Skema representatif Tank Model memperlihatkan Standard Tank Model. Tengki
teratas manggambarkan
surface storage
A, tengki
kedua menggambarkan intermediate storage B, tengki ketiga menggambarkan sub-
base storage C dan tengki terbawah menggambarkan base storage D.
5.3.2 Input data Tank Model
Data masukan Tank Model yang terdiri dari curah hujan, debit aliran sungai, dan evapotranspirasi, data curah hujan dengan satuan mmhari, debit aliran
mmhari dan evapotranspirasi mmhari. Data input Tank Model dari MDM Cisampora dimulai pada tanggal 10 Desember 2009 sampai 14 April 2010, berikut
ini Tabel 13 hasil rekapitulasi dari analisis data input Tank Model. Tabel 13 Rekapitulasi Data input Tank Model
No Data
Jumlah Total mm
Persentase 1
Curah Hujan 1678
100 2
Debit Aliran Sungai 623,48
37,16 3
Evapotranspirasi 631,04
37,61
5.3.3 Hasil verifikasi dan optimasi Tank Model
Proses dari run software Tank Model GA melalui hasil verifikasi dan optimasi menghasilkan keluaran berupa nilai parameter Tank Model parameters,
indikator keandalan Tank Model performance, keseimbangan air water balance, persamaan regresi regretion, total aliran air water flow, dan
keseimbangan tinggi muka air di tengki water level. Tahapan run software antara lain initial, optimize dan verification. Tahapan secara terperinci terdapat
pada bab metodologi mengenai proses-proses penggunaan aplikasi Tank Model, setelah hasil verifikasi dan optimasi dari Tank Model maka hasil keluaran
dianalisis untuk mendapatkan informasi keakuratankelayakan model dalam mempresentasikan sesuai di lapangan.
Parameter Tank Model secara keseluruhan pada standard Tank Model memiliki 12 parameter. Parameter tersebut berdasarkan skema keseimbangan
neraca air, curah hujan Rainfall sebagai input sistem hidrologi, ditransfer menjadi output sebagai aliran discharge. Pada di atas Gambar 17 menunjukan
skema keseimbangan neraca air dimana Aliran total merupakan penjumlahan aliran dari lubang outlet horinzontal setiap tank.
Intensitas rainfall sangat berpengaruh terhadap perilaku Tank Model, seperti perkolasi air yang turun ke bawah melalui lubang outlet vertikal tank akan
mempresentasikan besarnya infiltrasi dan aliran yang melalui lubang outlet horizontal tank mempresentasikan teratas besarnya surface flow Ya2 dan sub-
surface flow Ya1 limpasan, tank kedua mempresentasikan besarnya intermediate flow Yb, tank ketiga mempresentasikan besarnya sub-base flow
Yc dan tank terbawah mempresentasikan besarnya base flow Yd. Infiltrasi yang melalui lubang outlet vertikal dan aliran yang melalui lubang outlet
horizontal tank dikuantifikasikan oleh parameter-parameter Tank Model Tingsanchali 2001 diacu dalam Setiawan 2003. Parameter-parameter Tank
Model dapat dikelompokan menjadi 3 jenis yaitu: 1.
Runoff coeffisients masing-masing tank A, B, C dan D yang dinotasikan a1, a2, b1, c1 dan d1.
2. Infiltration coeffisients masing-masing tank A, B dan C yang dinotasikan
a0, b0 dan c0. 3.
Storage parameter sebagai tinggi lubang outlet horizontal masing-masing tank A, B dan C yang dinotasikan Ha1, Ha2, Hb1 dan Hc1.
Berdasarkan hasil verifikasi dan optimasi aplikasi Tank Model diperoleh 12 parameter, berikut ini Tabel 14 menyajikan ke-12 paramater tersebut.
Tabel 14 Parameter hasil optimasi Tank Model
No Parameter Tank Model Jenis Parameter
Hasil Optimasi 1
a0 Infiltration coeffisients surface flow
0.14147 2
a1 Runoff coeffisients
sub-surface flow 0.02246
3 Ha1
Storage parameter sub-surface flow 14.9998
4 a2
Runoff coeffisients surface flow
0.06344 5
Ha2 Storage parameter surface flow
156.25 6
b0 Infiltration coeffisients intermediate flow 0.1888
7 b1
Runoff coeffisients intermediate flow 0.11807
8 Hb1
Storage parameter intermediate flow 13.2422
9 Co
Infiltration coeffisients sub-base flow 0.0001
10 c1
Runoff coeffisients sub-base flow
0.001 11
Hc1 Storage parameter sub-base flow
0.07621 12
d1 Runoff coeffisients
base flow 0.00099
Dalam analisis hidrograf aliran hasil yang diperoleh mengenai koefisien limpasan C sebesar 0,02 atau 2 dari total jumlah curah hujan yang turun
menjadi limpasan langsung. Keluaran Tank Model terdapat koefesien limpasan Runoff coeffisients, debit aliran yang menjadi limpasan langsung berada pada
tank A yaitu koefisien limpasan surface flow dan sub-surface flow dengan nilai masing-masing sebesar 0,02246 dan 0,06344, dengan demikian hasil optimasi
limpasan langsung yang terjadi berkisar antara 2,246 sampai 6,344 dengan inisiasi pada analisis hidrograf aliran sebesar 2. Nilai koefisien limpasan analisis
hidrograf aliran berada pada kisaran hasil optimasi Tank Model, hal ini menunjukan keakuratan hasil optimasi Tank Model dari analisis input data yang
diperoleh. Dalam analisis keberhasilan Tank Model dapat dilihat dari indikator
keberhasilan dan kesalahan dari hasil optimasi Tank Model. Berdasarkan indikator keandalan Tank Model diperoleh hasil persamaan regresi Nomor 15-16 yaitu
Slope dan Intersept, dimana perbandingan antara data hasil kalkulasi dan observasi diperoleh nilai Slope 0,971 yang mendekati 1 yang berkisar antara 0-1
dan nilai Intersept 0,134 mendekati 0 yang berkisar dari 0-1. Nilai ini menunjukan persamaan model semakin baik mempresentasikan kondisi lapang.
Sedangkan nilai Descrepancy 1.0E
+
000 mendekati nol yang berkisar - 0 + dimana tanda minus dan positif menunjukan defisit dan surplus air. Nilai yang
diperoleh ini menunjukan hasil indikator Tank Model telah memenuhi kriteria keseimbangan air dengan sangat memuaskan dan mampu menjaga keseimbangan
neraca air serta nilai positifnya menunjukan terjadi surplus air di MDM Cisampora Sub-DAS Cimanuk Hulu Berikut ini Tabel 15 yang menyajikan hasil
indikator keandalan Tank Model Performance. Tabel 15 Indikator keandalan Tank Model Tank Model Performance
No Parameter Tank Model Simbol
Hasil Optimasi 1
Correlation Coefficient R
0.837 2
Determination Coefficient R
2
0.7 3
Root Squared Mean Error RMSE
1.981 4
Average Percentage Deviation APD
0.068 5
Mean Absolute Error MAE
1.524 6
Logarithmic Root Squared Mean Error LOG
0.237 7
Standard χ Xi
0.806 8
Squared Standard χ Xi
2
1.119 9
Mean Relative Error MRE
0.519 10
Root Squared Relative Error RR
0.767 11
Normalized Root Mean Square Error NRMSE
0.4 12
Normalized Mean Error NME
0.002 13
Nash-Sutcliffe Coefficient or Model Efficiency EI
0.699 14
Area Relative Error ARE
0.308 15
Intersept -
0.134 16
Slope -
0.971 17
Descrepancy -
1.0E
+
000
Berdasarkan indikator kebenaran dan kesalahan dari keandalan Tank Model bahwa indikator kebenaran dilihat dari nilai R korelasi sebesar 0,84 dapat
mempresentasikan kondisi lapang dengan baik antara observasi dan kalkulasi. Berdasarkan koefisien determinasi R
2
0,70 maka verifikasi Tank Model dalam penelitian ini cukup memuaskan.
Sedangkan indikator kesalahan yang dapat terwakili oleh nilai RMSE yang berguna untuk melihat ketepatan model dalam menentukan surface flow, nilai
RMSE 1,98 yang kecil dapat diterima dalam menentukan surface flow. Nilai MAE 1,52 dan APD 0,068 yang kecil menunjukkan model dapat
menggambarkan aliran secara keseluruhan. Nilai LOG 0,237 yang kecil memberikan informasi dalam memperkirakan aliran pada base flow secara baik
Rudiyanto dan Setiawan 2003. Nilai-nilai tersebut menunjukan parameter yang ditemukan sudah cukup akurat dalam menggambarkan fluktuasi debit air di MDM
Cisampora Sub-DAS Cimanuk Hulu. 5.3.4
Komponen hasil optimasi Tank Model
Berdasarkan hasil optimasi diperoleh keseimbangan air water balance, total aliran air water flow, dan keseimbangan tinggi muka air di tengki water
level. Setiawan 2003 menyatakan bahwa Tank Model mengasumsikan besarnya limpasan dan infiltrasi merupakan fungsi dari jumlah air yang tersimpan di dalam
tanah. Berikut ini Tabel 16 hasil komponen optimasi dalam satuan mm. Tabel 16 Komponen hasil optimasi Tank Model
Komponen Tank Model Bagian Komponen
Nilai Satuan mm Persentase
Keseimbangan air Inflow R Presipitasi
1845,8 Water Balance
Outflow Calculation 622,208
33.70 Etp Evapotranspiration
504,832 27.40
Stored 720,161
38.90 Total
1845,8 100
Tinggi Muka air setiap tank Tank A Ha
59,260 Water Level
Tank B Hb 31,982
Tank C Hc 778,791
Tank D Hd 790,036
Total Aliran Surface flow
149,524 24,03
Water Flow Intermediate Flow
320,280 51,47
Sub-Base Flow 47,2072
7,59 Base Flow
105,197 16,91
Total 622,208
100
Informasi ketersediaan air dapat dilihat dari komponen hasil optimasi yang terdiri keseimbangan air, total aliran air dan keseimbangan tinggi muka air pada
setiap konsep tank.. Berdasarkan hasil optimasi Tank Model dari data pada tanggal 10 Desember
2009 sampai 14 April 2010 diperoleh keseimbangan air yang terdiri dari presipitasi
inflow Rainfall,
aliran total
outflow calculation,
Etp evapotranspirasi dan perubahan kadar air Stored. Berikut ini Gambar 15
mengenai grafik hasil observasi presipitasi, evapotranspirasi, dan debit aliran
Gambar 15 Grafik fluktuasi data curah hujan, debit aliran dan evapotranspirasi. Dalam optimasi Tank Model terdapat faktor koreksi untuk komponen
presipitasi sebesar 1,1 dan evapotranspirasi sebesar 0,8. Hasil observasi analisis data total curah hujan dan evapotranspirasi masing-masing sebesar 1678 mm dan
631,04 mm serta total debit aliran sebesar 623,48 mm. Setelah hasil optimasi Tank Model pada Tabel 17, curah hujan berubah
setelah dikalikan faktor koreksi menjadi 1845,8 mm dan evapotranspirasi menjadi 504,83 mm serta total debit aliran menjadi 622,21 mm.
Pada pembahasan hasil indikator Tank Model dalam menjaga keseimbangan neraca air dapat dilihat dari persentase descrepancy, persentase descrepancy
1.0E
+
000 mendekati
nol berarti
semakin akurat
mempresentasikan keseimbangan air dan telah memenuhi kriteria keseimbangan air dengan sangat
memuaskan, dengan nilai positif ini menunjukan terjadi surplus air sebesar 716,543 mm sebagai Stored cadangan air tanah. Berikut ini Gambar 16,
keseimbangan air hasil optimasi Tank Model dari bulan Desember 2009 sampai April 2010.
Gambar 16 Keseimbangan air hasil optimasi Tank Model. Berdasarkan hasil optimasi Tank Model dari data pada tanggal 10 Desember
2009 sampai 14 April 2010 diperoleh total aliran yang mengalir atau terdistribusi di surface flow, intermediate flow, sub-base flow dan base flow dengnan masing-
masing nilai sebesar 149,524 mm, 320,280 mm, 47,207 mm, dan 150,197 mm. Total aliran hasil optimasi sebesar 622,208 mm dan total aliran yang mengalir ke
sungai terbesar dari bagian intermediate flow, hal ini menunjukan bahwa kapasitas infiltrasi cukup tinggi. Air dapat meresap ke dalam tanah terlebih dahulu sebelum
menjadi aliran debit yang masuk ke sungai. Berikut ini Gambar 17, akumulasi aliran total hasil keluaran Tank Model dari tanggal 10 Desember 2009-14 April
2010.
Gambar 17 Akumuluasi debit aliran dari berbagai jenis aliran hasil optimasi. Total aliran hasil optimasi sebesar 622,208 mm, berikut ini Gambar 18,
fluktuasi hidrograf aliran hasil keluaran optimasi Tank Model dengan
perbandingan hasil observasi dan kalkulasi dari tanggal 10 Desember 2009 sampai 14 April 2010.
Gambar 18 Grafik fluktuasi hidrograf aliran hasil optimasi. Keluaran hasil optimasi Tank Model dapat mempresentasikan ketersedian air
melalui keseimbangan level air pada setiap tank, berikut ini Gambar 19 menyajikan Water Level pada setiap tank dari tanggal 10 Desember 2099 sampai
14 April 2010.
Gambar 19 Keseimbangan Water Level pada setiap tahapan tank . Berdasarkan hubungan inflow curah hujan mm dan ketinggian dalam
setiap level air yang mengalir secara vertikal hasil dari optimasi Tank Model,
dapat menjelaskan bahwa curah hujan berpengaruh nyata terhadap perubahan keragaman tinggi aliran, karena adanya peningkatan dan penurunan curah hujan.
Pengaruh curah hujan berbeda-beda pada setiap level tank, pada level tank A 59,3 mm surface flow sangat dipengaruhi secara langsung oleh curah hujan,
ketika hujan tinggi maka akan diikuti dengan meningkatnya ketinggian air di surface flow.
Sedangkan pada level air di tengki B 31,9 mm intermediate flow tetap dipengaruhi oleh curah hujan tetapi tidak signifikan bila dibandingkan dengan
surface flow. Pada saat memasuki level air di tengki C 778 mm Sub-Base flow respon pengaruh curah hujan tidak langsung terjadi secara signifikan, tetapi
mengalami peningkatan secara kontinyu ketika terjadi peningkatan curah hujan hingga pada level air di tank D 790 mm Base flow tersimpan dalam air tanah
storage. Hasil optimasi level air pada masing-masing tank dapat menjelaskan jumlah air terbesar selama bulan Desember 2009 sampai April 2010 adalah
sebagai base flow sebesar 790 mm. Berdasarkan Tabel 17 dibawah ini, hasil keluaran optimasi Tank Model mengenai tinggi muka air pada setiap tank terbesar
berturut-turut pada masing-masing tank. Tabel 17 Keluaran Water Level hasil optimasi Tank Model
Komponen Tank Model Bagian Komponen
Nilai Satuan mm Persentase
Tinggi Muka air setiap tank Tank A Ha
59,260 3.57
Water Level Tank B Hb
31,982 1.93
Tank C Hc 778,791
46.91 Tank D Hd
790,036 47.59
Total 1.660,069
100
Water level tertinggi berada pada tank D base flow mencapai 790,036 mm dan diikuti oleh tank C sebesar 778,791 mm, nilai ini menunjukan bahwa curah
hujan yang turun dapat diresapkan ke dalam tanah infiltrasi dan mengalami proses perlokasi dimana air mengalir secara vertikal ke dalam tanah terus menerus
tersimpan dalam tanah yang disebut dengan air tanah stored. Hendrayanto et al 2001 menyatakan bahwa DAS yang memiliki penutupan hutan yang baik
mampu meresapkan air ke tanah.
5.4 Analisis Laju Sedimen Metode MUSLE
