Pembilasan sedimen pada tampungan tipe memanjang di waduk Wlingi - Indonesia

Abstract

Permasalahan utama yang dihadapi dalam pengelolaan waduk adalah sedimentasi yang mengurangi kapasitas tampung waduk. Salah satu upaya yang dapat dilakukan mengatasi permaasalah sedimentasi di waduk adalah pembilasan sedimen. Studi ini ditujukan untuk memodelkan mekanisme pembilasan sedimen Waduk Wlingi dan menentukan pola operasi pintu pelimpah dalam rangka meningkatkan efisiensi pembilasan sedimen di Waduk Wlingi-Indonesia, dengan metode uji model fisik dan numerik. Berdasarkan hasil analisis diketahui saat pembilasan, terjadi dua mekanisme penggerusan sedimen yaitu retrogresif dan progresif. Proses gerusan retrogresif merupakan awal dari terbilasnya sedimen yang dipicu adanya penurunan elevasi muka air di batas hilir, yang membentuk alur aktif dengan elevasi terdalam di batas hilir mendekati elevasi pelimpah hilir dengan besar rasio tegangan geser minimum 100. Proses gerusan ini menghasilkan volume sedimen terbilas lebih besar dibanding hasil pembilasan progresif. Gerusan retrogresif akan berubah menjadi gerusan progresif jika sudah terjadi titik balik nilai tegangan geser dari naik menjadi turun di selurus segmen, dan ditandai terbentuk hanya satu kemiringan di sepanjang alur waduk. Semakin besar debit pembilasan akan semakin cepat terbentuk alur aktif dan semakin cepat gerusan retrogresif merambat ke arah hulu, serta mempercepat terjadinya peralihan dari gerusan retrogresif ke progresif. Ada Empat parameter utama yang mempengaruhi proses penggerusan sedimen ini yaitu parameter debit, lebar bukaan pintu pembilas, rasio tegangan geser, dan waktu. Selama pembilasan diketahui pola operasi pintu kondisi aliran bebas memberikan hasil pembilasan yang lebih baik dibanding kondisi aliran tertahan. Untuk kondisi volume total air yang tersedia di Waduk Wlingi kurang dari 15 juta m3 pilihan debit 100 m3/s menjadi pilihan pembilasan yang paling optimum, sedangkan untuk volume lebih dari 15 juta m3 maka pilihan pembilasan dengan debit 400 m3/s menjadi pilihan yang paling baik. Jika volume total sedimen dan waktu sebagai pertimbangan utama, maka pilihan pembilasan dengan debit Q400 m3/s menjadi pilihan paling optimum. Hasil perhitungan volume sedimen terbilas menggunakan Persamaan Fan & Jiang menunjukkan hasil mendekati analisis model numerik, jika menggunakan kemiringan energi rata-rata antara segmen hulu dan hilir. Untuk Persamaan Xia, agar didapatkan hasil yang mendekati hasil analisis numerik diperlukan penyesuaian nilai erodibilitas yang berubah sesuai dengan besarnya debit pembilasan. Persamaan Guozhen memberikan hasil lebih kecil dari hasil analisis model numerik pembilasan Waduk Wlingi yang mempunyai tampungan memanjang. Persamaan Atmojo juga menunjukkan hasil di bawah hasil analisis numerik karena diameter sedimen di Waduk Wlingi jauh lebih kecil dibanding dengan asumsi penurunan Persamaan Atmojo. Proses perubahan dasar alur waduk secara memanjang selama pembilasan mendekati bentuk segitiga. Volume sedimen terbilas dapat diperkirakan dengan perkalian luas penampang memanjang tersebut dengan lebar total pintu pelimpah.