Article Details

PEMODELAN TRADE-OFF PENGOPERASIAN WADUK KASKADE MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA (Studi Kasus: Waduk Kaskade Saguling, Cirata, dan Djuanda)

Oleh   AZMERI (NIM 35004001); Tim Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Hang Tuah, MOc.E., Dr. Ir. Iwan Kridasantausa,
Kontributor / Dosen Pembimbing : Tim Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Hang Tuah, MOc.E., Dr. Ir. Iwan Kridasantausa, M.Sc., dan Dr. Ir. Sri Legowo
Jenis Koleksi : S3-Disertasi
Penerbit : Teknik Sains
Fakultas :
Subjek :
Kata Kunci : Waduk Kaskade, Konflik Kepentingan, Optimasi, Trade-off, RKE, RKAB, Algoritma Genetika, Sistem Penunjang Keputusan, Cascade Reservoirs, Conflict of Interest, Optimizing, Trade-off, Energy Demand Ratio (EDR), Downstream Water Demand Ratio (DWDR), Genetic Algorithm, Decision Support System
Sumber :
Staf Input/Edit : Vika Anastasya Kovariansi  
File : 8 file
Tanggal Input : 2013-03-01 18:03:02

Pengoperasian waduk kaskade dengan visi dan misi yang saling berbeda serta pengelola yang juga berbeda, dapat menimbulkan konflik kepentingan (conflict of interest). Seperti halnya Waduk Saguling, Cirata dan Djuanda beroperasi secara kaskade pada tahun 1988, mulai timbul persoalan teknis operasional dari masing-masing waduk. Berbagai perangkat lunak telah dicoba untuk menentukan sebuah pola pengoperasian waduk yang cocok untuk ketiga waduk. Pola pengoperasian waduk yang dihasilkan antara tahun 1988-1997, sangat rentan terhadap ketidakpuasan atau komplain dari salah satu pengelola waduk. Demikian pula model RESOP (Reservoir Operation) yang dikembangkan pada tahun 1998. Dari model tersebut tidak dievaluasi kembali apakah pengoperasian telah memberikan tingkat layanan yang sama antara kebutuhan energi dan kebutuhan air baku. Sehingga model tersebut dinilai belum sepenuhnya menyajikan penyelesaian terhadap konflik kepentingan yang selama ini terjadi.Penelitian ini bertujuan mengembangkan model pengoperasian waduk berupa perangkat lunak yang dapat dioperasikan secara interaktif (user friendly) dengan menggunakan Algoritma Genetika (AG). Model AG sangat potensial diaplikasikan untuk permasalahan sistem waduk kaskade, dimana fungsi tujuannya yang kompleks dengan memasukkan keterkaitan antara energi dan release untuk air baku. Lebih jauh lagi, AG dapat menyelesaikan permasalahan untuk mencapai solusi global optimum.Pengembangan model dilakukan dengan menerapkan fungsi tujuan memaksimalkan rata-rata energi dan release untuk air baku. Pengembangan faktor kendala (constraints) yang diterapkan berkaitan dengan kemampuan turbin, keamanan waduk, karakteristik waduk, suddenly drawdown dan upraising. Selanjutnya dilakukan analisa trade-off, dengan tujuan menganalisa tingkat layanan terhadap masing-masing kebutuhan bagi pengelola waduk, baik untuk kebutuhan energi maupun kebutuhan air baku sehingga dapat meminimalkan konflik kepentingan yang selama ini terjadi.Sedimen lereng memiliki pola yang tergantung dengan inflow, rule curve, dan kondisi fisik waduk. Sedangkan sedimen DAS hanya tergantung dari keadaan inflow. Akibat inflow yang relatif kecil pada Waduk Cirata dan Djuanda, sehingga volume sedimen yang terjadi lebih dipengaruhi oleh sedimen akibat longsoran lereng waduk. Sedimen lereng Waduk Cirata lebih besar 200-300 % dalam setahun dan Djuanda lebih besar 2*106-3*106 % dalam setahun dibandingkan sedimen DAS. Dengan inflow yang lebih besar pada Waduk Saguling, sehingga volume sedimen dominan oleh sedimen DAS dan lebih besar sampai 6*104-7*104 % dalam setahun dibandingkan sedimen lereng.Pada kurva trade-off berdasarkan tingkat layanan yang sama, bahwa tingkat layanan terhadap kebutuhan energi semakin kecil seiring dengan peningkatan tingkat layanan air baku. Berdasarkan analisa trade-off untuk tahun kering dengan AG diperoleh tingkat layanan sebesar 82,4% dan dengan PNL sebesar 82,2% untuk kedua kebutuhan tersebut. Dan analisa trade-off pada tahun normal dengan menggunakan AG diperoleh sebesar 116,7% dan 116,5% dengan PNL untuk kedua kebutuhan tersebu. Maka tahun kering RKE dalam kondisi aman, namun tahun kering RKAB dalam kondisi kritis.Trade-off berdasarkan tingkat layanan yang sama akibat akumulasi sedimen terjadi pada tahun 40, untuk tahun selanjutnya tidak terjadi trade-off. Berdasarkan analisa trade-off dengan AG untuk tahun kering diperoleh 81,7%, dan dengan PNL sebesar 81,5% untuk kedua kebutuhan tersebut. Tahun normal dengan AG diperoleh 116,1%, dan dengan PNL sebesar 115,6% untuk kedua kebutuhan.Tingkat layanan pada tahun kering dan normal yang diperoleh dari persentase trade-off dengan AG akan mengurangi waktu eksekusi 50% sampai 54% dibandingkan PNL. Penghematan wakru eksekusi ini merupakan kekuatan bagi AG. Di luar kekuatan tersebut, AG memiliki kemampuan dalam penentuan nilai awal (initial value) yang dilakukan secara random dan akan mengarahkan fungsi fitness kepada kekuatan utama AG dalam menemukan solusi global optimum.Grafik trade-off yang dikembangkan dapat membantu pengambilan keputusan (Decision Support System) khususnya dalam pengoperasian Waduk Kaskade Citarum. Sehingga dapat diketahui secara tepat release air yang akan ditetapkan untuk ketiga waduk tersebut agar dapat memenuhi kebutuhan air di hilir Waduk Djuanda dan produksi energi optimal dari sistem Waduk Kaskade Citarum. Selain itu optimasi pengoperasian waduk kaskade, berikut analisa trade-off yang dikembangkan, memberikan kontribusi dalam model optimasi dan model hidrologi yang telah ada selama ini.