3.3 Tahapan Penelitian
Gambar 7 Diagram alir penelitian. Keterangan :
= Proses ini dilakukan untuk mengetahui proyeksi curah hujan Gambar 7 menunjukkan diagram alir
penelitian. Perhitungan
parameter DAS
merupakan tahap awal penelitian sebagai input dalam HEC-HMS. Disisi lain data CH
jam-jaman dan debit jam-jaman mendukung model
HEC-HMS untuk
menghasilkan hidrograf aliran. Metode Snyder dan SCS
merupakan dua metode dalam menghasilkan hidrograf aliran HEC-HMS.
Hidrograf aliran pengamatan berfungsi sebagai bahan kalibrasi atau pembanding
hidrograf aliran hasil HEC-HMS untuk mengetahui metode manakah yang mendekati
hidrograf aliran
pengamatan. Tahap
selanjutnya yaitu
melakukan skenario
perubahan curah hujan. Skenario perubahan curah hujan dibangun berdasarkan model
MAGICCSCENGEN. Skenario perubahan curah hujan bertujuan untuk mengetahui
perubahan hidrograf aliran HEC-HMS dan membandingkannya dengan hidrograf aliran
HEC-HMS sebelum mengalami perubahan curah hujan. Disisi lain, hal tersebut dilakukan
untuk mengetahui besarnya perubahan nilai dan komponen hidrograf aliran HEC-HMS
akibat perubahan curah hujan.
3.3.1 Menyusun
Hidrograf Aliran
Pengamatan
Hidrograf aliran pengamatan disusun berdasarkan data tinggi muka air bulan
Februari tanggal 16-20 Februari 2010. Data tinggi muka air TMA berasal dari stasiun
TMA Dayeuhkolot yang diperoleh dari BBWS Citarum dengan periode waktu selama
tahun 2010. Langkah yang dilakukan untuk memperoleh hidrograf aliran pengamatan
yaitu :
Memilih data TMA berdasarkan hidrograf
tinggi muka
air yang
memiliki puncak tunggal Menyiapkan persamaan rating curve
Memasukkan nilai TMA ke dalam persamaan
rating curve
sehingga diperoleh hidrograf aliran pengamatan
dalam satuan m
3
detik
3.3.2 Menyusun Hidrograf Satuan
Hidrograf satuan disusun berdasarkan hidrograf aliran pengamatan dan data curah
hujan jam-jaman. Metode pemisahan aliran yang digunakan dalam penelitian ini adalah
metode garis lurus straigth line method. Data TMA jam-jaman
Tahun 2010 Rating curve
Hidrograf Aliran Pengamatan
Hidrograf Aliran Model
Parameter DAS Data CH jam-jaman
Tahun 2010 HEC-HMS
Skenario Perubahan CH
Hasil Hidrograf Aliran -
Hidrograf aliran sebelum perubahan CH
- Hidrograf aliran setelah
perubahan CH Metode Snyder
Metode SCS MAGICCSCENGEN
Perubahan CH Proyeksi CH
Kalibrasi
Nilai hidrograf satuan dan proses perhitungan terdapat dalam Lampiran 2 dan 3. Tahapan
dalam menyusun hidrograf satuan sebagai berikut :
Memilih hidrograf tinggi muka air state hydrograph yang memiliki
puncak tunggal Menghitung nilai hidrograf aliran
berdasarkan persamaan rating curve kemudian memisahkan aliran dasar
BFO dari aliran total menggunakan metode garis lurus
Menghitung aliran langsung DRO dari hidrograf aliran total dikurangi
aliran dasar BFO Menghitung curah hujan efektif
Menghitung hidrograf satuan dari hasil bagi antara DRO dengan curah hujan
efektif
3.3.3 Menyusun Hidrograf Aliran Model
HEC-HMS Menyusun Basin Model
Langkah pertama dalam HEC-HMS adalah menyusun formasi atau skematisasi
DAS menjadi beberapa subDAS. DAS Citarum Hulu dibagi menjadi 3 subDAS yaitu
subDAS Citarum Hulu-1, subDAS Citarum Hulu-2
dan subDAS
Citarum Hulu-3.
Pembagian menjadi
3 subDAS
untuk mempermudah proses perhitungan parameter
tiap metode yang ada dalam basin model. Terdapat
tiga elemen
hidrologi yang
digunakan dalam menyusun basin model seperti pada Tabel 1.
Tabel 1 Elemen hidrologi pada penyusunan basin model
Elemen Hidrologi
Deskripsi
Subbasin SubDAS merupakan elemen
yang mewakili kondisi fisik DAS.
Elemen ini
hanya memiliki satu outflow yang
diperoleh dari data meteorologi dengan memperhitungkan loss,
curah hujan efektif dan aliran dasar
Junction Elemen ini digunakan untuk
merepresentasikan sebuah
pertemuan sungai atau aliran Sink
Elemen ini berfungsi untuk merepresentasikan outlet DAS.
Inflow yang diterima oleh sink berasal dari elemen-elemen
sebelumnya
Sumber : USACE 2010 Terdapat subelemen dalam basin model
yang diperlukan yaitu : a.
Loss Model Loss model merupakan elemen yang
berfungsi untuk memperhitungkan bagian curah hujan yang hilang akibat infiltrasi,
intersepsi, evaporasi dan limpasan serta bertujuan mencari curah hujan efektif.
Perhitungan
loss model
dilakukan menggunakan metode SCS curve number.
Pemilihan metode
SCS curve
number didasarkan oleh karena penggunaan lahan
pada DAS Citarum Hulu akan mempengaruhi limpasan atau bagian curah hujan yang hilang.
Perhitungan loss model memerlukan nilai Ia dan curve number. Adapun persamaan Ia dan
curve number sebagai berikut :
Ia = 0,2 S dimana Keterangan :
Ia merupakan initial abstraction,
kehilangan air awal
S potential retention ditentukan berdasarkan bilangan curve number
untuk berbagai tipe penggunaan lahan
b. Transform
Transform merupakan elemen yang diperlukan untuk memperhitungkan besarnya
limpasan. Pada
penelitian ini,
elemen transform dilakukan menggunakan hidrograf
satuan sintetik Snyder dan SCS.
Metode Snyder Metode Snyder merupakan salah satu
model hidrograf satuan sintetik yang dikembangkan oleh Snyder. Parameter
dalam metode Snyder yang dibutuhkan untuk proses pembentukan hidrograf
aliran HEC-HMS adalah time lag t
l
. Adapun persamaan parameter tersebut
yaitu : t
l
= C
t
L
ms
L
c 0,3
Keterangan : t
l
= time lag jam, merupakan selang waktu antara terjadinya
curah hujan maksimum sampai terjadinya debit puncak
C
t
= koefisien yang menunjukkan variasi
kemiringan DAS.
Dalam penelitian ini nilai C
t
sebesar 2. Nilai C
t
bervariasi menurut topografi dari daratan
sampai pegunungan.
Berdasarkan hasil penelitian
Snyder, nilai C
t
berkisar antara 1,8-2,2.
Semakin curam
kemiringan DAS maka akan semakin kecil nilai C
t
yang dihasilkan Viesman et al.
1977 L
ms
= panjang sungai utama km L
c
= panjang sungai utama dari titik terdekat ke pusat DAS km
Metode SCS
Metode yang lain adalah metode SCS. Metode SCS Soil Conservation
Service merupakan
metode yang
didasarkan pada karakteristik DAS. Parameter metode SCS yang diperlukan
dalam HEC-HMS yaitu time lag t
l
. Adapun persamaan untuk memperoleh
parameter tersebut yaitu :
Keterangan : t
l
= time lag jam, merupakan selang waktu antara terjadinya
curah hujan maksimum sampai terjadinya debit puncak
L
ms
= panjang sungai utama km aws = kemiringan sungai
S = potential retention,
Menyusun Meteorologic Models
Langkah selajutnya setelah menyusun basin model adalah menyusun meteorologic
models. Komponen ini digunakan untuk menyusun
curah hujan
wilayah DAS
berdasarkan data curah hujan dari stasiun yang ada dalam DAS tersebut. Curah hujan
wilayah disusun berdasarkan metode poligon Thiessen.
Menyusun Control Specification
Komponen control
specification digunakan untuk menata rentang waktu
simulasi. Berdasarkan komponen ini maka akan diketahui waktu mulai dan waktu akhir
dari simulasi yang disesuaikan dengan data yang ingin dianalisa.
Menyusun Time-Data Series
Komponen yang tidak kalah penting adalah time-data series. Langkah akhir dalam
program HEC-HMS ini yaitu memasukkan data curah hujan dan data debit secara manual
sebab dalam
komponen inilah
data pengamatan
curah hujan
dan debit
dimasukkan untuk mendukung hidrograf aliran model HEC-HMS. Langkah-langkah
penyusunan hidrograf aliran HEC-HMS tertera dalam Lampiran 4.
3.3.4
Menentukan Bilangan Kurva Curve NumberCN
Bilangan kurva merupakan fungsi dari karakteristik DAS berupa tipe penggunaan
lahan. Penggunaan lahan menjadi faktor fisik DAS yang cepat berubah. Soil Conservation
Service SCS mengembangkan indeks yang dikenal dengan istilah bilangan kurva curve
numberCN. Bilangan kurva tidak lepas dari tipe penggunaan lahan dan jenis tanah. Oleh
karena
itu, terlebih
dahulu dilakukan
klasifikasi kelompok
hidrologi tanah
hydrologic soil
groupHSG. Pengelompokkan HSG yaitu sebagai berikut
McCuen 1982 : Kelompok A : Pasir, aluvial, litosol, debu.
Ketika jenis tanah ini basah maka
laju infiltrasinya
tinggi dan berdrainase baik Kelompok B
: Aluvial, latosol, grumusol, lempung berpasir. Ketika
tanah ini
basah maka
memiliki laju infiltrasi yang sedang, berdrainase baik
hingga sedang
dan bertekstur tanah cukup halus
hingga kasar Kelompok C
: Lempung berliat, lempung berpasir,
tanah berkadar
organic rendah dan tanah berkadar liat tinggi. Ketika
tanah ini basah maka laju infiltrasinya
rendah dan
memiliki tesktur tanah yang halus hingga kasar
Kelompok D : Tanah-tanah mengembang jika basah, plastis, tanah-
tanah dekat material yang kedap air. Ketika tanah ini
basah maka
laju infiltrasinya sangat rendah
DAS Citarum Hulu dibagi menjadi 3 subDAS yang terdiri dari beberapa tipe
penggunaan lahan Lampiran 2. Oleh karena itu, penentuan bilangan kurva ditetapkan
sebagai nilai bilangan kurva gabungan CN composite.
Perhitungan bilangan
kurva tertera dalam Lampiran 5. Bilangan kurva
gabungan ditentukan melalui persamaan berikut USACE 2010 :
Keterangan : CN
= bilangan kurva
tiap tipe
penggunaan lahan A
= luas tipe penggunaan lahan subDAS ke-i km
2
3.3.5 Kalibrasi Parameter HEC-HMS
Kategori