Kalibrasi Data Debit Sungai Cidanau

Proses simulasi SWAT dilakukan dengan memasukkan data iklim lokal pada DAS Cidanau dan data WGN weather generator. Simulasi SWAT dilakukan dari tanggal 1 Januari 2008 sampai 31 Desember 2008. Setelah pengisian data ke dalam database SWAT maka simulasi dapat dijalankan untuk tahun 2008. Proses simulasi SWAT dapat dilihat pada Gambar 15. Debit hasil simulasi dapat dilihat menggunakan SWATPlot and Graph. Gambar 15 Proses setup and running SWAT Simulasi SWAT pada tahun 2008 menunjukkan nilai hasil simulasi pada saat terjadinya hujan memiliki respon yang tinggi terhadap debit sungai, namun selanjutnya debit sungai kembali ke kondisi semula tanpa diikuti penurunan debit secara perlahan. Hal ini menandakan pada aplikasi SWAT ketika terjadi hujan yang cukup tinggi mengakibatkan runoff yang sangat besar, jadi perlu dilakukan perubahan parameter untuk mengendalikan peningkatan debit sungai yang sangat tinggi. Salah satu cara yang dapat dilakukan yakni dengan mengurangi nilai Curve Number pada tata guna lahan untuk mengurangi limpasan, atau dapat dilakukan perubahan dengan meningkatkan kemampuan infiltrasi dari lahan, hingga diperoleh hasil debit tidak meningkat secara signifikan. Pada kondisi tidak terjadi hujan hasil simulasi SWAT dan observasi memiliki pola yang sama Gambar 17.a sehingga gambaran hasil simulasi dapat dikatakan mendekati kondisi observasi. Namun ketika hujan tidak terjadi pada rentang waktu yang lama debit hasil simulasi mendekati nilai nol. Hal ini menandakan pada pengolahan aliran bawah permukaan pada SWAT masih belum sesuai dengan kondisi lapangan, sehingga perlu dilakukan perubahan pada parameter yang berhubungan dengan aliran bawah permukaan dan storage dari DAS itu sendiri. Kalibrasi perlu dilakukan terhadap parameter masukan baik dari tata guna lahan maupun dari data tanah dan parameter DAS secara keseluruhan. Parameter tersebut diubah menggunakan SWAT Editor 2005 Gambar 16. Tahapan pertama yakni melakukan analisis sensitivitas pada parameter SWAT untuk DAS Cidanau, selanjutnya pilih autocalibration and uncertainty Analysis hingga didapatkan hasil kalibrasi mendekati data observasi. Gambar 16 Proses kalibrasi dengan SWAT Editor Hasil kalibrasi menunjukkan perubahan debit yang sejalan dengan perubahan kondisi observasi, hal ini dikarenakan adanya beberapa parameter yang diubah dalam proses SWAT editor 2005 hingga parameter tersebut menghasilkan debit sungai yang sesuai dengan kondisi lapangan. a b Gambar 17 Hasil simulasi SWAT tahun 2008 a tanpa kalibrasi; b dengan kalibrasi Simulasi MWSWAT untuk tahun 2008 menghasilkan nilai korelasi koefisien R sebesar 0,213 sedangkan nilai NSI-nya adalah 0.16, sehingga perlu dilakukan kalibrasi pada parameter input data SWAT. Hasil kalibrasi MWSWAT untuk tahun 2008 menggunakan SWAT Editor 2005 didapatkan nilai korelasi koefisien sebesar 0.681 dan nilai Nash NSI 0.534. Dengan demikian hasil simulasi SWAT untuk DAS Cidanau pada tahun 2008 dapat dikatakan 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 50 100 150 200 250 300 350 H u ja n m m D e b it m 3 s Julian days Hujan Simulasi Obse rvasi 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 5 10 15 20 25 30 50 100 150 200 250 300 350 H u ja n m m D e b it m 3 s Julian days Hujan Kalibrasi Obser vasi memuaskan. Hasil kalibrasi SWAT terhadap input telah mendekati kondisi lapangan hasil observasi, dan aplikasi MWSWAT dapat digunakan untuk pengolahan data hidrologi di DAS Cidanau. Tabel 7 Parameter kalibrasi untuk DAS Cidanau Parameter Nilai Keterangan SURLAG 4 Lama limpasan permukaan hari Blai 5 Indeks maksimum luas daun Usle_C 0.03 Nilai faktor C USLE minimum untuk tutupan lahan Alpha_Bf 0.9667 Faktor alpha untuk base flow hari Gw_Delay 483.33 Waktu pengisian air tanah hari Gw_Revap 0.02 Koefisien penguapan air tanah Rchrg_Dp 0.05 Fraksi perkolasi air tanah Slope 0.0986 Kemiringan saluran rata-rata SLSUBBSN 30 Panjang lereng rata-rata CN2 37.1 Nilai CSC CN II Usle_P 1 Faktor pengolahan lahan USLE CH_N2 0.124 Nilai manning untuk dasar sungai Sol_Awc 0.9 Ketersediaan air kapasitas lapang pada tanah Sol_K 600 Konduktifitas hidrolik pada kondisi jenuh Sol_BD 0.368 Bulk Density pada lapisan tanah CH_K2 216.661 Konduktifitas hidrolik sungai utama Terdapat 16 parameter DAS yang harus diubah dalam menganalisis debit Sungai Cidanau. Parameter yang paling berpengaruh terhadap debit sungai adalah faktor pengisian air tanah pada DAS Cidanau yakni 484 hari. Sebelum dikalibrasi lama pengisian air tanah adalah 31 hari. Selanjutnya parameter CN untuk DAS Cidanau rata-rata memiliki nilai 37.1. Parameter-parameter pada Tabel 7 merupakan parameter yang harus diganti untuk menjalankan SWAT dalam melakukan simulasi agar hasil simulasi mendekati kondisi lapangan. Hasil simulasi SWAT juga dapat menghitung besarnya limpasan, perkolasi, dan aliran lateral. Hujan yang turun pada DAS Cidanau mempengaruhi limpasan yang terjadi yang memiliki hubungan pola linier. Jika hujan yang turun semakin besar maka limpasan yang terjadi akan meningkat pula, hal ini dapat dilihat pada Gambar 18. Hubungan antara curah hujan bulanan dengan limpasan membentuk garis linier dengan nilai R 2 sebesar 0.841.