Skripsi Pdf.docx

SKRIPSI ANALISIS TEKNIS SISTEM DEWATERING BERDASARKAN RENCANA PENAMBANGAN TAHUN 2015 PADA BLOK TIMUR PT. MUARA ALAM SEJAHTERA KABUPATEN LAHAT SUMATERA SELATAN

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Sarjana Teknik Pada Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

OLEH SANTO HADI ONASIS SIMANJUNTAK NIM. 03101402003

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015

HALAMAN PENGESAHAN

ANALISIS TEKNIS SISTEM DEWATERING BERDASARKAN RENCANA PENAMBANGAN TAHUN 2015 PADA BLOK TIMUR PT. MUARA ALAM SEJAHTERA KABUPATEN LAHAT SUMATERA SELATAN

SKRIPSI UTAMA

Diajukan Untuk Melengkapi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Oleh SANTO HADI ONASIS SIMANJUNTAK NIM. 03101402003

Palembang, Pembimbing I

Pembimbing II

Ir. H. Maulana Yusuf, MS, MT NIP. 195909251988111001

Bochori, ST, MT NIP. 197410252002121003

Mengetahui, Dekan Fakultas Teknik

Prof. Dr. Ir. H. M. Taufik Toha, DEA NIP. 195308141985031002

ii

HALAMAN PERNYATAAN INTEGRITAS

Yang bertandatangan dibawah ini :

Nama

: Santo Hadi Onasis Simanjuntak

NIM

: 03101402003

Judul

: Analisis

Teknis

Sistem

Dewatering

Berdasarkan

Rencana

Penambangan Tahun 2015 Pada Blok Timur PT. Muara Alam Sejahtera Kabupaten Lahat Sumatera Selatan

Menyatakan bahwa Laporan Skripsi saya merupakan hasil karya sendiri didampingi tim pembimbing dan bukan hasil penjiplakan / plagiat. Apabila ditemukan unsur penjiplakan / plagiat dalam Laporan Skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik dari Universitas Sriwijaya sesuai aturan yang berlaku. Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa paksaan dari siapapun.

Palembang, Juli 2015

Santo Hadi OS 03101402003

33 3

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

Yang bertandatangan dibawah ini :

Nama

: Santo Hadi Onasis Simanjuntak

NIM

: 03101402003

Judul

: Analisis

Teknis

Sistem

Dewatering

Berdasarkan

Rencana

Penambangan Tahun 2015 Pada Blok Timur PT. Muara Alam Sejahtera Kabupaten Lahat Sumatera Selatan

Memberikan izin kepada Pembimbing dan Universitas Sriwijaya untuk mempublikasikan hasil penelitian saya untuk kepentingan akademik apabila dalam waktu 1 (satu) tahun tidak mempublikasikan karya penelitian saya. Dalam kasus ini saya setuju untuk menempatkan Pembimbing sebagai penulis korespondensi (Corresponding author). Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa paksaan dari siapapun.

Palembang, Juli 2015

Santo Hadi OS 03101402003

44 4

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur diucapkan kehadirat Tuhan YME yang telah melimpahkan rahmat-Nya, sehingga laporan Tugas Akhir di PT. Muara Alam Sejahtera yang berjudul

“Analisis

Teknis

Sistem

Dewatering

Berdasarkan

Rencana

Penambangan Tahun 2015 Pada Blok Timur PT. Muara Alam Sejahtera Kabupaten Lahat Sumatera Selatan” dapat diselesaikan. Dalam kesempatan ini diucapkan juga terima kasih kepada Ir. H. Maulana Yusuf, MS, MT, selaku pembimbing pertama dan Bochori, ST, MT, selaku pembimbing kedua. Dan juga terima kasih kepada : 1. Prof. Dr. Badia Parizade, M.B.A. selaku Rektor Universitas Sriwijaya.

2. Prof. Dr. Ir. H. M. Taufik Toha, D.E.A. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya. 3. Hj. Rr. Harminuke Eko Handayani, ST,.MT dan Bapak Bochori ST,.MT selaku Ketua Jurusan dan Sekretaris Jurusan Teknik Pertambangan Universitas Sriwijaya. 4. Pimpinan dan staf karyawan PT. Muara Alam Sejahtera yang telah memberikan izin untuk melaksanakan penelitian dan memperlancar kegiatan penelitian. 5. Para Dosen dan staf karyawan Jurusan Teknik Pertambangan yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan, pengalaman, dan bantuannya selama menempuh pendidikan di kampus. Dalam penyusunan laporan ini tidak lepas dari kesalahan. Karena itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca untuk kelengkapan kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga laporan ini berguna dan dapat menunjang perkembangan ilmu pengetahuan serta dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Palembang, Juli 2015

Penulis

5

RINGKASAN ANALISIS TEKNIS SISTEM DEWATERING BERDASARKAN RENCANA PENAMBANGAN TAHUN 2015 PADA BLOK TIMUR PT MUARA ALAM SEJAHTERA KABUPATEN LAHAT SUMATERA SELATAN Karya tulis ilmiah berupa Skripsi, 30 April 2015 Santo Hadi Onasis Simanjuntak; Dibimbing oleh Ir. H. Maulana Yusuf, MS, MT dan Bochori, ST, MT Technical Analysis Of Dewatering Systems Based On 2015 Mining Plan In East Block, PT. Muara Alam Sejahtera Lahat South Sumatera xiii +43 halaman, 13 gambar, 30 tabel, 10 lampiran RINGKASAN PT. Muara Alam Sejahtera adalah perusahaan yang bergerak di industri pertambangan batubara yang merupakan induk dari PT. Baramulti Group memiliki luas IUP 1745 Ha yang terdiri atas dua blok penambangan yaitu blok barat dan blok timur. Metode penambangan yang diterapkan di pit penambangan blok timur adalah open pit dengan kegiatan penambangan diserahkan kepada kontraktor PT. Ulima Nitra. Untuk mengoptimalkan produksi sesuai rencana penambangan tahun 2015 diperlukan analisa terhadap sistem dewatering tambang. Sumber utama sistem dewatering di PT. Muara Alam Sejahtera adalah air yang berasal dari air debit limpasan hujan, air tanah dan air penyerapan. Total debit air yang masuk di pit blok timur maksimum pada tahun 2015 bulan Februari yaitu sebesar 268.862,05 m3 dibutuhkan pemompaan selama 18 jam per hari dengan debit pompa 540 m3/jam. Berdasarkan jumlah debit limpasan sump dapat penuh terisi limpasan selama maksimal 3,3 hari artinya selama itu pompa diperolehkan tidak bekerja karena sump dianggap masih aman untuk menampung air yang masuk ketambang. Dengan komposisi lumpur sebesar 3% dari perkiraan volume pemompaan, didapat volume lumpur lebih besar daripada volume kolam pengendapan lumpur maka dibutuhkan pengurasan kolam pengendapan lumpur yang tepat sebelum kolam penuh dengan endapan lumpur sehingga dibutuhkan maksimal pengurasan sebanyak 23 kali dalam setahun. Kata Kunci : Dewatering, pompa, sump, kolam pengendapan lumpur

6

SUMMARY TECHNICAL ANALYSIS OF DEWATERING SYSTEMS BASED ON 2015 MINING PLAN IN EAST BLOCK, PT. MUARA ALAM SEJAHTERA, LAHAT, SOUTH SUMATRA Scientific Paper in the form of Skripsi, 30 April 2015 Santo Hadi Onasis Simanjuntak; Supervised by Ir. H. Maulana Yusuf, MS, MT and Bochori, ST, MT Analisis Teknis Sistem Dewatering Berdasarkan Rencana Penambangan Tahun 2015 Pada Blok Timur PT. Muara Alam Sejahtera, Lahat, Sumatera Selatan xiii +43 pages, 13 picture, 30 table, 10 attachment SUMMARY PT. Muara Alam Sejahtera is a company engaged in the coal mining industry that is the parent of PT. Baramulti Group has an area of 1745 Ha IUP consisting of two mining are blocks west and block east. Mining method applied in pit mining block to the east is an open pit mining operations handed over to the contractor PT. Ulima Nitra. To optimize production according to the mining plan in 2015 required an analysis of the mine dewatering system. The main source of dewatering system in PT. Muara Alam Sejahtera estuary is the water coming from rainfall runoff discharge water, ground water and water absorption. Total discharge of water entering in the eastern bloc maximum pit in February 2015 in the amount of 268.862,05 m3 required pumping for 18 hours per day by discharge pump 540 m3/h. Based on the amount of runoff discharge sump can be filled up runoff for a maximum of 3.3 days means that during the pump sump is collected does not work because it is still safe to accommodate the incoming water. With the mud composition of 3% of the estimated volume of pumping, sludge obtained a greater volume than the volume of the mud settling ponds required dewatering sludge settling ponds just before the pool is filled with silt so it takes a maximum of draining as much as 23 times a year. Keywords: Dewatering, Pumps, Sump, Settling Ponds

vii

DAFTAR ISI

Halaman Halaman Pengesahan .................................................................................... Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi .................................................. Halaman Pernyataan Integritas ..................................................................... Kata Pengantar .............................................................................................. Ringkasan ...................................................................................................... Summary ....................................................................................................... Daftar Isi ........................................................................................................ Daftar Gambar ............................................................................................... Daftar Tabel .................................................................................................. Daftar Lampiran ............................................................................................

ii iii iv v vi vii viii x xi xii

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 1.3 Batasan Masalah .................................................................................. 1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................. 1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................... 1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................... 1.7 Bagan Alir Penelitian ...........................................................................

1 2 2 2 3 3 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Siklus Hidrologi ................................................................................... 2.1.1 Presipitasi .................................................................................... 2.1.2 Infiltrasi ....................................................................................... 2.1.3 Evapotranspirasi ......................................................................... 2.2 Air Tanah ............................................................................................. 2.3 Daerah Tangkapan Hujan (Catchment Area) ...................................... 2.4 Air Limpasan ....................................................................................... 2.5 Sistem Penyaliran ................................................................................ 2.5.1 Pumping (Pemompaan) .............................................................. 2.5.2 Hosting (Pemipaan) .................................................................... 2.5.3 Sump (Kolam Terbuka) .............................................................. 2.5.4 Kolam Pengendapan Lumpur (KPL) ..........................................

5 5 10 10 11 12 13 14 15 17 18 20

BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1 Kesampaian Daerah ............................................................................. 3.2 Lokasi PT. Muara Alam Sejahtera ....................................................... 3.3 Rancangan Penelitian ........................................................................... 3.3.1 Studi Literatur ............................................................................. 3.3.2 Orientasi Lapangan ..................................................................... 3.3.3 Pengumpulan Data ...................................................................... 3.3.4 Pengolahan Data .........................................................................

23 23 25 25 25 25 25

888

3.3.5 Metode Penyelesaian .................................................................. 27

BAB 4. PEMBAHASAN 4.1 Debit Air Yang Masuk Ke Tambang Tahun 2015 .............................. 4.1.1 Perhitungan Curah Hujan dan Intensitas Hujan .......................... 4.1.2 Perhitungan Debit Air Limpasan ................................................ 4.1.3 Perhitungan Debit Air Tanah ...................................................... 4.1.4 Perhitungan Evapotranspirasi ..................................................... 4.1.5 Perhitungan Total Debit Air ....................................................... 4.2 Analisa Pemompaan ............................................................................ 4.2.1 Perhitungan Head Total Pompa .................................................. 4.1.2 Analisa Kapasitas Pemompaan ................................................... 4.1.3 Rencana Jam Kerja Pompa ......................................................... 4.3 Analisa Kapasitas Sump ....................................................................... 4.4 Analisa Kolam Pengendapan Lumpur dan Rencana Pengurasan ......... 4.4.1 Kapasitas Kolam Pengendapan Lumpur ..................................... 4.4.2 Rencana Pengurasan Kolam Pengendapan Lumpur ...................

30 30 32 33 33 33 34 34 36 37 37 39 40 41

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 43 5.2 Saran .................................................................................................... 43 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

9 9

DAFTAR GAMBAR

Halaman 1.1. Bagan Alir Penelitian .............................................................................

4

2.1. Daur Hidrologi .......................................................................................

5

2.2. Kurva Temperatur - Kekentalan .............................................................

21

3.1. Peta Kesampaian Daerah ........................................................................

23

3.2. Peta Layout Tambang PT. Muara Alam Sejahtera .................................

24

4.1. Pompa Multiflo CF-48H .........................................................................

35

4.2. Sketsa Pemompaan PT. Ulima Nitra ......................................................

35

4.3. Kondisi Sump Pada Blok Timur .............................................................

38

4.4. Kolam Pengendapan Lumpur Blok Timur .............................................

39

C.1. Peta Catchment Area Tahun 2015 .......................................................... C-1 E.1. Desain Penelitian Air Tanah .................................................................. E-1 H.1. Pompa Multiflo CF-48H ......................................................................... H-1 H.2. Grafik Performance Pompa Multiflo CF-48H ....................................... H-2

1 0 1 0

DAFTAR TABEL

Halaman 2.1. Reduced Variate (Y) Sebagai Fungsi Periode Ulang .............................

8

2.2. Nilai Reduced Mean (Yn) .......................................................................

9

2.3. Nilai Reduced Standard Deviation (Sn) .................................................

9

2.4. Koefisien Permeabilitas ..........................................................................

12

2.5. Koefisien Limpasan ................................................................................

14

2.6. Konstanta Hazen – Williams Berbagai Jenis Pipa ..................................

17

2.7. Koefisien Kerugian Dari Berbagai Katup ...............................................

18

3.1. Metode Penyelesaian ..............................................................................

27

4.1. Perkiraan Curah Hujan Tahun 2015 .......................................................

31

4.2. Perkiraan Intensitas Hujan Tahun 2015 ..................................................

31

4.3. Debit Air Limpasan Tahun 2015 ............................................................

32

4.4. Jumlah Evapotranspirasi Per Bulan Tahun 2015 ....................................

33

4.5. Total Volume Air Yang Masuk Ke Tambang Tahun 2015 ....................

34

4.6. Kapasitas Pemompaan Maksimum .........................................................

36

4.7. Rencana Jam Kerja Pompa .....................................................................

37

4.10. Analisa Kapasitas Sump ..........................................................................

45

4.11. Kapasitas Kolam Pengendapan Lumpur .................................................

47

4.12. Rencana Pengurasan Kolam Pengendapan Lumpur ...............................

48

A.1. Data Curah Hujan Bulanan Merapi Barat Tahun 2005 - 2014 ............... A-1 A.2. Rata-rata Jam Hujan Daerah Merapi Barat Tahun 2008 - 2012 ............. A-2 A.3. Jumlah Hari Hujan Bulanan Daerah Merapi Barat 2008 - 2012 ............ A-3 B.1. Perhitungan Simpangan Baku ................................................................. B-1 B.2. Perhitungan Prediksi Curah Hujan Perbulan Tahun 2015 ...................... B-2 B.3. Prediksi Curah Hujan Perhari Tahun 2015 ............................................. B-3 B.4. Prediksi Intensitas Curah Hujan Tahun 2015 ......................................... B-4 D.1. Perhitungan Debit Air Limpasan ............................................................ D-1 E.1. Koefisien Permeabilitas Lapisan Batupasir dan Batubara ...................... E-2 E.2. Perhitungan Debit Air Tanah .................................................................. E-3

1 1 1 1

F.1. Debit Evapotranspirasi Tahun 2015 ....................................................... F-1 G.1. Perhitungan Total Debit Air Yang Masuk Ke Tambang ........................ G-1

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman A. Data Curah Hujan, Jam Hujan Rata-Rata, Jumlah Hari Hujan .................. A-1 B. Perhitungan Curah Hujan ........................................................................... B-1 C. Peta Catchment Area Tahun 2015 .............................................................. C-1 D. Debit Air Limpasan .................................................................................... D-1 E. Air Tanah .................................................................................................... E-1 F. Evapotranspirasi ......................................................................................... F-1 G. Prediksi Total Debit Air Yang Masuk Ke Tambang .................................. G-1 H. Spesifikasi Pompa ...................................................................................... H-1 I. Perhitungan Head Pompa ............................................................................ I-1 J. Perhitungan Pengendapan Lumpur .............................................................. J-1

xiii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Batubara merupakan salah satu bahan energi alternatif sebagai bahan

pengganti minyak bumi yang cadangannya semakin menipis di Indonesia. Cadangan batubara di Indonesia cukup melimpah dan harganya sangat kompetitif. Di beberapa tempat terindikasi adanya endapan batubara yang cukup potensial untuk dikembangkan, salah satunya adalah di kecamatan Merapi Barat, Kabupaten Lahat, Provinsi Sumatera Selatan. Penambangan Batubara di Kabupaten Lahat cukup banyak yang melibatkan teknologi tinggi dan modal yang cukup besar. Salah satu perusahaan yang sedang beroperasi yaitu PT Muara Alam Sejahtera. PT Muara Alam Sejahtera adalah perusahaan penambangan batubara yang menerapkan sistem penambangan terbuka dalam kegiatannya. Untuk memenuhi kebutuhan pengguna batubara maka diperlukan manajemen yang baik dari pembongkaran, pengangkutan, pengolahan, dan penyimpanan batubara sehingga antara produksi batubara dan permintaan yang semakin meningkat dapat berjalan dengan selaras. PT Muara Alam Sejahtera telah melakukan pengupasan batubara dengan luas IUP operasi produksi sekitar 1754 Ha dan akan meningkatkan produksinya pada tahun 2015 (Laporan Eksplorasi PT. Muara Alam Sejahtera, 2013). Masalah di tambang yang sangat mempengaruhi dalam aktivitas penambangan dan keselamatan tambang adalah air. Air tersebut berasal dari air hujan, air limpasan berdasarkan luas catchment area dan air tanah. Semua air tersebut akan terkumpul didasar tambang sehingga air tersebut harus dikeluarkan agar

tidak

mengganggu

aktivitas

penambangan.

Dibutuhkan

upaya

penanggulangan optimal untuk menangani air yang masuk ke area penambangan. Curah hujan rata-rata tambang PT. Muara Alam Sejahtera adalah sebesar 253,25 mm/bulan dan kapasitas aktual volume sump pada pit penambangan blok timur adalah sebesar 7.887 m3. Untuk memompakan air dari sump menuju kolam pengendapan lumpur, digunakan pompa model Multiflo CF-48H yang memiliki

1

Universitas Sriwijaya

2

debit pemompaan maksimum sebesar 200 L/detik atau sebesar 720 m3/jam secara spesifikasi namun aktualnya debit aktual pompa hanya sebesar 110 L/detik atau sebesar 396 m3/jam sehingga pada musim-musim penghujan sering terjadi perluapan air di sump. Untuk itu dibutuhkan analisa terhadap sistem dewatering pada tahun 2015 agar pompa mampu memompakan air yang masuk dan tidak ada perluapan air pada sump yang dapat menghambat kegiatan penambangan. 1.2

Rumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas pada penelitian tugas akhir ini adalah :

1. Bagaimana debit air yang masuk ke tambang pada tahun 2015? 2. Bagaimana kapasitas pompa dan rencana jam kerja pompa berdasarkan rencana penambangan pada tahun 2015? 3. Bagaimana kapasitas sump berdasarkan jumlah debit air yang masuk ke tambang pada tahun 2015? 4. Bagaimana kapasitas kolam pengendapan lumpur dan rencana pengurasan kolam pengendapan lumpur berdasarkan volume pemompaan pada tahun 2015? 1.3

Batasan Masalah Penelitan ini dibatasi hal-hal sebagai berikut :

1. Analisa dewatering hanya pada area penambangan blok timur PT. Ulima Nitra di PT. Muara Alam Sejahtera. 2. Catchment

area

yang

digunakan

adalah

berdasarkan

peta

rencana

penambangan pada tahun 2015. 3. Analisa pompa hanya pada jenis pompa yang dipakai oleh PT. Ulima Nitra yaitu pompa Multiflo CF-48H. 1.4

Tujuan Penelitian Tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui total debit air yang masuk ke tambang pada tahun 2015. 2. Untuk mengetahui kapasitas pompa dan merencanakan jam kerja pompa berdasarkan rencana penambangan pada tahun 2015.

Universitas Sriwijaya

3

3. Untuk menganalisa kapasitas sump berdasarkan jumlah debit air yang masuk ke tambang pada tahun 2015. 4. Untuk menganalisa kapasitas kolam pengendapan lumpur dan merencanakan pengurasan kolam pengendapan lumpur berdasarkan volume pemompaan pada tahun 2015. 1.5

Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Dapat dijadikan dasar pemikiran bagi perusahaan dalam pemilihan pompa. 2. Dapat

memberikan

sumbangsih

pemikiran

bagi

perusahaan

dalam

merencanakaan sistem dewatering tambang. 3. Dapat menjadi dasar pemikiran bagi perusahaan dalam merawat kolam pengendapan lumpur. 1.6

Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Bab 1 Pendahuluan Merupakan bab pembuka yang menjelaskan segala sesuatu yang berkaitan dengan pembuatan laporan tugas akhir, terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, sistematika penulisan, dan bagan alir penelitian. 2. Bab 2 Tinjauan Pustaka Merupakan teori dari sistem penirisan tambang yang digunakan untuk mencapai tujuan yang diinginkan. 3. Bab 3 Metode Penelitian Merupakan penjelasan mengenai kesampaian daerah, lokasi penelitian dan rancangan penelitian yang terdiri dari studi literatur, orientasi lapangan pengumpulan data, pengolahan data dan analisis data. 4. Bab 4 Hasil dan Pembahasan Merupakan hasil dan pembahasan dari penelitian yang telah dilakukan yang isinya berupa jumlah debit air yang masuk ke tambang, kapasitas pompa dan rencana jam kerja pompa, kapasitas sump, dan kapasitas kolam pengendapan lumpur

serta

rencana

pengurasannya.

Universitas Sriwijaya

4

5. Bab 5 Kesimpulan dan Saran Merupakan kesimpulan dan saran berdasarkan pengamatan dan pengolahan data yang dilakukan selama pengamatan di lapangan. 1.7

Bagan Alir Penelitian ANALISIS TEKNIS SISTEM DEWATERING BERDASARKAN RENCANA PENAMBANGAN TAHUN 2015 PADA BLOK TIMUR PT MUARA ALAM SEJAHTERA KABUPATEN LAHAT SUMATERA SELATAN

ORIENTASI LAPANGAN

PENGUMPULAN DATA DATA PRIMER: - Sump aktual - Pemipaan aktual - Pompa aktual - Kolam pengendapan lumpur aktual

DATA SEKUNDER: - Peta luas catchment area pada tahun 2015 - Curah hujan 10 tahun - Spesifikasi pompa Multiflo CF-48H - Debit air tanah - Rencana sump tahun 2015 - Rencana kolam pengendapan lumpur tahun 2015

PENGOLAHAN DATA ANALISIS DATA - Analisa kapasitas pemompaan - Analisa kapasitas sump - Analisa kolam pengendapan lumpur

KESIMPULAN

Gambar 1.1 Bagan Alir Penelitian

Universitas Sriwijaya

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Siklus Hidrologi Air yang berada di dalam maupun di permukaan bumi mengalami proses

yang membentuk daur. Secara umum daur hidrologi terjadi karena air yang menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut akan terkondensasi dan kembali jatuh ke bumi (Gambar 2.1). Kejadian ini disebut presipitasi yang dapat berbentuk hujan, salju, atau embun. Peristiwa perubahan air menjadi uap air dan bergerak dari permukaan tanah ke udara disebut evaporasi, sedangkan penguapan air dari tanaman disebut transpirasi. Jika kedua proses ini terjadi secara bersama-sama maka disebut evapotranspirasi (Soemarto, 1999).

Gambar 2.1 Daur Hidrologi (Soemarto, 1999)

2.1.1 Presipitasi Presipitasi adalah kedalaman cairan yang terakumulasi di atas permukaan bumi bila seandainya tidak terdapat kehilangan. Semua air yang bergerak di dalam bagian lahan lahan dari daur hidrologi secara langsung maupun tidak langsung

5

Universitas Sriwijaya

6

berasal dari presipitasi. Sumber dari presipitasi adalah laut, udara membawa titiktitik uap air laut bergerak menuju daerah dataran tinggi yang dapat menyebabkan air mendingin sampai dibawah titik embun dan menyebabkan presipitasi berupa air hujan, salju, dan bentuk presipitasi lainnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi presipitasi adalah sebagai berikut (Syehan, 1990) : a. Garis Lintang b. Ketinggian tempat c. Jarak dari sumber-sumber air d. Posisi di dalam dan ukuran masa tanah benua atau daratan e. Arah angin yang umum (menuju atau menjauhi) terhadap sumber-sumber air f. Hubungannya dengan deretan gunung g. Suhu nisbi tanah dan samudera yang berbatasan

Salah satu bentuk presipitasi yang terpenting di Indonesia adalah hujan. Jika membicarakan data hujan, ada 5 buah unsur yang harus ditinjau, yaitu (Soemarto, 1999): a. Intensitas (i), adalah laju curah hujan persatuan waktu, misalnya mm/menit, mm/jam, mm/hari. b. Lama waktu atau durasi (t), adalah lamanya curah hujan terjadi dalam menit atau jam. c. Tinggi hujan (d) adalah banyaknya hujan yang dinyatakan dalam ketebalan air diatas permukaan datar, dalam mm. d. Frekuensi, adalah frekuensi kejadian terjadinya hujan yang biasanya dinyatakan dengan waktu ulang (return periode) T, misalnya sekali dalam T tahun. e. Luas, adalah luas geografis curah hujan A, dalam km2. Tahapan menentukan kuantitatif data presipitasi atau curah hujan (Soemarto, 1999): 1. Pengukuran presipitasi atau curah hujan Pengukuran peresipitasi dapat dilakukan dengan alat pengukur curah hujan yaitu penangkar hujan dan pencatat hujan. Penangkar hujan untuk menampung

`Universitas Sriwijaya

7

hujan yang jatuh dikawasan tersebut, sedang pencatat hujan untuk mencatat tinggi hujan dari alat penangkar hujan. 2. Frekuensi pengukuran Frekuensi pencatatan dan pengukuran terhadap curah hujan yang jatuh di suatu kawasan dapat dilakukan sebanyak: - Sekali dalam sehari, dilakukan dengan alat pengukur manual yang mengukur tiap hari wadah penangkar hujan dengan waktu yang teratur. - Sekali dalam seminggu atau sebulan, namun dilakukan dengan alat pengukur otomatis yang mana menhasilkan data curah hujan setiap saat dan di hubungkan dengan komputer di pusat komputer. A. Periode ulang hujan Curah hujan diperkirakan terjadi satu kali dalam n tahun, maka n tahun dapat dianggap sebagai periode ulang dari x. Perhitungan periode ulang yang paling banyak dipakai adalah Metode Gumbel. Metode Gumbel merupakan teori harga ekstrim untuk menunjukan bahwa dalam deret harga-harga ekstrim X1, X2, X3,

...,

Xn, dimana sample-samplenya sama besar, dan

X merupakan variable

berdistribusi eksponensial, maka probabilitas kumulatipnya P dalam nama sebarang harga di antara n buah harga Xn akan lebih kecil dari harga tertentu. Persamaan Gumbel untuk mendapatkan perkiraan curah hujan dapat dilihat pada persamaan dibawah ini (Soewarno, 1995).

X =x +

(Y-Yn) ............................................................................................... (2.1)

dimana : X = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun x = Harga rata – rata sampel data curah hujan (dalam hal ini curah hujan bulanan maksimum) S = Simpangan baku (standar deviasi) data sampel curah hujan Y = Reduce variate, mempunyai nilai yang berbeda pada setiap periode ulang Yn = Reduced mean, yang tergantung pada jumlah sample Sn = Reduced standard deviation yang juga tergantung pada jumlah sample

`Universitas Sriwijaya

8

Besarnya simpangan baku (S) dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Soewarno, 1995): S=

( x xi ) n 1

2

............................................................................................. (2.2)

Dalam menentukan periode ulang hujan, maka harus diketahui terlebih dahulu reduced variate, reduced mean, reduced standard deviation. 1. Reduced Variate (Y) Menghitung nilai reduce variate menggunakan rumus (Soemarto, 1987) : T  1  Y   ln  ln  .......................................................................................... (2.3) T  

dimana : Y = Reduced Variate T = Periode ulang (tahun)

Tabel 2.1 Reduced Variate (Y) Sebagai Fungsi Periode Ulang (Soemarto, 1987) Periode Ulang (T)

Reduksi Variansi (Y)

2

0,367

5

1,4999

10

2,2504

100

4,6001

500

6,2136

1000

6,9072

2. Reduced Mean atau Koreksi Rata-rata (Yn) Untuk menentukan nilai koreksi rata-rata, nilai reduced mean tergantung atas banyak nya data curah hujan yang digunakan, data curah hujan minimal digunakan dalam 10 tahun sebelumnya (Tabel 2.2) (Soemarto, 1987).

`Universitas Sriwijaya

9

Tabel 2.2 Nilai Reduced Mean (Yn) (Soemarto, 1987) N

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,4952

0,4996

0,5035

0,5070

0,5100

0,5128

0,5157

0,5181

0,5202

0,5220

20

0,5236

0,5252

0,5268

0,5283

0,5296

0,5300

0,5820

0,5882

0,5343

0,5353

30

0,5363

0,5371

0,5380

0,5388

0,5396

0,5400

0,5410

0,5418

0,5424

0,5430

40

0,5463

0,5442

0,5448

0,5453

0,5458

0,5468

0,5468

0,5473

0,5477

0,5481

50

0,5485

0,5489

0,5493

0,5497

0,5501

0,5504

0,5508

0,5511

0,5515

0,5518

60

0,5521

0,5524

0,5527

0,553

0,5533

0,5535

0,5538

0,5540

0,5543

0,5545

70

0,5548

0,5550

0,5552

0,5555

0,5557

0,5559

0,5561

0,5563

0,5565

0,5567

80

0.5569

0,5570

0,5572

0,5574

0,5576

0,5578

0,558

0,5581

0,5583

0,5585

90

0,5586

0,5587

0,5589

0,5591

0,5592

0,5593

0,5595

0,5596

0,5598

0,5599

100

0,5600

3. Reduced Standard Deviation atau Koreksi Simpangan (Sn) Untuk menentukan nilai Reduce Standard Deviation sama halnya dengan mencari nilai Reduced Mean yaitu dilihat dari banyaknya data curah hujan yang digunakan (Soemarto, 1987). Jumlah data curah yang dibutuhkan untuk mengolah data pada persamaan gumbel manimal 10 tahun (Tabel 2.3).

Tabel 2.3 Nilai Reduced Standard Deviation (Sn) (Soemarto, 1987) N

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,9496

0,9676

0,9833

0,9971

1,0095

1,0206

1,0316

1,0411

1,0493

1,0565

20

1,0628

1,0696

1,0754

1,0811

1,0864

1,0315

1,0961

1,1004

1,1047

1,1080

30

1,1124

1,1159

1,1193

1,1226

1,1255

1,1285

1,1313

1,1339

1,1363

1,1388

40

1,1413

1,1436

1,1458

1,148

1,1499

1,1519

1,1538

1,1557

1,1574

1,1590

50

1,1607

1,1923

1,1638

1,1658

1,1667

1,1681

1,1696

1,1708

1,1721

1,1734

B. Intensitas Hujan Intensitas hujan adalah jumlah presipitasi atau curah hujan yang jatuh pada saat tertentu dalam satuan mm/menit, cm/jam, dan lain-lain (Syehan, 1990). Untuk mencari intensitas hujan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan monobe

(Soemarto,

1999):

`Universitas Sriwijaya

10

x

I=

.................................................................................... (2.4)

dimana : I

= intensitas (mm/jam)

d24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam t

= waktu konsentrasi (jam)

2.1.2 Infiltrasi Air cair yang jatuh pada permukaan bumi akhirnya, jika permukaannya tidak kedap air, dapat bergerak kedalam tanah dengan gaya gerak gravitasi dan kapiler dalam suatu aliran yang disebut infiltrasi. Laju infiltrasi aktual adalah laju air berpenetrasi ke permukaan tanah pada setiap waktu dengan gaya-gaya kombinasi gravitasi, viskositas dan kapilaritas (Fac). Laju maksimum presipittasi dapat diserap oleh tanah pada kondisi tertentu disebut kapasitas infiltrasi (Fc) untuk suatu intensitas curah hujan dilambangkan i. Jika intensitas curah hujan lebih kecil dari kapasitas infiltrasi maka laju infiltrasi aktual lebih kecil dari kapasitas infiltrasi (i < Fc, Fac < Fc) dan sebaliknya jika intensitas curah hujan lebih besar dari kapasitas infiltrasi, maka kecepatan infiltrasi lebih kecil dari dari kapsitas infiltras (i < Fc, Fac < Fc) i. Hal ini dikarenakan pada saat hujan, tidak ada waktu air untuk terserap kedalam permukaan, karena debit air hujan yang tinggi membawa partikel-partikel tertentu yang menutupi rongga-rongga pori tanah (Seyhan, 1990).

2.1.3 Evapotranspirasi Tidak semua prespitasi yang mencapai permukaan secara langsung berinfiltrasi ke dalam tanah atau melimpas di atas permukaan tanah. Sebagian darinya akan hilang dalam bentuk evapotranspirasi yaitu proses dimana air menjadi uap dan transpirasi yaitu proses dimana air menjadi uap melalui metabolisme

tanaman.

Faktor-faktor

utama

yang

mempengaruhi

laju

evapotranspirasi adalah (Suripin 2004) : 1. Faktor-faktor meteorologi a. Radiasi Matahari

`Universitas Sriwijaya

11

b. Suhu udara dan Permukaan c. Kelembaban d. Angin e. Tekanan Barometer 2. Faktor-faktor Geografi a. Kualitas air (warna, sanitasi, dan lain lain) b. Jeluk tubuh air c. Ukuran dan bentuk permukaan air 3. Faktor-faktor lainnya a. Kandungan lengas tanah b. Karateristik kapiler tanah c. Jeluk muka air tanah d. Warna tanah e. Tipe, kerapatan dan tingginya vegetasi f. Ketersediaan air (hujan, irigasi dan lain-lain) Untuk menafsir evapotranspirasi aktual tahunan rata-rata dan secara empiris dijabarkan oleh Suripin, 2004. Rumus tersebut disajikan sebagai berikut :

E=

P 2   P   0.9       L(T ) 

0.5

.................................................................................... (2.5)

dimana : E

= Evapotranspirasi aktual rata-rata tahunan

P

= Curah hujan tahunan rata-rata (mm/tahun)

T

= Suhu tahunan rata-rata (oC)

L(T)

= Fungsi suhu = 300 + 25T + 0.05T3

2.2

Air Tanah Air Tanah adalah air yang menempati rongga-rongga dalam lapisan geologi.

Lapisan tanah yang terletak di bawah permukaan air tanah dinamakan air jenuh (staturated zone), sedangkan daerah tidak jenuh biasanya terletak di atas daerah

`Universitas Sriwijaya

12

jenuh sampai kepermukaan tanah, dimana rongga-rongganya berisi air dan udara. Dengan anggapan bahwa kondisi hidrologi menyediakan air kepada zona bawah tanah, maka lapisan-lapisan bawah tanah akan melakukan distribusi dan mempengaruhi gerakan air tanah (Soemarto 1987). Aliran air tanah dalam akuifer dapat dihitung dengan persamaan darcy. Persamaan darcy menurut CD. Soemarto (1987) adalah sebagai berikut:

=

...................................................................................... (2.6)

dimana : Q

= Debit air tanah (m3/detik)

k

= Koefisien permeabilitas (m/det) = Luas penampang akuifer(m2)

H0

= Ketinggian awal air tanah (m)

H1

= Ketinggian air tanah sepanjang L (m) = Panjang akuifer, jarak dari sumber (m)

Tabel 2.4 Koefisien Permeabilitas (Awang Suwandi, 2004) No

Description of Ground

1.

Clay shale or dense rock with tight fractures, considered impermeable in most excavations Dense rock, few tight fractures, approximate lower limit for oil production Dense rock, 0.005 in fracture each sqft Silt or clay, silt, fine sand. Few water well in less permeable ground Silt or clay, silt, fine sand. Few water well in less permeable ground Clean sand, medium and coarse (0,25 and 1.0 mm) Clean gravel (70% larger than 2.0 mm)

2. 3. 4. 5. 6. 7.

2.3

Darcy

Permeability Unit Meinzer

cm/det

0,0001

0,0018

9,7 x 10-8

0,001

0,018

9,7 x 10-7

0,5

9

4,8 x 10-4

1

18

9,7 x 10-4

2

36

19,4 x 10-4

500

9.100

0,48

1.250

22.750

1,2

Daerah Tangkapan Hujan (Catchment Area) Catchment area menurut Awang Suwandi (2004) merupakan suatu areal

atau daerah tangkapan hujan dimana batas wilayah tangkapannya ditentukan dari

`Universitas Sriwijaya

13

titik-titik elevasi tertinggi sehingga akhirnya merupakan suatu poligon tertutup yang mana polanya disesuaikan dengan kondisi topografi, dengan mengikuti kecenderungan arah gerak air. Dengan pembatasan catchment area maka diperkirakan setiap debit hujan yang tertangkap akan terkonsentrasi pada elevasi yang terendah pada catchment area tersebut. Pembatasan catchment area biasanya dilakukan pada peta topografi, dan untuk perencanaan sistem penyaliran di anjurkan dengan menggunakan peta rencana penambangan dan peta situasi tambang.

2.4

Air Limpasan Besarnya frekuensi banjir pada suatu kawasan dikendalikan oleh faktor-

faktor penyebab (intensitas presipitasi, lama hujan, frekuensi terjadinya hujan angin dan luas daerah aliran) faktor-faktor lingkungan (faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi dan waktu konsentrasi (Soemarto, 1995). Tidak ada satupun metode yang dapat memeberikan jumlah debit banjir yang tepat, namun metode yang sangat sering digunakan karena kesederhanaannya adalah metode rasional. Metode ini memberikan batasan jumlah air masuk dilihat dari limpasan permukaan maksimum. Persamaan metode rasional menurut CD Soemarto (1995) adalah sebagai berikut: = . .

........................................................................................................ (2.7)

dimana: Q = Limpasan permukaan maksimum (m3/jam) C = Koefisien limpasan (Tabel 3.5) i = Intensitas curah hujan (m/jam) A = Luas catchment area/ daerah tangkapan hujan (m2)

`Universitas Sriwijaya

14

Tabel 2.5 Koefisien Limpasan (Awang Suwandi, 2004) Kemiringan < 3% (datar)

3% - 15% (sedang)

>15% (curam)

2.5

Jenis lahan

C

Sawah, rawa

0,2

Hutan, perkebunan

0,3

Perumahan

0,4

Hutan, perkebunan

0,4

Perumahan

0,5

semak-semak agak jarang

0,6

Lahan terbuka

0,7

Hutan

0,6

Perumahan

0,7

Semak-semak agak jarang

0,8

Lahan terbuka daerah tambang

0,9

Sistem Penyaliran Teknik penyaliran bisa bersifat pencegahan atau pengendalian air masuk ke

lokasi penambangan. Perusahaan cendrung memutuskan teknik penyaliran dengan mempertimbangkan biaya yang dikeluarkan tanpa mengurangi keselamatan kerja. Selain itu dalam pemilihan teknik penyaliran harus memperhatikan prediksi cuaca ekstrim yang akan terjadi di front penambangan agar mengurangi resiko bahaya akibat tingginya debit air limpasan (Suwandhi, 2004). Terdapat dua cara pengendalian air yang sudah telanjur masuk ke dalam front penambangan, yaitu dengan sistem kolam terbuka (sump) atau membuat paritan dan membuat adit. Sistem penyaliran dengan membuat kolam terbuka dan paritan biasanya ideal diterapkan pada tambang open cast atau quarry, karena dapat memanfaatkan gravitasi untuk mengalirkan airnya dari bagian puncak atau lokasi yang tinggi ke tempat yang rendah. Pompa digunakan pada posisi ini lebih efisien, efektif dan hemat energi. Pada tambang open pit penggunaan pompa menjadi sangat vital untuk menaikan air dari dasar tambang ke permukaan dan

`Universitas Sriwijaya

15

kerja pompa pun cukup berat. Kadang-kadang tidak cukup digunakan hanya 1 unit pompa, tetapi harus beberapa pompa yang dihubungkan seri untuk membantu daya dorong dari dasar sampai permukaan. Artinya unsur biaya pemompaan harus diperhatikan. Sedangkan sistem adit lebih ideal diterapkan pada tambang terbuka open pit dengan syarat lokasi penambangan harus mempunyai lembah tempat sumuran dan adit agar air dapat keluar (Suwandhi, 2004).

2.5.1 Pumping (Pemompaan) Untuk memindahkan zat cair keluar dari tambang diperlukan kegiatan pemompaan dengan bantuan gaya tekan yang dihasilkan dari sebuah alat pada pompa dimana dapat mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi. Pemasangan pompa dapat dilakukan dengan cara seri dan paralel. Pemasangan pompa secara seri dilakukan karena head pompa yang digunakan tidak mencukupi untuk menaikkan air sampai ketinggian tertentu. Pemasangan pompa secara paralel dilakukan karena debit pompa yang digunakan tidak mencukupi untuk mengeluarkan air sehingga harus digunakan dua pompa atau lebih yang dipasang secara paralel. Pandanglah aliran suatu zat cair

melalui suatu penampang saluran. Pada

penampang tersebut zat cair mempunyai tekanan statis p (kgf/m 2), kecepatan ratarata v (m/s) dan ketinggian Z (m). Maka zat cair tersebut pada penampang yang bersangkutan mempunyai head (m). Untuk perhitungan head pompa digunakan prinsip Bernoulli. Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan menurut Sularso dan Haruo Tahara (2000) ditunjukan dalam persamaan dibawah ini:

H=

γ

+

+ z ......................................................................................... (2.8)

dimana : P = tekanan (bar) γ = berat spesifik (kN/m3) V = kecepatan aliran fluida (m/s2) Z1 = elevasi hisap (m) g = percepatan gravitasi (m/s2)

`Universitas Sriwijaya

16

Head total pompa menurut Sularso dan Haruo Tahara (2000) dapat ditulis sebagai berikut:

H =

+ H + ∆H − H ........................................................................ (2.9)

dimana: H

= Head total pompa (m)

ha = Head statis total (m), Δhp = Perbedan head tekan yang bekerja pada kedua permukaan air (m) hl

= Beberapa keruguian head di pipa, katup, belokan, dambungan, dll (m)

Vd = kecepatan aliran rata-rata dititik keluar pipa (m/s) Energi yang secara efektif diterima oleh air dari pemompaan persatuan waktu dapat ditulis sebagai berikut menurut Sularso dan Haruo Tahara (2000) : = dimana:

........................................................................................ (2.10)

.............

Pw = Daya air (kW) H = Head total pompa (m) Q = Debit (m3/detik) = Berat spesifik (kN/m3) Daya poros yang diperlukan untuk menggerakkan sebuah pompa adalah sama dengan daya air ditambah kerugian daya di dalam pompa. Dapat dinyatakan dalam persamaan berikut ini menurut Sularso dan Haruo Tahara (2000) :

=

......................................................................................................... (2.11)

dimana: = Effisiensi pompa Pw = Daya air (kW)

`Universitas Sriwijaya

17

2.5.2 Hosting (Pemipaan) Pipa (hosting) digunakan untuk keperluan pemompaan dalam aktivitas penambangan. Sistem pemipaan akan sangat berhubungan erat dengan head kerugian yang dihasilkan oleh pipa. Menurut Sularso dan Haruo Tahara (2000) perhitungan besarnya head loss pada pipa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Hazen-William yaitu sebagai berikut : 1. Head loss pada pipa panjang .

.

H =

.

.

(L) ........................................................................... (2.12)

x

dimana : HL = Head loss pipa (m) Q = Debit aliran pipa (m3/detik) C = Konstanta Hazen-Williams (Tabel 3.6) D = Diameter pipa (m) L = Panjang pipa (m)

Tabel 2.6 Konstanta Hazen – Williams Berbagai Jenis Pipa (Sularso dan Haruo Tahara, 2000) No

JENIS PIPA

NILAI C

1

Pipa besi cor baru

130

2

Pipa besi cor lama

100

3

Pipa besi cor lama / permukaan dalam kasar

70

4

Pipa baja baru

130

5

Pipa baja sedang / setengah pakai

100

6

Pipa baja lama

80

7

Pipa Plastik "Polyethylene"

140

2. Head loss pada katup hisap

`Universitas Sriwijaya

18 v2 ...................................................................................................... (2.13) Hv = fv 2g Dimana : Hv = kerugian head katup (m) v

= kecepatan rata-rata di penampang masuk katup (m/s)

g = percepatan gravitasi (m/s2) f

= koefisien kerugian katup (Tabel 2.7)

3. Head loss pada ujung pipa keluar v2 ........................................................................................................ (2.14) 2g

Hf = f

dimana : f = 1 dan v adalah kecepatan rata-rata pada pipa keluar

Tabel 2.7 Koefisien Kerugian Dari Berbagai Katup (Sularso dan Haruo Tahara, 2000) Diameter (mm) Jenis Katup

Katup sorong

100

150

200

300

400

0,14

0,12

0,10

0,09

0,07

500

600

700

800

900

100

200

0

0

0,88

-

0,00

0,6 – 0,16 (bervariasi menurut konstruksi dan diameternya)

Katup kupu-kupu

0,09 – 0,026 (bervariasi menurut diameternya)

Katup putar Katup cegah kipas ayun Katup kepak Katup isap (dengan

-

-

1,20

1,15

1,10

1,00

0,98

0,94

0,92

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1,97

1,91

1,84

1,78

1,72

-

-

-

-

0,90

0,9 – 0,5 -

-

-

saringan)

2.5.3 Sump (Kolam Terbuka) Menurut Awang Suwandhi (2004), sump (kolam terbuka) merupakan kolam penampungan air yang dibuat untuk penampung air limpasan, yang dibuat

`Universitas Sriwijaya

19

sementara sebelum air itu dipompakan, serta dapat berfungsi sebagai pengendpaan lumpur. Pengaliran air dari sump akan dipengaruhi oleh sistem drainase tambang yang disesuaikan dengan geografis daerah tambang dan kestabilan lereng tambang. Berdasarkan tata letak kolam penampung (sump), sistem penirisan tambang dapat dibedakan menjadi (Suwandhi, 2004) : a. Sistem Penirisan Memusat Pada sistem ini sump akan ditempatkan di setiap jenjang tambang (bench), dengan sistem pengalirannya dari jenjang paling atas menuju jenjang dibawahnya sehingga akhirnya air dipusatkan di main sump untuk kemudian dipompakan keluar tambang. b. Sistem Penirisan Tidak Memusat Sistem ini dapat dilakukan bila kedalaman tambang relatif dangkal dengan keadaan geografis daerah luar tambang memungkinkan untuk mengalirkan air langsung dari sump keluar tambang. Berdasarkan penempatannya, sump dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu (Suwandhi, 2004) : 1. Travelling Sump Sump ini dibuat pada daerah front tambang. Tujuan dibuatnya sump ini adalah untuk menanggulangi air permukaan. Jangka waktu penggunaan sump ini relatif singkat dan selalu ditempatkan sesuai dengan kemajuan tambang. 2. Sump Jenjang Sump ini dibuat secara terencana baik dalam pemilihan lokasi maupun volumenya. Penempatan sump ini adalah pada jenjang tambang dan biasanya di bagian lereng tepi tambang. Sump ini disebut sebagai sump permanen karena dibuat untuk jangka waktu yang cukup lama dan biasanya dibuat dari bahan kedap air dengan tujuan untuk mencegah meresapnya air yang dapat menyebabkan longsornya jenjang. 3. Main Sump Sump ini dibuat sebagai tempat penampungan air terakhir. Pada umumnya sump ini dibuat pada elevasi terendah dari dasar tambang.

`Universitas Sriwijaya

20

2.5.4 Kolam Pengendapan Lumpur (KPL) Kolam pengendapan lumpur menurut State of Alaska Depertement Of Enivirontental Conservastion (1983) merupakan sarana untuk menghindari pencemaran perairan umum oleh air limpasan dari tambang yang mengandung material padat akibat erosi. Penentuan lokasi dan kapasitas KPL harus direncanakan dengan memperhatikan rencana tambang agar biaya pembuatannya dan penanganan lumpur tidak memerlukan biaya besar. Walaupun bentuknya dapat bermacam-macam. namun pada setiap kolam pengendap akan selalu ada 4 zona penting yang terbentuk karena proses pengendapan material padatan menurut State of Alaska Depertement Of Enivirontental Conservastion (1983) Keempat zona itu adalah : 1. Zona masukan adalah tempat masuknya aliran air berlumpur kedalam kolam pengendapan dengan anggapan campuran antara padatan dan cairan terdistribusi secara merata. 2. Zona Pengendapan adalah tempat dimana partikel akan mengendap. material padatan disiniTempat dimana partikel akan mengendap. material padatan disini akan mengalami proses pengendapan disepanjang saluran masing-masing ceck dam. 3. Zona Endapan Lumpur adalah tempat dimana partikel padatan dalam cairan mengalami sedimentasi dan terkumpul pada bagian bawah saluran pengendap. 4. Zona Keluaran adalah tempat keluarnya buangan cairan yangt relative bersih. zone ini terletak pada akhir saluran. Luas kolam pengendapan menurut Sengupta (1993) dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

A = Q total/Vt ................................................................................................... (2.15) dimana : A

= Luas kolam pengendapan (m2)

Qtotal = Debit air yang masuk kolam pengendapan (m3/detik) Vt

= Kecepatan pengendapan (m/detik) Kecepatan pengendapan dapat dihitung dengan menggunakan rumus

“Stokes” dan hukum “Newton”. Hukum “Stokes” berlaku bila padatannya kurang

`Universitas Sriwijaya

21

dari 40%, sedangkan bila persen padatan lebih dari 40% maka berlaku hukum “Newton”. Menurut Chih Ted (1996 ) persamaan Hukum Newton untuk perhitungan kecepatan pengendapan partikel adalah sebagai berikut : Vt 

 p

g D 

2

a

   18 

 ................................................................................... (2.16)

dimana : V

= kecepatan pengendapan partikel (m/detik)

g

= percepatan gravitasi (m/detik2)

p = berat jenis partikel padatan a = berat jenis air (kg/m3)



= kekentalan dinamik air (kg/mdetik)

D

= diameter partikel padatan

Gambar 2.2 Kurva Temperatur – Kekentalan (Gerry Nichols, 2009)

Menurut menurut Sengupta (1993) waktu yang dibutuhkan oleh partikel untuk mengendap dengan kecepatan (m/s) sejauh (h) adalah :

`Universitas Sriwijaya

22

th =

....................................................................................................... (2.17)

dimana : th

= Waktu pengendapan partikel (menit)

Vt

= Kecepatan pengendapan partikel (m/detik)

H

= Kedalaman Saluran (m)

Perhitungan kecepatan air keluar dari kolam pengendapan adalah :

Vh =

.......... ........................................................................................... (2.18)

dimana : Qtotal = Debit partikel Vh

= Kecepatan partikel keluar dari outlet

A

= Luas kolam pengendapan

Waktu yang dibutuhkan partikel keluar dari waktu pengendapan :

th =

............................................................................................................ (2.19)

dimana : P

= Panjang kolam pengendapan (m)

Vh

= Kecepatan partikel keluar dari outlet (m/detik)

th

= waktu yang dibutuhkan partikel keluar dar pengendapan (m) Untuk mengetahui persentasi pengendapan solid yang dapat di endapkan

dari jumlah solid yang masuk ke kolam p engendapan lumpur adalah : Persentasi pengendapan:

(

)

100% .................................................. (2.20)

dimana : th

= waktu yang dibutuhkan partikel keluar dar pengendapan

tv

= waktu yang dibutuhkan partikel untuk mengendap

`Universitas Sriwijaya

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1

Kesampaian Daerah Wilayah IUP PT. Muara Alam Sejahtera terletak di sebelah barat daya kota

Palembang. Secara administratif daerah tersebut termasuk wilayah Kecamatan Merapi, Kabupaten Lahat, Provinsi Sumatera Selatan. Lokasi tambang dapat dicapai dari kota Palembang melalui jalan Lintas Sumatera ±190 km sampai desa Merapi (Gambar 3.1).

Gambar 3.1 Peta Kesampaian Daerah (Laporan Eksplorasi PT. MAS, 2013)

3.2

Lokasi PT. Muara Alam Sejahtera PT. Muara Alam Sejahtera terletak di desa Muara Maung, Kecamatan

Merapi Barat, Kabupaten Lahat, Provinsi Sumatera Selatan. Daerah tersebut

23

Universitas Sriwijaya

24

berada pada posisi 103039’30’’ BT - 103044’18,14” BT dan 3044’30” LS - 3046’40” LS. PT. Muara Alam Sejahtera yang berjarak ±190 km dari Kota Palembang dan ±20 km dari kota Lahat mempunyai luas wilayah Izin Usaha Pertambangan seluas 1745 Ha. Sebagian besar daerah untuk penambangan merupakan hutan bekas ladang yang telah ditinggalkan, sebagian lagi berupa ladang atau kebun karet dan kopi (Laporan Eksplorasi PT. MAS, 2013). PT. Muara Alam Sejahtera membagi wilayah penambangannya menjadi 2 blok (Gambar 3.2), yaitu Blok Barat seluas 34,87 Ha dan Blok Timur seluas 39,06 Ha. Untuk melakukan kegiatan penambangannya, PT. Muara Alam Sejahtera menggunakan jasa kontraktor, yang mana pada Blok Timur dikelola oleh Kontraktor UN (Ulima Nitra) dan untuk Blok Barat dikelola oleh kontraktor PSG (Prima Sarana Gemilang) (Laporan Eksplorasi PT. MAS, 2013).

1 2 3 4 5

Blok Barat Blok Timur

6 7 8 9 10 11 12

Gambar 3.2 Peta Layout Tambang PT. Muara Alam Sejahtera (Laporan Eksplorasi PT. MAS, 2013)

Universitas Sriwijaya

25

3.3

Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian merupakan suatu cara yang digunakan dalam pelaksanaan penelitian. Suatu rencana dan struktur penelitian untuk menjawab permasalahan yang dihadapi dengan mengetahui dan menganalisa berbagai variabel yang berpengaruh terhadap penelitian tugas akhir ini. Oleh karena itu dalam penelitian ini ada beberapa variabel rancangan penelitian yang dilakukan diantaranya sebagai berikut :

3.3.1 Studi Literatur Studi literatur dilakukan dengan mencari bahan-bahan pustaka yang menunjang, yang diperoleh dari instansi terkait (data perusahaan), perpustakaan (literatur).

3.3.2 Orientasi Lapangan Dilakukan dengan pengamatan langsung ke lapangan untuk mengetahui kondisi daerah penelitian dan kegiatan penambangan di lokasi tersebut.

3.3.3 Pengumpulan Data Data yang diambil harus benar, akurat, dan lengkap serta relevan dengan permasalahan yang ada. Data yang diambil dapat dikelompokkan menjadi : 1. Data primer yang berupa sump aktual, pemipaan aktual, pompa aktual, kolam pengendapan lumpur aktual. 2. Data sekunder yang berupa peta luas catchment area pada tahun 2015, curah hujan 10 tahun, spesifikasi pompa Multiflo CF-48H, debit air tanah, rencana sump tahun 2015, rencana kolam pengendapan lumpur tahun 2015.

3.3.4 Pengolahan Data Setelah mendapatkan data, maka selanjutnya adalah pengolahan data. Karena penelitian ini terdiri dari beberapa variabel, maka data harus dikelompokkan sesuai dengan tahapan pengerjaannya. Adapun tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Perhitungan prediksi curah hujan dan intensitas curah hujan

Universitas Sriwijaya

26

Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan 10 tahun yang didapat dari bagian Dinas Tanaman dan Pandan Holtikultura Kabupaten Lahat. Data tersebut merupakan data mentah yang belum bisa langsung digunakan sehingga perlu diolah terlebih dahulu dengan prinsip statistika. Hasil pengolahan data tersebut merupakan angka-angka perkiraan tinggi hujan maksimum yang dianggap terjadi sekali dalam periode ulang hujan yang direncanakan. Metode yang dipakai dalam pengolahan data curah hujan adalah metode gumbel. Dan untuk menghitung intensitas hujan digunakan persamaan rasional. 2. Perhitungan debit air total Debit air total didapatkan dari jumlah volume air limpasan dan volume air tanah dikurangi dengan volume penyerapan atau evapotranspirasi. 3. Menghitung head total pompa Perhitungan head total pompa didapat dengan menggunakan persamaan Bernoulli dengan menjumlah head static dengan head loss. Head static merupakan perbedaan tinggi elevasi antara pipa inlet dengan pipa outlet sedangkan head loss merupakan head kerugian yang dihasilkan oleh pipa. 4. Menghitung kapasitas dan jam kerja pompa Kapasitas pompa dihitung untuk memperkirakan bagaimana kondisi sump yang akan terisi oleh air hujan. Dengan mengetahui total debit air, debit rencana pompa, dan perkiraan efektif working hour pompa dalam satu hari maka dapat diketahui kapasitas pompa dan rencana jam kerja pompa. 5. Menghitung kapasitas sump Sump berfungsi untuk menampung air permukaan yang belum sempat terpompakan keluar tambang. Kapasitas sump pada tahun 2015 dihitung berdasarkan jumlah debit air yang masuk ke tambang yang didapat dengan cara membandingkan volume sump dengan total debit air sehingga didapatlah durasi sump terisi penuh oleh air hujan. 6. Menghitung kapasitas dan rencana pengurasan kolam pengendapan lumpur Kolam pengendapan lumpur bertujuan untuk menampung air dari tambang yang mengandung material lumpur sebelum dialirkan menuju sungai. Hal ini dilakukan agar partikel-partikel halus yang terkandung didalam air mengalami pengendapan terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sungai. Volume lumpur

Universitas Sriwijaya

27

dibandingkan dengan volume kolam pengendapan lumpur sehingga dapat direncanakan pengurasannya.

3.3.5 Analisis Data Data-data yang diperoleh kemudian dianalisa untuk selanjutnya dapat dihasilkan suatu rekomendasi.

Tabel 3.1 Metode Penyelesaian No

Rumusan Masalah

Tujuan

Metode

1.

Bagaimana debit air

Untuk mengetahui 1. Menghitung prediksi

yang masuk

total debit air yang curah hujan bulanan dengan

ketambang pada

masuk ke tambang menggunakan metode

tahun 2015

pada tahun 2015.

analisa gumbel. 2. Menghitung intensitas curah hujan bulanan dengan menggunakan persamaan monobe. 3. Menghitung luas catchment area berdasarkan peta rencana penambangan tahun 2015. 4. Menghitung debit air limpasan dengan menggunakan persamaan rasional. 5. Menghitung debit air tanah dengan menggunakan persamaan darcy. 6. Menghitung debit evapotranspirasi dengan

Universitas Sriwijaya

28 persamaan Turc. 7. Menghitung total debit air yang masuk ke tambang. 2.

Bagaimana

Untuk mengetahui

1. Menghitung head total

kapasitas pompa dan kapasitas pompa

pompa dengan menggunakan

rencana jam kerja

dan merencanakan

persamaan Bernoulli.

pompa berdasarkan

jam kerja pompa

2. Menentukan debit rencana

rencana

berdasarkan

pompa dengan menggunakan

penambangan pada

rencana

grafik performance pompa

tahun 2015?

penambangan

Multiflo CF-48H.

pada tahun 2015.

3. Menentukan perkiraan efektif working hours pompa. 4. Menghitung kapasitas pompa berdasarkan jumlah jam kerja maksimum per bulan dan rencan debit pompa. 5. Merencanakan jam kerja pompa berdasarkan total debit air dan debit pompa.

3.

Bagaimana kapasitas Untuk

Membandingkan rencana

sump berdasarkan

volume sump tahun 2015

menganalisa

jumlah debit air yang kapasitas sump

dengan total debit air yang

masuk ke tambang

berdasarkan

masuk ke tambang.

pada tahun 2015?

jumlah debit air yang masuk ke tambang pada

4.

Bagaimana

tahun 2015

kapasitas kolam

Untuk

1. Menganalisa kapasitas

menganalisa

volume kolam pengendapan

Universitas Sriwijaya

29 pengendapan

kapasitas kolam

lumpur terhadap volume

lumpur dan rencana

pengendapan

lumpur sebesar 3% dari

pengurasan kolam

lumpur dan

volume pemompaan.

pengendapan

merencanakan

2. Merencanakan pengurasan

lumpur berdasarkan

pengurasan kolam

kolam pengendapan lumpur

volume pemompaan

pengendapan

berdasarkan volume lumpur

pada tahun 2015?

lumpur

yang terendapkan di kolam

berdasarkan

pengendapan lumpur.

volume pemompaan pada tahun 2015

Universitas Sriwijaya

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

PT. Muara Alam Sejahtera melakukan kegiatan penambangannya dengan menggunakan sistem penambangan open pit atau penambangan terbuka dengan membentuk cekungan yang luas kebawah. Air yang masuk ke tambang sebagian besar berasal dari limpasan air hujan dan air tanah. Akumulasi air yang cukup banyak yang membuat sulitnya mengeluarkan air dari sump menuju kolam pengendapan lumpur dengan menggunakan pompa yang memiliki kapasitas tertentu sehingga dibutuhkan perencanaan dewatering yang baik dalam proses pengeluaran air dari tambang.

4.1

Debit Air Yang Masuk Ke Tambang Pada Tahun 2015 Lokasi tambang PT. Muara Alam Sejahtera termasuk zona topografi daerah

berbukit dimana elevasi aktual dasar tambang pada blok timur ini berada pada level +20 mdpl dan berdasarkan peta rencana penambangan pada tahun 2015, dasar tambang pada blok timur akan berada pada elevasi +10 mdpl.

4.1.1 Perhitungan Curah Hujan dan Intensitas Curah Hujan Pengolahan data curah hujan dimaksudkan untuk mendapatkan prediksi data curah hujan tiap bulan dan intensitas hujan yang akan dipakai untuk membuat menganalisa dewatering untuk tahun 2015 pada penambangan blok timur. Metode yang digunakan untuk mendapatkan prediksi curah hujan tahun 2015 adalah metode analisa gumbel. Data curah hujan yang digunakan untuk membuat perkiraan curah hujan pada tahun 2015 adalah data curah hujan 10 (Lampiran A) sehingga nilai reduce standard deviation (Sn) adalah 0,9496 (Tabel 2.3) dan nilai reduce mean (Yn) adalah 0,4952 (Tabel 2.2). Sedangkan untuk nilai reduce variate (Y) yang digunakan adalah untuk periode ulang 2 tahun yaitu 0,367 (Tabel 2.1). Dengan mengolah data curah hujan menggunakan metode analisa gumbel (Lampiran B) maka perkiraan curah hujan per bulan pada tahun 2015 adalah (Tabel

4.1)

30

:

Universitas Sriwijaya

31

Tabel 4.1 Perkiraan Curah Hujan Tahun 2015 Bulan

Curah Hujan (mm/bulan)

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

448,25 329,27 269,92 352,11 199,93 146,57 111,92 123,49 129,33 256,14 281,55 390,51

Setelah mendapatkan perkiraan curah hujan, dengan menggunakan persamaan monobe maka perkiraan intensitas curah hujan per bulan pada tahun 2015 adalah (Tabel 4.2) :

Tabel 4.2 Perkiraan Intensitas Curah Hujan Tahun 2015 Bulan

Intensitas (mm/jam)

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

5,56 6,58 4,10 4,86 8,29 8,24 9,73 10,25 4,17 3,86 5,62 4,25

Universitas Sriwijaya

32

4.1.2 Perhitungan Debit Air Limpasan Total air yang masuk kedalam tambang hampir semua berasal dari limpasan air hujan. Untuk menghitung debit air yang masuk kedalam tambang adalah digunakan persamaan rasional. Berdasarkan hasil pembacaan peta rencana penambangan PT. Muara Alam Sejahtera pada tahun 2015 yang didapat dari Departemen Mining and Engineering

(Lampiran C), total luas catchment area

pada blok timur adalah seluas 40,3 hektar atau sebesar 403000 m2. Jenis lahan limpasan adalah lahan terbuka daerah tambang dengan koefisien limpasannya 0,9 (Tabel 3.5). Dengan menggunakan persamaan rasional maka didapatkan jumlah debit air limpasan per jam yang masuk kedalam tambang untuk tahun 2015 (Lampiran D). Kemudian jumlah debit air limpasan per jam dikalikan jam hujan maksimum perbulan sehingga didapat debit air limpasan maksimum per bulan adalah sebagai berikut (Tabel 4.3) :

Tabel 4.3 Debit Air Limpasan Tahun 2015 Debit Air Limpasan Bulan

3

(m /jam)

(m3/bulan)

Januari

2017,06

234624,61

Februari

2387,51

275638,43

Maret

1486,50

96191,20

April

1761,20

126806,39

Mei

3008,48

100242,64

Juni

2987,58

92405,85

Juli

3527,97

64597,09

Agustus

3716,52

133868,94

September

1512,61

103946,41

Oktober

1399,02

96742,00

November

2039,52

147477,66

Desember

1541,37

223221,34

Universitas Sriwijaya

33

4.1.3 Perhitungan Debit Air Tanah Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Departemen Geologi PT. Muara Alam Sejahtera, debit air tanah diasumsikan 2,03 m3/jam (Lampiran E) sehingga debit air tanah rata-rata perbulan sama dengan 1481,08 m3/bulan.

4.1.4 Perhitungan Evapotranspirasi Air yang masuk ke dalam lokasi tambang akan mengalami proses penguapan dan transpirasi (evapotranspirasi). Debit evapotranspirasi didapatkan dengan memperhitungkan curah hujan rata-rata tahunan dan suhu rata-rata pada daerah penambangan. Debit evapotranspirasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus Turc, dengan suhu rata-rata adalah 27 oC sehingga didapatlah volume evapotranspirasi perbulan sebagai berikut (Tabel 4.4) :

Tabel 4.4 Jumlah Evapotranspirasi Per Bulan Tahun 2015 Bulan Januari

Evapotranspirasi 8319,68

Februari

8257,46

Maret

4628,32

April

5149,73

Mei

2383,18

Juni

2212,24

Juli

1309,60

Agustus

2576,29

September

4915,13

Oktober

4945,89

November

5171,91

Desember

10358,12

4.1.5 Perhitungan Total Debit Air Perhitungan total debit air yang masuk ke tambang didapat dari akumulasi dari penjumlahan volume air limpasan dan volume air tanah dikurang dengan besar evapotranspirasi. Dan didapatlah total volume air yang masuk per bulan ke

Universitas Sriwijaya

34

dalam lokasi tambang pada tahun 2015 dari hasil perhitungan (Lampiran G) dengan hasil sebagai berikut (Tabel 4.5) :

Tabel 4.5 Total Volume Air Yang Masuk Ke Tambang Tahun 2015

4.2

Bulan

Total Air (m3/bulan)

Januari

227786,01

Februari

268862,05

Maret

93043,96

April

123137,74

Mei

99340,54

Juni

91674,69

Juli

64768,57

Agustus

132773,73

September

100512,36

Oktober

93277,19

November

143786,83

Desember

214344,30

Analisa Pemompaan Sistem

dewatering

tambang

merupakan

usaha

penanganan

untuk

mengeluarkan air atau mengeringkan air yang telah masuk ke areal tambang dengan cara pemompaan.

4.2.1 Perhitungan Head Total Pompa Pit penambangan blok timur PT. Muara Alam Sejahtera yang dikelola oleh PT. Ulima Nitra sebagai kontraktornya menggunakan pompa model Multiflo CF48H untuk memompakan air dari sump menuju KPL. Pompa Multiflo CF-48H (Gambar 4.1) memiliki debit pemompaan maksimum sebesar 200 L/detik atau sebesar 720 m3/jam pada RPM 1800 (Lampiran H). Namun debit aktual pompa pada tahun 2014 adalah 110 L/detik atau sebesar 396 m3/jam dengan rpm 1300. Digunakan pipa jenis HDPE berdiameter 8 inch sebanyak 30 batang dengan

Universitas Sriwijaya

35

panjang per batangnya adalah 6m sehingga total panjang pipa adalah 180m. Panjang head pompa adalah 54,54 meter dengan daya 108,54 kW (Lampiran I).

Gambar 4.1 Pompa Multiflo CF-48H

Berdasarkan rencana penambangan pada blok timur pada tahun 2015, panjang pipa akan ditambahkan menjadi 260 m (Gambar 4.2) karena akan terjadi pendalaman bukaan pit sehingga panjang headnya adalah 63,08 meter dengan daya 161,27 kW (Lampiran I) dengan debit pompa 150 L/detik atau sebesar 540 m3/jam.

Gambar 4.2 Sketsa Pemompaan PT. Ulima Nitra

Universitas Sriwijaya

36

4.2.2 Analisa Kapasitas Pemompaan PT. Ulima Nitra sebagai kontraktor penambangan pada blok timur menerapkan hari kerja efektif yaitu 7 hari kerja tanpa off kecuali hari-hari libur besar seperti hari raya lebaran (2 hari), hari kemerdekaan (1 hari), hari raya haji (1 hari), hari natal (1 hari) dan hari tahun baru (1 hari). Dengan perencanaan debit pompa 150 L/detik atau 540 m3/jam dan perkiraan efektif working hour pompa 20 jam dalam satu hari, maka dapat dihitung kapasitas pemompaan maksimum per bulan tahun 2015 dan rencana jam kerja pompa. Dari hasil perhitungan dengan mengkalikan jumlah jam kerja maksimum per bulan dikalikan rencana debit pompa sebesar 150 L/detik atau 540 m 3/jam (Tabel 4.6), didapatlah kapasitas pemompaan per bulan lebih besar daripada perkiraan volume air yang masuk ke tambang sehingga diperkiraan tidak ada sisa air didalam sump sehingga pada tahun 2015 sump aman.

Tabel 4.6 Kapasitas Pemompaan Maksimum Efektif Working Hour 20 jam Bulan

Perkiraan Volume Air Masuk (m3)

Januari Februari

Kapasitas Pemompaan Max (m3)

Jumlah Hari Kerja (hari)

Jumlah Jam Kerja (jam)

227786 268862

30 28

600 560

324000 302400

Maret

93044

31

620

334800

April

123138

30

600

324000

Mei

99341

31

620

334800

Juni

91675

30

600

324000

Juli

64769

29

580

313200

Agustus

132774

30

600

324000

September

100512

29

580

313200

Oktober

93277

31

620

334800

November

143787

30

600

324000

Desember

214344

30

600

324000

Universitas Sriwijaya

37

4.2.3 Rencana Jam Kerja Pompa Dengan membagikan perkiraan volume air masuk ke dalam tambang dan rencana debit pompa sebesar 150 L/detik atau 540 m3/jam, didapatlah waktu yang dibutuhkan pompa untuk memompakan air yang masuk ke tambang (Tabel 4.7).

Tabel 4.7 Rencana Jam Kerja Pompa Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

Perkiraan Volume Air Masuk (m3) 227786 268862 93044 123138 99341 91675 64769 132774 100512 93277 143787 214344

Debit Pompa

540 m3/jam

Jam Kerja Pompa Per Bulan 422 498 172 228 184 170 120 246 186 173 266 397

Hari Efektif 30 28 31 30 31 30 29 30 29 31 30 30

Per Hari 14 18 6 8 6 6 4 8 6 6 9 13

. Pada bulan Februari diperkirakan jumlah air yang masuk ke tambang merupakan yang paling besar yaitu 268.862 m3 dan dibutuhkan waktu sekitar 498 jam dalam satu bulan atau sekitar 18 jam per hari untuk memompakan air yang masuk. Dan pada bulan Juli diperkirakan jumlah air yang masuk ke tambang merupakan yang paling kecil yaitu 64.769 m3 dan hanya dibutuhkan waktu sekitar 120 jam dalam satu bulan atau sekitar 4 jam per hari untuk memompakan air yang masuk.

4.3

Analisa Kapasitas Sump Belakangan ini front tambang pada elevasi +20 sering tergenang air yang

diakibatkan oleh tingginya curah hujan pada akhir tahun, sementara sump dan

Universitas Sriwijaya

38

pemompaan yang sekarang sudah tidak mampu menampung dan memompakan air (Gambar 4.2) sehingga kegiatan penambangan sering terhenti akibat alat-alat berat tidak dapat beroperasi karena banyak jalan yang tergenang air. Hal tesebut berdampak besar bagi perusahaan. Oleh karena itu dibutuhkan perencanaan yang baik terhadap sump agar untuk meminimalkan terjadinya genangan air pada front tambang. Rencana volume sump di blok timur ditentukan dari besarnya striping ratio

yang

telah

direncanakan

oleh

perusahaan.

Berdasarkan

rencana

penambangan tahun 2015, volume sump di blok timur akan diperbesar menjadi 17.500 m3. Analisa kapasitas sump dilakukan untuk menentukan durasi sump akan penuh oleh air hujan.

Gambar 4.2 Kondisi Sump pada Blok Timur

Dengan mengetahui debit limpasan maksimum per jam dan prediksi jam hujan maksimum perhari yang didapat dari membagi jam hujan maksimum perbulan dibagi hari hujan maksimum perbulan, maka dapat diketahui berapa lama sump dapat bertahan menampung limpasan air hujan (Tabel 4.8).

Universitas Sriwijaya

39

Tabel 4.8 Analisa Kapasitas Sump Bulan

Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

Debit Limpasan Perjam (m3)

Prediksi Jam Hujan Max Perhari

Rencana Sump (m3)

2017,06 2387,51 1486,5 1761,2 3008,48 2987,58 3527,97 3716,52 1512,61 1399,02 2039,52 1541,37

5 6 4 4 2 2 2 3 4 5 4 7

17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500

Lama Sump Penuh Saat Hujan Jam

Hari

8,7 7,3 11,8 9,9 5,8 5,9 5,0 4,7 11,6 12,5 8,6 11,4

1,6 1,3 3,3 2,5 3 2,7 3 1,4 2,9 3 2 1,7

Berdasarkan dengan rencana volume sump sebesar 17.500 m3, sump mampu menampung air limpasan hujan maksimal 3,3 hari dan minimal 1,3 hari. Artinya selama itu pompa diperbolehkan untuk tidak bekerja karena sump dianggap masih aman untuk menampung air.

4.4

Analisa Kolam Pengendapan Lumpur dan Rencana Pengurasan Pada pit penambangan blok timur terdapat kolam pengendapan sebanyak 4

kompartemen yang terletak pada elevasi +65 (Gambar 4.3).

Gambar 4.3 Kolam Pengendapan Lumpur Blok Timur

Universitas Sriwijaya

40

Berdasarkan

rencana

penambangan

tahun

2015,

dimensi

kolam

pengendapan lumpur akan diperbesar dengan panjang 30m, lebar 10m, dan kedalaman 3m sebanyak 6 kompartemen sehingga total volume kolam pengendapan lumpurnya untuk 6 kompartemen adalah 5400 m3.

4.4.1 Kapasitas Kolam Pengendapan Lumpur Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan oleh Departemen SHE PT. Muara Alam Sejahtera, komposisi air dalam pemompaan menuju kolam pengendapan lumpur adalah sebesar 97 % dan komposisi solidnya sebesar 3 % sehingga dapat dihitung besar volume lumpur yang terkandung dalam proses pemompaan (Tabel 4.9) :

Tabel 4.9 Kapasitas Kolam Pengendapan Lumpur

Bulan

Volume Pemompaan (m3)

Volume Lumpur (m3)

Volume KPL (m3)

Januari Februari

227786 268862

7039 8269

5400 5400

Maret

93044

2886

5400

April

123138

3804

5400

Mei

99341

3007

5400

Juni

91675

2772

5400

Juli

64769

1938

5400

Agustus

132774

4016

5400

September

100512

3118

5400

Oktober

93277

2902

5400

November

143787

4424

5400

Desember

214344

6697

5400

Dengan komposisi lumpur sebesar 3%, didapat volume lumpur lebih besar daripada volume kolam pengendapan lumpur sehingga dibutuhkan pengurasan kolam pengendapan lumpur yang tepat sebelum kolam penuh dengan endapan lumpur.

Universitas Sriwijaya

41

4.4.2 Rencana Pengurasan Kolam Pengendapan Lumpur Berdasarkan kecepatan pengendapan lumpur dan rencana dimensi kolam pengendapan lumpur pada tahun 2015, didapatlah besar persentasi pengendapan lumpur yaitu sebesar 99,75% (Lampiran J). Dan pengurasan kolam pengendapan lumpur dilakukan apabila jumlah lumpur telah penuh 40% dari kapasitas kolam pengendapan lumpur sebesar 5400 m3 yaitu sebesar 2.160 m3. Sehingga didapat jumlah rencana pengurasan kolam pengendapan lumpur pada Tahun 2015 adalah sebanyak 23 kali (Tabel 4.10) :

Tabel 4.10 Rencana Pengurasan Kolam Pengendapan Lumpur Bulan

Volume Lumpur (m3)

Volume Lumpur Yang Terendapkan (m3)

Rencana Pengurasan

Januari Februari Maret

7039 8269 2886

7021 8248 2879

3 4 1

April Mei Juni Juli Agustus September

3804 3007 2772 1938 4016 3118

3795 3000 2765 1933 4006 3111

2 1 1 1 2 1

Oktober

2902

2895

1

November Desember

4424 6697

4413 6680

2 3

Universitas Sriwijaya

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Berdasarkan uraian pada bab-bab sebelumnya maka dapat disimpulkan: 1. Jumlah debit air yang masuk ke tambang pada tahun 2015 yaitu maksimal pada bulan Februari sebesar 268862,05m3 dan minimal pada bulan Juli sebesar 64768,57m3. 2. Kapasitas pompa dengan rencana debit 150 L/detik atau 540 m3/jam lebih besar daripada volume air yang masuk ke tambang dan diperkiraan tidak ada sisa air didalam sump sehingga pada tahun 2015 sump aman. Dengan debit pemompaan 540 m3/jam dibutuhkan waktu pemompaan 18 jam perhari pada bulan Februari dan 4 jam perhari pada bulan Juli. 3. Berdasarkan dengan rencana 2015, sump mampu menampung air limpasan hujan maksimal 3,3 hari dan minimal 1,3 hari. Artinya selama itu pompa diperbolehkan untuk tidak bekerja karena sump dianggap masih aman untuk menampung air. 4. Berdasarkan debit pemompaan, volume lumpur lebih besar daripada volume kolam pengendapan lumpur yang sebesar 5400 m3 sehingga dibutuhkan pengurasan kolam pengendapan lumpur secara rutin. Berdasarkan kecepatan pengendapan lumpur dan rencana dimensi kolam pengendapan lumpur pada tahun 2015, didapatlah besar persentasi pengendapan lumpur yaitu sebesar 99,75%. Pengurasan dilakukan apabila jumlah lumpur telah penuh 40% dari volume kolam pengendapan lumpur yaitu sebesar 2.160 m3. Sehingga didapat jumlah rencana pengurasan kolam pengendapan lumpur pada Tahun 2015 adalah sebanyak 23 kali.

5.2 Saran Saran-saran yang dapat penulis berikan dalam skripsi ini adalah:

42

Universitas Sriwijaya

43

1. Memaksimalkan pengerjaan sump sesuai dengan rencana pada musim kemarau sehingga pada saat musim hujan tiba sump dapat menampung air limpasan dan tidak terjadi perluapan air. 2. Perawatan pompa secara maksimum khususnya pada bulan-bulan penghujan agar

rencana

kapasitas

pompa

tercapai.

Universitas Sriwijaya

DAFTAR PUSTAKA

(2013). “Laporan Eksplorasi Di Wilayah IUP PT. MAS Daerah Merapi, Kab. Lahat, Sumatera Selatan”. Lahat: PT. Muara Alam Sejahtera Sumaatmadja, Eddy R. (2001). “Penyelidikan Batubara Bersistem Dalam Cekungan Sumatera Selatan”. Sub Direktorat Batubara Soemarto, CD. (1999). “Hidrologi Teknik (Edisi Perbaikan)”. Jakarta: Erlangga. Syehan Erisin. (1990). “Dasar-Dasar hidrologi”. Terjemahan Sentot Subagyo. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Soewarno. (1995). “Hidrologi Aplikasi Metode Statistik Jilid 1”. Bandung: Penerbit Nova Soemarto, CD. (1987). “Hidrologi Teknik”. Surabaya: Usaha Nasional. Suripin. (2004). “Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan”. Yogyakarta: Penerbit Andi Suwandhi, Awang. (2004). “Perencaanaan Sistem penyaliran Tambang Terbuka”( Diklat Perencanaan Tambang Terbuka). Bandung: UNISBA. Sularso, Haruo Tahara. (2000). “Pompa dan Kompesor (Pemilihan, Pemakaian dan Pemeliharaan)”. Jakarta: Pramidya Paramita. (1983). “Placer Mining Settling Pond Design Handbook”. Alaska: Alaska depertement Of Environmental Conservation. Sengupta, M. (1993). “Environmental Impacts of Mining. Monitoring. Restoration. and Control”. USA: Lewis Publisher. Chih Ted Yang. (1996). “Sediment Transport :Theory and Practice” . New york: McGraw-Hill. Nichols Gerry. (2009). “Sedeimentology and Stratigraphy”. USA: WileyBlackwell.

`

LAMPIRAN A DATA CURAH HUJAN, JAM HUJAN RATA-RATA, JUMLAH HARI HUJAN

Tabel A.1 Data Curah Hujan Bulanan Merapi Barat Tahun 2005 – 2014 (Dept. SHE PT. Muara Alam Sejahtera) Tahun

Jan (mm)

Feb (mm)

Mar (mm)

Apr (mm)

Mei (mm)

Jun (mm)

Jul (mm)

Agt (mm)

Sept (mm)

Okt (mm)

Nov (mm)

Des (mm)

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Jumlah Xrata-rata

524 365 466 709 405 568 259 385 526 444 4651 465

399 518 153 93 339 705 188 428 372 343 3537 354

497 192 51 246 293 356 340 226 408 257 2866 287

443 435 269 499 317 340 486 256 247 358 3649,5 365

259 251 80 143 37 298 96 380 451 186 2181 218

215 116 86 72 144 195 386 96 138 142 1589,5 159

145 80 41 35 69 113 80 265 300 113 1241 124

160 24 24 260 137 353 53 102 145 117 1374,8 137

218 37 151 106 155 215 127 73 156 132 1369,5 137

305 90 262 277 248 328 244 325 320 257 2655,5 266

329 249 229 212 276 564 228 300 281 284 2952 295

89 374 438 384 472 274 619 531 514 410 4105 411

A-1

Universitas Sriwijaya

A-2

Tabel A.2 Rata – Rata Jam Hujan Daerah Merapi Barat Tahun 2008 – 2012 (Dept. SHE PT. Muara Alam Sejahtera) Jam Hujan Perbulan (jam)

Bulan

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des

Jumlah Jam

2008

2009

2010

2011

2012

116,32 24,19 64,71 49,34 20,56 17,5 6,02 16,97 26,97 43,88 50,15 79,35

65,24 51,96 55,62 48,67 9,94 19,75 15,35 11,61 16,51 20,09 33,21 67,66

85,22 115,45 64,71 68,27 33,32 20,06 14,89 36,02 68,72 69,15 69,75 26,8

56,53 44,47 58,1 72 19,94 17,43 10,58 7,6 7,52 46,88 63,4 144,82

28,9 87,8 22,17 35,83 29,73 30,93 18,31 5,8 13,85 38,63 72,31 119,1

352,21 323,87 265,31 274,11 113,49 105,67 65,15 78,00 133,57 218,63 288,82 437,73

Rata-rata Jam Hujan

Jam Hujan Max per

(jam)

bln

70,44 64,77 53,06 54,82 22,70 21,13 13,03 15,60 26,71 43,73 57,76 87,55

116,32 115,45 64,71 72,00 33,32 30,93 18,31 36,02 68,72 69,15 72,31 144,82

Universitas Sriwijaya

A-3

Tabel A.3 Jumlah Hari Hujan Bulanan Daerah Merapi Barat Tahun 2008 – 2012 (Dept. SHE PT. Muara Alam Sejahtera) Tahun Bulan Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Des

2008

2009

2010

2011

2012

22 8 12 18 18 10 5 10 7 15 9 14

11 4 14 8 5 7 6 6 5 9 10 16

22 17 18 16 14 10 10 11 17 15 17 12

16 12 16 15 14 14 7 5 7 13 13 20

16 20 13 18 14 7 8 3 4 15 14 22

Jumlah 87 61 73 75 65 48 36 35 40 67 63 84

Rata-Rata Hari Hujan

Hari Hujan Max ln per b

17 12 15 15 13 10 7 7 8 13 13 17

22 20 18 18 18 14 10 11 17 15 17 22

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN B PERHITUNGAN CURAH HUJAN

Tabel B.1 Perhitungan Simpangan Baku

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Jan (mm) 524 365 466 709 405 568 259 385 526 444

Feb (mm) 399 518 153 93 339 705 188 428 372 343

Mar (mm) 497 192 51 246 293 356 340 226 408 257

Apr (mm) 443 435 269 499 317 340 486 256 247 358

Mei (mm) 259 251 80 143 37 298 96 380 451 186

Jun (mm) 215 116 86 72 144 195 386 96 138 142

Jul (mm) 145 80 41 35 69 113 80 265 300 113

Agt (mm) 160 24 24 260 137 353 53 102 145 117

Sept (mm) 218 37 151 106 155 215 127 73 156 132

Okt (mm) 305 90 262 277 248 328 244 325 320 257

Nov (mm) 329 249 229 212 276 564 228 300 281 284

Des (mm) 89 374 438 384 472 274 619 531 514 410

Jumlah

4651

3537

2866

3649,5

2181

1589,5

1241

1374,8

1369,5

2655,5

2952

4105

X rata-rata

465

354

287

365

218

159

124

137

137

266

295

411

140225

294808

137368

81446

163041

75705

73247

96640

28694

43766

92070

197273

Tahun

(

− )

B-1

Universitas Sriwijaya

B-2

Tabel B.2 Perhitungan Prediksi Curah Hujan Perbulan Tahun 2015 Bulan

(

− )

S

X rata-rata

Sn

Y

Yn

Prediksi 2015

Januari

140225

125

465

448,25

Februari

294808

181

354

329,27

Maret

137368

124

287

269,92

April

81446

95

365

352,11

Mei

163041

135

218

199,93

Juni Juli

75705 73247

92 90

159 124

Agustus

96640

104

137

123,49

September

28694

56

137

129,33

Oktober

43766

70

266

256,14

November

92070

101

295

281,55

Desember

197273

148

411

390,51

0,950

0,367

0,495

146,57 111,92

Prediksi curah hujan maksimum tahun 2015 adalah 448,25 mm/bulan pada bulan Januari dan minimum adalah 111,92 mm/bulan pada bulan Juli.

Universitas Sriwijaya

B-3

Tabel B.3 Prediksi Curah Hujan Perhari Tahun 2015 Tahun 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Max hujan / hari

Jan (mm) 20,98 26,78 40,75 23,28 32,64 14,89 22,13 30,23 25,52 25,76

Feb (mm) 42,46 12,50 7,58 27,79 57,79 15,41 35,08 30,49 28,11 26,99

Mar (mm) 13,15 3,49 16,85 20,07 24,38 23,29 15,48 27,95 17,60 18,49

Apr (mm) 29,00 17,93 33,23 21,13 22,67 32,40 17,07 16,47 23,87 23,47

Mei (mm) 19,31 6,15 11,00 2,85 22,92 7,38 29,23 34,69 14,31 15,38

Jun (mm) 12,08 8,91 7,50 15,00 20,31 40,21 10,00 14,38 14,79 15,27

Jul (mm) 11,11 5,69 4,86 9,58 15,69 11,11 36,81 41,67 15,69 15,54

Agt (mm) 3,43 3,40 37,14 19,57 50,43 7,57 14,57 20,71 16,71 17,64

Sept (mm) 4,63 18,81 13,25 19,38 26,88 15,88 9,13 19,50 16,50 16,17

Okt (mm) 6,72 19,51 20,67 18,51 24,48 18,21 24,25 23,88 19,18 19,11

Nov (mm) 19,76 18,17 16,83 21,90 44,76 18,10 23,81 22,30 22,54 22,34

Des (mm) 22,26 26,07 22,86 28,10 16,31 36,85 31,61 30,60 24,40 23,24

40,75

57,79

27,95

33,23

34,69

40,21

41,67

50,43

26,88

24,48

44,76

36,85

Universitas Sriwijaya

B-4

Tabel B.4 Prediksi Intensitas Curah Hujan Tahun 2015 Bulan

Rata-rata jam hujan (jam)

Rata-rata hari hujan

Jam hujan / hari

Curah Hujan Harian Max

Intensitas (mm/jam)

Januari

70,44

17

4

40,75

5,56

Februari

64,77

12

5

57,79

6,58

Maret

53,06

15

4

27,95

4,10

April

54,82

15

4

33,23

4,86

Mei

22,70

13

2

34,69

8,29

Juni

21,13

10

2

40,21

8,24

Juli

13,03

7

2

41,67

9,73

Agustus

15,60

7

2

50,43

10,25

September

26,71

8

3

26,88

4,17

Oktober

43,73

13

3

24,48

3,86

November

57,76

13

5

44,76

5,62

Desember

87,55

17

5

36,85

4,25

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN C PETA CATCHMENT AREA TAHUN 2015

Gambar C.1 Peta Catchment Area Tahun 2015

C-1

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN D DEBIT AIR LIMPASAN

Tabel D.1 Perhitungan Debit Air Limpasan Bulan

Intensitas hujan (m/jam)

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des

0,00556 0,00658 0,00410 0,00486 0,00829 0,00824 0,00973 0,01025 0,00417 0,00386 0,00562 0,00425

C

0,9

Catchment area (m2)

Debit air limpasan (m3/jam)

Jam Hujan Max / Bulan

Debit air limpasan (m3/bulan)

403000

2017,06 2387,51 1486,50 1761,20 3008,48 2987,58 3527,97 3716,52 1512,61 1399,02 2039,52 1541,37

116,32 115,45 64,71 72,00 33,32 30,93 18,31 36,02 68,72 69,15 72,31 144,82

234624,61 275638,43 96191,20 126806,39 100242,64 92405,85 64597,09 133868,94 103946,41 96742,00 147477,66 223221,34

D-1

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN E AIR TANAH

Untuk memperkirakan banyaknya air tanah pada bukaan tambang, Departemen Geoteknik PT Muara Alam Sejahtera sudah melakukan penyelidikan permeabilitas dengan mempelajari lapisan geologi batuan dan uji kelulusan air (permeabilitas) dengan menggunakan metode Falling Head Test pada lapisan sandstone dan batubara. Dari data-data yang diperoleh dengan Falling Head Test, koefisien permeabilitas (k), dihitung dengan menggunakan persamaan dari Hoek and Bray (1981), sebagai ru mus berikut ini:

=

(

−

)

−

dimana : k

= koefisien permeabilitas

A

= Luas penampang dari kolom air

F

= Shape factor yang disesuaikan dengan kondisi bottom dari lubang

T1,T2 = pengukuran peubah waktu penurunan level air H1,H2 = level air di lubang bor Pehitungan Shape factor, menggunakan persamaan dengan kondisi lubang sebagai dalam gambar di bawah ini:

D

L …… untuk L > 4D

Gambar E.1 Desain Penelitian Air Tanah

E-1

Universitas Sriwijaya

E-2 Dari perhitungan dengan metode tersebut di atas, koefisien permeabilitas lapisan batupasir dan batubara dari 20 kali pengujian, adalah sebagai berikut (Tabel E.1).

Tabel E.1 Koefisien Permeabilitas Lapisan Batupasir Dan Batubara (Departemen Geoteknik PT. Muara Alam Sejahtera)

Debit rembesan air tanah dihitung dengan persamaan sebagai berikut.

Q = k. i. A

(m3/detik)

dimana : Q = debit air tanah (m3/detik) k = konduktivitas hidrolik atau koefisien permeabelitas (m/detik) i = gradien/kemiringan hidraulik A = luas penampang melintang batuan yang terembesi air (m2)

Universitas Sriwijaya

E-3

Untuk menghitung debit air tanah yang masuk ke dalam tambang, lapisan batuan yang dianggap merembesi air tanah adalah batupasir dan batubara. Koefisien permeabilitas batubara yaitu 1,10 x 10-4 cm/det dan sandstone yaitu 6,88 x 10-4 cm/det yang didapat dari hasil perhitungan data Falling Head Test. Dalam menghitung debit air tanah yang potensial merembes ke dalam bukaan tambang, nilai gradien hidrolik (i), tidak didasarkan atas nilai gradient hidraulik alami, tetapi ditentukan dengan perkiraan rasional lokal, berdasarkan informasi level air tanah dan lereng bukaan tambang. Nilai i, akan berubah bila geometri lereng bukaan tambang berubah. Dalam studi ini, nilai gradien hidrolik diasumsikan, dengan perkiraan rasional,

yaitu i = 0,25. Dengan demikian,

perhitungan debit air tanah yang merembes melalui lapisan batupasir dan batubara, masing-masing adalah sebagai berikut (Tabel E.2).

Tabel E.2 Perhitungan Debit Air Tanah (Departemen Geoteknik PT. Muara Alam Sejahtera) thick location

Litologi

long slopes

K

Q luas

m

m

cm/dtk

m/dtk

Coal

25

3742,78

0,0000688

0,000000688

93569,46

Sandstone

10

3742,78

0,000011

0,00000011

Coal

25

2932,73

0,0000688

Sandstone

7

2932,73

0,000011

i m3/dtk

m3/jam

0,25

0,016

57,938

37427,78

0,25

0,001

3,705

0,000000688

73318,17

0,25

0,013

45,399

0,00000011

20529,09

0,25

0,001

2,032

PIT 1

PIT 2

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh departemen geoteknik PT. Muara Alam Sejahtera didapat dua jenis lapisan batuan yang merembeskan air tanah yang berbeda yaitu lapisan sandstone dan lapisan batubara. Lokasi penambangan yang dilakukan Pit UN terletak di blok timur yaitu di daerah penelitian PIT 2 dengan

debit

air

tanah

sandstone

2,03

m3/jam.

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN F EVAPOTRANSPIRASI

Dari data iklim yang didapat Dinas Tanaman Pangan dan Holtikultura Kab. Lahat Tahun 2011, debit evapotranspirasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

P

Ea 

0,5

2   P     0,9     LT    dimana:

E

= Evapotranspirasi aktual tahunan (mm/tahun)

P

= Curah Hujan Tahunan (mm/tahun)

L(T) = Fungsi Suhu [300 + 25(T) + 0,05 (T)3] T

= Suhu rata-rata (oC)

Tabel F.1 Debit Evapotranspirasi Bulan

Curah Hujan

Suhu

Intensitas Hujan

%E

Q Limpasan

Q Evapotranspirasi

Jan

259

26,5

5,56

3,55

234624,6

8319,687

Feb

188

27,2

6,58

3

275638,4

8257,461

Mar

340

27

4,10

4,81

96191,2

4628,326

Apr

486

27,5

4,86

4,06

126806,4

5149,737

Mei

96

28

8,29

2,38

100242,6

2383,184

Jun

386

27,5

8,24

2,39

92405,85

2212,241

Jul

80

27,3

9,73

2,03

64597,09

1309,607

Ags

53

27,4

10,25

1,92

133868,9

2576,299

Sept

127

27,7

4,17

4,73

103946,4

4915,138

Okt

244

27,3

3,86

5,11

96742

4945,893

Nov

228

26,9

5,62

3,51

147477,7

5171,91

Des

619

26,9

4,25

4,64

223221,3

10358,12

Jumlah

3106

327,2

T

27,27

E

0,197

F-1

Universitas Sriwijaya

F-1

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN G PREDIKSI TOTAL DEBIT AIR YANG MASUK KE TAMBANG

Tabel G.1 Perhitungan Total Debit Air Yang Masuk Ke Tambang Bulan

Debit Air Limpasan (m3/bulan)

Volume Air Tanah (m3/bulan)

Evapotranspirasi (m3/bulan)

Total Air Yang Masuk Ke Tambang (m3/bulan)

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des

234624,61 275638,43 96191,20 126806,39 100242,64 92405,85 64597,09 133868,94 103946,41 96742,00 147477,66 223221,34

1481,08 1481,08 1481,08 1481,08 1481,08 1481,08 1481,08 1481,08 1481,08 1481,08 1481,08 1481,08

8319,68 8257,46 4628,32 5149,73 2383,18 2212,24 1309,60 2576,29 4915,13 4945,89 5171,91 10358,12

227786,01 268862,05 93043,96 123137,74 99340,54 91674,69 64768,57 132773,73 100512,36 93277,19 143786,83 214344,30

G-1

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN H SPESIFIKASI POMPA

Gambar H.1 Pompa Multiflo CF-48H

Model

: Multiflo CF-48H

Pump Inlet

: 200 mm (8”)

Pump outlet

: 150 mm (6”)

Shut-Off Head

: 125 m (410 ft)

Max Flow

: 200 l/s

Max Rpm

: 1800

Engine KW Min

: 224 KW (358,4 Hp)

Fuel Tank

: 890 ltr

Engine

: Caterpillar C9 ACERT

Pump Description

: 200 x 150 single stage centrifugal

Pump Casing

: Cast Iron

Impeller Material

: Stainless Steel

Impeller diameter

: 470 mm

Max Solid

: 45 mm

Length

: 3685 mm

H-1

Universitas Sriwijaya

H-2

Width

: 1685 mm

Height

: 1872 mm

Weight

: 4402 kg

Gambar H.2 Grafik Performance Pompa Multiflo CF-48H

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN I PERHITUNGAN HEAD POMPA

Persamaan Bernoulli : P1





2

2

V1 P2 V2 Z 1 H L H P    Z2 2g  2g

Jika Z1 – Z2 = z, P1 = P2, dan V1 = V2, maka persamaan di atas menjadi : Hp = z (static head) + HL (head loss)

A. Perhitungan Head Aktual Elevasi sump

= 20 mdpl

Elevasi KPL

= 65 mdpl

Q

= 110 L/s = 0,11 m3/detik

Diameter pipa = 8” = 203 mm = 0,203 meter Panjang pipa

= 180 meter

Koefisien C pipa HDPE

= 140

Koefisien kerugian katup untuk D 200 mm

= 1,84

1. Static Head (z) Z

= 65 – 20 = 45 m

2. Head Friction pada pipa Hf = =

10,666(Q)1.85 xL C 1.85 D 4.85 10,666(0,11)1.85 0,179 x 180 = x 180 = 7,872 1.85 4.85 (140) (0,2) 3,804

I-1

Universitas Sriwijaya

I-2

3. Head Friction pada katup pipa hisap Hf = f

v2 2g

Q 0,11  = 2,961 m/s A 3,14 x (0,101) 2 (3,50)2 Hf = 1,84 x = 1,081 m 2 (9,8) V

4. Head kecepatan keluar Hf = f

v2 2g

Q 0,11  = 2,961m/s A 3,14 x (0,101) 2 (3,50)2 Hv = 1 x = 0,587m 2 (9,8) V

Head Total = Static Head (z) + Head Loss (HL) = 45 m + (7,872 + 1,081 + 0,587) m = 54,54 m

B. Perhitungan Head Tahun 2015 Elevasi sump

= 10 mdpl

Elevasi KPL

= 65 mdpl

Q

= 150 L/s = 0,15 m3/detik

Diameter pipa = 10” = 254 mm = 0,254 meter Panjang pipa

= 260 meter

Koefisien C pipa HDPE

= 140

Koefisien kerugian katup untuk D 250 mm

= 1,78

Universitas Sriwijaya

I-3

1. Static Head (z) Z

= 65 – 10 = 55 m

2. Head Friction pada pipa Hf =

10,666(Q)1.85 xL C 1.85 D 4.85

10,666(0,15)1.85 x 260 (140)1.85 (0,254) 4.85 0,318 x 260 = 6,838 m = 12,127 =

3. Head Friction pada katup pipa hisap v2 Hf = f 2g Q 0,15  = 2,961 m/s A 3,14 x (0,127) 2 (3,50)2 Hf = 1,84 x = 0,796 m 2 (9,8) V

4. Head kecepatan keluar Hf = f

v2 2g

Q 0,15  = 2,961 m/s A 3,14 x (0,127) 2 (3,50)2 Hv = 1 x = 0,447 m 2 (9,8) V

Head Total = Static Head (z) + Head Loss (HL) = 55 m + (6,838 + 0,796 + 0,447) m = 63,081 m

Universitas Sriwijaya

LAMPIRAN J PERHITUNGAN PENGENDAPAN LUMPUR

1. Kecepatan Pengendapan Menurut Chih Ted (1996) persamaan Hukum Newton untuk perhitungan kecepatan pengendapan partikel adalah sebagai berikut : Vt 

g  D 2 p  a  18 

dimana : V

= kecepatan pengendapan partikel (m/detik)

g

= percepatan gravitasi (m/detik2)

p = berat jenis partikel padatan a = berat jenis air (kg/m3)



= kekentalan dinamik air (kg/mdetik)

D

= diameter partikel padatan

Diketahui: Debit Pemompaan

: 750 m3/jam

Jenis Lumpur

: material clay (<0,002 mm)

Diameter Partikel

: 0,000002 m (Tabel. 3.8)

Percepatan gravitasi : 9,8 m/s2 : 1000 kg/m3 : 2500 kg/m3 (

: 0,000001 kg/m, suhu air 200C (Gambar 3.2)

Maka kecepatan pengendapan lumpur adalah: Vt 

9,8  0,000002 2  2500 1000 18(0,000001)

Vt = 0,0033 m/detik

J-1

Universitas Sriwijaya

J-2

2. Waktu yang dibutuhkan oleh partikel untuk mengendap Menurut menurut Sengupta (1993) waktu yang dibutuhkan oleh partikel untuk mengen dap dengan kecepatan (m/detik) sejauh (h) adalah :

tv = dimana : th

= Waktu pengendapan partikel (menit)

Vt

= Kecepatan pengendapan partikel (m/detik)

H

= Kedalaman Saluran (m)

Pada tahun 2015, kolam pengendapan lumpur didesign dengan dimensi : Panjang

: 30 meter

Lebar

: 10 meter

Kedalaman

: 3 meter

Sebanyak 6 kompartemen sehingga volume kolam pengendapan lumpur adalah : Volume

= 6 ( 30 x 10 x 3 ) m = 5400 m3

Maka waktu yang ibutuhk d

tv =

an lumpur untuk mengendap di dasar kolam adalah :

,

tv = 909 detik

= 15 menit

3. Kecepatan air keluar dari kolam dan waktu yang dibutuhkan partikel keluar dari waktu pengendapan. Perhitungan kecepatan air keluar dari kolam pengendapan lumpur dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Vh = dimana :

Universitas Sriwijaya

J-3

Qtotal = debit partikel Vh

= Kecepatan partikel keluar dari outlet

A

= Luas kolam pengendapan

Berdasarkan ketetapan dari departemen SHE PT. Muara Alam Sejahtera bahwa persen komposisi air pemompaan adalah 97% dan padatan 3%, sehingga : Q air (m3/det)

= 0,97 x debit pemompaan = 0,97 x 540 m3/jam = 523,8 m3/jam = 0,1455 m3/det

Q padatan (m3/det)

= 0,03 x debit pemompaan = 0,03 x 540 m3/jam = 16,2 m3/jam = 0,0045 m3/det

Q total = 0,15 m3/det Maka kecepatan air ke luar dari kolam adalah :

Vh =

,

Vh = 0,0005 m3/det Waktu yang dibutuhkan partikel keluar dari waktu pengendapan dapat dihitung dengan rumus berikut :

th = dimana : P

= Panjang kolam pengendapan (m)

Vh

= Kecepatan partikel keluar dari outlet (m/detik)

th

= waktu yang dibutuhkan partikel keluar dar pengendapan (m)

Universitas Sriwijaya

J-4

Panjang kolam pengendapan merupakan panjang total dari 6 kompartemen kolam yaitu 180 m, maka waktu yang dibutuhkan partikel keluar dari waktu pengendapannya ad alah :

th =

,

th = 360000 detik th = 6000 menit 4. Persentasi pengendapan Untuk mengetahui persentasi pengendapan lumpur yang dapat di endapkan dari jumlah lumpur yang masuk ke kolam pengendapan lumpur adalah :

Persentasi pengendapan:

(

)

100%

dimana : th

= waktu yang dibutuhkan partikel keluar dari pengendapan

tv

= waktu yang dibutuhkan partikel untuk mengendap

Dengan waktu yang dibutuhkan lumpur untuk mengendap adalah 15 menit dan waktu yang dibutuhkan lumpur keluar dari pengendapan sebesar 6000 menit, maka persentasi pengendapannya adalah :

Persentasi pengendapan:

(

)

0% = 99,75 % 10

Universitas Sriwijaya