Data Individu Elemen

5. Data Individu Elemen

Data elemen yang perlukan di dalam model ANSWERS terdiri dari:

5.1. Baris dan Kolom

Penomoran baris (Row) dan kolom (Column) disesuaikan dengan manual ANSWERS, untuk penomoran baris dimulai dari atas ke bawah, sedangkan untuk penomoran kolom dimulai dari kiri menuju kanan.

5.2. Kemiringan Lereng dan Ketinggian Tempat (Elevasi)

Data kemiringan lereng dan ketinggian tempat diperoleh dari hasil pengolahan peta kontur menjadi bentuk DEM. Dalam menginput data kelas lereng ke dalam model ANSWERS, nilai kemiringan lereng dikalikan dengan 10. Hal ini bertujuan untuk memenuhi ketentuan jumlah kolom dan baris yang telah ditetapkan dalam buku panduan atau manual ANSWERS.

5.3. Arah Aliran (Flow Direction)

Arah aliran merupakan suatu perkiraan aliran air yang mengalir dari elemen ke elemen berikutnya. Arah aliran ini ditentukan berdasarkan topografi dan adanya sungai. Dalam menentukan arah aliran, yang harus diperhatikan Arah aliran merupakan suatu perkiraan aliran air yang mengalir dari elemen ke elemen berikutnya. Arah aliran ini ditentukan berdasarkan topografi dan adanya sungai. Dalam menentukan arah aliran, yang harus diperhatikan

5.4. Jenis Tanah, Saluran/Sungai, Stasiun Penakar Hujan dan Penutupan Lahan/Penggunaan Lahan.

Data elemen untuk jenis tanah, saluran/sungai, stasiun penakar hujan dan penutupan lahan berupa nomor kategori masing-masing parameter. Untuk sungai/saluran hanya diisi pada elemen yang terlewati oleh sungai.

Proses atau tahapan input data ke dalam model ANSWERS dapat dijelaskan sebagai berikut: data yang diperoleh dari hasil pengolahan peta-peta tematik terutama untuk data individu elemen berupa data raster yang secara otomatis memiliki nilai pada setiap pikselnya dan telah tersusun dalam bentuk baris dan kolom (dalam software ERDAS Imagine 8.5) dieksport dan dikonversi ke dalam bentuk excel (dalam Microsoft Excel) untuk dirubah susunan baris dan kolomnya (disesuaikan denga susunan model ANSWERS). Data-data yang telah tersusun dalam bentuk baris dan kolom untuk kemudian di eksport lagi ke dalam bentuk text file (dalam notepad) sehingga akan diperoleh data individu elemen.

Tahapan selanjutnya adalah membuat bagian-bagian data lain yang diperlukan dalam model ANSWERS yaitu data intensitas hujan, data jenis dan parameter tanah, data jenis dan parameter penutupan dan penggunaan lahan serta data jenis dan karakteristik saluran. Sama seperti halnya data individu elemen, penyusunan masing-masing data tersebut di atas dilakukan dalam bentuk text file. Setelah semuanya tersusun, maka masing-masing data masukan atau input dirubah bentuk filenya dari text file menjadi file sesuai dengan permintaan model ANSWERS. Data intensitas hujan menjadi RAI file, data jenis tanah dan parameter menjadi SOI file, data jenis dan parameter penutupan/penggunaan lahan menjadi CRO file, data sungai atau saluran menjadi CHA file dan data individu elemen menjadi ELM file. Data input model ANSWERS seelengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 5. Proses pembangunan data model hidrologi ANSWERS selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 6 dibawah ini:

Peta tematik digital

Nomor stasiun penggunaan lahan

Peta penutupan/

kemiringan lereng

arah aliran

ketinggian

jenis tanah dan

penakar hujan

saluran/sungai

Microsoft

Excel file

Excel file

Excel

Excel file

Excel file

Excel file

Excel file

Perubahan penyusunan row

penyusunan row dan column

penyusunan row

penyusunan row

penyusunan row

penyusunan row

dan column

dan column

dan column

dan column

dan column

Notepad

Data Intensitas hujan

(txt.file)

Parameter tanah

penggunaan lahan

saluran/sungai

ANSWERS

RAI file

SOI file

ELM file

CRO file

CHA file

Gambar 6. Proses pembangunan data model hidrologi ANSWERS

Tahap Pengujian Model

Pengujian dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui tingkat keandalan suatu model. Pengujian dilakukan dengan membandingkan antara debit dan nilai sedimen yang dihasilkan oleh model dengan perhitungan yang berasal dari nilai lapangan. Mengacu pada beberapa penelitian sebelumnya, pengujian model untuk model hidrologi ANSWERS dilakukan dengan dua metode yaitu dengan

menggunakan uji korelasi (koefisien deterministik/R 2 ) dan uji nilai t. Data debit lapangan diperoleh dari hasil pengukuran tinggi muka air

Sungai Cipopokol dengan menggunakan alat AWLR (Automatic Water Level Recorder) yang dikonversi dengan menggunakan persamaan yang diperoleh dari penelitian sebelumnya (Setyianto, 2005):

Q = 0.000047 x H 2,61 ........................................................................................(1) Dimana:

Q = Besar aliran (debit) Sungai Cipopokol (m 3 /detik)

H = Tinggi muka air Sungai Cipopokol (cm) Pengujian nilai sedimen dalam hal ini adalah sedimen melayang dilakukan dengan tujuan untuk memastikan bahwa jika nilai hasil pengujian terhadap debit tinggi maka nilai hasil pengujian terhadap sedimen melayang juga akan berlaku hal yang sama. Hal ini disebabkan, nilai sedimen melayang diperoleh dari konversi nilai debit lapangan. Data lapangan sedimen melayang diperoleh dengan menggunakan rumus hubungan antara debit dengan sedimen melayang yang diperoleh dari penelitian sebelumnya (Setyianto, 2005):

Qs = 864 x Q 3,61 ........................................................................................( 2) Dimana:

Qs = Sedimen melayang Sungai Cipopokol (ton/hari) Q = Debit Sungai Cipopokol (m 3 /s)

Pengujian dapat dilakukan dengan dua macam metode yaitu menggunakan koefisien deterministik untuk hasil kalibrasi model dan validasi dengan uji statistik. Koefisien deterministik ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut (O’Connell dalam Nurlianty 2000):

2 [ ∑ ( Qlap − Qavg ) ][ − ( Qlap − Q mod) ]

......................................................(3) R =

∑ 2 ( Qlap − Qavg )

Dimana: R 2 : Koefisien deterministik

Q lap : Debit pengukuran lapangan (liter/detik) Q mod : Debit hasil keluaran model (liter/detik) Q avg : Debit rata-rata pengukuran lapangan

Model dapat dievaluasi dengan asumsi sebagai berikut;

2 1. Jika R 2 mendekati satu atau nilai R • 0.7 maka has il kalibras i model dapat dikatakan baik.

2. Jika R 2 < 0, maka model akan menghasilkan simulasi yang kurang baik karena prediksi model akan sangat berbeda dengan Q avg hasil

pengukuran di lapangan. Pengujian validasi model dilakukan dengan menggunakan uji t atau uji nilai tengah menggunakan s elang kepercayaan 95% (taraf nyata á = 0.05) dimana nilai tengah prediksi model (µ) sama dengan nilai data lapangan (µ o ) yaitu sebesar

H 0 : µ=µ o Jika jumlah sampel yang dipakai < 30 maka rumus yang digunakan adalah sebagai berikut: x − µ 0

t = , v = n-1..............................................................................................(4) S

n Dimana: t : Nilai t hitung

X : Nilai tengah data lapangan µ o : Nilai tengan data model S : Simpangan baku n : Jumlah data v : Derajat bebas

Dalam statistika hidrologi dijelaskan bahwa simpangan baku (S) digunakan untuk menentukan besarnya variabilitas suatu sampel populasi. Nilai simpangan baku dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut (Asdak 2002):

Keputusan:

1. H 0 akan diterima jika t < - t á/2 atau t > - t á/2 , berarti hasil prediksi model tidak berbeda nyata dengan hasil pengukuran di lapangan.

2. H 0 akan ditolak jika tidak berada pada selang tersebut.

Tahap Pemetaan Penyebaran Kelas Erosi dan Sedimentasi

Tahap atau kegiatan merubah hasil keluaran atau output model ANSWERS berupa angka kembali menjadi bentuk peta/data raster dapat dilihat dalam diagram alir berikut ini:

Pengkelasan Nilai Model ANSWERS

Output/Keluaran

Pengelompokan

Hasil Keluaran

Erosi dan Sedimen

(Text File)

(Excel File)

Peta Penyebaran Kelas Erosi dan

Perubahan File Sedimen

Import Menjadi

Bentuk Image

ERDAS Imagine 8.5 (Raster File)

Gambar 7. Proses pemetaan penyebaran nilai erosi dan sedimen Langkah awal dalam memetakan kembali hasil output atau keluaran model adalah dengan melakukan pengelompokan nilai erosi dan sedimen pada setiap elemen menurut identitasnya yaitu nomor baris dan kolom. Pengkelasan nilai erosi dan sedimen dilakukan karena output model menghasilkan nilai erosi dan sedimen yang berbeda pada masing-masing elemen, sehingga untuk memudahkan merubah hasil output menjadi bentuk peta raster (image) maka nilai erosi dan sedimen disusun menjadi beberapa kelas. Pembagian kelas erosi dan sedimen dilakukan berdasarkan batas nilai terbesar dan terkecil yang dihasilkan. Tabel 4 berikut merupakan pengkelasan nilai erosi dan sedimen.

Tabel 4. Pengkelasan nilai erosi dan sedimentasi

No.

Hasil Prediksi

Kelas

Nilai (Ton/Ha) 1 0 – 0,5

Proses pengelompokan elemen berdasarkan masing-masing parameter serta pengkelasan nilai erosi dan sedimen dilakukan di dalam format excel files, selanjutnya dilakukan perubahan nama file menjadi bentuk MS-DOS. Bentuk format file MS-DOS selanjutnya akan dapat terbaca di dalam software ERDAS Imagine 8.5 menjadi bentuk ASCII Raster melalui proses import. Import di dalam

ERDAS merupakan suatu proses untuk merubah suatu data dalam bentuk format tertentu (misalnya GRID, Arc Coverage, ASCII Raster) menjadi bentuk image. ASCII Raster merupakan sebuah format yang tersusun sebagai kumpulan angka. Tahap pengubahan format file ASCII Raster ke dalam bentuk format image memiliki ketentuan atau susunan bentuk file berupa BSQ dengan tipe data berupa decimal dan tipe output data berupa float. Setelah semua ketentuan atau persyaratan terpenuhi maka akan dihasilkan tampilan berupa peta dalam bentuk image.

Tahap Analisa Indeks Sensitivitas Model

Analisa sensitivitas digunakan untuk mengetahui pengaruh masukan model dan nilai parameter karakteristik model dan keluarannya. Analisa data yang digunakan adalah analisa sensitivitas deterministik terhadap variabel DAS dalam model ANSWERS. Prosedur yang digunakan adalah menjalankan simulasi dengan mengganti nilai setiap parameter sebesar 10% lebih besar dan 10% lebih kecil. Pengaruh perubahan keluaran model disebabkan oleh adanya penambahan atau pengurangan sebanyak 10% dari setiap parameternya. Indeks yang menggambarkan sensitivitas dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut (de Roo dalam Nurlianty, 2000):