Abstrak — Bendung Gerak Waru Turi yang dilintasi oleh Sungai Brantas  memiliki  fungsi  utama  sebagai  irigasi  pesawahan,  air baku, pengendali air dan pariwisata edukasi. Bendung tersebut mensuplai  air  irigasi  pada  Warujayeng  menuju  Ponorogo dengan debit inflow maksimal sebesar 18.36 m 3 /detik dan Turi Tunggoro  yang  menuju  Mojokerto  memiliki  debit  inflow maksimal  sebesar  18.90  m 3 /detik.  Pada  saluran  irigasi  Waru dan Turi terdapat debit intake melimpah dan beda tinggi yang belum  dimanfaatkan  sebagai  pembangkit  listrik  untuk keperluan  operasional  bending  tersebut.  Sehingga  dibutuhkan perencanaan  pembangkit  listrik  yang  baik  untuk  keperluan Bendung Gerak Waru Turi dan sekitar. Untuk mencapai tujuan ini,  langkah-langkah  yang  diambil  adalah  menghitung  debit andalan Sungai Brantas dan debit andalan saluran irigasi untuk mendapatkan  debit  perencanaan  PLTA.  Perhitungan  beda tinggi pada hulu bendung ke hilir dilakukan dan diolah untuk mencari perhitungan Analisa daya dan energi yang dihasilkan, sehingga  dapat  merencanakan  komponen-komponen  PLTA seperti  intake,  saluran  pengarah,  kolam  tampung,  pipa  pesat dan rumah turbin. Hasil dari studi ini adalah pembangkit listrik pada saluran irigasi Waru menghasilkan daya sebesar 1158.57 kW  selama  satu  tahun  dengan  debit  sebesar  10.67  m 3 /detik, sedangkan  saluran  irigasi  Turi  menghasilkan  daya  sebesar 1119.24  kW  selama  satu  tahun  dengan  debit  sebesar  10.44 m 3 /detik. Sehingga jenis pembangkit listrik dapat dikategorikan pembangkit  listrik  mini-hidro  yang  dapat  mengurangi  biaya tagihan listrik dengan memanfaatkan listrik yang ada sehingga dana dapat dialokasikan ke pengembangan lainnya.
Kata  Kunci —Bendung  Gerak  Waru  Turi,  Debit  Andalan, Listrik, PLTMH.

## I. PENDAHULUAN
UNGAI Brantas adalah sungai terpanjang kedua di Pulau Jawa  yang  bersumber  di  Sumber  Brantas,  Kecamatan Bumiaji,  Kota  Batu  dan  mengalir  melewati  Malang,  Blitar, Tulungagung,  Kediri,  Jombang  dan  Mojokerto.  Sungai Brantas  melewati  Bendung  Gerak  Waru  Turi,  Kediri berfungsi  sebagai  pengontrol  air  sebelum  menuju  Surabaya dan Mojokerto, pengalir air irigasi ke Warujayeng dan Turi Tunggoro,  air  baku  sekitar  dan  tempat  pariwisata  edukasi. Bendung  Gerak  Waru  Turi  memiliki  lebar  159.8  m  dan Panjang 74.5 m dengan debit inflow maksimal yang mengalir pada  Bendung  ini  sebesar  436.17  m 3 /detik.  Pada  Bendung Gerak Waru Turi terdapat beda tinggi sekitar 15.68 m sampai 16  m  dan  melimpahnya  debit  Sungai  Brantas.  Hal  ini berpotensi sebagai pembangkit listrk tenaga air  yang belum dimanfaatkan.  Pembangkit  listrik  tenaga  air  memiliki klasifikasinya  berdasarkan  besar  daya  yang  dihasilkan. Perencanaan  pembangkit  listrik  yang  baik  pada  Bendung Gerak  Waru  Turi  bertujuan  untuk  membantu  kebutuhan operasional listrik, sehingga dapat mengembangkan fasilitas yang  ada.  Perencanaan  meliputi  pengambilan  titik  intake yang  tidak  mengganggu  debit  irigasi,  Analisa  dan perhitungan  hidrolika, perhitungan  kehilangan energi major
dan minor , penentuan jenis turbin dan perhitungan daya dan energi yang dihasilkan.  Perencanaan tersebut dilakukan guna menghasilkan  daya  yang  cukup  memadai  untuk  kebutuhan operasional listrik terutama di Bendung Gerak Waru Turi.

## II. METODOLOGI
Dalam tahapan pengerjaannya dimulai dengan mengumpulkan  data,  melakuakn  survey  lokasi  dan  studi literatur.  Jenis  data  yang  dibutuhkan  adalah  data  Sungai Brantas, data Irigasi Waru Turi dan data topografi. Pada data sungai  dan  irigasi  dicari  debit  andalannya  yang  selanjutnya akan  digunakan  untuk  Analisa  dan  perhitungan  hidrolika. Data  topografi  digunakan  sebagai  data  penunjang  dalam penentuan  kebutuhan surge  tank. Hasil  dari  olahan  ketiga data  tersebut  digunakan  sebagai  perencanaan  pembangkit listrik  tenaga  minihidro  pada  Bendung  Gerak  Waru  Turi. Secara rinci dijelaskan pada Gambar 1.

## Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro pada Bendung Gerak Waru Turi
Nadira Fildzah Tasya Hutagalung, Wasis Wardoyo, dan Mohamad Bagus Ansori Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : bagus_ansori@ce.its.ac.id
S
Gambar 1. Flowchart pengerjaan studi.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisa dan Perhitungan
1) Analisa Debit Andalan Sungai
Analisa dan perhitungan debit andalan didapatkan dengan menggunakan  rumus  probabilitas Weibull. Debit  Sungai Brantas yang dihitung adalah debit bulanan selama 10 tahun yaitu dari tahun 2005-2014. Digunakan debit andalan Sungai Brantas  Q100%  sebesar  53.32  m 3 /detik  seperti  ditunjukkan pada Gambar 2.
2) Analisa Debit Andalan Irigasi Waru dan Turi
Debit  Irigasi  Waru  dan  Turi  yang  dihitung  adalah  debit bulanan selama 10 tahun yaitu dari tahun 2005-2014. Analisa dan perhitungan debit andalan didapatkan dengan menggunakan rumus probabilitas Weibull. Untuk debit irigasi diambil sebesar 80% untuk kedua sisi. Sehingga didapatkan debit  andalan  Irigasi  Waru  sebesar  8.86  m 3 /detik  dan  Debit andalan Irigasi Turi sebesar 9.83 m 3 /detik seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
Dari  Gambar  3  dan  4  duration  curve  yang  dibuat,  dapat direncanakan  debit  rencana  yang  digunakan  sebagai pembangkit  listrik.  Pada  penelitian  ini  menggunakan  Q 20
dengan hitungan sebagai berikut: Q PLTMH Waru = 20% x (Qsungai – Qirigasi) = 20% x (53.32 – 8.86) = 10.67 m 3 /detik Q PLTMH Turi = 20% x (Qsungai – Qirigasi) = 20% x (53.32 – 9.83)
= 10.44 m 3 /detik
3) Analisa Elevasi
Analisa  elevasi  didapatkan  dari  data  sekunder  Bendung Gerak  Waru  Turi  dan  dihitung rating  curve sehingga mengetahui elevasi air pada saluran irigasi. Penampang yang diambil adalah penampang pada stasiun yang terdekat dengan pintu kantong lumpur seperti ditunjukkan pada Tabel 1 dan 2 serta pada Gambar 5 dan 6.
Ketersedian lahan yang dapat digunakan untuk membangun  komponen  PLTMH  dapat  dicari  menggunakan bantuan aplikasi Google Earth didapatkan ketersedian lahan pada sisi Waru sebesar 68.50 m dan ketersediaan lahan Turi sebesar  114  m.  Akurasi Google  Earth belum  pasti  100% sesuai  dengan  kondisi  eksisting  sehingga  dilakukan pembulatan kebawah dalam penelitian ini.
4) Analisa Bukaan Pintu pada Kantong Lumpur
Pengambilan  titik intake yang  berdekatan  dengan  pintu
Gambar 2. Grafik Duration Curve Sungai Brantas. Gambar 3. Grafik Duration Curve Irigasi Waru. Gambar 4. Grafik Duration Curve Irigasi Turi.
Tabel 1.
Hasil Perhitungan Rating Curve Waru No. Kedalaman (m) Area (m2) P (m) R (m) V (m/s) Q (m3/s) (1) (2) (3) (4) (3)/(4) (5) (3)*(5) 0 55.70 0 0 0 0 0 1 56.20 9.28 38.11 0.24 1.53 14.20 2 56.70 18.60 39.22 0.47 2.39 44.43 3 57.20 27.98 40.32 0.69 3.08 86.12 4 57.70 37.41 41.43 0.90 3.67 137.24 5 58.20 45.94 42.43 1.08 4.14 190.24 Tabel 2. Hasil Perhitungan Rating Curve Turi No. Kedalaman (m) Area (m2) P (m) R (m) V (m/s) Q (m3/s) (1) (2) (3) (4) (3)/(4) (5) (3)*(5) 0 56.00 0 0 0 0 0 1 56.50 11.25 46.00 0.24 0.43 4.78 2 57.00 22.50 47.00 0.48 0.67 14.97 3 57.50 33.75 48.00 0.70 0.86 29.02 4 58.00 45.00 49.00 0.92 1.03 46.23
Gambar 5. Rating Curve Waru.
Gambar 6. Rating Curve Turi.
kantong  lumpur,  sehingga  diperlukan  peninjauan  bukaan pintu dari waterway irigasi menuju kantong lumpur sebagai dasar pengoperasian bukaan pintu pada Bendung Waru Turi. Berikut cara menghitung dan hasil perhitungan.
Bukaan pintu Kantong Lumpur sisi Waru
𝑎 = 𝑄 𝜇 ∗ 𝑏 ∗ √2𝑔𝑧 𝑎 = 8.86 0.7 ∗ 6.75 ∗ √2 ∗ 9.81 ∗ 0.20 = 0.12 𝑚 (𝑝𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑡𝑢) Bukaan pintu Kantong Lumpur sisi Turi 𝑎 = 𝑄 𝜇 ∗ 𝑏 ∗ √2𝑔𝑧 𝑎 = 9.83 0.7 ∗ 6.75 ∗ √2 ∗ 9.81 ∗ 0.2 = 0.14 𝑚 (𝑝𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑡𝑢)

## 5) Analisa Tinggi Air pada Saluran
Untuk mengetahui ketinggian air yang tersedia pada saluran dapat  dihitung  dengan  menginterpolasi  hasil  perhitungan Rating  Curve .  Didapatkan  hasil  interpolasi  tinggi  air  dari penjumlahan  debit  irigasi  dan  debit  rencana  pembangkit, sehingga tidak mengganggu debit irigasi.
Debit pada saluran Irigasi Waru
𝑄 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛 = 𝑄80 𝐼𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖 + 𝑄𝑃𝐿𝑇𝐴 𝑄 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛 = 8.86 + 10.67
𝑄 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛 = 19.53 𝑚 3

## 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
Dari  hasil  interpolasi  didapatkan  dengan  debit  sebesar 19.53m 3 /s  memiliki tinggi air sebesar 0.60 m dengan tinggi elevasi 56.28 m.
Debit pada saluran Irigasi Turi 𝑄 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛 = 𝑄80 𝐼𝑟𝑖𝑔𝑎𝑠𝑖 + 𝑄𝑃𝐿𝑇𝐴 𝑄 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛 = 9.83 + 10.44
𝑄 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛 = 20.27 𝑚 3

## 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
Dari  hasil  interpolasi  didapatkan  dengan  debit  sebesar 20.27 m 3 /s memiliki tinggi air sebesar 1.18 m dengan tinggi elevasi 57.18 m.

## B. Perencanaan Bangunan Pembangkit
1) Perencanaan Spillway
Pada penelitian ini intake yang digunakan berupa pelimpah bentuk  Ogee  yang  dilengkapi  dengan  pintu emergency. Perhitungan  pelimpah  dimulai  dengan  merencanakan  pintu dan melakukan iterasi untuk menghitung tinggi air dan tinggi energi diatas pelimpah. Dalam penelitian ini tahapan-tahapan pengerjaanya dengan diawali merencanakan jumlah pintu dan pilar serta lebarnya sperti yang ditunjukkan pada Tabel 3 dan 4.
Setelah merencanakan komponen pintu menghitung lebar efektif dimana memiliki komponen nilai tinggi energi diatas mercu. Untuk  mendapatkan nilai tinggi energi diatas  mercu digunakan cara iterasi dan trial error untuk mendapatlan nilai tinggi  air  diatas  mercu,  tinggi  energi  air  diatas  mercu  dan kecepatan aliran. Hassil perhitungan ditunjukkan pada Tabel 5 dan 6.
Dari  hasil  yang  didapatkan  kita  dapat  bias  melihat gambaran bentuk pelimpah dengan menggunakan rumus dari (KP-04) [1] seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6 dan 7.

## 2) Perencanaan Kolam Olak
Kolam  Olak  adalah  saluran  yang  berfungsi  meredam energi  [2].  Kriteria  utama  yang  harus  dipenuhi  agar  kolam olak dapat berfungsi dengan  baik adalah energi  harus dapat diredam secara efisien di dalam air sehingga dasar sungai di sebelah hilir tidak akan tergerus terlalu dalam atau rusak berat sehingga usaha perbaikannya akan berada di luar jangkauan pekerjaan  pemeliharaan  biasa.  Dalam  perencanaan  kolam olak didapatkan seperti yang ditunjukkan padaTabel 7.
Pada perencanaan kolam olak sisi Waru didapatkan bahwa kecepatan awal dari spillway menuju kolam olak sebesar 3.36 m/detik dengan tinggi air awal sebesar 0.31 meter dan akhir sebesar 0.33 meter.  Angka Froude  yang didapatkan  sebesar 2.76  menurut  peraturan  nilai  Froude  antara  2.5  –  4.5  tipe kolam Olak USBR IV seperti yang ditunjukkan pada Tabel 8.
Pada perencanaan kolam olak sisi Waru didapatkan bahwa kecepatan awal dari spillway menuju kolam olak sebesar 4.42 m/detik dengan tinggi air awal sebesar 0.13 meter dan akhir sebesar 0.26 meter.  Angka Froude  yang didapatkan  sebesar
Tabel 4. Perencanaan Spillway Turi Keterangan Nilai Satuan Debit rencana 10.44 m 3 /detik Lebar mercu 18 m Lebar pintu 2.80 m Jumlah pintu 5 buah Lebar pilar 1 m Jumlah pilar 4 buah Tinggi spillway 0.80 meter
Gambar 8. Pelimpah Turi 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 -0,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 Pelimpah Turi Tabel 3. Perencanaan Spillway Waru
Keterangan Nilai
Satuan Debit rencana 10.67 m 3 /detik Lebar mercu 21 m Lebar pintu 3.4 m Jumlah pintu 5 buah Lebar pilar 1 m Jumlah pilar 4 buah Tinggi spillway 0.40 meter Gambar 7. Pelimpah Waru 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 -0,20 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Pelimpah Waru
3.89  menurut  peraturan  nilai  Froude  antara  2.5  –  4.5  tipe kolam Olak USBR IV.
3) Perencanaan Pintu pada Pelimpah
Perencanaan pintu pada pelimpah Waru dan Turi bertujuan sebagai salah satu cara untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.  Sehingga  jika  ada  keperluan  untuk  menutup  air masuk  ke  pipa  dapat  dengan  menutup  pintu.  Langakah perencanaan dimulai dari merencanakan jumlah pintu untuk mencari lebar pintu sehingga kita dapat mencari besar bukaan pintu  yang  diperlukan  untuk  PLTMH  beroperasi.  Hasil perencanaan pintu ditunjukkan pada Tabel 9 dan 10.
Dari  hasil  perhitungan,  didapatkan  pintu  dibuka  sebesar 0.08 meter dalam pengoperasiannya. Pintu memiliki dimensi sebesar  2.5  meter  x  3.4  meter  dengan  tebal  pintu  0.8  meter dan diameter stang sebesar 1.10 cm.
Dari  hasil  perhitungan,  didapatkan  pintu  dibuka  sebesar 0.5 meter dalam pengoperasiannya. Pintu  memiliki dimensi sebesar 2.1 meter x 2.80 meter dengan tebal pintu 0.1 meter dan diameter stang sebesar 0.96 cm.
4) Perencanaan Headrace
Saluran  pembawa  ( Headrace )  memiliki  fungsi  sebagai penyalur  air  dari  intake  menuju  kolam  penenang  [1],  pada penelitian  ini headrace tidak  menuju  kolam  penenang melainkan  langsung  menuju  pipa  sehingga  perencanaan dimensinya sudah sesuai untuk menampung debit yang akan dialirkan ke pipa. Dalam penelitian ini menggunakan saluran
berbentuk  trapezium  dengan  lebar  atas  disesuaikan  dengan ukuran  lebar  saluran  pembangkit  berikut  hasil  perhitungan perencanaan headrace : (Tabel 11 dan 12)
Dari  perencanaan  Tabel  11  didapatkan  panjang  saluran sebesar  55.30  meter  dengan  kemiringan  saluran  0.0001 berbentuk trapezium.
Dari  perencanaan  Tabel  12  didapatkan  panjang  saluran sebesar  55.80  meter  dengan  kemiringan  saluran  0.0002 berbentuk trapezium.
5) Perencanaan Trashrack
Trashrack  atau  saringan  sampah  adalah  peralatan  yang berfungsi mencegah sampah masuk ke kolam air atau saluran yang  dapat  dioperasikan  secara  mekanik  atau  manual  [3]. Tipe trashrack terdapat dua yaitu tipe saringan permanen dan tipe  saringan  tidak  permanen,  dapat  diangkat.  Dalam penelitian ini direncakan trashrack  seperti yang ditunjukkan pada Tabel 13.
Aliran  air  yang  mengalir  melalui  trashrack  akan mengalami kehilangan energi. Kehilangan energi dibutuhkan untuk  menghitung  tinggi  pipa  pesat  ( penstock )  dan diameternya.  Berikut  perhitungan  kehilangan  energi  pada saluran Waru dan Turi:
Tabel 5. Tabel Perhitungan Kolam Olak Waru Keterangan Nilai Satuan Kecepatan 3.36 m/detik Tinggi air awal (y1) 0.31 meter Tinggi air akhir (y2) 0.33 meter Bilangan Froude (Fr) 2.76 Panjang kolam (Lj) 3.61 meter Jenis Kolam Olak USBR IV Tabel 6. Tabel Perhitungan Kolam Olak Turi Keterangan Nilai Satuan Kecepatan 4.42 m/detik Tinggi air awal (y1) 0.13 meter Tinggi air akhir (y2) 0.26 meter Bilangan Froude (Fr) 3.89 Panjang kolam (Lj) 2.10 meter Jenis Kolam Olak USBR IV Tabel 7. Hasil Perencaanan dan Perhitungan bukaan pintu pada Waru Keterangan Nilai Satuan Debit rencana 10.67 m 3 /detik Lebar saluran 21 meter Tinggi air 0.60 meter Jumlah pilar 4 buah Lebar pilar 1 meter Lebar pintu 3.4 meter Jumlah pintu 5 buah Tinggi bukaan pintu 0.08 meter Tabel 8. Hasil Perencaanan dan Perhitungan bukaan pintu pada Turi Keterangan Nilai Satuan Debit rencana 10.44 m 3 /detik Lebar saluran 18 meter Tinggi air 1.18 meter Jumlah pilar 4 buah Lebar pilar 1 meter Lebar pintu 2.80 meter Jumlah pintu 5 buah Tinggi bukaan pintu 0.5 meter
Tabel 9. Hasil Perencanaan Headrace pada Waru Keterangan Nilai Satuan Debit rencana 10.67 m 3 /detik Lebar atas (B) 21 meter Lebar bawah (b) 18.20 meter Kemiringan sisi (m) 1 Tinggi air (h) 1.40 meter Kemiringan saluran (i) 0.0001 Kecepatan air (v) 0.39 m/detik Panjang saluran (L) 55.30 meter Tabel 10. Hasil Perencanaan Headrace pada Turi Keterangan Nilai Satuan Debit rencana 10.44 m 3 /detik Lebar atas (B) 18 meter Lebar bawah (b) 15.20 meter Kemiringan sisi (m) 1 Tinggi air (h) 1.40 meter Kemiringan saluran (i) 0.0002 Kecepatan air (v) 0.45 m/detik Panjang saluran (L) 53.80 meter Tabel 11. Hasil Perhitungan Trashrack Waru dan Turi Keterangan Nilai Satuan Jumlah trashrack 5 buah Dimensi 3 X 2 meter Jenis bahan Besi Pejal Tebal kisi (δ) 10 mm Bentuk Persegi panjang Kemiringan (ϴ) 75 0 Jarak antar jeruji (ε) 100 mm Koefisien profil (β) 2.42 Tabel 12. Perhitungan Tinggi Pipa Pesat Waru Keterangan (satuan dalam meter) Nilai Tinggi Bruto (Hg) (1) 15.68 Intake menuju spillway (HL1) (2) 0.15 Spillway (HL2) (3) 0.59 Kolam Olak (HL3) (4) 0.31 Saluran pengarah (HL4) (5) 0.008 Trash rack (HL5) (6) 0.001 Tinggi jagaan diatas pipa (HL6) (7) 0.40 Tinggi pipa pesat (Hp) (1)-(2)-(3)-(4)-(5)- (6)-(7) 14.22
ℎ𝑓 =  𝛽 ∗ ( 𝑠 𝑏 ) 4 3 ∗ sin 𝜃 ∗ 𝑣 2 2𝑔 = 2.42 ∗ ( 10 100 ) 4 3 ∗ sin(65) ∗ 0.01

## ℎ𝑓 = 0.001 𝑚
6) Perencanaan Pipa Pesat
Pipa pesat adalah pipa yang befungsi mengalirkan air dari kolam  menuju  turbin  air  sehingga  turbin  dapat  bekerja  dan menghasilkan  listrik  [4].  Dasar  perancangan  pipa  pesat adalah  sama  dengan  perancangan  tangka  dan  vessel,  akan tetapi karena governor control dan katup operasi turbin dapat mengakibatkan tekanan tiba-tiba seperti water hammer maka perencanaan  perlu  diperhatikan.  Sebelum  merencanakan diameter pipa pesat dibutuhkan tinggi pipa pesat didapatkan dari  tinggi  jatuh  kotor  dikurangi  kehilangan  energi  air  dari awal  hingga  menuju  pipa.  Perhitungan  tinggi  pipa  pesat ditunjukkan pada Tabel 14 dan 15.
Dari hasil perhitungan didapatkan tinggi pipa pesat untuk Waru sebesar 14.22 meter dan tinggi pipa pesat Turi sebesar 14.28  meter.  Kehilangan  energi  pada  poin  (1)  sampai  (7) menggunakan rumus kehilangan umum yaitu
∆𝐻 = 𝑣 2

## 2 ∗ 𝑔
Dalam  penelitian  ini  digunakan  pipa  dengan  bahan  baja. Jumlah  pipa  yang  digunakan  sebanyak  empat  buah. Perencanaan diameter pipa menggunakan rumus ESHA dan panjang  pipa  secara  horizontal  dan  panjang  miring didapatkan  dari  perhitungan phytagoras dengan  sudut  40 0 sehingga didapatkan jarak-jarak pipa seperti yang ditunjukkan pada Tabel 16, 17, dan 18.
7) Perencanaan Surge Tank
Pada  suatu  instalasi  pembangkit  listrik  tenaga  air  dapat memungkinkan  terjadi  bahaya  seperti water  hammer akibat penutup  katup  secara  cepat. Water  hammer ini  dapat menimbulkan  peningkatan  tekanan  pada  saluran  pipa
sehingga  dapat  menyebabka  pecahnya  pipa  apabila  tekanan yang  terjadi  melebihi  kekuatan  maksimum  dari  pipa[6]. Dalam  perencanaan  pipa  peredam  memiliki  beberapa parameter  antara  lain  waktu  air  mengalir  berlangsung  lebih dari  3  detik  dan  6  detik  dibutuhkan  perencanaan  tangki peredam. Panjang pipa pesat tidak boleh melebihi 5 x Tinggi Bruto,  jika  melebihi  maka  diperlukan  perencanaan  tangka peredam. Hasil perhitungan tangki peredam ditunjukkan pada Tabel 19.

## 8) Perhitungan Kehilangan Energi dan Elevasi
Estimasi  kehilangan  energi  dalam  perencanaan  PLTMH dibagi  menjadi  dua  bagian,  yaitu major dan minor . Kehilangan major adalah kehilangan energi yang disebabkan oleh gesekan dengan bantuan bilangan reynolds, sedangakn minor adalah  kehilangan  energi  ketika  aliran  mengalami perubahan  ukuran  penampang  atau  belokan.  Berikut  hasil perhitungan kehilangan energi pada Waru dan Turi: 1. Waru
Major
ℎ𝑓 = 𝑓𝐿 𝑣 2 2𝑔𝐷 = 0.0125 ∗ (22.50 ∗ 5.25 2 ) 2 ∗ 9.81 ∗ 0.80 = 0.49 𝑚
Minor
Inlet Pipa
ℎ𝐿 = 𝑘𝐿 ∗ 𝑉 2 2𝑔 = 0.04 ∗ 5.25 2 2 ∗ 9.81 = 0.05 𝑚

## Belokan pipa
ℎ𝑓 = 𝑘𝑏  ∗ 𝑣 2 2 ∗ 𝑔 = 0.14 ∗ 5.25 2 ∗ 9.81 = 0.19 𝑚

## Outlet Pipa
ℎ𝑓 = 𝑣 2 2 ∗ 𝑔 = 5.25 2 2 ∗ 9.81 = 1.40 𝑚
2. Waru
Major
ℎ𝑓 = 𝑓𝐿 𝑣 2 2𝑔𝐷 = 0.001 ∗ (22.23 ∗ 5.22 2 )
2 ∗ 9.81 ∗ = 0.48 𝑚 Minor Tabel 13. Perhitungan Tinggi Pipa Pesat Turi Keterangan (satuan dalam meter) Nilai Tinggi Bruto (Hg) (1) 16.00 Intake menuju spillway (HL1) (2) 0.03 Spillway (HL2) (3) 1.03 Kolam Olak (HL3) (4) 0.26 Saluran pengarah (HL4) (5) 0.01 Trash rack (HL5) (6) 0.001 Tinggi jagaan diatas pipa (HL6) (7) 0.40 Tinggi pipa pesat (Hp) (1)-(2)-(3)-(4)-(5)- (6)-(7) 14.28 Tabel 14. Rekapan Perhitungan Pnajang Pipa Pesat Keterangan Nilai (satuan dalam meter) Waru Turi Panjang pipa vertical (Hp) 14.45 14.27 Panjang pipa horizontal 17.20 16.98 Panjang pipa miring 22.50 22.23 Tabel 15. Hasil Perhitungan Diameter Pipa Waru Keterangan Nilai Satuan Debit rencana 10.67 m 3 /detik Tinggi Vertikal (Hp) 14.22 meter Nilai manning pipa 0.012 Panjang pipa (L pipa) 22.15 meter Jumlah pipa (n) 4 Buah Kecepatan pada pipa (Vp) 5.25 m/detik Diameter pipa (ESHA) 0.80 meter
Tabel 3. Rekapan Perhitungan Pnajang Pipa Pesat Keterangan Nilai (satuan dalam meter) Waru Turi Panjang pipa vertical (Hp) 14.45 14.27 Panjang pipa horizontal 17.20 16.98 Panjang pipa miring 22.50 22.23 Tabel 4. Hasil Perhitungan Diameter Pipa Waru Keterangan Nilai Satuan Debit rencana 10.67 m 3 /detik Tinggi Vertikal (Hp) 14.22 meter Nilai manning pipa 0.012 Panjang pipa (L pipa) 22.15 meter Jumlah pipa (n) 4 Buah Kecepatan pada pipa (Vp) 5.25 m/detik Diameter pipa (ESHA) 0.80 meter Tabel 5. Hasil Perhitungan Diameter Pipa Turi Keterangan Nilai Satuan Debit rencana 10.44 m 3 /detik Tinggi Vertikal (Hp) 14.28 meter Nilai manning pipa 0.012 Panjang pipa (L pipa) 22.15 meter Jumlah pipa (n) 4 Buah Kecepatan pada pipa (Vp) 5.22 m/detik Diameter pipa (ESHA) 0.80 meter
- Inlet Pipa ℎ𝐿 = 𝑘𝐿 ∗ 𝑉 2 2𝑔 = 0.04 ∗ 5.22 2 2 ∗ 9.81 = 0.05𝑚 - Belokan pipa ℎ𝑓 = 𝑘𝑏  ∗ 𝑣 2 2 ∗ 𝑔 = 0.14 ∗ 5.22 2 2 ∗ 9.81 = 0.20𝑚 - Outlet Pipa
ℎ𝑓 = 𝑣 2 2 ∗ 𝑔 = 5.22 2 2 ∗ 9.81 = 1.39 𝑚
Dari kehilangan energi  yang dihitung dapat dijumlah kan sebagai  pengurang  tinggi  pipa  pesat  sebagai  tinggi  efekif yang  akan  digunakan  untuk  menghitung  kehilangan  energi. Berikut perhitungan tinggi efektif :
A) Waru
𝛴ℎ𝑓 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = ℎ𝑓 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 +  𝛴ℎ𝑓 𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟 𝛴ℎ𝑓 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.49 + 0.05 + 0.19 + 1.40 = 2.15 𝑚 𝐻𝑒𝑓𝑓 = 𝐻𝑝 −  𝛴ℎ𝑓 𝐻𝑒𝑓𝑓 = 14.22 − 2.15 = 12.08 𝑚

## B) Turi
𝛴ℎ𝑓 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = ℎ𝑓 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 +  𝛴ℎ𝑓 𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟 𝛴ℎ𝑓 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.48 + 0.05 + 0.20 + 1.39 = 2.12 𝑚 𝐻𝑒𝑓𝑓 = 𝐻𝑝 −  𝛴ℎ𝑓 𝐻𝑒𝑓𝑓 = 14.28 − 2.12 = 12.15 𝑚

## 9) Perencanaan Jenis Turbin
Dari  hasil  perencanaan  komponen  PLTMH,  kita  telah mendapatkan  debit  aliran  yang  mengalir  untuk  memutar turbin  serta  tinggi  efektifnya.  Kedua  data  ini  dapat menentukan  jenis    turbin  yang  digunakan  dengan  bantuan grafik.  Rekapan  debit  dan  tinggi  efektif  masing-masing  sisi ditunjukkan pada pada Tabel 20, Gambar 8. Sedangkan untuk kisaran kisaran tinggi jatuh air untuk jenis turbin, ditunjukkan pada  Tabel  21.  Gambar  9  Grafik  tinggi  jatuh  air  dan  debit menentukan jenis turbin.
Setelah  menentukan  jenis  turbin  yang  digunakan  maka dilanjutkan  dengan  perhitungan  energi  dan  daya  yang  akan dihasilkan oleh pembangkit yang direncanakan.
A) Waru
𝑃 =  𝜂 ∗  𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻𝑒𝑓𝑓 ∗ 𝑄 𝑃 = 90% ∗ 1000 ∗ 9.81 ∗ 12.08 ∗ 10.67 𝑃 = 1138043.368 𝑤𝑎𝑡𝑡 = 1138.04 𝑘𝑊
𝐸 = 𝑃 ∗ 𝑡 = 672.40 ∗ 24 𝑗𝑎𝑚 ∗ 365 ℎ𝑎𝑟𝑖 𝐸 = 1138.04 ∗ 8760 𝑗𝑎𝑚 = 9969259.90 𝑘𝑊ℎ 𝐸 = 9969259.90 ∗ 80% = 7975407.92 𝑘𝑊ℎ
B) Turi
𝑃 =  𝜂 ∗  𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻𝑒𝑓𝑓 ∗ 𝑄 𝑃 = 90% ∗ 1000 ∗ 9.81 ∗ 12.15 ∗ 10.44 𝑃 = 1119246.85 𝑤𝑎𝑡𝑡 = 1119.24 𝑘𝑊 𝐸 = 𝑃 ∗ 𝑡 = 1119.24 ∗ 24 𝑗𝑎𝑚 ∗ 365 ℎ𝑎𝑟𝑖 𝐸 = 679.95 ∗ 8760 𝑗𝑎𝑚 = 9804602.45 𝑘𝑊ℎ 𝐸 = 5956448.74 ∗ 80% = 7843681.96 𝑘𝑊ℎ
Digunakan  turbin  dengan  efisiensi  90%  dengan  jam bekerja  24  jam.  Namun,  dengan  pertimbangan  akan diperlukannya  kemungkinan  untuk  mematikan  turbin sementara  maka  hasil  perhitungan  energi  dikalikan  80%. Energi  yang  dihasilkan  pada  sisi  Waru  sebesar  7975407.92 kWh dan pada sisi Turi sebesar 7843681.96 kWh.

## IV. KESIMPULAN

## A. Kesimpulan
Hasil  dari  penelitian  ini  didapatkan  kesimpulan  untuk menjawab rumusan masalah sebagai berikut:
1) Debit  Sungai  Brantas  yang  dimanfaatkan  sebesar  53.32 m 3 /detik.
2) Pada sisi Waru dimanfaatkan debit sebesar 10.67 m 3 /detik dan  tinggi  efektif  sebesar  12.03  m.  Untuk  sisi  Turi dimanfaatkan  debit  sebesar  10.44  m 3 /detik  dan  tinggi efektif sebesar 12.15 m.
3) Jenis turbin yang digunakan pada kedua sisi adalah Turbin Kaplan dengan efisiensi 90%
4) Desain  pembangkit  listrik  terdiri  atas  spillway  bentuk Ogee,  Headrace,  pipa  pesat,  turbin  dan  rumah pembangkit. Pipa yang digunakan berdiameter 80 cm.
5) Daya  yang  dihasilkan  pada  PLTMH  Waru  sebesar 1138.04 kW dan pada PLTMH Turi sebesar 1119.24 kW
B. Saran
Dalam  perancanaan  PLTMH  dengan  kondisi  lahan  kecil namun potensi tinggi dan debit besar, dapat digunakan PLTA dengan mode lain seperti dengan tower atau lainnya sehingga tidak memakan banyak lahan dan dapat memanfaatkan lebih banyak debit.
Tabel 19.

## Kisaran Tinggi Jatuh Air untuk Jenis Turbin
Turbine type Head range in Meters Kaplan and Propeller 2<Hn<40 Francis 25<Hn<350 Pelton 50<Hn<1300 Crosflow 5<Hn<200 Turgo 50<Hn<250 Tabel 20. Rekapan Debit dan Tinggi Efektif Sisi Waru Turi Debit rencana 10.67 m3/detik 10.44 m3/detik Tinggi efektif 12.08 meter 12.15 meter Tabel 21. Kisaran Tinggi Jatuh Air untuk Jenis Turbin Turbine type Head range in metres Kaplan and Propeller 2<H n <40 Francis 25<H n <350 Pelton 50<H n <1300 Crossflow 5<H n <200 Turgo 50<H n <250 Gambar  9.  Grafik  Tinggi  Jatuh  Air  dan  Debit  untuk  Menentukan  Jenis Turbin

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Kementrian  Pekerjaan  Umum,  “Standar  Perencanaan  Irigasi.  In  D.  J. Air, Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan KP-04,” Jakarta, 2013.
[2]  Kementrian  Pekerjaan  Umum  Direktorat  Jenderal  Sumber  Daya  Air Direktorat Irigasi dan Rawa, “Sumber Daya Air Direktorat Irigasi dan Rawa.  (2013).  Standar  Perencanaan  Irigasi.  In  D.  I.  Rawa.  Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP 02,” Jakarta, 2013.
[3]  CINK-Hydro  Energy,  “Trashrack,” CINK  Hydro  Energy ,  2013.
[Online].  Available:  https://cink-hydro-energy.com/id/sampah-rak- mesin-pembersih/.
[4]  Kajian  Pustaka,  “Kajian  Pustaka.  (2016,  Oktober  17).  Pembangkit Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro  (PLTMH),” KajianPustaka.com ,  2016. [Online].
Available:
https://www.kajianpustaka.com/2016/10/pembangkit-listrik-tenaga- mikro-hidro.html.