Analisis Data
4.1 Analisis Data
4.1.1 Data
Penelitian ini menggunakan data berupa data curah hujan tahun 1994-2008. Data curah hujan diperoleh dari Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Wonosobo dan Banjarnegara. Peta DAS Bendung Singomerto berupa data dalam format jpg.
Penelitian ini menggunakan data hujan di stasiun Garung (Sta.24a), Stasiun Wonosobo (Sta.26), Stasiun Mungkung (Sta.27a), Stasiun Kertek (Sta.27b), Stasiun Limbangan (Sta.62d), dan Stasiun Pejawaran (Sta.66). Pemilihan keenam stasiun tersebut sehubungan dengan ketersediaan data yang lengkap di enam stasiun hujan tersebut.
4.1.2 Uji Kepanggahan Data Hujan
Uji kepanggahan data menggunakan uji kurva massa ganda. Pengujian data dilakukan pada data curah hujan tahunan. Uji kepanggahan yang dilakukan memberikan hasil bahwa keenam stasiun mempunyai data yang panggah dan bisa
digunakan untuk analisis. Ketiga stasiun hujan menghasil nilai deterministik (R 2 )
mendekati satu yang berarti hubungan ketiga stasiun hujan saling berkaitan. Contoh perhitungan kurva massa ganda di stasiun Garung pada tahun 1994 adalah : · Hujan tahun 1994
= 2496 mm/hari ( sumbu Y ),
· Hujan rerata tahun 1994 = (hujan stasiun Wonosobo tahun 1994 + hujan stasiun Mungkung tahun 1994 + hujan stasiun · Hujan rerata tahun 1994 = (hujan stasiun Wonosobo tahun 1994 + hujan stasiun Mungkung tahun 1994 + hujan stasiun
= ( 2396 + 2839 + 2629 + 2570 + 1817 ) / 5 = 2450,2 mm/hari.
Perhitungan lengkap dapat dilihat di Tabel C.1a – C.1f Lampiran C. Data curah hujan tahunan diberikan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1. Data curah hujan tahunan stasiun Garung, Wonosobo, Mungkung, Kertek, Limbangan, dan Penjawaran.
Tahun
STASIUN HUJAN (mm/hari)
Garung Wonosobo Mungkung Kertek Limbangan Penjawaran 1994
Data curah hujan tersebut dianalisis dengan menggunakan kurva massa ganda.
Setiap stasiun hujan akan menghasilkan nilai koefisien deterministik (R 2 ). Kurva massa ganda yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4-1. Kurva massa ganda stasiun hujan Garung, Wonosobo, Mungkung, Kertek, Limbangan, dan Penjawaran
Gambar grafik tersebut menunjukkan nilai R 2 yang diperoleh hasilnya mendekati
1 (satu). Hal tersebut menunjukkan data hujan dari keenam stasiun tersebut panggah sehingga dapat langsung digunakan dalam penelitian.
4.1.3 Poligon Thiessen
Poligon Thiesen umum digunakan dalam transformasi hujan titik menjadi hujan daerah. Metode ini digunakan dalam penelitian ini terkait dengan ketersediaan data pada stasiun Garung, Wonosobo, Mungkung, Kertek, Limbangan dan Penjawaran.
Data curah hujan masing-masing stasiun diubah menjadi hujan daerah dengan menggunakan metode poligon Thiessen. Posisi dari masing-masing stasiun hujan diplot ke dalam peta DAS Bendung Singomerto kemudian plot garis yang menghubungkan keenam stasiun hujan. Kemudian plot garis berat yang tegak lurus garis hubung stasiun hingga memotong batas DAS Bendung Singomerto.
Pembuatan poligon Thiessen dalam penelitian ini diolah dengan bantuan program AutoCAD . Hasil olahan poligon Thiessen yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Komulatif Rerata
Penjawaran Limbangan Kertek Mungkung Wonosobo Garung Linear (Penjawaran) Linear (Penjawaran) Linear (Limbangan) Linear (Kertek) Linear (Mungkung) Linear (Wonosobo) Linear (Garung)
Gambar 4-2. Poligon Thiessen DAS Bendung Singomerto (Anonim, 2008)
4.1.4 Perhitungan Koefisien Thiessen
Hasil pengeplotan poligon Thiessen DAS Bendung Singomerto dengan keenam stasiun hujan menghasilkan koefisien Thiessen untuk masing-masing stasiun hujan. Perhitungan koefisien Thiessen dilakukan dengan membandingkan antara luas poligon Thiessen untuk masing-masing stasiun hujan dan luas total DAS. Contoh perhitungan koefisien Thiessen untuk stasiun hujan Garung adalah :
· Luas DAS Garung
= 665 km 2 ,
· Koefisien Thiessen Garung
Perhitungan untuk masing-masing koefisien Thiessen disajikan dalam Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Perhitungan koefisien Thiessen untuk stasiun Garung, Wonosobo,
Mungkung, Kertek, Limbangan, dan Penjawaran.
NO
STASIUN HUJAN
POLYGON THIESSEN FACTOR Presentase ( % )
Luas DAS ( KM 2 )
1 Stasiun Garung (Sta.24a) 23,91
2 Stasiun Wonosobo (Sta.26)
3 Stasiun Mungkung (Sta.27a) 10,43
4 Stasiun Kertek (Sta.27b) 16,02
5 Stasiun Limbangan (Sta.62d) 16,76
6 Stasiun Pejawaran (Sta.66) 15,29
Hasil dari perhitungan koefisien Thiessen menunjukkan bahwa stasiun Garung memperoleh presentase paling besar. Hal ini berarti bahwa stasiun tersebut berpengaruh besar dalam perhitungan analisis penelitian ini. Stasiun Wonosobo, Kertek, Limbangan, dan Penjawaran memiliki presentase yang hampir sama. Stasiun dengan perolehan presentase terendah yaitu stasiun Mungkung, karena letaknya yang tidak terlalu dekat dengan DAS Bendung Singomerto.
4.1.5 Hujan Wilayah
Koefisien Thiessen digunakan sebagai pengali dalam perhitungan hujan daerah. Hujan wilayah mewakili hujan yang terjadi di seluruh DAS Bendung Singomerto. Penelitian ini menggunakan data hujan 15 harian dalam transformasi hujan – debit. Untuk itu, perhitungan hujan daerah yang dilakukan adalah 15 harian. Data hujan dan hari hujan 15 harian disajikan dalam, Tabel B.1a – B.1f Lampiran B.
Contoh perhitungan hujan 15 harian pertama bulan Januari pada tahun 1994 : · Hujan 15 harian tahun 1994 di stasiun hujan Garung
= 279 mm,
· Hujan 15 harian tahun 1994 di stasiun hujan Wonosobo = 178 mm, · Hujan 15 harian tahun 1994 di stasiun hujan Mungkung = 262 mm,
· Hujan 15 harian tahun 1994 di stasiun hujan Limbangan= 178 mm, · Hujan 15 harian tahun 1994 di stasiun hujan Penjawaran= 229 mm, · Hujan 15 harian tahun 1994 = (279x0,231) + (178x0,1759) + (262x0,1043) +
(368x0,1602) + (368x0,1676) + (178x0,1529) = 249 mm.
Perhitungan hujan 15 harian selengkapnya dapat dilihat pada Tabel C.2 Lampiran
C.
4.1.6 Evapotranspirasi
Data-data yang digunakan dalam perhitungan evapotranspirasi disajikan dalam Tabel 4.3 suhu udara, Tabel 4.4 kelembaban udara, Tabel 4.5 kecepatan angin, dan Tabel 4.6 penyinaran matahari (%).
Tabel 4.3. Data Suhu Udara ( 0 C) Stasiun Pengamatan Klimatologi Bojongsari
24.9 25.2 25.8 26.3 25.0 25.1 24.9 24.1 25.5 25.8 - - 2001
Sumber: Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Banjarnegara
85.00 85.00 87.00 88.00 87.00 95.00 97.00 97.00 97.00 93.00 - - 2001
Sumber: Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Banjarnegara
3.10 3.00 3.40 - - 1991
Rata- Rata
2.02 2.11 2.30 2.11 2.02 1.87 1.90 2.06 2.25 2.41 2.16 1.93 Rata2
(m/det) 0.56 0.59 0.64 0.59 0.56 0.52 0.53 0.57 0.63 0.67 0.60 0.54
Sumber: Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Banjarnegara
Klimatologi Bojongsari
Sumber: Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Banjarnegara
Contoh perhitungan evapotranspirasi berdasarkan Persamaan 2.2 untuk bulan Januari adalah sebagai berikut: Dasar Perhitungan
1. Suhu udara = 26,31 0 C
2. Kelembaban udara relatif = 85,77%
3. Kecepatan angin (V2) = 0,56 m/dt
4. Penyinaran matahari standar 8 jam (Qr) = 40,57%
5. Letak Lintang = 7,25
6. Koef. Albedo = 0,25
Perhitungan Evapotranspirasi
8. f(Tai) x 10 -2 berdasarkan tabel 2.5. = 9,12
9. -1 x 10 2 berdasarkan tabel 2.1
= 2,6
10. PZ wa ] sa berdasarkan tabel 2.8 = 25,74 mmHg
11. d = 2,01
12. PZ wa = kelembaban udara x PZ wa ] sa = 85,78% x 25,74 = 22,1 mmHg
13. f(Tdp) berdasarkan tabel 2.6 (dengan PZ wa =22,1mmHg)= 0,126
14. PZ wa ] sa - PZ wa = 25,74 – 22,1 = 3,66 mmHg
15. d.f(µ 2) berdasarkan tabel 2.7 = 0,141
16. d.Eq = (PZ wa ] sa - PZ wa ) x d.f(µ 2) = 3,66 x 0,41 = 0,52
17. h sh x 10 -2 berdasarkan tabel 2.4 dengan Lintang 7,25 = 9,12
18. a sh x f(r) berdasarkan tabel 2.3 = 0,333
19. H h sh x 10 -2 ) x (a sh x f(r)) = 9,12 x 0,333
= 3,04
20. m = 8 x (1 – r) = 8 x (1 – 34,61%) = 5,23
21. f(m) = 1 – m/10 = 1 – 5,23/10 = 0,48
22. H = (Tai) x f (Tdp) x f (m) = 9,12 x 0,126 x 0,48 = 0,55
H = 2,6 x 2,49
26. Eto = d.Eq +
-1 x (H
H / (d
= 3,48 mm/hari Untuk perhitungan bulan berikutnya disajikan dalam Tabel 4.7.
dengan jumlah hari dalam setengah bulanan. Contoh perhitungan untuk Eto Januari setengah bulanan pertama pada tahun 1994: Jumlah hari
= 15 hari.
Nilai Eto bulan Januari
= 3,48 mm/hari.
Eto Januari I
= 15 x 3,48 = 52,2 mm/bln
Untuk perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel C.3 Lampiran C.
4.1.7 Perhitungan Kalibrasi Parameter DAS
Data debit harian Bendung Singomerto yang diperoleh adalah tahun 2002 – 2008. Maka dari itu, kalibrasi untuk mendapatkan harga parameter DAS dilakukan dengan menggunakan data hujan dari tahun 2002 – 2008. Kalibrasi dilakukan dengan cara menentukan terlebih dahulu nilai awal perkiraan dan batasan nilai parameter.
Kemudian dengan menggunakan metode Mock, Nreca, Tank Model dan Rainrun, dihitung nilai transformasi data hujan – debit berdasarkan nilai parameter perkiraan awal. Apabila hasilnya kurang mendekati dengan data pencatatan debit Bendung Singomerto, yaitu didapat nilai R rendah, VE tinggi dan CE tinggi, maka dilakukan kalibrasi dengan menggunakan Solver yang terdapat pada program Microsoft Excel.
Program Solver dapat digunakan dengan memasukkan batasan nilai dari masing- masing parameter untuk masing-masing metode perhitungan. Batasan nilai parameter ditentukan sebagai berikut (Ery Setiawan,2010): Tabel 4.8. Batasan nilai parameter Metode Mock
No
Parameter
Metode Mock Maksimal
2 SMC (mm)
5 IS (mm)
6 PF
2 Koefisien evapotraspirasi
3 DF1 (mm)
4 SMC (mm)
Tabel 4.10. Batasan nilai parameter Tank Model
No
Parameter
Tank Model Maksimal
2 B0-1
3 B1-1
4 B2-1
7 IC (mm)
Tabel 4.11. Batasan nilai parameter Rainrun
No
Parameter
Rainrun Maksimal
4 SMC1 (mm)
5 ISM1 (mm)
7 SMC2 (mm)
8 ISM2 (mm)
9 IGWS (mm)
Batasan nilai parameter tersebut nantinya akan dimasukkan ke dalam batasan pada fasilitas solver pada Microsoft Excel. Batasan nilai tersebut dimaksudkan agar hasil optimasi parameter tidak melampaui batas maksimal dan tidak kurang dari batasan minimal. Sehingga hasil yang didapatkan dari optimasi dengan menggunakan solver akan mendekati keadaan lapangan.
4.1.7.1 Data Pencatatan Debit Lapangan
Data pencatatan debit yang diperoleh tahun 2002 – 2008 disajikan dalam Tabel B.2 Lampiran B. Gambar grafik dari data pada lampiran tersebut, disajikan dalam Gambar 4-3.
an .u n s.
a 240.0
c. t) 220.0
id
/d
DATA PENCATATAN
m 200.0
DEBIT LAPANGAN
c 120.0 m o
m 100.0 it
o t u 60.0
ser
0.0 IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII J FMAM J J AS OND J FMAM J J AS OND J FMAM J J A SOND J FMAMJ J A SOND J FMAM J J A SOND J FMAM J J AS OND J FMAM J J AS OND
d ig
ilib .u n
Gambar 4-3. Grafik data pencatatan debit lapangan
s.
c. id
Proses pengolahan data asumsi awal untuk parameter DAS, adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan nilai perkiraan awal parameter awal DAS.
Tabel 4.12. Asumsi kondisi awal parameter DAS Metode Mock
No
Parameter
Metode Mock
1. CA (km 2 )
2. SMC (mm)
5. IS (mm)
2. Melakukan perhitungan transformasi data hujan – debit dengan menggunakan metode Mock tahun 2002 – 2008. Contoh perhitungan untuk tahun 2002 bulan Januari 2 minggu pertama (Jan I): Data: Curah hujan (P)
= 119,74 mm Hari Hujan
= 7 hari Limited Evapotranspiration Evaportanspirasi
= 52,14 mm Exposed Surface = 20%
(d/h) x m = ((15-7)/15) x 20% = 0,10
E = ((d/h) x m) x Evaportanspirasi = 0,10 x 52,14 = 5,36 mm Et = Eto – E = 52,14 – 5,36
= 46,78 mm Water Balance P – Et = 119,74 – 46,78
= 72,96 mm Precipitation Flood = PF x P = 0,5 x 119,74
= 59,87 mm Soil Storage = (P-Et) – Precipitation Flood = 72,96 – 59,87 = 13,09 mm Soil Moisture = SMC + Soil Storage = 220 + 13,09
= 233,09 mm Water Surplus = 72,96 mm
Run off dan Ground Water Storage Infiltration = Water Surplus x I = 72,96 x 0,7
= 51,07 mm 0,5 x (1+k) x I = 0,5 x (1+0,7) x 51,07
= 45,37 mm kxV n-1 = 0,8 x IS = 0,8 x 220
= 32 mm
Direct Run off = Water Surplus – Infiltration = 72,96 - 51,07 = 21,89 mm Run off = Base Flow + Direct Run off
= 35 mm Effective Discharge Effective Discharge = (Run off x 0,001 / (3600 x 24 x 15)) x (CA x 10 6 ) = (35 x 0,001 / (3600 x 24 x 15)) x (665 x 10 6 )
= 17,96 m 3 /s Perhitungan selanjutnya disajikan dalam Tabel C.4.1b Lampiran C..
3. Membandingkan hasil transformasi data hujan – debit Metode Mock dengan data pencatatan debit lapangan. Apabila hasilnya tidak sesuai parameter statistik yang dikehendaki yaitu R » 1, VE » 0, dan CE » 1, dilakukan proses kalibrasi dengan menggunakan Solver hingga hasilnya mendekati dengan yang hasil yang diharapkan.
Tabel 4.13. Hasil nilai parameter setelah dikalibrasi No
Parameter
Metode Mock Hasil Kalibrasi
1 CA (km 2 )
2 SMC (mm)
5 IS (mm)
Perhitungan hasil kalibrasi disajikan dalam Tabel C.5.1b Lampiran C. Dari hasil perhitungan didapatkan nilai parameter baru. Dari hasil tersebut dengan menggunakan Persamaan 2.24, 2.25, dan 2.26 menghasilkan perhitungan transformasi data hujan – debit yang memiliki nilai:
R k = 0,7564 VE k = 13,4834% CE k = 0,8141
BULAN
N0 TAHUN
.u n
NOPEMBER DESEMBER
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II s.
c.
14.63 35.58 21.37 31.08 44.98 54.78 56.49 50.83 45.57 30.16 31.75 25.62 22.44 18.43 17.22 14.14 13.21 11.58 10.14 8.33 18.42 33.38 38.60 35.37 id
6 2007 c 97.64 30.90 34.97 68.31 59.02 72.74 75.38 68.78 50.08 41.89 39.02 32.79 28.72 23.59 22.04 18.10 16.91 14.82 12.98 11.81 30.39 15.50 27.91 o 27.97
7 2008 m
67.60 41.89 35.28 39.86 70.23 62.52 65.06 56.44 46.59 36.21 32.45 28.43 24.90 20.45 19.11 15.69 14.66 12.85 16.11 24.57 34.57 30.51 42.79 m 28.97
it t o u
ser
d ig ilib .u
n s.
c. id
.u
n s.
DATA PENCATATAN DEBIT
c.
LAPANGAN
200.0 Hasil Perhitungan Debit dengan
id
Metode Mock
( 120.0 c Q o
( m it 100.0 m
eb it
D o t 80.0 u
ser 60.0
d ig ilib
.u n
s. Gambar 4-4. Grafik perbandingan transformasi hujan – debit hasil kalibrasi Metode Mock dengan data pencatatan debit lapangan
c. id
Proses pengolahan data asumsi awal untuk parameter DAS, adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan nilai parameter awal DAS.
Tabel 4.15. Asumsi kondisi awal parameter DAS Metode NRECA
No
Parameter
Metode NRECA
1 CA (km 2 )
2 Koefisien evapotraspirasi
3 DF1 (mm)
4 SMC (mm)
2. Melakukan perhitungan Transformasi data hujan – debit dengan menggunakan metode NRECA tahun 2002 – 2008. Contoh perhitungan untuk tahun 2002 bulan Januari 2 minggu pertama (Jan I): Data: Jumlah curah hujan setahun
= 2456 mm/tahun Jumlah hari
= 15 Curah hujan (P)
= 119,74 mm Evaportanspirasi
= 52,14 mm Eto = koef evapotras x Evapotranspirasi = 0,8 x 52,14
= 41,71 mm SMC
= 130 mm N
= SMC/(100 + (0,2 x jumlah curah hujan setahun) = 130/(100 + (0,2 x 2456)
= 0,22 P/Eto = 119,74/41,71
= 2,87 mm AET/Eto dari gambar 2.2
= 1,00 AET = 0,6 x AET/Eto x Eto = 0,6 x 1,00 x 41,71
= 25,03 mm Water Balance = P – AET = 119,74 – 25,03
= 94,71 mm Moist Ratio Jika Water Balance > 0, maka Moist Ratio = N Jika Water Balance < 0, maka Moist Ratio = 0 Water Balance = 94,71 > 0, Moist Ratio = N
= 0,22 Excess Moist = Water Balance x Moist Ratio = 94,71 x 0,22 = 20,82 mm Delta Storage = Water Balance – Excess Moist = 94,71 – 20,82= 73,89 mm Recharge To Ground Water = 0,3 Excess Moist = 0,3 x 20,82 = 6,25 mm Direct Flow = DF1
= 115 mm
Total Flow = GW Flow + Direct Flow = 99,45 mm Effective Discharge Effective Discharge = (Total Flow x 0,001 / (3600 x 24 x 15)) x (CA x 10 6 ) = (99,45 x 0,001 / (3600 x 24 x 15)) x (665 x 10 6 )
= 51,03 m 3 /s Perhitungan selanjutnya disajikan dalam Tabel C.4.2b Lampiran C.
3. Membandingkan hasil Transformasi data hujan – debit Metode Nreca dengan data pencatatan debit lapangan. Apabila hasilnya tidak sesuai parameter statistik yang dikehendaki yaitu R » 1, VE » 0, dan CE » 1, dilakukan proses kalibrasi dengan menggunakan Solver hingga hasilnya mendekati dengan yang hasil yang diharapkan.
Tabel 4.16. Hasil nilai parameter setelah dikalibrasi No
Parameter
Metode NRECA Hasil Kalibrasi
1 CA (km 2 )
2 koefisien evapotraspirasi
3 DF1 (mm)
4 SMC (mm)
Perhitungan hasil kalibrasi disajikan dalam Tabel C.5.2b Lampiran C. Dari hasil perhitungan didapatkan didapatkan nilai parameter baru. Dari hasil tersebut dengan menggunakan Persamaan 2.24, 2.25, dan 2.26 menghasilkan perhitungan yang memiliki nilai: R k = 0,7953
VE k = 30,6160% CE k = 0,2474
BULAN
N0 TAHUN
.u n
NOPEMBER DESEMBER
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II s.
c.
50.78 44.94 24.86 36.05 67.02 91.22 85.42 63.55 44.52 7.71 13.01 1.27 0.52 3.77 2.19 2.23 0.24 4.93 0.85 4.71 34.27 72.03 77.84 60.07 id
6 c 2007
7 m 2008
96.71 63.45 33.46 16.23 5.54 8.14 1.54 0.27 0.39 4.53 1.35 4.79 19.49 48.13 71.89 50.61 82.25 m 36.77
it o t u ser
d ig ilib .u
n s.
c. id
3 /d
Hasil Perhitungan Debit dengan .u
m 220.0 n
Metode Nreca
s.
a ( 200.0
c.
DATA PENCATATAN DEBIT
id
c o 80.0 m m 60.0
40.0 it o t
20.0 u ser 0.0
J F M AM J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M AM J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D 2002
d ig ilib .u
n s.
c. id
Proses pengolahan data asumsi awal untuk parameter DAS, adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan nilai parameter awal DAS.
Tabel 4.18. Asumsi kondisi awal parameter DAS Tank Model
Tank-1
Initial
B 0-1 0,500
condition
B 1-1 0,400 H 1 5
B 2-1 0,400 H 2 7 50,0
Tank-2
B 0-2 0,300
B 1-2 0,050 H 1 2
B 2-2 0,060 H 2 5 250,0
B 2-3 0,04 H 2 100 3,0
Tank-4
B 0-4 0,040
B 1-4 0,050 H 1 20
B 2-4 0,050 H 2 30
2. Melakukan perhitungan Transformasi data hujan – debit dengan menggunakan metode Tank model tahun 2002 – 2008. Contoh perhitungan untuk tahun 2002 bulan Januari 2 minggu pertama (Jan I): Data: Jumlah hari
= 15 Curah hujan (P)
= 119,74 mm Evaportanspirasi
= 52,14 mm Tank 1
D 1b = Max (0, (P – Evapotranspirasi + IC))
= 117,6 mm
Q 0-1 =B 0-1 xD 1b = 0,5 x 117,6
= 58,8 mm
Q 1-1 =B 1-1 x (D 1b –H 1 ) = 0,4 x (117,6 – 5)
= 45 mm
Q 2-1 =B 2-1 x (D1b – H 2 ) = 0,4 x (117,6 – 7)
= 44,2 mm
D 2b = Max(0, jika (P – Evapotrans + IC 1 ) < 0 maka P – Evapotrans + IC 1 + IC 2 +Q 0-1 . Jika (P – Evapotrans + IC 1 ) > 0 maka IC 2 +Q 0-1 )
= IC 2 +Q 0-1 = 250 + 58,8
= 308,8 mm
Q 0-2 =B 0-2 xD 2b = 0,3 x 308,8
= 92,6 mm
Q 1-2 =B 1-2 x (D 2b –H 1 ) = 0,05 x (308,8 – 5)
= 15,3 mm
Q 2-2 =B 2-2 x (D 2b –H 2 ) = 0,06 x (308,8 – 7)
= 18,2 mm
D 2e = Max (0, (D 2b –Q 0-2 –Q 1-2 –Q 2-2 ))
= 182,6 mm Tank 3
D 3b = Max(0, jika (P – Evapotrans + IC 2 ) < 0 maka P – Evapotrans + IC 2 + IC 3 +Q 0-2 . Jika (P – Evapotrans + IC 2 ) > 0 maka IC 3 +Q 0-2 )
= IC 3 +Q 0-2 = 3 + 92,6
= 95,6 mm
Q 0-3 =B 0-3 xD 3b = 0,2 x 95,6
= 19,1 mm
Q 1-3 = Max (0, (B 1-3 x (D 3b –H 1 )) = 0,1 x (95,6 – 75)
= 74,4 mm Tank 4
D 4b = Max(0, jika (P – Evapotrans + IC 3 ) < 0 maka P – Evapotrans + IC 3 + IC 4 +Q 0-3 . Jika (P – Evapotrans + IC 3 ) > 0 maka IC 3 +Q 0-3 )
= IC 4 +Q 0-3 = 4 + 19,1
= 23,1 mm
Q 0-4 =B 0-4 xD 4b = 0,04 x 23,1
=Q 1-1 +Q 2-1 +Q 1-2 +Q 2-2 +Q 1-3 +Q 2-3 +Q 1-4 +Q 2-4 = 45 + 44,2 + 15,3 + 18,2 + 1,8 + 0 + 0 + 0
= 125,06 mm Effective Discharge = (Qs x 0,001 / (3600 x 24 x 15)) x (CA x 10 6 ) = (125,06 x 0,001 / (3600 x 24 x 15)) x (665 x 10 6 )
= 64,171 m 3 /s Perhitungan selanjutnya disajikan dalam Tabel C.4.3b Lampiran C.
3. Membandingkan hasil Transformasi data hujan – debit Tank Model dengan data pencatatan debit lapangan. Apabila hasilnya tidak sesuai parameter statistik 3. Membandingkan hasil Transformasi data hujan – debit Tank Model dengan data pencatatan debit lapangan. Apabila hasilnya tidak sesuai parameter statistik
Tabel 4.19. Hasil nilai parameter setelah dikalibrasi Tank-1
Initial
B 0-1 0,187
condition
B 1-1 0,145 H 1 5
B 2-1 0,004 H 2 7 50,0 Tank-2
B 0-2 0,013
B 1-2 0,003 H 1 2
B 2-2 0,003 H 2 5 250,0
Tank-3
B 0-3 0,300
B 1-3 0,006 H 1 75
B 2-3 0,007 H 2 100 3,0
Tank-4
B 0-4 0,001
B 1-4 0,008 H 1 20
B 2-4 0,001 H 2 30
Perhitungan hasil kalibrasi disajikan dalam Tabel C.5.3b Lampiran C. Dari hasil perhitungan didapatkan didapatkan nilai parameter baru. Dari hasil tersebut dengan menggunakan Persamaan 2.24, 2.25, dan 2.26 menghasilkan perhitungan yang memiliki nilai: R k = 0,8448
VE k = 34,6502% CE k = 0,8481%
BULAN
N0 TAHUN
.u n
NOPEMBER DESEMBER
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II s.
c.
9.29 20.03 17.85 20.62 25.69 32.48 36.38 33.13 27.81 15.44 12.11 4.93 1.81 1.59 1.55 1.32 1.24 1.13 0.97 0.81 4.51 13.37 19.64 19.82 id
6 c 2007
7 m 2008
29.43 33.17 32.69 33.92 46.20 46.71 49.52 44.16 36.17 26.77 20.72 17.07 11.96 11.02 11.56 10.72 11.23 11.08 12.02 16.77 24.88 25.73 31.70 m 26.42
it o t u ser
d ig ilib .u
n s.
c. id
.u
3 /d
240.0 DATA PENCATATAN DEBIT
LAPANGAN
s.
c.
Q 220.0 Hasil Perhitungan Debit dengan Tank Model
it 200.0
id
c 100.0 o m
m it 80.0
60.0 u ser 40.0
20.0 0.0 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
d ig ilib .u
n s.
c. id
Proses pengolahan data asumsi awal untuk parameter DAS, adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan nilai parameter awal DAS. Tabel 4.21. Asumsi kondisi awal parameter DAS Rainrun
No
Parameter
Rainrun Perkiraan
4 SMC1 (mm)
5 ISM1 (mm)
7 SMC2 (mm)
8 ISM2 (mm)
9 IGWS (mm)
2. Melakukan perhitungan Transformasi data hujan – debit dengan menggunakan Rainrun dari tahun 2002 – 2008. Contoh perhitungan untuk tahun 2002 bulan Januari 2 minggu pertama (Jan I): Data: Curah hujan (P)
= 119,74 mm Pnetto
=P–( h x (1-0,37 x P 0,14 ) = 119,74 – (0,8 x (1-0,37 x 119,74 0,14 )
= 119,52 mm Evaportanspirasi
= 52,14 mm
R Surface = x Pnetto = 0,1 x 119,52
= 11,95 mm PET
= kc x Eto = 0,05 x 52,14
= 2,61 mm kc
= jika SMC1 > 0,7 x SMC maka kc =1,
jika tidak maka kc = 0,7 x SMC
=1 AET
= kc x PET = 1 x 2,61
= 2,61 mm ER
= Pnetto - R Surface = 119,52 – 11,95
= 107,57 mm SM1
= jika ISM1+ER-AET>SMC1 maka SM1 = SMC
Jika ISM1+ER-AET<0 maka SM1 = 0 Selain itu SM1 = ISM1+ER-AET
= ER+SM1-AET-SMC1 = 107,57+144,96-2,61-220 = 29,92 mm SM2
= Jika ISM2+I-Pc>0 maka SM2 = ISM2+I-Pc
Jika ISM2+I-Pc<0 maka SM2 = 0
= 0 mm Rint
= Jika SM2-SMC2<0, maka Rint = 0
Jika SM2-SMC2>0, maka Rint = SM2-SMC2 = 0 mm Pc
= SMC2 x (1 - k1) + I x (1 + ((1 – k1)/ln(k1))) = 126,22 mm Rbas
= IGWS x (1 – k2) + Pc x (1 + ((1 – k2)/ln(k2)) = 55,173 mm GWS
= IGWS + Rint – Rbas
= 111,05 mm Rtot
= Rsur + Rint + Rbas = 11,95 + 0 + 160,173
= 67,12 mm Effective Discharge Effective Discharge = (R tot x 0,001 / (3600 x 24 x 15)) x (CA x 10 6 ) = (67,12 x 0,001 / (3600 x 24 x 15)) x (665 x 10 6 )
= 34,44 m 3 /s Perhitungan selanjutnya disajikan dalam Tabel C.4.4b Lampiran C.
3. Membandingkan hasil Transformasi data hujan – debit Rainrun dengan data pencatatan debit lapangan. Apabila hasilnya tidak sesuai parameter statistik yang dikehendaki yaitu R » 1, VE » 0, dan CE » 1, dilakukan proses kalibrasi dengan menggunakan Solver hingga hasilnya mendekati dengan yang hasil yang diharapkan.
No
Parameter
Rainrun Perkiraan
awal
Hasil Kalibrasi
4 SMC1 (mm)
220,0000
199,9999
5 ISM1 (mm)
7 SMC2 (mm)
120,0000
130,0060
8 ISM2 (mm)
80,0000
30,0000
9 IGWS (mm)
Perhitungan hasil kalibrasi disajikan dalam Tabel C.5.4b Lampiran C. Dari hasil perhitungan didapatkan didapatkan nilai parameter baru. Dari hasil tersebut dengan menggunakan Persamaan 2.24, 2.25, dan 2.26 menghasilkan perhitungan yang memiliki nilai: R k = 0,8749
VE k = 10,8048% CE k = 0,8884%
BULAN
N0 TAHUN
.u n
NOPEMBER DESEMBER
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II s.
c.
37.04 38.32 39.69 43.43 48.68 59.89 66.91 59.87 49.39 30.03 22.91 13.73 7.07 5.53 4.93 3.92 2.60 4.19 3.44 4.46 15.22 32.17 44.36 44.49 id
6 c 2007
7 m 2008
42.69 47.60 46.61 44.72 60.50 65.20 66.38 55.18 40.21 26.10 16.36 11.60 7.01 3.36 1.82 1.08 1.02 3.15 10.42 21.80 36.28 38.64 45.25 m 38.46
it o t ser u
d ig ilib .u
n s.
c. id
t) 240.0
.u
3 /d
DATA PENCATATAN DEBIT
s.
c.
Hasil Perhitungan Debit dengan Rainrun
id
c m o 100.0
m it 80.0
o t u 60.0 ser
d ig
ilib .u n
Gambar 4-7. Grafik perbandingan transformasi hujan – debit hasil kalibrasi Rainrun dengan data pencatatan debit lapangan s.
c. id
Setelah didapatkan nilai parameter DAS, maka nilai parameter tersebut selanjutnya digunakan untuk memperkirakan transformasi hujan – debit yang terjadi pada tahun sebelumnya ataupun sesudahnya dimana tersedia data hujan, namun tidak tersedia data debit yang jumlahnya sama dengan data hujan yang tersedia. Dalam penelitian ini, data hujan yang tersedia tahun 1994 – 2008, hanya tersedia data debit tahun 2002 – 2008.
4.1.8.1 Metode Mock
Perhitungan transformasi hujan – debit menggunakan metode Mock adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan nilai parameter DAS hasil kalibrasi, disajikan dalam Tabel 4.13.
2. Melakukan perhitungan transformasi hujan – debit menggunakan metode Mock tahun 1994 – 2008.
Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel C.6.1 Lampiran C.
BULAN
N0 TAHUN
.u n
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II s.
c.
35.70 57.70 63.39 43.47 63.76 63.07 56.75 43.03 48.78 32.05 30.33 26.34 23.07 18.95 17.70 14.54 13.59 11.90 10.42 12.99 9.23 25.07 35.32 15.25 id
c 6 1999
71.17 69.28 79.83 69.09 67.82 82.83 88.59 87.21 71.18 61.29 56.64 45.45 39.81 33.32 30.72 27.20 24.12 21.13 40.47 68.55 89.99 85.95 94.19 m 63.93 it
58.96 71.98 55.39 65.46 71.08 76.22 76.52 68.38 60.94 42.79 43.55 35.95 31.49 25.86 24.17 19.85 18.55 16.25 14.23 11.69 21.56 36.12 41.01 u 37.35 ser
d ig
ilib .u n
s.
c. id
.u n
Hasil Perhitungan Debit dengan
s.
Metode Mock
c.
DATA PENCATATAN DEBIT
LAPANGAN
id
o it m
eb 100.0
it
ser
0.0 I I I I I I II I I I I I II I I I I I I II I I I I I I II I I I I I II I I I I I I II I I I I II I I I I I I I I II I I I I II I I I I I I I II I I I I I II I I I I I I 12345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 1212345678910 11 12
d ig ilib .u
n s.
c. id
R s = 0,8534 VE s = 19,0583% CE s = 0,0920%
4.1.8.2 Metode NRECA
Perhitungan transformasi hujan – debit menggunakan metode NRECA adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan nilai parameter DAS hasil kalibrasi, disajikan dalam Tabel 4.16.
2. Melakukan perhitungan transformasi hujan – debit menggunakan metode NRECA tahun 1994 – 2008.
Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel C.6.2 Lampiran C.
Tabel 4.25. Transformasi hujan – debit Metode NRECA dengan data dari tahun 1994 – 2008 setelah dikalibrasi
an
.u n s.
BULAN
N0 TAHUN JANUARI
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II c. id
5 c 1998
it 56.31
10 ser
d ig ilib
.u n s.
c. id
240.0 Hasil Perhitungan Debit
s.
c.
dengan Metode NRECA
t) 220.0 DATA PENCATATAN
3 /d
id
m 200.0
DEBIT LAPANGAN
c 120.0 o m
m 100.0 it 80.0
o t u 60.0 ser
0.0 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
J FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJFMAMJ JASONDJ FMAMJ JASOND 1994
d ig ilib .u
n s.
c. id
R s = 0,8174 VE s = 35,3780% CE s = -3,1991%
4.1.8.3 Tank Model
Perhitungan transformasi hujan – debit menggunakan Tank Model adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan nilai parameter DAS hasil kalibrasi, disajikan dalam Tabel 4.19.
2. Melakukan perhitungan transformasi hujan – debit menggunakan metode Tank Model tahun 1994 – 2008.
Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel C.6.3 Lampiran C.
Tabel 4.26. Transformasi hujan – debit Tank Model dengan data dari tahun 1994 – 2008 setelah dikalibrasi
an .u
n s.
BULAN
c.
N0 TAHUN JANUARI
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II id
4 c 1997
m 5 o 1998
38.39 35.24 52.88 67.38 64.30 61.92 66.61 66.64 62.56 44.62 46.49 50.21 42.28 37.72 31.74 21.77 16.79 23.68 28.70 35.02 54.86 51.05 45.17 m 56.98
71.57 72.86 67.49 74.17 65.82 54.14 58.53 54.57 55.57 37.38 33.94 33.23 27.26 19.69 20.11 15.27 16.09 15.98 23.55 32.42 48.08 52.44 52.62 it 50.12
53.03 50.20 55.79 52.48 47.36 52.87 60.35 60.94 53.11 43.68 39.81 30.66 22.90 19.26 18.40 17.16 18.15 18.02 27.40 44.64 64.24 68.49 72.32 u 56.45
8 ser 2001
36.88 40.09 40.00 41.69 53.39 53.39 56.59 51.17 43.12 33.22 27.55 23.83 18.66 17.25 18.15 16.83 17.69 17.48 18.36 22.66 31.10 31.89 37.81 32.10 d ig
ilib .u n
s.
c. id
c.
Hasil Perhitungan Debit dengan
id
Tank Model
DATA PENCATATAN DEBIT
c m 140.0 o ( m Q 120.0
m ( it it 100.0 eb
o t D 80.0 u ser 60.0
0.0 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
J FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJFMAMJ JASONDJFMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJFMAMJ JASONDJFMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASOND 1994
d ig ilib .u
n s.
c. id
R s = 0,8540 VE s = 0,2922% CE s = 0,7268%
4.1.8.4 Rainrun
Perhitungan transformasi hujan – debit menggunakan Rainrun adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan nilai parameter DAS hasil kalibrasi, disajikan dalam Tabel 4.23.
2. Melakukan perhitungan transformasi hujan – debit menggunakan metode Rainrun tahun 1994 – 2008.
Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel C.6.4 Lampiran C.
Tabel 4.27. Transformasi hujan – debit Rainrun dengan data dari tahun 1994 – 2008 setelah dikalibrasi
an .u
n s.
BULAN
c.
N0 TAHUN JANUARI
NOPEMBER DESEMBER
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II id
56.73 51.41 70.23 60.00 44.25 45.15 41.28 40.48 40.77 30.41 22.84 13.11 6.69 3.18 1.72 0.81 0.44 0.22 0.15 4.32 15.31 24.73 47.06 c 58.10 m 5 o 1998 58.86 50.03 73.04 103.54 91.20 85.44 89.72 87.76 80.52 53.96 51.55 58.95 51.35 44.56 37.11 23.10 16.22 27.04 38.53 49.06 77.81 74.85 60.57 73.45
97.22 98.38 88.34 88.01 76.41 61.76 63.99 59.15 59.38 36.18 24.49 24.76 19.43 10.47 10.75 6.81 3.75 3.38 18.60 37.39 61.81 68.77 65.80 it 60.42
63.14 57.43 63.02 56.44 47.43 57.46 70.22 70.55 57.71 42.45 34.61 21.56 11.44 8.52 5.87 7.56 8.67 9.78 26.08 55.16 86.21 91.56 91.74 u 67.17
56.85 66.37 82.81 81.61 67.07 68.06 79.18 68.48 50.99 34.56 32.56 20.66 17.30 16.99 11.79 5.69 13.06 14.30 43.97 73.29 85.89 86.89 69.86 ser 46.72
42.69 47.60 46.61 44.72 60.50 65.20 66.38 55.18 40.21 26.10 16.36 11.60 7.01 3.36 1.82 1.08 1.02 3.15 10.42 21.80 36.28 38.64 45.25 38.46 d ig
ilib .u n
s.
c. id
c.
Hasil Perhitungan Debit dengan
Rainrun
id
DATA PENCATATAN DEBIT
c m ( 140.0
m o Q m ( 120.0 it
it eb 100.0
u 80.0 ser 60.0
0.0 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
J FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJFMAMJ JASONDJFMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASONDJ FMAMJ JASOND 1994
d ig ilib .u
n s.
c. id c. id
R s = 0,8788 VE s = 11,8158% CE s = 0,4080%