PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMAS
3.3. Metode Pelaksanaan
Penelitian dilakukan melalui 2 tahapan, yaitu tahap pengumpulan data dan tahap analisis. Pengumpulan data dilakukan dengan mengumpulkan data-data terkait yang akan digunakan pada proses analisis. Data yang diperlukan pada penelitian ini di antara lain:
1. Data Debit Sungai Cipasauran tahun 2007-2010 dari PT Krakatau Tirta Industri.
2. Data Digital Elevation Model (DEM) dari ASTER Global DEM V2 untuk wilayah Cipasauran dengan resolusi 30 x 30 m.
3. Data klimatologi Stasiun Iklim Serang 1996-2009.
4. Data landuse DAS Cipasauran skala 1:25,000 dari Citra Landsat 7 ETM+ tahun 2010. 5. Peta tanah tinjau Provinsi Jawa Barat tahun 1966 dengan skala 1:250,000 dari Lembaga
Penelitian Tanah.
6. Kebutuhan air penduduk dan industri dari PT Krakatau Tirta Industri.
Analisis debit aliran sungai DAS Cipasauran dilakukan dengan menggunakan model SWAT. Data input berupa karakteristik tanah, iklim, tata guna lahan, dan hidrologi yang telah disiapkan pada proses pengumpulan data dimasukkan ke dalam data input file. Tahapan kegiatan analisis yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Delineasi Daerah Observasi
Proses delineasi menggunakan data DEM SRTM dengan resolusi 30 meter yang diolah menggunakan perangkat lunak MapWindows. Daerah observasi akan didelineasi berdasarkan batas topografi alami DAS. Metode yang digunakan dalam proses delineasi adalah metode threshold, di mana besar kecil nilai threshold yang digunakan akan menentukan jumlah jaringan sungai yang terbentuk.
2. Pembentukan HRU (Hydrological Response Unit)
HRU adalah unit satuan lahan dengan unsur karakteristik sub DAS yang berpengaruh terhadap terjadinya erosi. Setiap HRU akan memiliki informasi sub DAS, nomor HRU, jenis penutupan lahan, jenis tanah, dan luas HRU. HRU didapatkan dari overlay peta tanah dan peta penggunaan lahan.
Pembuatan HRU terdiri dari interval slope, peta raster landuse dan peta raster tanah format sistem koordinat proyeksi UTM, dan threshold dari presentase total luasan landuse 10%, jenis tanah sebesar 5%, dan slope sebesar 5%.
3. Penggabungan HRU dengan Data Iklim
Proses penggabungan HRU dan data iklim dilakukan setelah satuan analisis terbentuk. Pada tahap ini ditentukan periode simulasi terlebih dahulu untuk kemudian dilakukan pemasukan data iklim.
4. Simulasi
Proses simulasi dilakukan setelah proses penggabungan HRU dengan data iklim. Persamaan yang digunakan di dalam simulasi SWAT untuk melakukan prediksi aliran
13 permukaan adalah metode SCS Curve Number. Analisis SCS curve number dilakukan dengan menggunakan persamaan (2) dan (3).
Tabel 1. File data input pada SWAT untuk analisis hidrologi
Nama file Fungsi
CIO File untuk mengontrol data input dan output COD Mengontrol file input dan output
FIG Mengidentifikasi jaringan hidrologi sungai BSN Mengontrol keragaman parameter di tingkat DAS SUB Mengontrol keragaman parameter di tingkat Sub DAS HRU Mengontrol keragaman parameter di tingkat HRU GW File air bawah tanah
RTE File pergerakan air, sedimen, hara, dan pestisida CROP File parameter tumbuh tanaman
URBAN File data lahan terbangun atau urban area PCP File data curah hujan harian
TMP File temperatur udara maksimum dan minimum harian SLR File radiasi matahari harian
HMD File kelembaban udara harian WGN File data generator iklim SOL File data tanah
MGT File pengelolaan dan penutupan lahan
Sumber: Neitsch et al 2004
5. Kalibrasi
Dalam input model SWAT, terdapat 500 parameter yang digunakan dalam simulasi. Tetapi parameter tersebut tidak seluruhnya dapat digunakan karena adanya keterbatasan waktu dan data. Pemilihan parameter yang dominan dilakukan hingga didapatkan hasil yang mendekati kondisi sebenarnya.
Metode statistik yang digunakan dalam melakukan kalibrasi dan validasi adalah model koefisien determinasi (R2) dan model efisiensi Nash-Sutcliffe (NS) yang direkomendasikan oleh The American of Civil Engineers (Ahl et al 2008). Persamaan model yang digunakan adalah persamaan (6) dan persamaan (7).
[
∑ ̅ ̅√∑ ̅ ∑ ̅
]
... (6)[
∑ ̅∑ ̅
]
... (7)adalah debit observasi (m3/dt), adalah debit hasil simulasi (m3/dt), ̅ adalah debit simulasi rata-rata (m3/dt), sedangkan ̅ adalah debit observasi rata-
14 rata (m3/dt). Dalam kriterianya, simulasi dianggap baik jika nilai NS > 0.75, memuaskan jika 0.36 < NS < 0.75, serta kurang baik jika NS < 0.36.
6. Parameterisasi Input Simulasi
Parameterisasi yang dilakukan dalam simulasi menggunakan SWAT-CUP. Langkah-langkah dalam pengoperasian SWAT-CUP adalah sebagai berikut:
1. Setelah program telah dilakukan instalasi, masukan SWAT TxInOut directory dipilih sebagai sumber data untuk proyek baru.
2. Kemudian dipilih satu program kalibrasi yang tersedia (SUFI2, GLUE, ParaSol, MCMC). 3. Setelah proyek diberi nama, lokasi penyimpanan file proyek ditentukan.
4. Pada tampilan project explorer window terdapat menu masukan kalibrasi yang berisi data parameter yang akan dikalibrasi. Menu kalibrasi tersebut merupakan parameter yang akan diteliti.
5. Setelah nilai parameter diubah, proses kalibrasi dijalankan dengan tombol execute pada tool bar.
Nilai parameter dalam bentuk range dimasukkan pada proses kalibrasi. Nilai parameter tersebut akan disimulasikan oleh SWAT-CUP dengan melakukan simulasi pada tiap nilai parameter yang terdapat pada nilai absolut dalam SWAT-CUP. Kemudian hasil tersebut dibandingkan dengan data observasi, serta dilihat pula besar nilai perpotongan antara hasil simulasi dengan data di lapangan. Model dianggap valid jika data hasil observasi berpotongan dengan luasan grafik 95PPU sebesar 80% (p-factor > 0.8) (Abbaspour 2008). 7. Simulasi dengan SWAT Terkalibrasi
Setelah model SWAT terkalibrasi sesuai dengan data aktual DAS, dilakukan analisis kesesuaian antara ketersediaan air terhadap kebutuhan air baku. Analisis yang dilakukan adalah dengan melakukan perbandingan antara debit hasil prediksi model SWAT terkalibrasi dengan kebutuhan air PT Krakatau Industri dari DAS Cipasauran.
15 Gambar 5. Diagram alir pelaksanaan penelitian
Mulai
Pengumpulan dan persiapan data (data karakteristik tanah,
iklim, tata guna lahan, dan hidrologi DAS) Analisis spasial Simulasi SWAT Kondisi penggunaan lahan Output Debit ya Kebutuhan air baku tidak Simulasi SWAT terkalibrasi Evaluasi klasifikasi penggunaan lahan (overall accuracy
dan kappa accuracy
> 85%) Kalibrasi dan Validasi NS > 0.75 (baik) atau 0.36 < NS < 0.75 (memuaskan) ya tidak
16