Hidayat, Fahmi (2019) Pemodelan Efisiensi Penggelontoran Sedimen Terkoordinasi Dari Waduk Seri Wlingi Dan Lodoyo. Doktor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Keberlanjutan fungsi dan manfaat waduk di dunia semakin menurun karena masalah sedimentasi. Parahnya sedimentasi waduk seri Wlingi dan Lodoyo terutama dipengaruhi oleh material sedimen yang berasal dari aktivitas vulkanik Gunung Kelud. Dari uji SEM dan EDX yang dilakukan, diketahui bahwa karakteristik morfologi dan kimia sedimen di kedua waduk tersebut, sama dengan material vulkanik Gunung Kelud. Letusan terakhir Gunung Kelud pada Februari 2014 mempengaruhi tampungan kedua waduk secara signifikan dimana sedimentasi yang terjadi merupakan dampak sekunder letusan gunung api tersebut. Sebelum letusan Februari 2014, kapasitas tampungan Waduk Wlingi tahun 2013 sekitar 4,83 juta m3, atau 20,1% dari tampungan awalnya sebesar 24,0 juta m3. Kapasitas tampungan Waduk Lodoyo tahun 2013 sekitar 2,72 juta m3, atau 52,3% tampungan awalnya sebesar 5,2 juta m3. Setelah letusan tersebut, kapasitas tampungan Waduk Wlingi dan Lodoyo menurun menjadi masing-masing sekitar 2,2 juta m3 dan 1,33 juta m3, atau 46% dan 49% dari kapasitas tampungan sebelum letusan. Untuk mempertahankan fungsi dan manfaat waduk perlu dilakukan upya-upaya pengelolaan sedimentasi waduk. Salah satu upaya pengelolaan sedimentasi waduk seri Wlingi dan Lodoyo adalah penggelontoran (flushing) sedimen untuk mengeluarkan sedimen yang terendap di kedua waduk. Pemodelan penggelontoran sedimen dari waduk seri Wlingi dan Lodoyo menggunakan program HEC-RAS mampu memprediksi volume sedimen yang tergerus selama penggelontoran sedimen dari kedua waduk tersebut. Dari simulasi model dengan menggunakan data operasi penggelontoran yang dilakukan pada 24-26 Maret 2016 diperoleh hasil volume sedimen yang tergerus sebesar 1.504.694,38 m3 atau 92,25% hasil pengukuran sebesar 1.631.035,99 m3. Efisiensi penggelontoran sedimen yang ditentukan oleh volume sedimen tergelontor dan volume air yang dikeluarkan saat penggelontoran, perlu dihitung dan dievaluasi untuk menentukan kelayakan operasi penggelontoran sedimen. Efisiensi penggelontoran sedimen dari waduk seri Wlingi dan Lodoyo yang merupakan waduk dengan geometri sempit dan memanjang, dihitung secara empiris menggunakan rumus yang dimodifikasi dari persamaan Tsinghua University menjadi: !""= $%&'% (,*+%(,, -%(,./% 0% 1% 2( 34% 1% 2( dimana Eff = efisiensi penggelontoran waduk seri, Qf = debit air, S = kemiringan dasar, ψ = koefisien erodibilitas sedimen, B = lebar pintu spillway, G = specific gravity sedimen waduk, dan V = volume air yang dikeluarkan. Dari pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini, hasil perhitungan efisiensi penggelontoran dari waduk seri Wlingi dan Lodoyo menggunakan rumus tersebut mendekati efisiensi yang dihitung dari hasil pengukuran bathimetri kedua waduk sebelum dan sesudah penggelontoran sedimen dilakukan. Efisiensi penggelontoran sedimen dapat dioptimalkan dengan meningkatkan volume sedimen dan/atau mengurangi volume air yang dikeluarkan melalui pengaturan tinggi muka air dan debit air yang dikeluarkan selama proses penggelontoran. Dari hasil studi optimasi yang dilakukan menggunakan data operasi penggelontoran waduk seri Wlingi dan Lodoyo pada 24-26 Maret 2016, dengan kondisi tinggi muka air Waduk Lodoyo diturunkan mulai elevasi 126,50 diperoleh volume sedimen yang tergerus dari kedua waduk sebesar 604.401,37 m3 dan volume air yang dikeluarkan sebesar 8.736.649,20 m3 sehingga tercapai nilai efisiensi sebesar 0,0691. Nilai efisiensi ini lebih besar dari hasil efisiensi penggelontoran aktual yang diperoleh saat operasi penggelontoran waduk seri Wlingi dan Lodoyo pada 24-26 Maret 2016 sebesar 0,0425.
English Abstract
The sustainability of functions and benefits of reservoirs throughout the world has declined due to sedimentation problems. In East Java, Indonesia, the severity of sedimentation in Wlingi and Lodoyo cascade reservoirs is mainly influenced by sedimentary materials from volcanic activity of Mt. Kelud. SEM and EDX analyses demonstrated that the morphological and chemical characteristics of sediments in both reservoirs were similar to the volcanic material of Mt. Kelud, identifying it as the source of those sediments. The latest eruption of Mt. Kelud in February 2014 affected both reservoirs significantly where the severe sedimentation that occurred was a secondary impact of the volcanic eruption. In 2013, Wlingi reservoir capacity was approximately 4.83 million m3, or 20.1% of the initial reservoir capacity of 24.0 million m3. Lodoyo reservoir capacity in 2013 was approximately 2.72 million m3, or 52.3% of its initial capacity of 5.2 million m3. After the February 2014 eruption, the storage capacity of both reservoirs decreased to approximately 2.2 million m3 and 1.33 million m3 respectively, or 46% and 49% of their pre-eruption capacity. To maintain the functions and benefits of reservoirs, measures should be implemented to manage reservoir sedimentation. One measure to manage the sedimentation in Wlingi and Lodoyo cascade reservoirs is sediment flushing to remove sediments deposited in both reservoirs. Sediment flushing modeling from the Wlingi and Lodoyo cascade reservoirs using the HEC-RAS program was able to predict the volume of sediments eroded during sediment flushing from both reservoirs. From the model simulation using data from flushing operations carried out on 24-26 March 2016, the sediment volume eroded was estimated at 1,504,694.38 m3, 7.75% less than the measured sediment erosion of 1,631,035.99 m3. The efficiency of sediment flushing determined by the volume of flushed sediment and the volume of water released during flushing, needs to be calculated and evaluated to determine the feasibility of sediment flushing operations. The efficiency of sediment flushing from the Wlingi and Lodoyo cascade reservoirs, which are narrow and elongated geometry reservoirs, is calculated empirically using a formula modified from the Tsinghua University equation to become: !""= $%&'% (,*+%(,, -%(,./% 0% 1% 2( 34% 1% 2( where Eff = sediment flushing efficiency of cascade reservoirs, Qf = water discharge, S = slope, ψ = sediment erodibility coefficient, B = spillway gate width, G = sediment specific gravity, and V = volume of discharged water. From the tests conducted in this research, the calculation of flushing efficiency from Wlingi and Lodoyo cascade reservoirs using this formula result in an estimate of efficiency similar to that calculated from the results of bathymetric measurements of both reservoirs conducted before and after sediment flushing operations. The efficiency of sediment flushing can be optimized by increasing the volume of sediment and/or reducing the volume of water released by setting the water level and the discharge of water released during the sediment flushing operation. From the results of the optimization study conducted using the data from Wlingi and Lodoyo cascade reservoirs the flushing operation on 24-26 March 2016, with Lodoyo Reservoir water level being lowered from elevation of 126.50, the volume of sediment eroded from both reservoirs was 604,401.37 m3 and volume the water released is 8,736,649.20 m3, so that the flushing efficiency value of 0.0691 was achieved. This efficiency value is greater than the actual flushing efficiency obtained during the flushing operation of Wlingi and Lodoyo cascade reservoirs conducted on 24-26 March 2016 which amounted to 0.0425.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Doktor) |
|---|---|
| Identification Number: | DIS/551.304/HID/p/2019/061904778 |
| Uncontrolled Keywords: | pemodelan, Gunung Kelud, sedimentasi, waduk seri, Wlingi dan Lodoyo, efisiensi, penggelontoran,-modeling, Kelud volcano, sedimentation, cascade reservoirs, Wlingi and Lodoyo, efficiency, flushing |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 551 Geology, hydrology, meteorology > 551.3 Surface and exogenous processes and their agents > 551.304 Transported materials (Sediments) |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Sipil, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 12 May 2022 07:44 |
| Last Modified: | 12 May 2022 07:44 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190372 |
![[thumbnail of Fahmi Hidayat.pdf]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
Fahmi Hidayat.pdf Download (50MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |