Metode Penelitian

3.3 Metode Penelitian

Penelitian dilakukan melalui tahapan kegiatan sebagai berikut:

1. Menentukan titik koordinat SPAS Cikadu menggunakan 2 ) $ (GPS).

2. Pengukuran debit aliran dilakukan dengan mengukur bentuk bangunan SPAS, mengukur tinggi muka air dengan meteran dilakukan tiga kali pengulangan pengukuran dibagian awal, tengah, dan akhir, dan mengukur kecepatan arus sungai menggunakan metode pelampung dan 0 ! dengan melakukan minimal tiga kali ulangan kecepatan untuk masing masing tinggi muka air. 3. Pengukuran data curah hujan menggunakan ARR

4. Pengambilan sampel air saat hujan dan tidak hujan untuk pengukuran besar laju sedimen

5. Pengumpulan dan transfer data sekunder (tinggi muka air, konsentrasi sedimen, dan curah hujan) dari $$ -

6. Analisa hubungan tinggi muka air, debit aliran dan laju sedimentasi dengan mencari nilai korelasi dan $ + antara debit aliran dengan tinggi muka air, dan antara debit aliran dengan laju sedimentasi.

7. Membuat grafik hidrograf untuk mencari hubungan antara curah hujan menurut waktu terhadap debit aliran air.

8. Pengolahan data curah hujan, evapotranspirasi, dan debit aliran sebagai data

masukan -

9. Pengolahan dan menghitung laju erosi.

3.4 Analisis Data

3.4.1 Analisis Curah Hujan

Analisis data curah hujan dilakukan dengan melakukan tabulasi curah hujan bulanan rata rata serta dilakukan analisis korelasi antara curah hujan dan

debit untuk mengetahui sejauh mana curah hujan dapat menggambarkan besar debit aliran.

3.4.2 Analisis Debit Aliran

Untuk menghitung debit digunakan metode pelampung dengan melakukan minimal tiga kali ulangan kecepatan untuk masing masing tinggi muka air, sehingga diperoleh kecepatan rata rata dari pelampung. Dari kecepatan pelampung tersebut akan diperoleh kecepatan air dengan mengalikannnya dengan koefisien yang dirumuskan sebagai berikut (Sosrodarsono S & Takeda K 2003) : γ = 1 – 0,116 {(√1 λ ) 0,1} ... ( 2 ) λ = ( t1 / TMA) ... ( 3 ) V = γ× u ... ( 4 ) dimana :

γ = koefisien kecepatan pelampung t1 = kedalaman pelampung (m) TMA = tinggi muka air (m)

V = kecepatan aliran rata rata (m/detik) u = kecepatan rata rata pelampung (m/detik)

Dalam perhitungan debit aliran digunakan persamaan Manning yang menganggap suatu penampang melintang seragam, kekasaran dasar sungai yang tidak berubah dan menggunakan aliran tetap yang seragam. Debit aliran diperoleh dari hasil perkalian kecepatan aliran rata rata (m3/detik) dengan luas penampang sungai (m) yang dirumuskan sebagai berikut (Seyhan 1990) :

Q = V × A ... ( 5 )

=

( × ) ...( 6 ) R = A / P ... ( 7 ) dimana:

Q = debit aliran (m3/detik)

V = kecepatan aliran rata rata maning (m/detik) A = luas penampang melintang basah (m2) R = radius hidrolik (m)

P = keliling basah (m) S = kemiringan saluran (%)

n = koefisien kekasaran Manning sebesar 0,025 (tembok atau di semen)

Pengukuran debit aliran dilakukan dengan beberapa ulangan pada tinggi muka air yang berbeda sehingga diperoleh hubungan antara debit aliran dengan tinggi muka air dari penampang sungai tersebut dalam sebuah ! $ $

+ atau lengkung aliran.

Berdasarkan hubungan antara tinggi muka air dan debit aliran diperoleh persamaan sebagai berikut :

Q = a TMA b ... ( 8 ) dimana :

Q = debit aliran (m3/detik) TMA = tinggi muka air (m) a,b = konstanta

3.4.3 Analisis Hidrograf

Menurut Sosrodarsono dan Takeda (2003) diagram yang menggambarkan hubungan variasi debit atau aliran permukaan menurut waktu disebut hidrograf. Kurva itu memberikan gambaran mengenai berbagai kondisi didaerah itu secara bersama sama. Jadi jika karakteristik daerah aliran berubah maka bentuk hidrograf akan berubah. Bentuk hidrograf dapat ditandai dengan tiga sifat pokoknya, yaitu waktu naik ( ), debit puncak (0 ! $ ), dan waktu dasar ( ). Waktu naik (Tp) adalah waktu yang diukur dari saat hidrograf mulai naik sampai waktu terjadinya debit puncak. Debit puncak adalah debit maksimum yang terjadi dalam suatu kasus tertentu. Waktu dasar (Tb) adalah waktu yang diukur dari saat hidrograf mulai naik sampai waktu dimana debit kembali pada suatu besaran yang ditetapkan.

Prosedur penyusunan hidrograf satuan adalah:

1. Menentukan aliran dasar ( ), aliran dasar yang dipakai adalah debit minimum (m3/detik) pada saat debit sebelum mengalami kenaikan setelah hujan.

2. Menghitung volume (DRO)

DRO = Q – (9)

dimana: DRO =

Q = debit (m3/detik) BF = (m3/detik)

3. Menghitung volume aliran langsung

Vtotal DRO = ∑ DRO x t (10)

dimana :

Vtotal DRO = Volume aliran langsung

∑ DRO = jumlah debit aliran langsung (m3/detik) t = selang waktu (detik).

4. Menghitung tebal aliran langsung dihitung dengan persamaan:

TDRO

=

………...………(11)

dimana :

TDRO = tebal DRO (mm) A = luas sub sub DAS (m2)

5. Menghitung Koefisien . dengan persamaan :

Koefisien

=

(12)

dimana :

TDRO = tebal DRO (mm) CH = curah hujan (mm)

6. Membangun hidrograf satuan setelah didapat harga unit hidrograf satuan. Pengolahan Data Input

Data masukan utama yaitu curah hujan (P), evapotranspirasi (ETP), dan debit (Q) yang dioptimasi menghasilkan keluaran berupa nilai parameter , indikator keandalan model, nilai keseimbangan air, kurva hidrograf, dan regresi. Masukan data harian curah hujan, evapotranspirasi, dan debit semua dikonversi menjadi satuan mm.

Gambar 2 Skema repre Pada Gambar 2 yaitu bagian atas m

+ + (D). Lub

dari (Ya2

(Yc1), dan

aliran yang melalui lub parameter + (Ha, Hb, Hc Hc1). Setiawan (2003) adalah seb = P(t) – ET(t) – Y( dimana, H adalah tin evapotranspirasi (mm/ (hari). Pada standar ditulis sebagai berikut :

=

+

Aliran total merupaka sebagai berikut:

a representasi (Setiawan 2003). 2 terlihat model ini tersusun atas 4 (empat)

tas mempresentasikan + (A)

+ (B), kemudian + (C), dan

Lubang ! 5 mencerminkan aliran a

a2), (Ya1),

(Yd1). Infiltrasi yang melalui lubang alui lubang ! 5 dikuantifikasikan ol

. Aliran ini hanya terjadi bila tinggi air pada m b, Hc, dan Hd) melebihi tinggi lubangnya (Ha1

(2003) menyatakan secara global persamaan kes ah sebagai berikut :

Y(t)

lah tinggi air (mm), P adalah hujan (mm/har (mm/hari), Y adalah aliran total (mm/hari), dan

terdapat 4 , sehingga persamaa erikut :

rupakan penjumlahan dari komponen aliran yang

+ + ,

(A), dibawahnya ), dan paling bawah liran air, yang terdiri

(Yb1),

+ dan

kan oleh parameter pada masing masing

a1, Ha2, Hb1, dan

n keseimbangan air

(13) m/hari), ET adalah , dan t adalah waktu rsamaan di atas dapat

(14) n yang dapat ditulis

Y(t) = Ya(t) + Tb(t) + T Lebih rinci lagi kesei berikut:

= P(t) – ET(t) –

= Yao(t) – Yb(t)

= Ybo (t) – Yc(t)

= Yco(t) – Yd(t) dimana Ya, Yb, Yc,

+ , dan Yao, Yb dan C).

3.4.4.1 Pengolahan D Data kejadian huj Maret 2011 yang terek harian. Data curah huja data masukan

3.4.4.2 Pengolahan D Penentuan besa

! (Cepece adalah salah satu m evapotranspirasi potens yang menjadi kajian. M kelembaban relatif, kec

3.4.4.3 Pengolahan Dat Data debit dar kecepatan aliran sunga

b(t) + Tc(t) + Td(t)

keseimbangan air dalam setiap + dapat

– Ya(t)

Yb(t)

Yc(t)

Yd(t)

Yc, dan Yd adalah komponen aliran horizont Ybo, dan Yco adalah aliran vertikal (infiltrasi) se

ahan Data Curah Hujan

dian hujan per lima belas menit dari bulan Janua g terekam pada ARR di SPAS diolah menjadi data h hujan dalam satuan mm/hari akan digunakan seb

ahan Data Evapotranspirasi

n besarnya evapotranspirasi menggunakan m . 2002 diacu dalam Supraypgi 2003) atu metode yang digunakan untuk menentuka potensial dari permukaan air terbuka dan permuk

jian. Model ini membutuhkan lima parameter ikl tif, kecepatan angin, tekanan uap jenuh dan radiasi

an Data Debit

it dari hasil perkalian luas penampang melinta n sungai sepanjang penampang menghasilka

(15) dapat ditulis sebagai

(16)

(17)

(18)

(19) horizontal dari setiap

rasi) setiap (A,B

n Januari 2011 hingga di data kejadian hujan an sebagai salah satu

n metode )

2003). Metode ini enentukan besarnya n permukaan vegetasi ter iklim yaitu suhu, adiasi .

elintang dan nghasilkan data debit

aliran dengan satuan m3/s, pada input data tank model data debit harian harus dikonversi ke dalam satuan mm/hari dengan rumus :

Q’ = x1000 ... (20) dimana :

Q’ = debit (mm/hari) Q = debit (m3/detik) A = luas DAS (m2)

3.4.5 Analisis Hubungan Debit Aliran (Q) dengan Laju Sedimen (Qs)

Beban angkutan sedimen diturunkan dari data laju sedimen melalui persamaan yang menggambarkan hubungan antara debit aliran dengan beban angkutan sedimen yang nilainya di dapat berdasarkan pengukuran dengan alat , dimana satuan untuk sedimen adalah ppm atau mg/liter. Dengan asumsi bahwa konsentrasi sedimen merata pada seluruh bagian penampang melintang sungai maka laju sedimen dapat dihitung sebagai hasil perkalian antara konsentrasi dengan debit aliran (Asdak 2002) yaitu :

Qs = 0,0864 × C × Q ... (21) dimana :

Qs = laju sedimen (ton/hari) Q = debit aliran (m3/detik)

C = konsentrasi sedimen (ppm atau mg/l)

Pengambilan sampel air sedimen dan pengukuran debit dilakukan berulang kali pada ketinggian muka air yang berbeda sehingga diperoleh hubungan antara debit aliran dengan angkutan sedimen. Berdasarkan hubungan tersebut diperoleh persamaan sebagai berikut :

Qs = a Q b ... ..(22) Keterangan :

Qs = laju sedimen (ton/hari) Q = debit aliran (m3/detik) a,b = konstanta

3.4.6 Analisis Laju E Hasil Optimasi Debit kalkulasi ini diguna besarnya laju erosi yan E =

Dimana SDR, Auerswa SDR = 0,02 + 0,385 A dimana :

E = Laju erosi (ton/ Qs = Laju sediment

SDR = *

A = Luas sub sub 3.4.7 Analisis Laju

(MUSLE

Dalam dokumen Pendugaan Neraca Air, Erosi Dan Sedimentasi Menggunakan Aplikasi Tank Model Dan MUSLE Di Sub-sub DAS Cikadu, Kabupaten Bandung, Jawa Barat (Halaman 66-73)