Keseimbangan air di saluran induk tarum Barat (SITB)

KESEIMBANGAN AIR
DI SALURAN INDUK TARUM BARAT
(SITB)

Rr. NUR AIDA DWI ASTUTI

JURUSAN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006

ABSTRAK
Latar belakang diadakannya penelitian ini adalah pentingnya menjaga keseimbangan input
dan output SITB (Saluran Induk Tarum Barat) yang berpangkal di Bendung Curug supaya
permintaan air ke Bendung Curug dapat lebih efisien. Untuk mendapat hasil tersebut diperlukan
metode statistik yang lebih mendekati realisasi. Tujuan penelitian ini adalah mempelajari
keseimbangan air di SITB dan membandingkan data keluaran Model ARIMA dengan Metode
Weibull serta penerapannya dalam keseimbangan air di SITB.
Metode statistik yang digunakan adalah ARIMA (Autoregressive Integrated Moving
Average). Pengujian model ARIMA dilakukan dengan uji Q(Box-Pierce), uji-t dan pengujian

secara visual.
Model ARIMA yang diperoleh untuk data debit Sungai Cibeet adalah (1.1.2)(0.2.1)48 ,
Cikarang (0.1.0)(2.0.2)48 dan Bekasi (0.1.0)(2.1.2)48 . Data tersebut dibandingkan dengan debit
andalan Metode Weibull berdasarkan besarnya koefisien korelasi (r) terhadap data realisasi.
Hasilnya menunjukkan bahwa data hasil peramalan dengan model ARIMA lebih mendekati data
realisasi. Kemudian,kedua data tersebut dimasukkan ke dalam keseimbangan air di SITB sebagai
debit air tersedia
Data hasil peramalan dengan model ARIMA dimasukkan ke dalam keseimbangan air di
SITB sebagai debit air tersedia, sehingga besarnya kebutuhan air ke Bendung Curug dapat
diketahui. Setelah dibandingkan ternyata penggunaan Model ARIMA ini dapat berhasil lebih baik
daripada menggunakan Metode Weibull berdasarkan jumlah kebutuhan air ke Bendung Curug
dalam setahun maupun rata-rata tiap bulannya.
Penelitian in i menunjukkan bahwa menggunakan Metode ARIMA lebih efisien dalam hal
permintaan air ke Bendung Curug, sehingga mengurangi jumlah limpasan (air yang terbuang),
kondisi ini dapat menghemat pengeluaran air pada musim hujan dan mempertahankan ketersediaan
air pada musim kemarau di Waduk Jatiluhur.

KESEIMBANGAN AIR
DI SALURAN INDUK TARUM BARAT
(SITB)


Rr. NUR AIDA DWI ASTUTI
G02499039

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Program Studi Agrometeorologi

JURUSAN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006

JUDUL : KESEIMBANGAN AIR DI SALURAN INDUK TARUM BARAT (SITB)
NAMA : Rr. NUR AIDA DWI ASTUTI
NRP
: G02499039


Menyetujui,
Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Bambang Dwi Dasanto, MS.
NIP. 132014045

R. Mohammad Erwin, ST, MT
NIK. 04235 9869

Mengetahui,
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Dr. Ir. Yonny Koesmaryono,MS.
NIP. 131473999

Tanggal lulus:


RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Yogyakarta pada tanggal 25 September 1980 dari ayah
R. Heru Bambang Sutrisno dan Rr. Istianah Pudjiastuti, SH. Penulis merupakan
putri kedua dari tiga bersaudara.
Tahun 1999 penulis masuk IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi
Negeri (UMPTN). Penulis memilih Program Studi Agrometeorologi, Jurusan
Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan lmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah aktif dalam organisasi
kemahasiswaan BEM FMIPA IPB pada tahun 2000/2001 dan dalam
kepengurusan HIMAGRETO pada tahun 2001/2002.

PRAKATA
Alhamdulillah. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT rahmat
yang dilimpahkan-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema
dalam penelitian ini adalah prediksi debit sumber setempat, dengan judul
Keseimbangan Air di Saluran Induk Tarum Barat.
Atas tersusunnya skripsi ini penulis juga sangat berterima kasih kepada
kedua orang tua dan seluruh anggota keluarga atas segala dukungannya secara
moral dan materi.

Selain itu penulis juga berterima kasih kepada:
1. Kepala Perum Tirta Jasa II yang telah mengizinkan penulis untuk melakukan
kegiatan penelitian.
2. Bapak Bambang Dwi Dasanto, MS. selaku dosen pembimbing.
3. Bapak Idung Risdiyanto selaku koordinator masalah khusus.
4. Bapak R. Mohammad Erwin, ST, MT. selaku pembimbing di tempat
penelitian (Divisi I Perum Jasa Tirta II).
5. Teman-teman GFM dan diluar GFM yang ikut mendukung terselesaikannya
karya ilmiah ini.
6. Staf kantor Divisi I Perum Tirta Jasa II yang telah membantu penulis selama
pengumpulan data dan konsultasi mengenai penelitian ini.
7. Kucing-kucing kesayanganku yang setia menemani.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi sekalian alam.

Bekasi, 26 Juni 2006

Penulis

DAFTAR ISI


Halaman
DAFTAR TABEL ......................................................................................................................

viii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................

ix

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................................

ix

I.

PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang ...............................................................................................
I.2. Maksud dan Tujuan.......................................................................................
I.3. Batasan Penelitian .........................................................................................


1
1
1

TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Keseimbangan Air .........................................................................................
II.2. Pengukuran Debit Aliran..............................................................................
II.3. Konsep Hidrograf ..........................................................................................
II.4. Model ARIMA...............................................................................................

2
2
2
3

III. METODOLOGI
III.1. Data ..................................................................................................................
III.2. Metode.............................................................................................................
Model ARIMA...............................................................................................
Identifikasi Model .........................................................................................

Pendugaan Parameter dan Pengujian .........................................................
Penerapam.......................................................................................................
Keseimbangan Air di Saluran Induk Tarum Barat ..................................

3
3
3
3
4
4
4

IV. PEMBAHASAN
IV.1. Analisis Statistika ..........................................................................................
Identifikasi Model .........................................................................................
Transformasi Data .........................................................................................
Pendugaan Parameter dan Pengujian .........................................................
Penerapan........................................................................................................
IV.2. Keseimbangan Air di SITB..........................................................................


5
5
5
5
6
6

II.

V.

KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan ........................................................................................................
V.2. Saran....................................................................................................................

11
12

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................


12

LAMPIRAN................................................................................................................................

14

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

1.

Jumlah Data.....................................................................................................................................

5

2.


Fungsi Transformasi......................................................................................................................

5

3.

Model ARIMA Terpilih ................................................................................................................

5

4.

Hasil Uji Q Model ARIMA ..........................................................................................................

5

5.

Hasil Uji t Model ARIMA............................................................................................................

5

6.

Koefisien Korelasi (r) Data Hasil Peramalan dengan Model ARIMA Terhadap Data
Realisasi MT 2004/2005 ................................................................................................................

6

Perbandingan Data Hasil Peramalan dengan Model ARIMA dan Data Hasil
Perhitungan Metode Weibull MT 2004/2005 (oleh PJT II)....................................................

6

Perbandingan Koefisien Korelasi (r) Debit Andalan Metode ARIMA dan Metode Weibull
Terhadap Data Realisasi MT 2004/2005.......................................................................................

7

Keseimbangan Air di Saluran Induk Taru m Barat (SITB) dengan Debit Tersedia
berdasarkan Metode Weibull pada Musim Tanam 2004/2005 oleh Perum Jasa Tirta II...

9

7.

8.

9.

10. Keseimbangan Air di Saluran Induk Tarum Barat (SITB) dengan Debit Tersedia
berdasarkan Metode ARIMA pada Musim Tanam 2004/2005 ..............................................

10

11. Volum Kebutuhan Air ke Bendung Curug (m3 ) MT 2004/2005 dengan Debit Tersedia
Berdasarkan Debit Andalan Metode Weibull dan Model ARIMA .......................................

11

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

1.

Hidrograf Muka Air (Stage Hydrograph)..................................................................................

2

2.

Kurva Tinggi Muka Air—Debit / Lengkung Debit (Rating Curve)......................................

2

3.

Hidrograf Debit (Discharge Hydrograph).................................................................................

3

4.

Metode Box-Jenkins ......................................................................................................................

3

5.

Debit Sungai Cibeet MT 2004/2005 Berdasarkan Data Realisasi, Metode Weibull
(P= 83%) dan Model ARIMA......................................................................................................

7

Debit Sungai Cikarang MT 2004/2005 Berdasarkan Data Realis asi, Metode Weibull
(P= 83%) dan Model ARIMA......................................................................................................

7

Debit Sungai Bekasi MT 2004/2005 Berdasarkan Data Realisasi, Metode Weibull
(P= 83%) dan Model ARIMA......................................................................................................

7

Keseimbangan Air (Water Balance) di Bendung Bekasi, Cikarang dan Cibeet
Berdasarkan Metode Weibull (P=83%) dan Model ARIMA .................................................

8

Kebutuhan Air ke Bendung Curug Pada Masa Tanam 2004/2005 dengan Air Tersedia
Berdasarkan Data Asli, Metode Weibull (P = 83%) dan Keluaran Model ARIMA ..........

11

6.

7.

8.

9.

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

Halaman

1.

Skema Saluran Induk Tarum Barat (SITB)..............................................................................

15

2.

Diagram Alur Penelitian..............................................................................................................

16

3.

Skema Keseimbangan Air Saluran Induk Tarum Barat (SITB) ...........................................

17-18

4.

Data Realisasi Debit Air Rata-rata 15 Harian dari Sungai Cibeet, Cikarang dan Bekasi
Pada Tahun 1987-2005 (m3 /detik) ............................................................................................

19-21

5.

Tahapan ARIMA; Identifikasi Model.......................................................................................

22-24

6.

Hasil Transformasi Data Debit Air Rata-rata 15 Harian dari Sungai Cibeet, Cikarang
dan Bekasi .....................................................................................................................................

25-26

Air yang Diberikan dari Sumber Setempat MT. Rendeng 2004/2005 dan MT. Gadu
2005 di Daerah Irigasi Jatiluhur (m3 /detik) .............................................................................

27

Kebutuhan Air untuk Tanaman Padi, Palawija, Air Minum dan Keperluan Lainnya di
Saluran Induk Tarum Barat pada Musim Tanam 2004/2005 dengan Debit Air
Tersedia Berdasarkan Metode Weibull Pada Peluang 83% ..................................................

28-29

Kebutuhan Air Untuk Tanaman Padi, Tanaman Palawija, Air Minum dan Keperluan
Lainnya di Saluran Induk Tarum Barat Pada Masa Tanam 2004/2005 dengan Air
Tersedia Berdasarkan Data Hasil Peramalan Dengan Model ARIMA ...............................

30-31

7.

8.

9.

I. PENDAHULUAN
I. 1. Latar Belakang
Sungai Citarum merupakan sungai yang
terbesar di Jawa Barat. Daerah Aliran Sungai
(DAS) Citarum meliputi areal seluas lebih dari
6.000 km2 . DAS Citarum sangat bermanfaat
bagi pertanian, industri, pembangkit tenaga
listrik (PLTA), kebutuhan air minum, dan lainlain.
Air dari sungai Citarum ini dialirkan
melalui tiga buah waduk dan bendungan, yaitu
Saguling, Cirata dan Jatiluhur. Ketiga waduk
tersebut tersusun secara bertingkat (cascade),
pada bagian hulu terdapat waduk Saguling
yang DAS-nya terletak pada ketinggian 643 m
di atas permukaan laut, kemudian di tengah
terdapat waduk Cirata (220 m dpl), dan terakhir
waduk Juanda (107 m dpl) terletak pada bagian
hilir, kemudian dialirkan lagi ke tiga wilayah
pengairan yang masing-masing berpangkal dari
Bendung Curug (27 m dpl) (POJ, 1992).
Ketiga wilayah pengairan tersebut adalah
Saluran Induk Tarum Barat, Saluran Induk
Tarum Utara dan Saluran Induk Tarum Timur.
Saluran Induk Tarum Barat (SITB) merupakan
studi kasus dalam penelitian ini.
Berdasarkan survei lapang, Saluran Induk
Tarum Barat (SITB) berpangkal di Bendung
Curug yang terletak di Kabupaten Karawang
dan membentang dari Timur ke Barat
sepanjang 67km, secara geografis terletak pada
6°−6°40’LS dan 106°50’−107°15’BT . Saluran
tersebut melalui tiga sungai yang berfungsi
sebagai sumber setempat yaitu Sungai Cibeet,
Cikarang, Bekasi dan Cawang (Lampiran 1).
Dalam pengelolaan air DAS, khususnya
yang menyangkut kuantitas selalu diusahakan
agar suatu DAS dapat menyediakan atau
memproduksi air secukupnya sepanjang tahun,
tidak kekurangan dan tidak kelebihan, karena
itu sangatlah perlu mengetahui input dan output
air serta kondisi fisik DAS (Murdiyarso, 1986).
Sebelumnya perlu kita ketahui persamaan
keseimbangan air untuk suatu DAS, yaitu:
Qin = Qout ............................................................ (1)
Qin = debit yang masuk ke dalam sistem
keseimbangan air (aliran masuk/inflow),
Qout = debit yang keluar dari sistem
keseimbangan air (aliran keluar/
outflow),
Qin = QC + Q1 + Q2 + Q3 ................................... (2)
Qout = irigasi + industri + PAM + limpasan ... (3)
Sehingga,
QC+Q1 +Q2 +Q3 = irigasi + industri + PAM +
limpasan ............................................................... (4)
dimana:
QC = debit air yang datang dari Bendung Curug

Q1 = debit air yang datang dari Sungai Cibeet
Q2 = debit air yang datang dari Sungai Cikarang
Q3 = debit air yang datang dari Sungai Bekasi
Selama ini Perum Jasa Tirta II
memprediksi debit dengan menggunakan
Metode
Weibull
pada
peluang
83%
(PJT II, 2004). Data hasil perhitungan dengan
Metode Weibull oleh PJT II disajikan Dalam
Lampiran 7.
Menurut Soewarno (1995), peluang pada
metode Weibull dihitung dengan rumus
sebagai berikut:

P ( Xm) =

m ,
N +1

dimana, P(Xm) = peluang
m
= peringkat
N
= jumlah data
Rumus ini pada mulanya dikembangkan
oleh Weibull (1930), kemudian digunakan oleh
Gumbel (1945), Velz (1952), Chow (1953), US
Geological Survey dan lain-lain. Besarnya
peluang adalah P(X) adalah 0