17 pada saat kalibrasi. Nilai awal yang digunakan
adalah 0,8. Selain perhitungan hujan efektif, SCS juga
mengembangkan hidrograf satuan sintetik yang didasarkan atas hidrograf tak berdimensi
dimensionless. Dalam HEC-HMS, metode SCS hanya memerlukan paramater time lag
sebagai masukan. Berdasarkan hasil perhitungan, time lag SCS rata-rata tiap
subDAS sebesar 1,9 jam.
Metode hidrograf satuan Clark memerlukan waktu konsentrasi T
c
dan koefisien simpanan R sebagai parameter
masukan. Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan gelombang air untuk mengalir
dari titik terjauh dalam DAS menuju outlet, atau disebut juga waktu ekuilibrium dimana
aliran keluar sama dengan aliran yang masuk ke dalam DAS. Berdasarkan persamaan waktu
konsentrasi menurut Johnston Cross 1949, dalam USACE 2000, nilai T
c
rata-rata tiap subDAS diperoleh sebesar 3,8 jam.
Parameter R dapat dihitung sebagai aliran di titik inflection point pada bagian falling limb
dari suatu hidrograf dibagi dengan fungsi waktu terhadap aliran. Berdasarkan hidrograf
aliran dari stasiun debit Katulampa, didapatkan rata-rata R sebesar 3,38. Nilai R pada masing-
masing subdas diasumsikan proporsional dengan luas tiap subdas.
Tabel 5.5 Nilai parameter direct runoff model pada
masing-masing subDAS
Snyder SCS Clark SubDAS
Tlag jam
Cp Tlag
jam Tc
jam R
Cibogo 3,01 0,8 1,34 3,17 0,29
Ciesek 3,45 0,8 1,64 3,80 0,58
Cisarua 3,75 0,8 2,62 4,09 0,53
Cisukabirus 3,44 0,8 1,78 3,70 0,39 Ciseuseupan 3,27 0,8 2,12 4,15 0,51
Tugu 3,66 0,8 1,92 4,24 1,09
Hasil perhitungan
3 Baseflow Model
Parameter aliran dasar awal, konstanta resesi dan aliran threshold pada baseflow
model, ditentukan berdasarkan hidrograf aliran pengamatan dari SPAS Katulampa. Kontribusi
aliran dasar dan konstanta resesi pada masing- masing subDAS diasumsikan proporsional
dengan luas tiap subDAS. Persamaan yang digunakan untuk konstanta resesi, k adalah:
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
− =
t Q
Q k
o t
ln ln
exp dengan Q
t
adalah aliran dasar pada periode t, dan Q
o
adalah aliran dasar awal pada t=0. Dari hidrograf pengamatan Katulampa pada
kejadian hujan terpilih, didapatkan nilai k rata- rata sebesar 0,96.
Aliran threshold merupakan aliran saat dimulainya kurva resesi pada sisi yang
menurun dari sebuah hidrograf. Pada HEC- HMS, aliran threshold ditetapkan sebagai
perbandingan terhadap aliran puncak ratio to peak. Ratio to peak dari hidrograf pengamatan
Katulampa berkisar antara 0,18 sampai 0,69 dengan rata-rata sebesar 0,38.
4 Routing Model
Perhitungan rambatan gelombang aliran sungai routing dalam HEC-HMS dituangkan
pada routing model channel flow model. Penelitian ini menggunakan metode
Muskingum. Parameter yang diperlukan adalah travel time dan faktor pembobot. Travel time
k atau waktu tempuh aliran dari titik inlet sampai outlet, ditentukan melalui hubungan
antara kecepatan aliran dengan panjang sungai.
Berdasarkan konfigurasi DAS Ciliwung bagian hulu, proses routing terbagi menjadi 4
elemen atau reach, yaitu R-1, R-2, R-3 dan R- 4. Keempat elemen tersebut berada pada satu
subDAS Ciseuseupan. Menurut penelitian Irianto 2000, rata-rata lebar atas permukaan
saluran subDAS Ciseuseupan sebesar 24,3 m. Slope rating curve di SPAS Katulampa
diketahui sebesar 30,35 sehingga kecepatan aliran untuk keempat reach diperkirakan
sebesar 1,25 ms. Berdasarkan data tersebut, parameter k untuk R-1, R-2, R-3 dan R-4
berturut-turut adalah 0,4, 0,29, 0,23 dan 0,98 jam.
Faktor pembobot x dalam metode Muskingum berkisar antara 0 sampai 0,5
dengan rata-rata 0,2 untuk aliran alami. Pada penelitian, penentuan nilai x diperoleh dari
hasil trial-error pada saat kalibrasi, dengan menggunakan nilai rata-rata sebagai nilai
masukan awal.
5.4 Hidrograf Aliran Pengamatan
Hidrograf aliran pengamatan diperoleh dari data tinggi muka air dengan menggunakan
persamaan regresi atau lengkung kalibrasi. Penelitian ini menggunakan data tinggi muka
air dari stasiun pengamat arus sungai SPAS Katulampa. Persamaan regresi yang dipakai
oleh Proyek Pengendalian Banjir dan Pengamanan Pantai Ciliwung–Cisadane untuk
SPAS Katulampa adalah sebagai berikut:
18
911 ,
1
14 ,
984 ,
28 −
= TMA
Q
Atau dalam bentuk regresi linier:
839 ,
10 347
, 30
− =
TMA Q
dimana, Q adalah debit aliran m
3
detik dan TMA adalah tinggi muka air m. Hidroraf
aliran pengamatan ini diperlukan untuk kalibrasi.
Parameter hidrograf aliran yang diukur dalam penelitian adalah debit puncak Qp
volume aliran puncak Vp dan waktu mencapai puncak Tp. Nilai ketiga parameter
tersebut dari hidrograf pengamatan SPAS Katulampa tertera pada Tabel 5.6.
Tabel 5.6 Parameter hidrograf pengamatan Katulampa
pada kasus kejadian hujan terpilih
Tgl CH
Wilayah mm
Qp m
3
s Vp
1000m
3
Tp jam
10 1 20,58
31,24 1130,18
3 181 44,43 53,64 1779,19 3
92 23,55 36,61 1191,76 2,5
183 16,26 16,30 1199,57 3 275 15,72 18,92 949,07 3
147 19,15 17,16 551,99 3 169 18,39 29,54 877,88 3
3011 22,77 19,38 963,23 3 1412 17,77 20,77 994,64 2
Hasil perhitungan, data dari Proyek Pengendalian Banjir dan Pengamanan Pantai Ciliwung-Cisadane 2004
5.5 Hidrograf Aliran HEC-HMS
Terdapat tiga jenis hidrograf aliran HEC- HMS yang dihitung dalam penelitian, yaitu
hidrograf aliran Snyder, SCS dan Clark. Untuk mendapakan hidrograf aliran hasil model
diperlukan data-data sebagai berikut:
1. Data curah hujan harian sesaat minimal
dari satu titik pengamatan. Dalam penelitian ini digunakan data curah hujan
per 30 menit dari Stasiun Gadog dan Gunung Mas. Sebagai tambahannya adalah
data curah hujan kumulatif harian dari Stasiun Cilember dan Citeko.
2. Bobot luas subDAS yang diwakili tiap
stasiun curah hujan. Dalam penelitian ini, bobot dihitung berdasarkan metode
poligon Thiessen. 3.
Luas wilayah masing-masing subDAS. 4.
Semua parameter yang terdapat dalam basin model, meliputi loss, direct runoff,
serta channel flow model. 5.
Control specification, yaitu input waktu hari dan jam kapan dimulai dan
berakhirnya eksekusi running dari program, termasuk interval waktu yang
digunakan. Interval waktu atau biasa disebut computation step menentukan
resolusi hasil model yang dihitung selama proses running berdasarkan interpolasi
linier. Penelitian ini menggunakan resolusi 30 menit untuk setiap kasus kejadian hujan
terpilih.
6. Untuk keperluan kalibrasi, diperlukan data
debit aliran sesaat minimal dari satu titik pengamatan. Dalam penelitian ini
digunakan data debit aliran per jam dari stasiun Katulampa.
Dari data masukan diatas, hidrograf aliran HEC-HMS dari metode hidrograf satuan
Snyder, SCS dan Clark dapat diketahui Lampiran 7. Hampir semua hidrograf hasil
HEC-HMS menghasilkan aliran yang lebih tinggi dari hidrograf pengamatan. Ini terlihat
dari parameter debit puncak, volume puncak dan waktu mencapai puncak yang cukup
berbeda dibandingkan nilai pengamatannya. Perbedaan kemungkinan disebabkan oleh
ketidaktepatan nilai parameter yang digunakan sebagai data masukan model. Untuk itu
diperlukan adanya kalibrasi agar hasil yang diberikan model lebih baik atau mendekati nilai
pengamatan.
HEC-HMS menyediakan fitur optimization manager yang berguna untuk mengestimasi
semua nilai parameter secara otomatis. Untuk melakukannya diperlukan data debit hasil
pengamatan. Metode yang digunakan dalam HEC-HMS adalah objective functions dan
search methods. Nilai parameter kalibrasi dalam penelitian ini menggunakan kriteria peak
weighted RMS error objective function dengan algoritma univariate gradient Lampiran 8.
Hidrograf aliran HEC-HMS menggunakan parameter terkalibrasi ditunjukkan pada
Lampiran 9. Parameter Q
p
, V
p
dan T
p
dari hidrograf HEC-HMS berdasarkan parameter
masukan awal dan parameter hasil kalibrasi, dengan nilai pengamatannya ditunjukkan pada
Lampiran 10.
Perbedaan cukup signifikan didapat dari hidrograf aliran hasil model setelah dikalibrasi.
Dari 9 kasus kejadian hujan terpilih, didapatkan nilai Q
p
terbesar 102,23 m
3
s pada metode Clark, dan terkecil 16,83 m
3
s pada metode Snyder. Nilai V
p
terbesar juga dihasilkan hidrograf Clark, yaitu 3.172.630 m
3
dan terkecil 699.190 m
3
pada metode Snyder. Nilai T
p
pada hidrograf aliran model berkisar antara 3-6,5 jam.
19
5.6 Pengujian Model
