Estimate Charge Runoff With The Change of Rain Pattern At DAS Temon

(1)

commit to user

Perkiraan Debit Aliran Dengan Perubahan Pola Hujan Pada DAS

Temon

Estimate Charge Runoff With The Change of Rain Pattern At

DAS

Temon

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh:

RENA YUDA INDRAWATI

NIM : I 0107129

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

(2)

commit to user

vi

ABSTRAK

Rena Yuda Indrawati, 2011, Perkiraan Debit Aliran Dengan Perubahan Pola Hujan Pada DAS Temon. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Perubahan iklim berpengaruh terhadap pola hujan, yang selanjutnya mempengaruhi aliran sungai. Perubahan aliran sungai di hulu waduk sangat mungkin membahayakan keamanan bendungan karena over toping. Oleh sebab itu perubahan aliran menarik untuk dikaji. Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000-2009. Pemodelan rainfall-runoff sering digunakan karena keterbatasan ketersedian data debit, oleh karena itu digunakan suatu model untuk mengsimulasikan hujan menjadi aliran untuk mendapatkan nilai debit. Transformasi hujan menjadi aliran menggunakan metode

clark unit hydrograph yang disimulasikan dalam program HEC HMS.

Perbedaan range data hujan yang diteliti antara data hujan tahun 1989-2008 dengan 2000-2009 menghasilkan perubahan pola hujan pada DAS Temon. Perubahan ini menghasilkan perubahan aliran, yaitu debit puncak DAS Temon tahun 1989-2008 sebesar 230,2 m3/s sedangkan debit puncak DAS Temon tahun 2000-2009 sebesar 238,7 m3/s.

(3)

commit to user

vii

ABSTRACK

Rena Yuda Indrawati, 2011, Estimate Charge Runoff With The Change of Rain Pattern At Sub of DAS Temon. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Climate change have an effect to rain pattern, later influence the river stream. Change of river stream upriver accumulating basin very possible endanger the barrage security because of over toping. Therefore stream change draw to be studied.

The data used are daily debit and rainfall data of DAS Temon year 2000-2009. Rainfall-runoff modeling is often used because limitation of data discharge, therefore use a model for simulation rainfall-runoff to get the discharge. The Transformation of rainfall-runoff use clark unit hydrograph method and simulation it in HEC HMS program.

Difference of accurate range rain data between rain data 1989-2008 and 2000-2009 yield the change of rain pattern at DAS Temon. This Change yield the stream change, that is discharge culminate the DAS Temon year 1989-2008 equal to 230,2 m3/s while discharge culminate the DAS Temon year 2000-2009 equal to 238,7 m3/s.

(4)

commit to user

1.5. Manfaat Penelitian ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 4

(5)

commit to user

x

2.1.8. Intensitas Hujan ……….……….…. 11

2.1.9. Transformasi Hujan Aliran ……….………. 14

2.1.10. Infiltrasi ………..………. 18

2.1.11. Aliran Permukaan ……….... 18

2.1.12. Aliran di Alur Sungai (Channel Flow) ………... 19

2.1.13. Penelusuran Aliran (Routing) ………. 19

2.2. Landasan Teori ... 19

2.2.1. Analisis Data Hujan ……….. 19

2.2.2. Hujan Wilayah ……….. 21

2.2.3. Analisis Frekuensi Hujan Wilayah ... 21

2.2.4. Hujan Rencana ... 26

BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian ………..31

3.2. Parameter dan Variabel Terkait ………32

3.3. Data yang Dibutuhkan ………..32

3.4. Alat dan Perangkat Lunak yang Digunakan ……….32

3.5. Tahapan Penelitian ………... 33

3.6. Diagram Alir ………...………..34

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Uji Kepanggahan Data Hujan ………..36

4.2. Uji Kerapatan Jaringan ……….38

4.3. Hujan Wilayah ……….40

4.4. Uji Kecocokan Jenis Sebaran ………..42

(6)

commit to user

xi

4.4.2. Cara II (Hujan Harian) ……….. 43

4.4.3. Cara III (Hujan Harian Maksimum Rerata Tiap Stasiun) ………. 44

4.5. Hujan Rancangan ……… 46

4.6. Durasi Hujan dan Waktu Konsentrasi ………. 47

4.6.1. Durasi Hujan ……….. 47

4.6.2. Waktu Konsentrasi ……… 47

4.7. Pola Agihan ABM (Alternating Block Methode) ………... 47

4.8. Perubahan Pola Hujan ………. 48

4.9. Perhitungan Hujan Harian Menjadi Debit ………... 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 63

5.2. Saran ... 63

(7)

commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto………...14

Tabel 2.2. Nilai kritik Q dan R………...21

Tabel 3.1. Tabel 3.1. Tabel Variable dan Parameter…….………..32

Tabel4.1 Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan di Sub DAS Temon ………..35

Tabel 4.2 Uji Kepanggahan pada Stasiun Pencatat Hujan Baturetno PP ………..37

Tabel 4.3. Hasil Uji Kepanggahan Sub DAS Temon………..37

Tabel 4.4. Analisis Statistik ………... 38

Tabel 4.5. Data Hujan Harian Maksimum Tahunan Sub DAS Temon ………..40

Tabel 4.6. Hujan Harian Maksimum Wilayah Sub DAS Temon ………...41

Tabel 4.7. Resume Hasil Uji Chi Kuadrat Sub DAS Temon Cara 1………..42

Tabel 4.8. Resume Hasil Uji Sminorv-Kolmogorov Sub DAS Temon Cara 1..……….43

Tabel 4.9. Resume Hasil Pengujian Parameter Statistik Sub DAS Temon …………...44

Tabel 4.10. Resume Hasil Uji Chi Kuadrat Sub Das Temon Cara 3………..…………45

Tabel 4.11. Resume Hasil Uji Sminorv-Kolmogorov Sub DAS Temon Cara 3….…...45

Tabel 4.12. Hasil Uji Kecocokan Sebaran ………..…...46

Tabel 4.13. Hujan Rancangan Dengan Berbagai Kala Ulang Sub DAS Temon ……...47

Tabel 4.14. Durasi Hujan dan Banyak Kejadian Hujan di Sub DAS Temon ………....46

Tabel 4.15. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 2 th ……….47

Tabel 4.17. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 10 th ………...48

Tabel 4.18. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 20 th ……….. 49

Tabel 4.19. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 50 th ………...…49

Tabel 4.21. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 500 th ………...49

(8)

commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gambar Rerata Aljabar………..10

Gambar 2.2. Gambar Poligon Thiessen………..11

Gambar 2.3. Isohyet………...11

Gambar 3.1. Gambar 3.1. Sub DAS Temon ………...31

Gambar 3.2. Diagram Alir Tahapan Penelitian………...………34

Gambar 4.1. Jaringan Kagan Pada Sub DAS Temon39……….40

Gambar 4.2. Poligon Thiessen Sub DAS Temon dengan 4 Stasiun Hujan…………....41

Gambar 4.3. Hujan Wilayah Harian Rerata Tahun 2000-2009 Sub DAS Temon……..42

Gambar 4.4. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tiap Stasiun Tahun 2000-2009 Sub DAS Temon………45

Gambar 4.5. Grafik Pola Hujan 4 Jam………50

Gambar 4.6. Pola Hujan Tahun 1989-2008………51

Gambar 4.7. Pola Hujan Tahun 2000-2009………51

Gambar 4.8. Debit Aliran sub DAS Temon Tahun 1989-2008 Kala Ulang 2 Th……..52

Gambar 4.9. Debit Aliran sub DAS Temon Tahun 2000-2009 Kala Ulang 2 Th……..52

Gambar 4.10 Gambar pola Aliran Tahun 1989-2008 ………53

Gambar 4.11 Gambar pola Aliran Tahun 2000-2009……….53

Gambar 4.12. Gambar Perubahan Pola Aliran………....54

Gambar 4.13. Gambar Basin Model………...54

Gambar 4.14. Gambar Component Reach dan Sub Basin………55

Gambar 4.15. Gambar Meteorologic Models………… ……….………...55

Gambar 4.16. Gambar Control Specification……….……….…56

Gambar 4.17. Gambar Time Series Data dengan Precipitation Gages……….56

Gambar 4.18. Gambar Time Series Data dengan Discharge Gages………….………….57

Gambar 4.19. Trial 1 Subbassin Temon……….57

Gambar 4.25. Trial 4Subbasin Temon…………...………59

(9)

commit to user

xiv

(10)

commit to user

Dmaks = Selisih data probabilitas teoritis dan empiris

t

D = Interval waktu

x

D = Interval jarak

J

= sudut kemiringan lahan terhadap bidang horizontal.

m = rerata

(11)

commit to user pengamatan banjir diukur menurut jalannya saluran (km)

N = koefisien kekasaran manning untuk permukaan lahan n = jumlah

(12)

commit to user

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

(13)

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Siklus hidrologi menurut C.D. Soemarto (1986) adalah gerakan air laut ke udara yang kemudian jatuh ke permukaan tanah lagi sebagai hujan dan akhirnya mengalir ke laut kembali. Dalam siklus hidrologi ini terdapat beberapa proses yang saling terkait, yaitu antara proses hujan (presipitation), penguapan (evaporation), transpirasi, infiltrasi, perkolasi, aliran limpasan (runoff) dan aliran bawah tanah.

Hujan berfungsi sebagai masukan utama untuk model hidrologi yang memprediksi aliran limpasan. Limpasan ini digunakan sebagai masukan untuk model hidrolik. Model hidrolik digunakan untuk memprediksi debit limpasan suatu sub DAS untuk masa yang akan datang (Vanderkimpen, 2010).

Hujan pada suatu kawasan dipengaruhi oleh perubahan iklim. Perubahan iklim mempengaruhi perubahan cuaca kawasan dalam bentuk cuaca ekstrim, kenaikan temperatur, perubahan pola hujan dan kenaikan muka air laut. Pola hujan suatu kawasan mempengaruhi aliran sungai (Armi Susandi, 2008).

Proses pengalihragaman (transformasi) hujan menjadi aliran merupakan fenomena alam yang sangat kompleks dan melibatkan banyak faktor alam. Pengukuran langsung di lapangan hampir tidak mungkin untuk dilakukan. Untuk dapat mengetahui hasil proses transformasi maka digunakan suatu model (Harding dkk, 2008).

(14)

commit to user

2

pola observasi waduk. Model diterapkan pada sub DAS Temon. Lokasi ini dipilih karena sub DAS Temon sebagai salah satu sub DAS di hulu Waduk Wonogiri yang mempunyai masalah kekurangan air cukup ekstrim (Ugro Hari Murtiono, 2008).

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut:

1. Bagaimana aliran akibat perubahan pola hujan pada sub DAS Temon?

2. Bagaimana hidrograf yang disebabkan oleh perubahan pola hujan pada sub DAS Temon?

1.3. Batasan Masalah

1. Penelitian hanya dilakukan di sub DAS Temon.

2. Data curah hujan manual yang dipakai adalah data curah hujan manual tahun 2000-2009 dan data hujan otomatis tahun 2000-2009.

3. Pola hujan 2000-2009 dibandingkan dengan pola hujan 1989-2008 (Yuni Wiyarsi, 2010).

4. Hanya menggunakan data sekunder.

5. Peta tata guna lahan yang digunakan peta tata guna lahan tahun 2005 dari Balai Penelitian Kehutanan Surakarta.

6. Tidak mengkaji perubahan tata guna lahan.

7. Menggunakan hasil simulasi hujan menjadi aliran untuk menentukan besarnya debit.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui aliran akibat perubahan pola hujan pada DAS Temon.

(15)

commit to user

3

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Manfaaat teoritis: memberikan informasi keilmuan dalam bidang teknik sipil kususnya mengenai hidrologi, yaitu transformasi hujan menjadi aliran yang terjadi pada sub DAS Temon.

(16)

commit to user

36

BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Uji Kepanggahan Data Hujan

Pengujian keabsahan data hujan dapat dilakukan dengan menggunakan metode

Rescaled Adjusted Partial Sums (RAPS) yang datanya diambil dari data hujan tahunan. Data hujan tahunan sub DAS Temon disajikan dalam Tabel 4.1.

Tabel4.1 Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan di Sub DAS Temon Tahun Hujan Tahunan (mm/th)

Baturetno PP

Baturetno

Peng Batuwarno Ngancar

Temon

(17)

commit to user

37

Tabel 4.2 Uji Kepanggahan pada Stasiun Pencatat Hujan Baturetno PP

No Tahun i i-rerata Sk* Sk** Absolut Q Abs Maks Q/√n Nilai Kritik Sk* =kumulatif i-rerata Sk**=sk*/standar deviasi

Nilai QRAPS hit (maks) di stasiun Baturetno PP terdapat pada tahun 2004 dengan nilai Q Absolut adalah 2,4 dan nilai Q/√n sebesar 1. Selanjutnya nilai Q/√n akan dibandingkan dengan nilai kritik yang terdapat pada Tabel 2.2 dengan n=6 (dilakukan interpolasi terlebih dahulu dengan Confidence Interval 95%). Hasil dari perbandingan adalah QRAPS hit/√n < Q RAPS kritik yang berarti stasiun Baturetno PP adalah panggah. Hasil uji kepanggahan sub DAS Temon dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Hasil Uji Kepanggahan Sub DAS Temon

No Nama Stasiun Pencatat Hujan Q Abs Maks Q/√n Niliai Q kritik Keterangan

(18)

commit to user

38

4.2 Uji Kerapatan Jaringan

Metode Kagan digunakan untuk menganalisa kerapatan jaringan stasiun hujan dengan menggunakan data hujan bulanan. Berdasarkan analisis statistik data hujan bulanan pada stasiun hujan diperoleh besaran nilai parameter sebagai berikut:

Tabel 4.4. Analisis Statistik

Statistik Baturetno Peng Baturetno.pp Ngancar Temon otomatis

Mean 281,30 878,70 1299,10 1755,90 Standard Error 109,89 160,64 198,79 68,67

Median 71,50 856,00 1476,00 1822,50

Mode 0,00 0,00 0,00 0,00

Standard Deviation 347,49 507,98 628,64 217,15

Sample Variance 120747,57 258047,79 395193,66 47153,66

Kurtosis -1,52 -0,55 1,02 0,10

Skewness 0,68 -0,07 -0,85 -0,70

Range 848,00 1625,00 2234,00 728,00

Minimum 0,00 0,00 0,00 1335,00

Maximum 848,00 1625,00 2234,00 2063,00 Sum 2813,00 8787,00 12991,00 17559,00

Count 10,00 10,00 10,00 10,00

Confidence Level(95.0%) 62,17 90,89 112,48 38,85

Koef Varian, Cv 1,24 0,58 0,48 0,12

Setelah mencari nilai parameter statistik, selanjutnya menghitung koefisien korelasi antara dua stasiun. Hasil Perhitungan koefisien antar stasiun dapat dilihat pada lampiran A. Jarak antar stasiun dapat dihitung dengan menggunakan hubungan antara koordinat UTM dua stasiun hujan yang berlainan. Contoh perhitungan jarak antar stasiun hujan antara Baturetno PP dan Baturetno Peng. adalah sebagai berikut:

Koordinat UTM Baturetno PP: X1 = 492577

Y1 = 91199849

Koordinat UTM Baturetno Peng: X2 = 494524

(19)

commit to user

39

D= √(X2-X1)2 + (Y2-Y1)2

D= √(494524-492577) 2 + (9117630-9119849)2

D= 2952 m

Kesalahan perataan (Z1), kesalahan interpolasi (Z2), dan panjang sisi segitiga Kagan (L) dapat dihitung dengan Persamaan 2.13, 2.14 ,2.15 dan 2.16.

(20)

commit to user

40

L=1,07 4

59 , 62

L=4,23 km

Dari perhitungan diatas diperoleh Z1 = 46%, Z2 = 120% dan L = 4,23 km. Nilai L dipakai untuk menyusun jaringan Kagan dan selanjutnya diplotkan dengan lokasi pencatat sehingga setiap stasiun mendekati atau berada pada titik simpul jejaring Kagan. Hasil pengeplotan terbaik bisa dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Jaringan Kagan Pada Sub DAS Temon

Sesuai dengan hasil pengepotan segitiga Kagan pada Gambar 4.1, jumlah stasiun hujan yang diperlukan di Sub DAS Alang minimal sama dengan jumlah simpul segitiga Kagan. Dari hasil analisis ternyata diperoleh jumlah stasiun hujan untuk Sub DAS Temon adalah 9 stasiun hujan. Sedangkan jumlah stasiun hujan yang ada di sub DAS Temon saat ini hanya ada 5 stasiun hujan.

4.3. Hujan Wilayah

(21)

commit to user

41

Tabel 4.5. Data Hujan Harian Maksimum Tahunan Sub DAS Temon Tahun

Poligon Thiessen sub DAS Temon dengan empat stasiun hujan dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Poligon Thiessen Sub DAS Temon dengan 4 Stasiun Hujan

Dari Poligon Thiessen yang sudah dibuat selanjutnya dihitung luas masing-masing wilayah dengan menggunakan Autocad.

Hasilnya adalah sebagai berikut: Sub DAS Temon = 62,59 km2 Baturetno PP = 16,55 km2 Baturetno Peng. = 12,46 km2 Ngancar = 17,33 km2 Temon Otomotis = 16,25 km2

(22)

commit to user

42

Tabel 4.6. Hujan Harian Maksimum Wilayah Sub DAS Temon Tahun Curah Hujan (mm)

4.4. Uji Kecocokan Jenis Sebaran

Uji sebaran frekuensi digunakan untuk mengetahui jenis sebaran data yang sesuai. Analisis ini digunakan untuk dasar perhitungan hujan rancangan dengan berbagai kala ulang. Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengetahui kesesuaian sebaran data. Jenis sebaran antara lain: Normal, Log Normal, Gumbel dan Log Person III. Dalam uji kecocokan jenis sebaran digunakan tiga cara penyajian data, yaitu cara 1, cara II dan cara III.

4.4.1 Cara 1 (Hujan Harian Maksimum Tahunan)

(23)

commit to user

43

Tabel 4.7. Resume Hasil Uji Chi Kuadrat Sub DAS Temon Cara 1

Normal Log normal Gumbel Log Person III Nilai Chi Kuadrat 4000 2000 2000 1000 Derajat Kebebasan 2 2 2 1

Chi Kritik 9,2104 9,2104 9,2104 6,6349 Keterangan diterima diterima diterima diterima Tabel 4.8. Resume Hasil Uji Sminorv-Kolmogorov Sub DAS Temon Cara 1

Δ maks Keterangan

Normal 0,173 diterima Log Normal 0,140 diterima Gumbel 0,120 diterima log Person III 0,151 diterima

Dari hasil Tabel 4.7. uji Chi Kuadrat diketahui bahwa semua distribusi diterima. Uji pada Sminorv-Kolmogorov yang disajikan pada Tabel 4.8. tampak bahwa semua distribusi diterima. Untuk dapat memilih sebaran yang paling cocok, maka dipilih yang memiliki nilai penyimpangan terkecil diantara yang lain yaitu 0,120 menggunakan distribusi Gumbel. Hasil uji selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran B-1.

4.4.2 Cara II (Hujan Harian)

Hujan harian rerata Sub DAS Temon dapat dilihat pada Gambar 4.3.

(24)

commit to user

44

Dari Gambar 4.3. dapat diketahui bahwa musim kemarau mulai terjadi pada kejadian ke 205 (pada tanggal 23 Juli). Sedangkan musim hujan mulai terjadi kembali pada kejadian ke 293 (pada tanggal 19 Oktober).

Perhitungan hujan harian selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran B-6. Berdasarkan analisis statistik terhadap deret data hujan harian diperoleh nilai parameter sebagai berikut:

Untuk menentukan jenis distribusi frekuensi yang cocok dilakukan dengan pengujian parameter statistik. Resume hasil pengujian parameter statistik dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9. Resume Hasil Pengujian Parameter Statistik Sub DAS Temon No Jenis

Distribusi Syarat Hasil Perhitungan Keputusan

1 Normal Cs = 0 Cs =0,242 No

type III Jika semua syarat tidak terpenuhi Cs =0,242 Yes

Ck =1,500 Yes

5 Gumbell Cs = 1,14 Cs =0,242 No

(25)

commit to user

45

Dari Tabel 4.9. diketahui bahwa jenis distribusi yang diterima adalah Log Person III, karena nilai Cs dan Ck tidak memenuhi syarat distribusi Normal, Log Normal, Pearson dan Gumbell.

4.4.3 Cara III (Hujan Harian Maksimum Rerata Tiap Stasiun)

Untuk menentukan hujan harian maksimum tiap stasiun dalam tahun yang sama diambil hujan maksimum tahunan tiap stasiun. Langkah selanjutnya adalah mencari hujan harian pada stasiun-stasiun yang lain pada hari kejadian yang sama dalam tahun yang sama. Perhitungan hujan harian maksimum rerata tiap stasiun dapat dilihat pada lampiran B-18.

Hujan harian maksimum rerata tiap stasiun dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tiap Stasiun Tahun 2000-2009 Sub DAS Temon

(26)

commit to user

46

Tabel 4.10. Resume Hasil Uji Chi Kuadrat Sub Das Temon Cara 3

Normal Log normal Gumbel Log Person III Nilai Chi Kuadrat 17,000 5,000 9.000 8.000

Derajat Kebebasan 2 2 2 1

Chi Kritik 9,2104 9,2104 9,2104 9,2104 Keterangan Diterima Diterima Diterima Diterima

Tabel 4.11. Resume Hasil Uji Sminorv-Kolmogorov Sub DAS TemonCara 3

Δ maks Keterangan

Normal 0,283 diterima Log Normal 0,183 diterima Gumbel 0,217 diterima Log Person III 0,127 diterima

Dari hasil Tabel 4.10. uji Chi Kuadrat diketahui bahwa semua distribusi diterima. Untuk dapat memilih sebaran yang paling cocok, maka dipilih yang memiliki nilai penyimpangan terkecil diantara yang lain yaitu Log Person III. Sedangkan uji pada Sminorv Kolmogorov yang disajikan pada Tabel 4.11. juga diketahui bahwa semua distribusi diterima. Hasil uji selengkapnya dapat dilihat pada lampiran B-8.

4.5. Hujan Rancangan

Berdasarkan hasil uji sebaran, jenis sebaran terbaik dapat dilihat pada Tabel 4.12. Tabel 4.12. Hasil Uji Kecocokan Sebaran

Hujan Harian Maksimum Tahunan Gumbel Hujan Harian Log Person III Hujan Harian Maksimum Tiap Stasiun Log Person III

(27)

commit to user

Untuk analisis lanjutan dan demi keamanan dipakai hujan harian maksimum dengan cara 1 (hujan Harian Maksimum Tahunan) karena mempunyai ketebalan hujan rancangan yang lebih besar.

4.6 Durasi Hujan dan Waktu Konsentrasi

4.6.1 Durasi Hujan

Durasi hujan diperoleh dari data hujan pada stasiun otomatis. Data hujan dari stasiun hujan otomatis dikelompokkan berdasarkan lamanya hujan Selanjutnya dipilih durasi hujan dari lamanya hujan dengan kejadian terbanyak. Durasi hujan dan banyak kejadian hujan pada data hujan otomatis dapat dilihat pada Tabel 4.14.

(28)

commit to user

48

Dari Tabel 4.14. diketahui bahwa hujan yang dominan terjadi adalah hujan dengan 2 jam. Sedangkan durasi hujan dihitung sebagai berikut:

Durasi =

å

Waktu konsentrasi dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 2.39. Perhitungan waktu konsentrasi adalah sebagai berikut:

Diketahui:

Luas Sub DAS Temon (A) = 62,59 km2 Panjang sungai (Ls)= 13,76 km

Slope (S0) = 2,6%=0,026

Tc=0,00013 x 13,760,77x 0,026- 0,385 Tc= 3,989 = 4 jam

Jadi Waktu konsentrasi untuk sub DAS Temon adalah 4 jam.

4.7. Pola Agihan ABM (Alternating Block Methode)

(29)

commit to user

Pola Agihan 4 jam dengan berbagai kala ulang ditunjukkan pada Tabel 4.15 - 4.22. Tabel 4.15. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 2 th

t I(mm/jam) P(mm) Delta (mm) % Hyetograph ABM (%) Hyetograph (mm)

1 53,04 53,04 53,04 63,00 16,37 13,79

2 33,41 66,83 13,79 16,37 63,00 53,04

3 25,50 76,50 9,67 11,49 11,49 51,51

4 21,05 84,20 7,70 9,14 9,14 2,35

Tabel 4.16. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 5 th

1 71,31 71,31 71,31 63,00 16,37 18,54

2 44,92 89,85 18,54 16,37 63,00 71,31

3 34,28 102,85 13,00 11,49 11,49 13,00

4 28,30 113,20 10,35 9,14 9,14 10,35

1 83,41 83,41 83,41 63,00 16,37 21,68

2 52,54 105,09 21,68 16,37 63,00 83,41

3 40,10 120,29 15,21 11,49 11,49 15,21

4 33,10 132,40 12,11 9,14 9,14 12,11

1 95,00 95,00 95,00 63,00 16,37 24,69

2 59,85 119,69 24,69 16,37 63,00 95,00

3 45,67 137,01 17,32 11,49 11,49 17,32

(30)

commit to user

50

1 110,05 110,05 110,05 63,00 16,37 28,61

2 69,33 138,66 28,61 16,37 63,00 110,05

3 52,91 158,73 20,07 11,49 11,49 20,07

4 43,68 174,70 15,97 9,14 9,14 15,97

1 121,27 121,27 121,27 63,00 16,37 31,52

2 76,39 152,79 31,52 16,37 63,00 121,27

3 58,30 174,90 22,11 11,49 11,49 22,11

4 48,13 192,50 17,60 9,14 9,14 17,60

1 147,28 147,28 147,28 63,00 16,37 38,28

2 92,78 185,57 38,28 16,37 63,00 147,28

3 70,81 212,42 26,85 11,49 11,49 26,85

4 58,45 233,80 21,38 9,14 9,14 21,38

1 158,50 158,50 158,50 63,00 16,37 41,20

2 99,85 199,70 41,20 16,37 63,00 158,50

3 76,20 228,59 28,90 11,49 11,49 28,90

4 62,90 251,60 23,01 9,14 9,14 23,01

(31)

commit to user

51

Gambar 4.5. Grafik Pola Hujan 4 Jam

4.8. Perubahan Pola Hujan

Pada sub DAS Temon terjadi perubahan pola hujan, yaitu antara pola hujan tahun 1989-2008 (Yuni Wiyarsih, 2010) dan pola hujan tahun 2000-2009 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.6. dan 4.7.

(32)

commit to user

52

Gambar 4.7. Pola Hujan Tahun 2000-2009

Perubahan pola hujan ternyata juga mempengaruhi perubahan pola aliran debit pada sub DAS Temon. Perhitungan debit dilakukan dengan pemodelan simulasi hujan menggunakan software HEC-HMS 3.2. Hasil perhitungan debit dengan kala ulang 2 tahun dapat dilihat pada Gambar 4.8. dan 4.9.

(33)

commit to user

53

Gambar 4.9. Debit Aliran sub DAS Temon Tahun 2000-2009 Kala Ulang 2 Th Pada Gambar 4.8. dapat dilihat bahwa debit puncak DAS Temon tahun 1989-2008 sebesar 230,2 m3/s. Sedangkan pada Gambar 4.9. dapat dilihat bahwa debit puncak DAS Temon tahun 2000-2009 sebesar 238,7 m3/s. Hasil perhitungan debit aliran HEC-HMS sub DAS Temon tahun 2000-2009 dengan berbagai kala ulang dapat dilihat pada lampiran B-10.

(34)

commit to user

54

Gambar 4.10. Gambar pola Aliran Tahun 1989-2008 Gambar 4.10. adalah gambar pola aliran DAS Temon tahun 1989-2008.

(35)

commit to user

55

Gambar 4.12. Perubahan Pola Aliran Ket: 1989-2008 =

2000-2009 =

Gambar 4.12. merupakan gambar perubahan pola aliran pada DAS Temon antara tahun 1989-2008 dengan 2000-2009. Debit puncak DAS Temon tahun 1989-2008 sebesar 230,2 m3/s dan debit puncak DAS Temon tahun 2000-2009 sebesar 238,7 m3/s.

4.9. Perhitungan Hujan Harian Menjadi Debit

Perhitungan hujan harian menjadi debit pada sub DAS Temon dilakukan dengan cara transformasi hujan menjadi aliran untuk mendapatkan debit, simulasi hujan-aliran ini menggunakan program HEC HMS 3.2. Tahap-tahap dalam pembuatan proyek hujan menjadi aliran sebagai berikut:

1. Pembuatan Proyek Baru

Pembuatan proyek baru diawali dengan file > new > create, kemudian membuat Basin Models seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.13.

(36)

commit to user

56

Gambar 4.13. adalah gambar Sub Bassin pada DAS Temon. Karena DAS Temon adalah DAS kecil yang mempunyai satu sungai maka hanya memiliki 1

reach. Kemudian memilih metode yang akan digunakan seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14. Gambar Component Reach dan Sub Basin

Gambar 4.14. menunjukkan metode yang digunakan dalam Sub Basin yaitu pada routing method metode yang dipilih adalah muskingum-Cunge dan pada

loss/gain method metode yang dipilih adalah constant.

2. Meteorologic Models

Meteorologic Models ditunjukkan pada Gambar 4.15.

(37)

commit to user

57

Gambar 4.15. menunjukkan metode pada meteorologic models yang dipilih adalah Specified Hyetograh dan menggunakan metric sebagai unit sistemnya.

3. Control Spesivication

Control Spesivication ditunjukkan pada Gambar 4.16.

Gambar 4.16. Gambar Control Spesification

Gambar 4.16. menunjukkan control specification yang isinya meliputi tanggal data yang akan diolah yaitu tanggal mulai 31 Desember 1999 pukul 00:00 dan tanggal akhir 31 Desember 2009 pukul 00:00 dengan interval 1 hari.

4. Time Series Data

Mengisikan data curah hujan harian dan datadebit harian pada Time Series Data.

(38)

commit to user

58

Gambar 4.17. berisikan data hujan harian DAS Temon yang dimasukkan dalam

precipitation gages dari 1 Januari 2000-31 Desember 2009.

Gambar 4.18. Gambar Time Series Data dengan Discharge Gages

Gambar 4.18. berisikan data debit harian DAS Temon yang dimasukkan dalam

discharge gages dari 1 Januari 2000 - 31 Desember 2009.

5. Run atau compute program pada HEC-HMS dengan membuat Simulation Runs

dan Optimization trials.

6. Melakukan kalibrasi pada Optimization trials untuk mendapatkan hasil yang paling baik. Hasil Perhitungan kalibrasi pada Subbasin dapat dilihat pada Gambar 4.19.- 4.22.

Trial 1

(39)

commit to user

59

Pada trial 1 didapat percent diference sebesar 136,35% pada volume sehingga belum memenuhi syarat.

Trial 2

Gambar 4.20. Trial 2 Subbassin Temon

Pada trial 2 didapat percent diference sebesar 24,48 % pada volume sudah memenuhi syarat namun masih dicari nilai yang paling kecil.

Trial 3

(40)

commit to user

60

Pada trial 3 didapat percent diference sebesar 4,83 % pada volume sudah memenuhi syarat namun masih dicari nilai yang paling kecil.

Trial 4

Gambar 4.25. Trial 4 Subbasin Temon

Pada trial 4 didapat percent diference sebesar 0,18 % pada volume, hasil ini sudah memenuhi syarat dan menghasilkan nilai percent diference yang paling kecil maka trial 4 dipakai dalam pengolahan hujan menjadi debit. Pada trial 4 didapatkan hasil volume simulasi sebesar 2141,15 mm dan volume observed

(41)

commit to user

61

Gambar 4.22.Hasil trial 4 Simulasi Subbasin

Pada Gambar 4.22. didapat hasil debit puncak simulasi sebesar 38,4 m3/s sedangkan pada debit observed 41,3 m3/s. Selain itu juga didapat hasil sebagai berikut: total precipitation sebesar 13311,66 mm, total loss 11169,61 mm, total excess 2142,05 mm, total direct runoff 2141,15mm, total residual 0,57m3/s dan discharge

2141,15mm.

Gambar 4.23. Tabel Hasil Times Series untuk Subbasin

(42)

commit to user

62

Gambar 4.24. Hidrograf Untuk Subbasin

(43)

commit to user

63

Gambar 4.26. Hidrograf Perbandingan Q Perhitungan dan Q Observed

Pada Gambar 4.26. menunjukkan perbandingan hidrograf simulasi dengan hidrograf

(44)

commit to user

63

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang telah dilakukan pada penelitian ini, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Pola hujan tahun 1989-2008 berbeda dengan pola hujan tahun 2000-2009. Pola hujan tahun 1989-2008 cenderung membentuk pola Mononobe sedangkan pola hujan 2000-2009 cenderung membentuk pola Alternatif Block Method (ABM).

2. Perubahan pola hujan mempengaruhi perubahan pola aliran, Pola hujan tahun 1989-2008 berbeda dengan pola hujan tahun 2000-2009 karena memiliki nilai debit yang berbeda. Hasil simulasi hujan menjadi aliran bisa dipakai untuk menghitung debit karena nilai debit puncak sebesar 37,7 m3/s sedangkan debit pucak observed sebesar 41,3 m3/s. Perbedaan ini menghasilkan percent difference sebesar 0,18% dibawah syarat ketentuan yaitu sebesar 25%.

5.2. Saran

Beberapa saran yang berkaitan dengan penelitian ini adalah:

1. Data curah hujan yang digunakan sebaiknya memiliki range yang cukup panjang, sehingga dapat menunjukan karakteristik suatu DAS, sehingga nilai parameter yang didapat bisa lebih mewakili kondisi di DAS tersebut.

2. Penelitian sebaiknya dilakukan pada daerah aliran sungai yang masih alami, sehingga data observasi sesuai dengan karakteristik daerah aliran sungai yang sesungguhnya tanpa adanya pengambilan atau penambahan debit air yang cukup besar.