BAB III METODOLOGI
3.1 Penggunaan Software Tank Model Generic Algorithm Optimization
Sugawara 1961 diacu dalam Rudiyanto dan Setiawan 2003 menyatakan bahwa Tank Model mengasumsikan besarnya limpasan dan infiltrasi merupakan
fungsi dari jumlah air yang tersimpan di dalam tanah atau tampungan air di bawah permukaan. Tank Model terdiri dari beberapa tengki sederhana yang tersusun
secara vertikal dan memperkenalkan struktur tank model terdiri 4 tank yang tersusun seri secara vertikal. Gambar 2 memperlihatkan Standard Tank Model.
Tank teratas manggambarkan surface storage A, tank kedua menggambarkan intermediate storage B, tank ketiga menggambarkan sub-base storage C dan
tank terbawah menggambarkan base storage D. Berikut ini Gambar 2 standar Tank Model.
Gambar 2 Skema Standard Tank Model. Data curah hujan dalam satuan mmhari akan digunakan sebagai salah satu
data input Tank model. Setiawan 2003 menyatakan secara global persamaan keseimbangan air Tank Model adalah sebagai berikut :
= Pt – ETt – Yt……………………………..……………………………1
Dimana, H adalah tinggi air mm, P adalah hujan mmhari, ET adalah evapotranspirasi mmhari, Y adalah aliran total mmhari, dan t adalah waktu
hari. Pada standar Tank model terdapat 4 tank, sehingga persamaan diatas dapat ditulis sebagai berikut :
t Y
t ET
t P
dt dH
− −
= ……………………………………………..………….2
dimana , H adalah tinggi air mm, P hujan mm, ET evapotranspirasi mm, Y aliran total mmhari dan t waktu hari. Pada Standard Tank Model terdapat 4
tank, sehingga persamaan di atas dapat dituliskan kedalam bentuk lain berupa perubahan tinggi air tiap-tiap tank adalah sebagai berikut:
dt dHd
dt dHc
dt dHb
dt dHa
dt dH
+ +
+ =
…...……………………………..…..………..3 Aliran total merupakan penjumlahan aliran horizontal setiap tank yang dapat
ditulis sebagai berikut: t
Yd t
Yc t
Yb t
Ya t
Y +
+ +
= ………………..……..…..….………………..4
Lebih rinci keseimbangan air dalam setiap tank dapat dituliskan sebagai berikut: t
Ya t
ET t
P dt
dHa −
− =
……………………………...………….……….…..5 t
Yb t
Ya dt
dHb −
= …………………………………..….……….....…….…..6
t Yc
t Yb
dt dHc
− =
…………...…………………...……….…….…...…….…..7 t
Yd t
Yc dt
dHd −
= …………………………...…….…………...……………8
dimana, Ya, Yb, Yc dan Yd komponen aliran horizontal setiap tank A, B, C dan D dan Ya
, Yb dan Yc
aliran vertikal infiltrasi setiap tank A, B dan C. Dalam Tank Model digunakan indikator-indikator kebenaran dan kesalahan
yaitu: R
2
Coefficient of Determination, R Coefficient of Correlation sebagai indikator kebenaran, sedangkan indikator kesalahan antara lain RMSE Root
Square Mean Error , MAE Mean Average Error, LOG Log Root Square Mean
Error , Standard x, Squared Standar x, RE Relative Error, RR Root Square
Relative Error , NRMSE Normalized Root Mean Square Error, NME
Normalized Mean Error, EI Model Efficiency dan APD Average Percentage Deviation
Setiawan 2003. Korelasi menggambarkan keeratan hubungan linier antara dua peubah atau
lebih dalam hal ini adalah aliran hasil kalkulasi software dengan aliran hasil pengukuran observasi. Besaran ini tidak menggambarkan sebab akibat antara
dua peubah tersebut. Nilai R yang mendekati 1 atau -1 menunjukan semakin erat hubungan linier antara kedua peubah tersebut. RMSE berguna untuk berguna
untuk melihat kepatan model dalam menentukan surface flow. MAE dan APD memberikan informasi ketepatan model memperkirakan aliran secara keseluruhan
sedangkan LOG memberikan informasi dalam memperkirakan base flow. Keseimbangan air dianalisis menggunakan model hidrologi Tank Model.
Perhitungan keseimbangan air Tank Model merupakan ouput dari software Tank Model GA-Optimizer
, pengguna hanya memasukkan data curah hujan, debit harian, dan evapotranspirasi harian dalam satuan mmhari. Prosedur analisis Tank
Model sebagai berikut Rudiyanto Setiawan 2003 :
Proses kalibrasi : 1.
Membuat data masukan yang terdiri dari data curah hujan, evapotranspirasi dan debit-pengamatan. File disimpan dalam format
.txt. 2.
Membuka aplikasi Tank Model-Genetic algorithm, tentukan nilai-nilai minimum dan maksimum parameter berdasarkan rekomendasi
Sugawara. 3.
Menentukan initial month dan initial water level atau storage dan initial month
. 4.
Mengklik ”initial”, kemudian ”optimize” pada aplikasi tersebut. Proses iteration
akan berjalan. 5.
Mengklik ”initial reset” untuk memunculkan hidrograf hasil optimasi. 6.
Menyimpan hasil parameter, hidrograf, keseimbangan air, indeks statistik penampilan Tank Model dan lain-lain.
7. Mengklik ”optimize reset”
Proses verifikasi : 1.
Mengklik fileopen parameterok parameter yang diperoleh dari proses kalibrasi.
2. Mengklik fileopen dataok file input.
3. Mengganti change initial water level dan menjaga keep – water level
hasil optimasi menjadi nilai awal dalam proses verifikasi. 4.
Menglik verifikasi, hidrograf akan muncul. 5.
Menyimpan hydrograph, water balance, statically index Tank model performance
dan lain-lain. Hasil analisis keseimbangan air Tank Model berupa curah hujan dikalikan
faktor koreksi 1,1 dan evapotranspirasi dikalikan faktor koreksi 0,8, dan debit hasil kalkulasi model.
3.2 Metode Penelitian
Kategori