TEKNIK PENENTUAN LAJU SEDIMENTAS1 BENDUNGAN TILONG MEMANFAATKAN PETA TOPOGRAFI DAERAH GENANGAN

Jodi K. Nasjono Dosen Jurusan Teknik Sipil, FST, Universitas Nusa Cendana, Kupang

ABSTRACT Sedimentation rate have not determined exactly yet on Tilong Dam. Some method available has capable only to predict sedimentation rate. Sedimentation rate needed to determine the life of dam project, management of dam, and land conservation on catchment area. This paper describes bathyrnetry survey using GPS and echosounding technology on reservoir area which combined to terrestrial survey around reservoir. The latest topography map of reservoir resulted from those survey. Volume of reservoir can get from area and level of contour line on topography map. Comparing volume of reservoir before watering and after surveying, the volume of sedimentation determined. The rate of sedimentation is 17,3 17.25 m31year.

ABSTRAK Penentuan laju sedimentasi di bendungan Tilong belum dapat ditentukan secara tepat. Beberapa metode yang ada belurn mampu menentukan secara tepat ha1 ini. Laju sedirnentasi diperlukan dalarn menentukan umur rencana bendungan, manajemen air di bendungan dan konservasi lahan di DAS dan ha1 lain. Tulisan ini menyajikan survey pengukuran batimetri menggunakan teknologi echosounding dan GPS didalam daerah genangan, yang dikombinasikan dengan pengukuran terestris disekitar daerah genangan bendungan Tilong. Hasil survey adalah peta topografi terkini daerah genangan. Volume daerah genangan dapat diperoleh dari data luas dan tinggi garis kontur pada peta topografi. Dengan membandingkan volume sebelum daerah genangan diisi air dan sesudah daerah genangan terisi air maka dapat di eroleh volume sedimentasi. Laju sedimentasi berdasarkan cara ini sebesar 17.317,25 P m Itahun Kata kunci : sedimentasi, topografi, batimetri

Sdimentasi merupakan pmrcs alamiah pengendapan material hasil erosi. Sedimentasi yang terjadi pada daerah genangan bendungan &pat mengakibatkan operasi bendungan yaitu mensuplai air baku bagi manusia atau irigasi tanaman terganggu. Keefektifan mengontrol banjir berkurang dan dapat merusak stabilitas konstruksi bendungan. Jadi sedimentasi pada bendungan akan mengganggu manajemen bendungan. Sedimentasi yang melarnpaui prediksi mempengaruhi umur rencana bendungan. Oleh sebab itu menentukan laju sedimentasi secara periodik merupakan salah satu kegiatan manajemen bendungan.

Bendungan Tilong dibangun dengan maksud mensuplai air bagi m a s y h t dan melayani sisth irigasi seluas 1448 hektar dan mulai beroperasi pada tahun 2002. Dibangun pada daerah aliran sungai dengan kondisi geologi yang mudah tererosi (Nasjono,2007), ditandai dengan bekas aliran sungai yang telah berpindah. Oleh sebab itu bendungan tersebut rentan terhadap masalah sedimentasi yang disebabkan erosi pada daerah aliran sungai- nya (DAS).

Pada masa perencanaan dan perancangan bendungan masalah erosi dan sedimentasi telah diperhitungkan namun hingga saat ini belum ada teori yang mampu menghitung dan

Judi K. Nmjono, Teknik Penentuan Laju Sedimentasi Benl dungan Ti10 ng...

menetapkan lqju sedimentasi yang sebenarnya. Teori yang ada hanya mampu memprediksi. Selain itu karena keterbatasan peralatan, sumber daya manusia dan kondisi lapangan yang menyulitkan pengukuran sediment dalam sungai sehingga prediksi sedimentasi menjadi semakin tidak akurat. Perubahan tata guna lahan(konservasi lahan) karena aktifitas manusia di daerah aliran sungai dapat merubah laju sedimentasi dari yang telah diperkirakan sebelurnnya. .

Suatu teknik altematif menentukan laju sedimentasi adalah dengan mendapatkan garnbaran profil dasar tampungan bendungan setelah daerah tampungan terisi air selama periode waktu tertentu. Gambaran profil dasar tarnpungan kemudian dibandingkan dengan peta topografi sebelum daerah tampungan diisi air. Memperoleh profil daerah tampungan yang sudah terisi air memerlukan penerapan metode survey pengukuran. Penerapan metode survey sehingga menghasilkan analisis laju sedimentasi dibahas pada tulisan ini.

Kemajuan teknologi dibidang survey pengukuran telah menghasilkan metode pengukuran menggunakan peralatan GPS. Global Positioning system (GPS) adalah suatu sistim yang dipergunakan untuk menentukan posisi di permukaan bumi menggunakan satelit navigasi. Ada 24 satelit navigasi yang ditempatkan di luar angkasa, 4 sarnpai 10 satelit navigasi yang akan selalu dapat diamati dari manapun pada satu lokasi dipennukaan bumi (Poerbandono, 2005) Aplikasi sistim ini telah banyak dipergunakan secara luas pada bidang militer dan sipil untuk menentukan posisi suatu objek.

Ketelitian pengukuran menggunakan sistim GPS sangat tergantung pada metode yang dipergunakan. Metode yang menghasilkan ketelitian posisi antara I hingga 5 cm dikenal dengan sistim RTK (Real - Time Kinernatik), metode dengan ketelitian lebih rendah adalah metode posisi absolute (Poerbandono, 2005). Metode RTK menggunakan dua GPS penerima sinyal, satu GPS penerima sinyal diletakkan pada titik tetap yang telah diketahui koordinatnya, GPS penerima sinyal yang lainnya bergerak melakukan pengukuran posisi. Metode

absolute hanya memerlukan satu buah GPS penerima sinyal yang bergerak melakukan pengukuran. Pada kegiatan survey pengukuran di waduk Tilong dipergunakan metode absolute. Oleh karena itu perlu dilakukan pengkoreksian terhadap hasil pengukuran.

Oleh karena garis tepi air pada bendungan Tilong berkelok-kelok dan sebagian tertutup bukit bila dilihat dari satu posisi tetap didaratan maka survey pengukuran dengan

, metode GPS cocok untuk dipergunakan, sepanjang tidak terdapat penghalang antara alat penerirna sinyal dengan satelit navigasi. Kendala pada metode GPS adalah menentukan tinggi yang sebenarnya dipermukaan bumi belum teliti, karena menggunakan asuan ellipsoid (Poerbandono, 2005), untuk menyikapi kendala ini maka tinggi permukaan air dibendungan dimonitor menggunakan peralatan yang sudah tersedia berupa mistar ukur ketinggian permukaan air.

Survey menggunakan metode optik dengan peralatan theodolitlsipat datar, memerlukan keterlihatan pengarnat dengan titik yang diamatifmistar ukur (Frick, 1979). Pada kondisi garis tepi air yang berkelok dan terhalang oleh perbukitan bila dilihat dari titik pengamatan tetap, maka metode optik menjadi tidak efisien bila dipergunkan untuk menentukan posisi sebuah titik didaerah genangan bendungan Tilong. Metode optik hanya dipergunakan untuk mengukur situasi topografi sepanjang garis tepi air. Pengukuran ini penting mengingat kegiatan pengukuran batimetri dilakukan bukan pada posisi air dalam tampungan sedang penuh.

Survey batimetri adalah suatu metode untuk menentukan kedalarnan dasar dari permukaan air. Aplikasi peralatan ini banyak dipergunakan untuk mengukur kedalaman (bathymetry) di peiabuhan, alur pelayaran dilaut maupun disungai. Pada survey batimetri pengukuran kedalaman daerah genangan dilakukan dengan menggunakan teknologi echosounding. Teknologi ini memanfmtkan gelombang akuistik yang bekerja pada kisaran 12-700 kHz. Frekwensi ini dibangkitkan oleh alat yang terbuat dari bahan yang bersifat piezo-electric, yaitu bahan yang bergetar bila

JURNAL TEXNOtOGI-FST. UNDANA, Volume 5, Nomor

dikenai listrik Qan sebaliknya membangkitkan listrik bila bergetar.

Prinsip kerja pengukuran dengan echosounding adalah dengan memancarkan gelombang suara dari sumber suara dan menumbuk penghalang, sehingga gelombang suara tersebut sebagian akan dipantulkan sesuai dengan sudut datangnya, sebagian diserap dan sebagian dipantulkan pada arah lain. Gelombang akuistik ini dibangkitkan dengan sudut pancaran 5" hingga 15". Dengan sudut pancaran 5' hingga 15' akan tejadi kesalahhn pengukuran pada profil dasar genangan bila profil dasar mempunyai sudut kemiringan yang besar sebagai akibat pantulan gelombang pada sisi luar. Kesalahan ini dapat dibaca pada rekaman dengan kedalaman ekstrem akan membentuk kurva setengah 1 ingkaran.

Pada alat ini arus listrik dialirkan ke transduser yang dikonversikan menjadi pulsa gelombang suara. Pulsa gelombang suara yang dipantulkan oleh dasar bendungan diterima kembali oleh transduser penerirna dan dikonversikan menjadi arus listrik. Arus listrik ini seterusnya direkam dengan cara mekanik, elektrik analog atau secara digital. Pada penelitian ini cam perelcaman dilakukan dengan cara mekanik diatas kertas khusus yang dapat dilihat pada lampiran. Alat echosounding tersebut diternpatkan pada kapal atau perahu.

Sebelum dilakukan pengukuran maka peralatan echosounding perlu dikalibrasi menggunakan Bar Check. Bar Check adalah sebuah piringan lempeng besi berbentuk bulat yang diberi lubang-lubang simetris. Kegunaan dari lempeng besi ini adalah untuk memantulkan pel om ban^ suara dan berfunjsi

sebagai kalibrator paryono, 2007). C m mengkalibarasi adalah dengan menaik turunkan lempeng baja menggunakan talilrantai berskala pada kedalaman yang diukur, sementara echosounding bekerja membaca kedalaman lempeng baja. Kalibrasi ini dilakukan sebelum dan sesudah pengukuran berlangsung.

Pengukuran kedalaman dilakukan di titik- titik tertentu di daerah genangan dan titik

2, September 2008; 51-56

tersebut mesti diketahui posisinya dengan tepat. Pengukuran posisi dapat dilakukan dengan dua c m yaitu secara optik dengan menempatkan pengamat pada dua titik tetap di daratan yang selalu mengamati posisi kapallperahu. Posisi dua pengamat dan perahu akan membentuk pola segitiga yang memudahkan perhitungan posisi kapal bila diketahui sudut sudutnya dan panjang sisi-sisi segitiga. Cara yang lain adalah dengan menggunakan teknologi Global Position Systim (GPS). Dengan bantuan GPS penentuan posisi dapat dilakukan dengan cepat dan akurat. Data yang diperoleh dari hasil survey ini selanjutnya dapat dituangkan dalam gambar peta topografi yang menggambarkan profil dasar tampungan.

Rupa bumi yang diproyeksikan pa& sistim koordinat tertentu dengan garis-garis yang menandakan ketinggian atau elevasi dalam sistim koordinat dikenal sebagai peta topografi. Garis yang menunjukan ketinggian disebut sebagai garis kontur. Data kedalam yang diperoleh dari survey batimetri dapat dijadikan dasar untuk membuat garis kontur, dan agar garis kontur dapat digarnbar dengan baik maka sebaran kedalaman harus dibuat sedemikian agar berbentuk grid dengan interval seragam (Poerbandono, 2005). Oleh karena itu dalam survey batimetri perlu didesain lajw/lintasan perahu yang mernbawa echosounding agar membentuk pola grid.

Dari peta rupa bumi daerah genangan setiap garis kontur yang menggarnbarkan dasar tarnpungan sarnpai ketinggian permukaan air maksimum dapat diukur luasnya. Ada beberapa cara pengukuran luas kontur dan untuk kegiatan ini dipergunakan software Autocad.

Volume tarnpungan dapat dicari dengan metode trapezium (Takasaki, 2005), sebagai berikut :

L

Dimana: h : adalah jarak antar garis kontur 1 dan 2, A, dan A2 adalah luas garis kontur 1 dan garis kontur 2 yang be jar& h satu dengan lainnya.

Judi K. Nasjono, ~eknik'penentuan Laju Sedimentasi Bendungan Tilong ...

MATERI DAN METODE Materi

Peralatan dan bahan yang dipergunakan pada penentuan laju sedimentasi di bendungan Tilong adalah sebagai berikut

1. perahu karet 2. peralatan GPS 3. peralatan echosounding 4. peralatan theodolit 5. software Map Source 6. software Microsoft excel 7. software autocad 8. peta dasar daerah bendungan 9. as build drawing bendungan Tilong

Metode Kegiatan survey pengukuran batimetri

didahului dengan persiapan yang meliputi, pengamatan peta topograti sebelum daerah genangan digenangi air, penentuan jalw lintasan perahu karet, pengamatan tinggi muka air dari mistar ukw, pemasangan peralatan echosounding dan GPS pada perahu karet dan melakukan kalibrasi pada peralatan GPS dan echosounding.

Pelaksanaan survey batimetri dilakukan selama dua hari. Data yang diperoleh terdiri data posisi perahu pada koordinat latitude, longitude dan data kedalaman pada posisi tersebut. Data IongitudeAatitude ditransfer dari peralatan GPS ke software map source dan dilanjutkan ke software autocad, sehingga diperoleh garnbar lintasan perahu. Data posisi perahu digabungkan data kedalaman dari masing masing posisi,. kemudian data tersebut ditransef ke software autocad. Dari tools yang terdapat pada autocad diperoleh gambar peta topografi, tetapi terhadap peta ini mesti dilakukan engineering judgment sebelum dinyatakan siapllayak pakai.

Survey terisistis dengan metode optik menggunakan peralatan theodolit dan rarnbu ukur. Pengukuran dilakukan pada posisi tertentu yang sudah ditentukan dengan meletakkan patok pada posisi yang diukur. Hasil pengukuran bempa data latitude, longitude dan ketinggian titik suatu posisi yang diukur. Data pengukuran dimasukkan kedalam software Microsoft excel yang kemudian di transfir ke software autocad. Dengan menggunakan tool dalarn autocad

diperoleh peta topopf i disekitar genangan , sepanjang garis tepi air.

Peta topografi hasil survey batimetri kemudian di kombinasikan dengan peta topografi hasil survey teristis. Karena kedua peta diperoleh dari pendekatan yang berbeda maka dilakukan koreksian pada peta topografi hasit survey batimetri. Hasil koreksi adalah peta topografi baru mengenai kondisi topografi daerah tampungan.

Laju sedimentasi pada bendungan Tilong dapat didekati dengan membandingkan volume tampungan sebelum diisi air dan sesudah terisi air. Volume tampungan

, diperoleh dari peta topografi daerah tampungan. Dari peta topografi, dengan menggunakan tool pada autocad luas dari satu garis kontur dapat diketahui, dan setiap garis kontur menyatakan ketinggian dari datum tertentu. Sehingga dengan diketahui luas dan tinggi garis kontur maka volume tampungan dapat diketahui. Data volume tampungan bendungan Tilong yang berhubungan dengan ketinggian tertentu &pat dilihat pada Table 1.

HASIL DAN BAHASAN Garnbar 1. adalah lintasan perahu hasil

pembacaan GPS.

Garnbar 1. Lintasan Perahu pada Survey Batimetri

Pada gambar lintasan tersebut terdapat titik yang menyatakan posisi dimana diadakan pengukuran batimetri. Gam bar 2 pada lampiran adalah peta hasil penggabungan pengukuran batimetri dan teristris.

JURh!AL TEKNOLOGI-FST UNDANA, Volume 5, Nomor 2, September 2008; 51-56

,q(!J \\ .I., ,'~9-...

Gambar 2. Peta Daerah Genangan Bendungan Tilong Hasil Survey Batimetri dan Teristis

Tabel 1. adalah tabel hubungan kedalaman dengan luas dan volume daerah genangan awal sebelum diiisi air dan luas serta volume saat dilakukan pengukuran. Kolom 2 dan kolom 5 adalah luas kontur pada daerah genangan. Kolom 3 dan 6 adalah volume yang diperoleh menggunakan nunus (1). Sedangkan kolom 4 dan 9 adalah volume kumulatif dari setiap elevasi.

Dari hasil pengukuran batimetri terekam elevasi terendah didaerah :genangan adalah 76 meter, sedangkan data perencanaan adalah 65 meter. Dari gambar as build drawing, elevasi dasar timbunan bendungan ternyata berada pada nilai 65 m dan elevasi terendah didaerah genangan adalah 72 m. Data dari as build drawinglah yang dipergunakan seperti pada Table 1. dengan demikian tebal sedimentasi adalah empat meter. Menarik diperhatikan pada table tersebut, bahwa pada elevasi 83 meter sampai elevasi 101 meter luas setiap kontur bertambah. Pertambahan luas ini mengindikasikan telah terjadi erosi pada elevasi-elevasi tersebut.

Pertambahan luas dari elevasi 83 meter sarnpai 101 meter. dapat diterima sebab permukaan air normal maksimum ada pada level 100 meter dan bila elevasi air surut

dari bendungan ditutup. Sehingga permukaan air berada pa& *baran ketinggiitn tersebut. Perluasan luas ini terjadi karena erosi yang disebabkan oleh adanya gelombang diperrnukaan air yang menjalar hingga ke tepi. Ditepian gelombang mengakibatkan erosi. Dengan demikian didaerah tarnpungan terjadi erosi dan sedimentasi.

Tabel 1. Hubungan Elevasi, Luas dan Volume

(11 I?) R (4) 1 (5)

n o.wmx, amrrm 0 . 0 1 0.0 73 0.071980 0.&3166 0.053165 0 . 0 74 0.099760 0.076149 0.131314 f O.am00

- -

Sumber : PT. India Karya. 2006

Volume sedimentasi sampai elevasi 100 meter terhitung sebesar 69.269 m3. Saat dilaMurn pekerjaan pengukuran pada 2006, sudah 4 tahun sejak diresmikan penggunaan- nya, dengan demikian dapat dianggap telah beroperasi selama waktu itu sehingga laju sedimentasi adalah 1 7.3 17,25 m3/tahun.

Walaupun total sedimentasi dalarn waduk dapat diketahui, namun belum dapat dipisahkan berapa volume yang disumbangkan oleh erosi di DAS dan berapa volume hasil erosi oleh gelombang di tepian.

sampai level 83 maka pintu pengambilan air

55

Judi K. Nasjono, Teknik Penentuan Luju Sedimetdasi Bedungan Tilong...

SIMPULAN Pengukuran laju sedimentasi dapat

dilakukan dengan memanfaatkan peta topografi hasil survey batimetri dan teristris. Laju sedimentasi dengan metode ini sebesar 17.3 17,25 m3/tahun. Walaupun demikian, ketelitian ini sangat dipengaruhi oleh metode pengukuran posisi dengan GPS. Koreksian yang dilakukan untuk memperoleh peta topografi dapat dikurangi dengan menggunakan metode pengukuran posisi dengan GPS yang berketelitian tinggi

DAFT'AR PUSTAKA

Daryono Rcstu ~ahonb , 2007, ~endetebian Proses Sedimentmi pa& Danau Buatan Menggunakan Metoda Lintman Tetap, Jurnal Lingkungan Tropis, Edisi khusus Agustus, ha1 43-48, Ikatan Ahli Teknik Penyehatan dan Lingkungan Indonesia, Jakarta.

Frick, Heinz., 1979, nmu dan Alat Ukur Tanah, Penerbit Kanisius, Jogjakarta

Indra Karya, PT, 2006, Perencaman Bangunan Penanggulmgan Sedimen dan Optimasi Fungsi Waduk Tilong. Kupang

Nasjono, Judi K., 2007, Tinjauan Kondisi Duerah Aliran Swigai dan Pengmhnya pa& ' Kuulitas blmt Kuantitas Air Bendungan Tilong, Jurnal Lingkungan Tropis, Edisi lchusus Agustus, ha1 77-85, Ikatan Ahli Teknii Penyehatan dan Lingkungan Indonesia, Jakarta

Poerbandono & Djunasjah, Eka, 2005, Survei Hidrograj, Refika Aditama, Bandung

Takasaki, Masayoshi, & Sosrodarsono, Suyono, (editor), 2005, Pengukurm Topogr@ dm Teknik Pemetaan, PT Pradnya Param ita, Jakarta