Model Simulasi Hidrologi TINJAUAN PUSTAKA

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Neraca Air

Ilmu Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari sirkulasi air. Dalam proses sirkulasi air, penjelasan mengenai hubungan antara aliran ke dalam inflow dan aliran keluar outflow di suatu daerah untuk suatu periode tertentu disebut neraca air water balance. Sosrodarsono dan Takeda,2006 P= D + E + G + M ...............................................................................................1 Dengan : P : Presipitasi D : Debit E : Evapotranspirasi G : Penambahan supply air tanah M : Penambahan kadar kelembaban tanah moisture content Menurut Sosrodarsono dan Takeda 2006 dalam hal- hal tertentu, beberapa parameter dalam Persamaan 1 dapat diabaikan tergantung dari periode perhitungan neraca air atau sifat-sifat di daerah itu. Jika perhitungan metode neraca air diambil satu tahun dan daerah yang dipelajari itu luas, sedangkan variasi metodologi itu berulang dalam siklus satu tahun dan kadar kebasahan tanah itu juga berulang dalam siklus satu tahun, maka harga M akan menjadi nol. Jika semua supply air tanah itu telah keluar ke permukaan di sebelah atas tempat pengukuran dan mengalir ke bawah, maka persamaan neraca tahunan menjadi P = D + E Jika perhitungan neraca air itu diadakan pada suatu daerah tertentu yang terbatas, maka aliran ke dalam inflow dan aliran keluar outflow dari D dan G berbeda. Persamaannya menjadi P= D 2 - D 1 + E + G 2 - G 1 + H.Pa + M............................................................2 Dengan : D 1 : Air permukaan dari bagian hulu yang mengalir ke dalam daerah yang ditinjau D 2 :Air permukaan yang mengalir ke luar dari daerah yang ditinjau ke bagian hilir. G 1 : Aliran Tanah yang mengalir dari bagian hulu ke dalam daerah yang ditinjau. G 2 : Air tanah yang mengalir ke luar dari daerah yang ditinjau ke bagian hilir. H : Perubahanvariasi muka air tanah rata-rata daerah yang sedang ditinjau P a : Laju menahan udara rata-rata mean air holding rate di bagian variasi air tanah Pada persamaan 2, P, D 1 , D 2 , dan H dapat diukur. G 1 dan G 2 dapat dihitumg menggunakan pengukuran variasi muka air tanah. M dan Pa adalah harga-harga yang diperoleh dari profil tanah pada titik titik tertentu yang dipilih di daerah pengaliran. Dalam perhitungan neraca air yang dipergunakan untuk irigasi, variasi kuantitatif berdasarkan faktor-faktor alamiah seperti presipitasi, pembekuan, evaporasi, transpirasi, aliran keluar outflow air permukaan tanah, air tanah dan lain lain.

2.2 Model Simulasi Hidrologi

Sering didapati bahwa data hidrologi, terutama data debit aliran yang sangat diperlukan bagi perencanaan dan pengoperasian sumber daya air tidak memadai, tidak lengkap, atau tidak tersedia pada lokasi yang diperlukan. Permasalahan ini dapat diatasi dengan : 4 1. Analisis stokastik untuk memperbanyak debit aliran dengan mempertahankan sifat-sifat statistika data historiknya. 2. Menggunakan model simulasi hidrologi yang ada untuk memperkirakan debit suatu daerah aliran sungai dari data curah hujan yang tersedia. Model-model simulasi dalam hidrologi yang dimaksud pada wacana diatas, dapat diklasifikasikan dalam empat kelompok utama. Clarke, 1973 1. Model Stokastik Konseptual SC, antara lain : - Model Dawdy- O’Donnell 1965 - Model Layers Water Balance Nash-sutcliffe 1869 - Model SSAR oleh Rockwood 1968 -Model The Boughton used by Murray 1970 2. Model Stokastik Empiris SE, antara lain: - Model regresi oleh Guillot 1971 - Model Thomas Fiering 1962 - Model Bernier 1971 - Model ARIMA - Model Instaneous Unit Hydrograph 3. Model Deterministik Konseptual DC, antara lain : - Model Freeze 1971 - Model hidraulik Wooding 1965, 1966 - Persamaan Laplace untuk steady flow. 4. Model Deterministik Empiris DE, antara lain : - Model The Functional Series Amorocho dan Orlob 1961 - Model Kulandaiswamy dan Rao 1971 Model Stokastik adalah model yang dikhususkan untuk teori dan aplikasi dari kemungkinan yang muncul dalam permodelan dalam ilmu alam dan teknologi. Model ini biasanya mengkaji ulang data atau informasi terdahulu untuk menduga peluang kejadian tersebut pada keadaan sekarang atau yang akan datang dengan asumsi terdapat relevansi pada jalur waktu. Sedangkan model Deterministik adalah model kuantitatif yang tidak mempertimbangkan peluang kejadian dan memusatkan penelaahannya pada faktor-faktor kritis yang diasumsikan mempunyai nilai eksak Eriyatno,2003. Model Stokastik Konseptual yaitu model untuk menduga peluang kejadian berdasarkan teori sedangkan Model Stokastik Empiris berdasarkan pengalaman dan percobaan. Model Deterministik Konseptual yaitu model yang tidak memiliki kemungkinan atau peluang kejadian yang berdasar pada teori yang ada sedangkan Model Deterministik Empiris berdasar kepada pengalaman atau percobaan. Proses simulasi adalah proses peniruan sebuah sistem atau kegiatan tanpa harus mendekati kenyataan sebenarnya Varshney, 1978. Proses yang melibatkan penggunaan model pembangkitan stokastik ini menghasilkan rangkaian aliran dengan sifat sifat yang sama dengan data historik. Kata stokastik digunakan untuk mendefenisikan ketidakteraturan dalam statistik, tetapi dalam hidrologi kata ini mengacu pada rangkaian harga setengah acak. Maka data aliran air mereprentasikan data time series yang melibatkan proses stokastik. Dari sudut pandang stokastik, proses aliran sungai Xt dianggap terdiri dari empat komponen McMahon, 1978 yaitu kecenderungan atau trend Tt, periode St, Korelasi Kt, dan bilangan acak ε t , yang secara singkat dapat dituliskan sebagai berikut : Xt = Tt+ St+ Kt+ ε t ................................................................................................3 Dengan : Xt = Proses aliran sungai 5

2.3. Model Thomas Fiering