besar atau kasar merupakan hasil sedimen yang berasal dari erosi tebing sungai, sedang material yang lebih halus berasal dari erosi permukaan.
5. Lokasi deposisi sedimen
Sedimen seringkali terdeposisi di kaki-kaki bukit, di cekungan-cekungan permukaan daerah tangkapan air, di sepanjang sungai atau di dalam waduk bagian atas. Terjadinya deposisi sedimen akan menurunkan angka SDR dari DAS yang bersangkutan.
6. Karakteristik DAS
Karakteristik fisik DAS yang paling menentukan besarnya SDR adalah luas daerah tangkapan air termasuk topografi dari daerah tangkapan air, kemiringan dan panjang lereng akan menentukan besarnya erosi yang terjadi di daerah tersebut dan juga menentukan besarnya angka Sediment Delivery Rate (SDR)
Gambar 2. Besarnya angka SDR yang ditentukan berdasarkan luas DAS Sumber: Asdak, 2004.
Menurut SCS National Engineering Handbook, besarnya prakiraan hasil sedimen dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut:
\[Y = E \times SDR \times Ws \tag{1}\] dengan Y = Hasil sedimen per satuan luas, (ton/tahun), E = Erosi total, (ton/ha/tahun), SDR = Sedimen Delivery Ratio, Ws = Luas daerah tangkapan air, (ha)
Besarnya angka SDR dalam perhitungan-perhitungan erosi atau hasil sedimen untuk suatu daerah aliran sungai umumnya ditentukan dengan menggunakan grafik hubungan antara luas DAS dan besarnya SDR seperti dalam pada Gambar 2. Gambar grafik hubungan luas DAS dan nilai SDR tersebut dikembangkan dari hasil penelitian empiris yang dilakukan dalam kurun waktu panjang dan melibatkan puluhan DAS di Amerika Utara. Hal yang perlu diperhatikan dalam pembacaan grafik tersebut adalah karena satuan luas daerah tangkapan air yang digunakan dalam satuan mil persegi, maka untuk luas DAS dengan satuan luas km<sup>2</sup> atau ha perlu terlebih dahulu dikonversi menjadi mil persegi (1 km\(^2\) = 0,386 sq.miles).
Selain itu besarnya angka SDR tersebut tergantung dari luas daerah pengaliran, kemiringan dan faktorfaktor yang mempengaruhi erosi, dapat pula digunakan perkiraan SDR dari tabel USLE, present and future SSSA Special Publication Number 8, Hubungan antara daerah aliran dan Sediment Delivery Ratio (SDR):
Tabel 2. Hubungan luas DAS dan SDR
| ľ | Luas DAS (km²) | Sediment delvery ratio (%) |
|---|---|---|
| 0,1 | 53 | |
| 0,5 | 39 | |
| 1,0 | 35 | |
| 5,0 | 27 | |
| 10,0 | 24 | |
| 50.0 | 15 | |
| 100,0 | 13 | |
| 200,0 | 11 | |
| 500,0 | 8,5 | |
| 26.000,0 | 4,9 |
Sumber: Hidrologi dan Pengelolaan DAS, Asdak, 2004.
2. Metode Penelitian
Penelitian ini direncanakan selama 1,5 tahun (2013-2015) di Waduk Cirata yang berada pada posisi 6°42'2" Lintang Selatan dan 107°22'3" Bujur Timur, termasuk dalam Wilayah Sungai Citarum, Provinsi Jawa Barat Daerah genangannya yaitu Waduk Cirata meliputi sebagian dari 3 (tiga) wilayah kabupaten yaitu Kabupaten Bandung, Purwakarta dan Cianjur. Waduk Cirata berada di antara Waduk Saguling dan Waduk Jatiluhur. Lokasi Waduk Cirata (tiga waduk kaskade).
2.1 Metode pengumpulan data
Data Primer dan Data sekunder dikumpulkan dari instansi yang terkait dengan pengelolaan waduk Cirata baik langsung maupun tidak langsung. Instansi yang langsung mengelola waduk Cirata adalah PT. Pembangkitan Jawa Bali. Badan Pengelola Waduk Cirata Cirata, Satuan Kerja Pengelola Waduk Cirata, Balai Hidrologi dan Sedimentasi, Balai Pengembangan Sumber Daya Air, Teknis Pengelola Daerah Aliran Sungai, Badan Pengelola Daerah Aliran Sungai, Badan Pengelola Wilayah Sungai Citarum, Satuan kerja Non Vertikal vang terkait dengan Pengembangan Sungai, Biro Pusat Statistik Kabupaten dimana Waduk Cirata berada, Pemda dan Instansi terkait lainnya. Data – data yang dikumpulkan terdiri dari data primer dan data sekunder.
2.2 Perhitungan sedimentasi pada waduk
Sedimen merupakan suatu keping atau potongan material yang terbentuk oleh proses fisik dan kimia. Bentuk dari material beraneka ragam dan tidak terbatas dari mulai yang berbentuk bulat sampai ke berbentuk tajam, juga bervariasi dalam kerapatan dan komposisi materialnya dengan kuarsa yang paling dominan. Sedimen tersebut terbawa hanyut oleh alirannya.
Sedimentasi merupakan proses pengendapan bahan yang terangkut boleh air dialur sungai pada waduk sebagai akibat terjadinya erosi. Kepadatan sedimen setelah mengendap akan berubah dari waktu ke waktu. Untuk waduk besar hampir seluruh sedimen mengendap
Gambar 3 Lokasi Waduk Cirata di WS Citarum
Sumber: Keppres No. 12 Tahun 2012
setelah proses sedimentasi, sehingga kapasitas waduk berkurang, maka sebagian sedimen akan terbuang melalui spilway.
Menurut Soewarno (2013) dikemukakan bahwa endapan sedimen akan tersebar disetiap kedalaman waduk khususnya waduk Cirata.
Sedimen yang melayang mempunyai kepadatan:
\[W_o = W_c x P_c + W_m x P_m + W_s x P_s\](2)
Dengan \(W_o\) = Kepadatan sedimen mengendap (kg/m³), \(W_c\) = Kepadatan awal lempung, \(P_c\) = Prosentase lempung, \(W_m\) = Kepadatan awal lanau, \(P_m\) = Prosentase lanau, \(W_s\) = Kepadatan pasir, \(P_s\) = Prosentase pasir.
Tabel 2. klasifikasi type operasi reservoir
| Туре | Operasi Reservoir | |
|---|---|---|
| 1 | Sedimen hampir tergenang | |
| 2 | Sedimen kadang tergenang, kadang kering saat air surut | |
| 3 4 | Reservoir dalam kondisi normal kering Sedimen pada bagian dasar sungai | |
Sumber: Soewarno (2013)
Tabel 3. Jumlah operasi waduk
| Operasi | Wo (Kg/m3) | Wm (kg/m3) | Ws(kg/m³) |
|---|---|---|---|
| 1 | 416 | 1120 | 1550 |
| 2 | 561 | 1140 | 1550 |
| 3 | 641 | 1150 | 1550 |
| 4 | 961 | 1170 | 1550 |
Koefisien konsolidasi (K):
\[K = K_c x P_c + K_m x P_m + K_s x P_s (3)\]
Dengan K = Koefisien konsolidasi, \(K_c\) = Koefisien konsolidasi lempung, \(P_c\) = Prosentase Lempung, \(K_m\) = Koefisien konsolidasi lanau, \(P_m\) = Prosentase lanau, \(K_s\) = Koefisien konsolidasi pasir, \(P_s\) = Prosentase pasir.
Tabel 4. Nilai K dari pasir, lanau dan lempung
| = | |||
|---|---|---|---|
| Operasi Reservoir | Pasir | Lanau | Lempung |
| 1 | 0 | 91 | 256 |
| 2 | 0 | 29 | 135 |
| 3 | 0 | 0 | 0 |
Soewarno (2013), mengembangkan formula untuk menghitung kepadatan sedimen setelah T tahun waduk beroperasi :
\[WT = Wo + 0.4343K(\frac{T}{T - 1}\ln T - 1)\] (4)
Dengan \(W_T\) = Kepadatan rata-rata sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi (\(kg/m^3\)).
\(W_o\): Kepadatan awal sedimen (kg/m<sup>3</sup>), K = Koefisien Konsolidasi, T = waktu waduk beroperasi (tahun).
Volume sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi:
\[VT = \frac{ET.(se \dim en.tertahan)}{WT}\] (5)
Dengan \(V_T = Volume sedimen setelah T tahun waduk\)beroperasi, W<sub>T</sub> = Kepadatan rata-rata sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi (kg/m<sup>3</sup>), T = Waktu waduk beroperasi (tahun).
3. Hasil dan Pembahasan
Volume Sedimen yang mengendap Setelah T Waduk Beroperasi adalah waduk Operasional Type 2 mengalami sedimentasi dimana terdapat sedimen lempung, sedimen lanau dan sedimen pasir dengan perbandingan 30%: 32%: 38%, volume sedimen yang masuk kedalam waduk rata-rata tahunan adalah 1,2 x 10<sup>6</sup> ton/tahun.
Analisa pendataan yang didapatkan adalah berdasarkan perhitungan kepadatan awal sedimen, perhitungan koefisien konsolidasi (K), perhitungan kepadatan sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi serta perhitungan volume sedimen yang mengendap setelah T tahun Waduk beroperasi.
`1) Perhitungan Kepadatan awal sedimen: Berdasarkan data-data dari tabel di atas (Persamaan 1), maka diperoleh Wo adalah:
\[W_o = W_c x P_c + W_m x P_m + W_s x P_s\]
= (561 x 0,3) + (1140 x 0,32) + (1550 x ),38)
= 168,3 + 364,8 + 589
= 1122.1 kg/m3
2) Perhitungan Koefisien konsolidasi (K) Berdasarkan tabel di atas (Persamaan 2) type 2, maka diperoleh nilai K adalah:
\[\begin{split} K &= K_c \ x \ P_c + K_m \ x \ P_m + K_s \ x \ P_s \\ &= (135 \ x \ 0.3) + (29 \ x \ 0.32) + (0 \ x \ 0.38) \\ &= 40.5 + 9.28 + 0.0 \\ &= 49.78 \end{split}\]
3) Perhitungan kepadatan sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi, Dari hasil di atas, maka dapat diperoleh W<sub>T</sub> (Persamaan 3) .terlihat pada Tabel 5. Kepadatan sedimen dan volume sedimen di waduk.
Contoh perhitungan sebagai berikut:
Kepadatan sedimen setelah 10 tahun adalah:
\[\begin{aligned} W_{10} &= 1122,1 + 0,4343 \times 49,78 \text{ ( } 1,11 \text{ ln 9 )} \\ &= 1122,1 + 21,6195 \text{ ( } 2,44 \text{ )} \\ &= 1174,71 \text{ kg/m}^3 \end{aligned}\]
Tabel 5. Kepadatan sedimen dan volume sedimen di waduk
| T tahun | W⊤( kg/m³) | Vτ (m³) |
|---|---|---|
| 10 | 1174,71 | 10215287,18 |
| 25 | 1193,39 | 25138471,08 |
| 50 | 1207,72 | 49680389,49 |
| 75 | 1215,86 | 74021680,13 |
| 100 | 1222,21 | 98182800,01 |
| 200 | 1237,41 | 193953500,6 |
kepadatan dan volume sedimen yang mengendap setelah Ttahun waduk beroperasi
Gambar 4. Grafik Kepadatan dan Volume Sedimen yang mengendap setelah T tahun Waduk beroperasi
4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian, kita dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :
- Semakin lama waduk beroperasi, maka semakin banyak sedimen yang akan mengendap didalam waduk
- Semakin lama waduk beroperasi, semakin terjadi pendangkalan waduk atau terjadi berkurangnya volume tampungan waduk
- Pada waduk yang sedang beroperasi dimana sedimen yang masuk akan mempengaruhi umur waduk.
- 4. Dari Hasil Analisis, diperoleh besarnya kepadatan sedimen adalah 1122,1 kg/m³ dan besarnya koefisien konsolidasi sedimen sebesar 49,78.
- Hasil Analisis yang diperoleh untuk kepadatan sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi dari awal 10 tahun sebesar 1174,71 kg/ m/m<sup>3</sup> dan pada akhir 200 tahun sebesar 1237,41 kg/m<sup>3</sup>
- Hasil Analisis yang diperoleh untuk Volume sedimen yang mengendap setelah T tahun waduk beroperasi dari awal 10 tahun adalah 10215287,18 m³ dan pada akhir 200 tahun adalah 193953500,6 m³.
Dengan menghitung Volume sedimen yang mengendap setelah T-tahun pada waduk yang beroperasi akan dapat dipikirkan rencana-rencana selanjutnya agar umur waduk dapat diperpanjang.