ANALISA KETERSEDIAAN AIR DENGAN MENGGUNAKAN GABUNGAN METODE MOCK DAN MODEL TANK Analisa Ketersediaan Air Dengan menggunakan Gabungan Metode Mock Dan Model Tank Di Kali Samin Kabupaten Karanganyar.

ANALISA KETERSEDIAAN AIR DENGAN MENGGUNAKAN
GABUNGAN METODE MOCK DAN MODEL TANK
DI KALI SAMIN KABUPATEN KARANGANYAR

TUGAS AKHIR

untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh:

DESSY DWI UTAMI
NIM : D 100 120 003
kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016

i

ii

iii

iv

MOTTO
“Man Jadda Wa Jadda”
Barang siapa yang bersungguh – sungguh akan mendapatkannya.
“Dari annas bin malik berkata : telah bersabda rasulullah SAW: barang siapa
keluar rumah untuk menuntut ilmu maka ia dalam jihad fisabilah hingga

kembali”
(HR.bukhari)
“Asal kita bersungguh-sungguh, kita akan menjadi yang kita inginkan”
(Mario Teguh.)

“Jalan awal terbaik untuk mewujudkan segala impian anda adalah bangun dan
bangkit dari tempat tidur.”

(Paul Valery)

“Melihat keluarga bahagia karna kita adalah kebahagiaan yang sangat luar
biasa”
“Jangan pernah menyerah sebelum kita mencobanya dan jangan pernah
menyerah setelah mencoban ya, Nothing impossible”

“Berbaiklah kepada semua orang, walau kita tidak tahu isi dalam hatinya dan
jangan pernah bosan. Karna Allah Maha Segalannya”

v

PERSEMBAHAN

Segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat ALLAH SWT yang telah
memberikan hidayah, rezeki

dan kemudahan dalam menuntut ilmu dan

Nabi Muhammad SAW sauri tauladan bagi umat manusia.

Tugas Akhir ini Kupersembahkan Untuk :

o Orang tua yakni bapak HERI MASHUDI dan Ibu alasan terbesar
saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih atas segala
doa dan nasihat yang tak pernah berhenti sejak saya lahir.
o Adek-adek ku yang selalu mendukung.
o Ferry Muhammad Annas yang tidak ada henti-hentinya untuk slalu
memberi semangat, dorongan dan slalu mengingatkan agar cepat
selesai skiripsinya.
o Laboratorium Teknik Sipil yang telah memberiku kesempatan
untuk mengembangkan kemampuan ketekniksipilan.
o KMTS (Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil), saya selalu jadi
bagianmu dan keluargamu.
o Sahabat-sahabatku (Yogik, Rondi, Nia, Aik, Laila, Lana,
Erwin, Eko, Mareno, Imam, Dian, Banteng, Permadi, Hakiki,
Azar, Rafi, Jens, dimas, firda) dan teman-teman Pendi dkk,
Sri Endah dkk, Ichwan dkk, Solekhan dkk dan Wasiti dkk) yang
tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang selalu memberi
warna warni hidup, menemani dan memberi semangat setiap
perjalanan kuliah ini, Terima kasih atas kekonyolan dan

kebahagian selama di UMS. Dan Mbak Sari trimakasih, walaupun
kita

baru

kenal

tetapi

menyelesaikan skripsi ini.

vi

sudah

banyak

membantu

dalam

o The genk Kost Nurani (Yesi, Astri, Nunung, ria, Lita, Riska)
sahabat satu atap, trimakasih atas keseruan, kekonyolan,
serta keidiotan kalian yang memberi warna warni dihidupku.
o

a ” a

,

a ” KM

,

a

a ” a

a a

2012 yang selalu membantuku dalam berbagai hal, terima kasih
atas kenangan, bantuan, info serta cerita selama di UMS.

vii

PRAKATA
Assaalammualaikum Wr. Wb

Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas
limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan dapat
menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa penelitian laboratorium
yang berjudul “Analisa Ketersediaan Air Dengan Menggunakan Gabungan Metode
Mock Dan Model Tank Di Kali Samin Kabupaten Karanganyar”.
Tugas

Akhir

ini

disusun

guna

melengkapi

persyaratan

untuk

menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima
kasih kepada smua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan
terima kasih kepada :
1)

Bapak Gurawan Djati Wibowo S.T., M.Eng. selaku Pembimbing Utama
sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.

2)

Bapak Ir.A. Karim Fatchan, M.T. selaku Pembimbing Pendamping sekaligus
sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan
dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.

3)

Bapak Kuswartomo.S.T. selaku anggota tim Penguji yang telah memberikan
arahan serta bimbingan.

4)

Bapak Muhammad Ujianto S.T., M.T. selaku dosen pembimbing akademik.

5)

Bapak Ir.Sri Sunarjono, MT, PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.

6)

Bapak Mochamad Solikhin, ST. MT. PhD., Selaku Ketua Jurusan Fakultas
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

viii

sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
7)

Ibu Yenny Nurchsanah, ST. MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik SIpil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

8)

Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan
dan ilmu yang telah diberikan.

9)

Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 yang telah membantu penelitian

10) Pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna, maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun
sengat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan dating,
dan semoga laporan Tugas Akhir Ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, April 2016

Penyusun

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .........................................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................

ii

LEMBAR PENGESAHAN ..............................................................................

iii

LEMBAR PERNYATAAN ..............................................................................

iv

MOTTO .............................................................................................................

v

PERSEMBAHAN ..............................................................................................

vi

PRAKATA .........................................................................................................

viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................

x

DAFTAR TABEL .............................................................................................

xiii

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

xiv

DAFTAR NOTASI ............................................................................................

xv

ABSTRAKSI......................................................................................................

xvi

BAB I

PENDAHULUAN .............................................................................

1

A. Latar Belakang ...............................................................................

1

B. Rumusan Masalah ..........................................................................

2

C. Tujuan Penelitian ...........................................................................

2

D. Batasan Penelitian ..........................................................................

2

E. Manfaat Masalah............................................................................

3

TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................

4

BAB III LANDASAN TEORI ........................................................................

7

A. Ketersediaan Air ............................................................................

7

B. Model Hidrologi ...........................................................................

7

BAB II

1.

Klasifikasi Model hidrologi ...................................................

9

2.

klasifikasi Model Marematika ...............................................

8

3.

Perbedaan Antara Model Konsepsual dan Empirik ..............

9

C. Model Hujan aliran .......................................................................

9

1.

Model Mock ...........................................................................

10

2.

Model Tank ............................................................................

13

3.

Model mock dan Model Tank ...............................................

14

x

D. Parameter Model ...........................................................................

19

1.

Intersepsi ................................................................................

20

2.

Evapotranspirasi ....................................................................

21

3.

Hujan .....................................................................................

23

4.

Infiltrasi ..................................................................................

24

5.

Tataguna Lahan .....................................................................

25

BAB IV METODE PENELITIAN .................................................................

27

A. Teknik pengumpulan Data ............................................................

27

B. Lokasi Penelitian............................................................................

27

C. Tahapan Penelitian ........................................................................

27

BAB V

1.

Tahapan Persiapan .................................................................

27

2.

Pengumpulan Data .................................................................

28

3.

Analisis Data ..........................................................................

28

4.

Hasil analisa dan pembahasan ...............................................

28

5.

Kesimpulan dan Saran ...........................................................

28

D. Bagan Alir Penelitian .....................................................................

29

HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN .....................................

30

A. Data Hujan dan Data debit Tengah Bulan .....................................

31

B. Parameter Model ...........................................................................

31

C. Program Kalibrasi .........................................................................

32

D. Perumusan Model ........................................................................

33

1.

Evapotranspirasi ....................................................................

33

2.

Analisis Data Hujan ..............................................................

40

3.

Intersepsi ................................................................................

44

4.

Hujan Permukaan ...................................................................

47

5.

Limpasan Permukaan .............................................................

47

6.

Infiltrasi ..................................................................................

48

7.

Aliran Antara .........................................................................

49

8.

Perkolasi ................................................................................

50

9.

Aliran Dasar ..........................................................................

51

10. Aliran Sungai .........................................................................

52

xi

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................

59

A. Kesimpulan ...................................................................................

59

B. Saran ..............................................................................................

59

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL

Tabel III.1 Data Klimatologi yang dibutuhkan Evapotraspirasi ........................ 23
Tabel V.1 Daftar Nama Parameter Model ......................................................... 32
Tabel V.2 Data Klimatologi ................................................................................ 34
Tabel V.3 Hasil Perhitungan Evapotraspirasi Dari Aplikasi CROPWAT ......... 37
Tabel V.4 Hasil Perhitungan Evapotraspirasi Dari Perhitungan Manual Metode
Penman ............................................................................................ 38
Tabel V.5 Data Curah Hujan di Stasiun Tawangmangu ..................................... 40
Tabel V.6 Data Curah Hujan di Stasiun Matesih ................................................ 41
Tabel V. 7 Data Curah Hujan di Stasiun Karanganyar ....................................... 41
Tabel V.8 Data Curah Hujan Rerata Tengah Bulan ............................................ 43
Tabel V. 9 Hasil Perhitungan Y1 dan Y2 Dari Tahun 1996 – 1997 .................... 44
Tabel V. 10 Prosentase Jenis Lahan .................................................................... 46
Tabel V. 11 Nilai Kerapatan Penutupan Lahan .................................................. 47
Tabel V.12 Perbandingan Debit Model Andalan dan Debit Tercatat ................. 53
Tabel V.13 Hasil Dari Perhitungan Rangking dan Weibull................................ 56

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar III.1

Skema Model Matematika .......................................................

8

Gambar III.2

Ilustrasi Skema Model Tangki Sederhana ............................... 14

Gambar III.2

Gambar Struktur hujan Aliran PLN-PPE Release 01 .............. 17

Gambar IV.1

Bagan Alir Penelitian ............................................................... 29

Gambar V.1

Perbandingan Data Hujan Rerata Tengah Bulanan dan Data
Debit Rerata Tengah Bulanan Selama 2 Tahun ....................... 30

Gambar V.2

Polygon Thiessen pada DAS ..................................................... 42

Gambar V.3

Grafik Hasil Kalibrasi Debit Kali Samin Tahun 1996-1997 .... 55

Gambar V.4

Grafik Hasil simulai Debit Kali Samin Tahun 1998-2003........ 55

Gambar V.5

Grafik Perbandingan Antara Regresi dan Rumus Weibull ....... 58

xiv

DAFTAR NOTASI
A1

: Koefisisen aliran antara

A2

: Koefisien aliran air tanah

AINF1

: Air infiltrasi (mm)

AINF2

: Air infiltrasi dari tangki 1 atau Perkolasi (mm)

ALIMP1

: Limpasan antara (mm)

ALIMP2

: Aliran air tanah (mm)

ALIMP

: Debit sungai (mm)

ALPER

: Bagian air hujan yang mengalir di permukaan tanah.

ATAMP1

: Tinggi tampungan awal tangki I (mm)

ATAMP2

: Tinggi tampungan awal tangki II (mm)

B1

: Konstanta rosotan aliran antara

B2

: Konstanta rosotan aliran air tanah

BSFLOW

: Debit minimum aliran sungai yang tercatat (mm)

CRO

: Koefisien limpasan permukaan

COICP

: Koefisien intersepsi wilayah, koefisien intersepsi ini merupakan
dari tataguna lahan yang ada.

Eto1

: Evaporatraspirasi

(mm/hr)

KAIN

: Kapasitas Infiltrasi (mm)

KLAPANG

: Kapasitas Lapang (mm)

HUPER

: Hujan permukaan (mm)

KTAMP2

: Tampungan air tidak aktif (mm)

ICPW

: Kapasitas intersepsi wilayah (mm)

Dc-i

: Kerapatan penutupan jenis penggunaan lahan i

PTGLi

: Prosentase jenis penngunaan lahan

TTAMP1

: Tinggi tampungan di tangki 1 (mm)

TTAMP2

: Tinggi tampungan di tangki II (mm)

PERCO

: Nilai lump berdasar data sekunder (mm)

STAMP1

: Sisa tampungan di tangki 1 (mm)

n

: Banyaknya jenis penggunaan lahan

xv

ANALISA KETERSEDIAAN AIR DENGAN MENGGUNAKAN
GABUNGAN METODE MOCK DAN MODEL TANK DI KALI SAMIN
KABUPATEN KARANGANYAR

ABSTRAKSI
Keterbatasan data aliran merupakan kendala yang sering terjadi pada
analisis ketersediaan air. Data aliran yang ada di Indonesia berkisar 2 - 4 tahun, hal
ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain stasiun hidrometri yang rusak
karena banjir, longsor maupun ulah tangan manusia. Hal ini terjadi pula di daerah
Jawa Tengah tepatnya di Karanganyar yang terdapat Kali Samin, yaitu kali yang
menjadi salah satu sumber air yang hulunya berada di Karanganyar dan hilirnya di
Sukoharjo. Berdasarkan dari analisis data debit dan data hujan banyak yang sudah
hilang bahkan penah terjadi kekeringan pada Kali Samin. Tujuan utama dari
penelitian adalah menganalisa ketersediaan air pada suatu Daerah Aliran Sungai
(DAS) menggunakan pendekatan model hujan aliran dengan menggunakan
gabungan Model Mock dan Tangki untuk pembuatan algoritma hujan aliran. Salah
satu model yang menggabungkan Model Mock dan Tangki adalah Model Hujan
Aliran PLN-PPE 01. Dengan menghitung parameter – parameter yang mewakili
kondisi Daerah Aliran Sungai (DAS) di Kali Samin. Pada penelitian ini untuk
mengkalibrasi rumus model hujan aliran dengan menggunakan caratrial error pada
program Solver Basis Microsoft Excel. Hasil penelitian menunjukkan beberapa
kesimpulan. Pertama, Keandalan model hujan aliran (Model Mock dan Tanki) dari
debit tercatat dan debit model yang sudah dikalibrasi selama 2 tahun menunjukan
jumlah error kuadrat sebesar 3139.350 m3/dtk dan Korelasi antara debit tercatat dan
debit model sebesar 0.736. Kedua, Dari perhitungan kalibrasi terapan model pada
parameter menghasilkan A1 = 0.019; A2 = 0.2957; B1 = 3.828; B2 = 0.702; PERCO
= 1.2285 mm/hr; KAIN = 64. 105 mm; KLAPANG = 23.12 mm; ATAMP 1 = 26.
407 mm; ATAMP2 = 298.99 mm; KTAMP2 = 40.021 mm; CRO = 0.8; CSRO =
0.8. Ketiga, Ketersediaan air di Kali Samin dengan debit keandalan 80%
menggunakan rumus rangking dengan hasil volume sebesar 35216692438.56 m3
dan untuk rumus Weibull mendapatkan hasil sebesar 33406653559.944 m3 selama
satu tahun.
Kata kunci : Aliran Dasar Sungai; DAS; Metode Mock; Model Tank.

xvi

WATER AVAILABILITY ANALYSIS WITH USED METHOD
COMBINED MOCK AND MODEL TANK IN RIVER SAMIN
DISTRICT KARANGANYAR

Limitations of the flow data is one of in water management problems that often
occured on the

water availability analysis. Streams data that exist in Indonesia

ranges from 2-4 year, this is caused by several factors, among others hidrometri
station damaged by floods, landslides and act of human hands. This is also
happensed in the Central Java, that is Samin River. Samin River becomes water
source for daily needs, which upstream is located in Karanganyar and downstream
is located in Sukoharjo. Based on the analysis of discharge and rainfall data, much
of them has been damaged, moreover Samin River has been drought saverel time.
The main objective of the research is to analyze the availability of water in a
watershed (DAS) using the rain flow model approach combining Mock and Tank
Model for establising the rain flow algorithm. One of the model which combine
Mock and Tank Model is Rain Flow PPE-PLN 01 Model. By calculating the
parameters that represent watershed conditions in the river. In this research, trial
and error procedur Solver Base Microsoft Excel program was used for calibrating
rain flow model formula. Base on the results we can conclude some point. First,
Reliability rain flow models (Model Mock and Tank) which has been calibrated for
2 years show the member square 3139,350 m3 and correlation 0.736 beetwean
recorded discharge and the model discharge . second, from the parameters
calculation which is calibrated using this applied model yield A1 = 0.019; A2 =
0.2957; B1 = 3828; B2 = 0702; Perco = 1.2285 mm / hr; KAIN = 64. 105 mm;
KLAPANG = 23:12 mm; 26. ATAMP1 = 407 mm; ATAMP2 = 298.99 mm;
KTAMP2 = 40 021 mm; CRO = 0.8; CSRO = 0.8. Third, the water availability in
Samin River with 80% of discharge realibity computed by Rangking formula is
35216692438.56 m3 for one years and if computed by

Weibull formula is

33406653559,944 m3 for one year.
Keywords: the basic flow of the river; DAS; Mock Method;Tank Method

xvii