RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah...

44
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 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 SURAKARTA 2011

Transcript of RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah...

Page 1: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

SURAKARTA

2011

Page 2: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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. Kata Kunci: perubahan iklim, pola hujan, pemodelan.

Page 3: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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. Keyword: climate change, rain pattern, modeling.

Page 4: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... iii

MOTTO ...................................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ...................................................................................................... v

ABSTRAK .................................................................................................................. vi

KATA PENGANTAR ................................................................................................ viii

DAFTAR ISI .............................................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xiii

DAFTAR NOTASI …………………….….………………...................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………………… xvii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ....................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................................. 2

1.3. Batasan Masalah .................................................................................................. 2

1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2

1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................................................... 4

2.1.1. Umum ........................................................................................................ 4

2.1.2. Perubahan Iklim .......................................................................................... 5

2.1.3. Hujan ......................................................................................................... 7

2.1.4. Hujan Titik ................................................................................................ 9

2.1.5. Analisis Hujan Titik …………………………………………………….. 9

2.1.6. Hujan Wilayah ........................................................................................... 10

2.1.7. Analisis Frekuensi Hujan Wilayah ........................................................... 11

Page 5: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

2.2.5. Intensitas Hujan ................................................................................ 26

2.2.6. Infiltrasi ……………………………………………………………. 27

2.2.7. Aliran Permukaan ............................................................................. 27

2.2.8. Aliran di Alur Sungai (Channel Flow) ……………………………. 28

2.2.9. Penelusuran Aliran (Routing) ……………………………………... 28

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

4.4.1. Cara 1 (Hujan Harian Maksimum Tahunan) ……………………….42

Page 6: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 64

LAMPIRAN

Page 7: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

Tabel 4.1 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 4.16. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 5 th ……………………………….48

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 4.20. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 100 th …………………………….49

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

Tabel 4.22. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 1000 th …………………………...49

Page 8: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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 4.20. Trial 2 Subbassin Temon……………………………………………….58

Gambar 4.21. Trial 3 Subbassin Temon……………………………………………….58

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

Gambar 4.23. Tabel Hasil Times Series untuk………………………….……………. 60

Page 9: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiv

Gambar 4.24.Hidrograf Aliran Untuk Subbasin……………………………………....60

Gambar 4.25. Hasil Trial Kalibrasi pada Subbasin…………………………………....61

Gambar 4.26. Hidrograf Perbandingan Q Perhitungan dan Q Observed………………62

Page 10: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xv

DAFTAR NOTASI

a = Kecepatan aliran di grid

b = koefisien momentum b =1,01-1,33

Dmaks = Selisih data probabilitas teoritis dan empiris

tD = Interval waktu

xD = Interval jarak

J = sudut kemiringan lahan terhadap bidang horizontal.

m = rerata

s = standar deviasi

X = tinggi hujan harian maksimum rata-rata selama n tahun

P = Hujan wilayah (mm)

åX = jumlah tinggi hujan harian maksimum selama n tahun

A = luas wilayah (Km2)

AN = luas masing-masing poligon (Km2)

C = koefisien Chezy untuk saluran alam

Ck = koefisien kurtosis

Cs = koefisien kemiringan

Cv = koevisien varian

d = jarak antar stasiun (km)

d0 = radius korelasi

Dk = derajat kebebasan (nilai kritis didapat dari tabel)

EF = nilai yang diharapkan (expected frequency)

f = kapasitas infiltrasi pada suatu saat t

fc = kapasitas infiltrasi setelah mencapai harga tetap

fo = kapasitas infiltrasi permulaan

H = selisih ketinggian antara tempat terjauh dan tempat pengamatan (km).

I = intensitas hujan

i = step jarak

Page 11: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xvi

j = step waktu

k = konstanta

k = jumlah kelas distribusi

KT = kala ulang

L = Panjang jarak dari tempat terjauh di daerah aliran sampai tempat

pengamatan banjir diukur menurut jalannya saluran (km)

N = koefisien kekasaran manning untuk permukaan lahan

n = jumlah

OF = nilai yang diamati (observed frequency)

Pi = keliling basah

P = banyaknya parameter sebaran Chi-kuadrat (ditetapkan = 2).

p = probabilitas

Pe = peluang empiris

PN = hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm)

PT = peluang teoritis

q = lateral inflow

Q = debit aliran

qo = debit aliran permukaan per satuan lebar

R = jari-jari hidroik

rd = korelasi antar stasiun dengan jarak d km

ro = korelasi antar stasiun dengan jarak yang sangat kecil ( ± 0km)

S = kemiringan saluran

Sd = standar deviasi

t = waktu dihitung dari permulaan hujan.

T = kala ulang

Tc = Waktu konsentrasi (jam)

V = kecepatan rerata aliran

XT = hujan rencana

Y = ketebalan aliran

Z1 = kesalahan perataan (%)

Z3 = kesalahan interpolasi (%)

Page 12: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A Kepanggahan

LAMPIRAN B Analisis Frekuensi

LAMPIRAN C Surat-surat

Page 13: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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).

Perubahan pola hujan yang terjadi pada hulu waduk kemungkinan besar berpengaruh

terhadap pola aliran sungai di hulu waduk tersebut (Yuni, Winda, Ropri, 2010).

Perubahan ini menarik untuk dikaji karena sangat mungkin berpengaruh terhadap

Page 14: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

2. Megetahui hidrograf aliran yang disebabkan oleh perubahan pola hujan pada DAS

Temon.

Page 15: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

2. Manfaat praktis: memberikan informasi pengaruh perubahan pola hujan terhadap

aliran yang terjadi di sub DAS Temon.

Page 16: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Tabel 4.1 Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan di Sub DAS Temon Tahun Hujan Tahunan (mm/th)

Baturetno PP Baturetno

Peng Batuwarno Ngancar Temon

Otomatis 2000 - 1625 1094 1583 1878 2001 - 1419 1445 1430 1335 2002 133 435 338 702 2063 2003 462 512 - 1743 1907 2004 10 851 894 862 1517 2005 718 681 526 1620 1639 2006 - 861 - 1295 1839 2007 848 1448 986 2234 1916 2008 642 955 1193 1522 1806 2009 - - - - 1659

Sumber: Balai Kehutanan Solo

Contoh analisis uji kepanggahan dengan mengunakan cara RAPS pada stasiun

pencatat hujan Baturetno PP disajikan pada Tabel 4.2.

Page 17: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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 1 2002 133 -335,8 -335,8 -1,0 1,0 2,4 1,0 <1,148 2 2003 462 -6,8 -342,7 -1,0 1,0 3 2004 10 -458,8 -801,5 -2,4 2,4 < Titik Kritik Panggah 4 2005 718 249,2 -552,3 -1,7 1,7 5 2007 848 379,2 -173,2 -0,5 0,5 6 2008 642 173,2 0,0 0,0 0,0

Keterangan: I =hujan tahunan 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

1 Baturetno PP 2,4 1,0 <1,148 Panggah

2 Baturetno Peng 2,6 0,9 <1,142 Panggah

3 Batuwarno 3,2 1,209 <1,146 Tidak Panggah

4 Ngancar 2 0,667 <1,142 Panggah

5 Temon Otomatis 1,9 0,633 <1,142 Panggah

Hasil dari Tabel 4.3. menunjukkan bahwa data pada stasiun Batuwarno tidak panggah

untuk itu tidak dapat dipakai dalam analisis selanjutnya. Hasil uji kepanggahan tiap

stasiun di DAS Temon selengkapnya dapat dilihat pada lampiran A-1.

Page 18: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

Y2 = 9117094

Page 19: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Contoh perhitungan Z1, Z2, dan L pada sub DAS Temon dengan data-data sebagai

berikut:

Luas sub DAS = 62,59 km2

Jumlah stasiun = 4

Cv rata-rata = 0,61

Sd rata-rata = 425,32

Ro = 0,984 Do = 14,075

NNdo

Aro

CvZ

23,01

1+-

=

44075,14

59,6223,0984,01

1

x

CvZ

+-=

Z1=0,46 Z1=46%

452,0

31

2S

dororo

CvZ +-

=

432,425

075,14984,0

52,03984,01

61,02 +-

=Z

Z2=1,2 Z2=120%

L=1,074A

Page 20: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

40

L=1,07459,62

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

Untuk menentukan hujan wilayah Sub DAS Temon digunakan metode Polygon

Thiessen. Data hujan harian maksimum tahunan sub DAS Temon dapat dilihat pada

Tabel 4.5.

Page 21: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

41

Tabel 4.5. Data Hujan Harian Maksimum Tahunan Sub DAS Temon

Tahun PP

(mm) Peng (mm)

Ngancar (mm)

Temon Otomatis (mm)

2000 - 73 73 130 2001 - 53 59 63 2002 96 96 83 88 2003 114 110 114 124 2004 5 94 77 95 2005 125 56 88 100 2006 - 97 80 104 2007 195 163 132 182,7 2008 47 69 77 67,7 2009 - - - 87

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

Hasil perhitungan hujan wilayah ditunjukkan pada Tabel 4.6.

Page 22: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

42

Tabel 4.6. Hujan Harian Maksimum Wilayah Sub DAS Temon Tahun Curah Hujan (mm) 2000 87,80 2001 57,26 2002 90,32 2003 115,80 2004 66,02 2005 94,53 2006 94,11 2007 167,99 2008 65,06 2009 87,00

Hujan wilayah tiap tahun mungkin berbeda, hal ini dapat terjadi apabila jumlah

stasiun pada suatu tahun berbeda karena adanya stasiun yang rusak sehingga

datanya tidak dianalisis.

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)

Data hujan harian maksimum tahunan dapat dilihat pada Tabel 4.5. Untuk memilih

kesesuaian jenis sebaran dapat dilakukan dengan uji Chi kuadrat dan uji Smirnov-

Kolmogorof. Hasil perhitungan hujan wilayah dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Resume hasil uji terhadap deret data pada Tabel 4.6. disajikan pada Tabel 4.7. dan

Tabel 4.8.

Page 23: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

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

Temon

Page 24: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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:

Nilai rerata = 3,651

Standar Deviasi = 3,948

Cs = 1,242

Ck = 1,5

Cv = 0,925

Jumlah Data = 3653

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

Ck = 3 Ck =1,500 No

2 Log Normal Cs (ln x) = Cv3+3Cv = 4,389 Cs =0,242 No

Ck (ln x)=Cv8+6Cv6+15Cv4+16Cv2+3 = 2,93 Ck =1,500 No

3 Pearson type III Cs > 0 Cs =0,242 Yes

Ck = 1,5 Cs2 + 3 = 4,175 Ck =1,500 No

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

Ck =1,500 Yes

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

Ck = 5,4 Ck =1,500 No

Page 25: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

Untuk memilih kesesuaian jenis agihan dengan uji Chi Kuadrat dan Uji Sminorv-

Kolmogorov. Resume hasil uji terdapat data hujan harian maksimum rerata tiap

stasiun disajikan pada Tabel 4.10. dan Tabel 4.11.

Page 26: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

Sesuai dengan hasil analisis sebaran hujan rancangan dengan berbagai kala ulang

dapat dilihat hasilnya pada Tabel 4.13.

Page 27: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

47

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

Hujan Rancangan

No Kala Ulang

Hujan Harian Maksimum

Tahunan (mm)

Hujan Harian (mm)

Hujan Harian Maksimum Tiap

Stasiun(mm) 1 2 84,2 2,9 28,5 2 5 113,2 5,2 54,0 3 10 132,4 10,6 74,1 4 20 150,8 19,2 94,9 5 50 174,7 49,5 123,2 6 100 192,5 93,1 145,2 7 500 233,8 173,1 198,3 8 1000 251,6 708,7 222,0

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.

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

(Jam) Jumlah

Kejadian 2 117 3 70 4 40 5 24 6 17 7 10 8 6

Page 28: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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 ianwaktukejadndurasihuja

=284

)68()107()176()245()404()703()1172( xxxxxxx ++++++

= 3,32 jam

4.6.2 Waktu Konsentrasi

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

Kirpich

jamSL

Tc 385.0

77.0

.00013.0=

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)

Contoh perhitungan intensitas hujan dengan kala ulang dua tahun degan durasi 4 jam.

Rt = 84,2 mm/jam

tc = 4 jam

t = 1 jam

I = 3

2

24÷øö

çèæ÷øö

çèæ

ttc

tcRt

Page 29: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

49

= 3

2

14

42,84

÷øö

çèæ÷øö

çèæ

= 53,04 mm/jam

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

Tabel 4.17. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 10 th t I(mm/jam) P(mm) Delta (mm) % Hyetograph ABM (%) Hyetograph (mm) 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

Tabel 4.18. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 20 th t I(mm/jam) P(mm) Delta (mm) % Hyetograph ABM (%) Hyetograph (mm) 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 4 37,70 150,80 13,79 9,14 9,14 13,79

Page 30: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

50

Tabel 4.19. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 50 th t I(mm/jam) P(mm) Delta (mm) % Hyetograph ABM (%) Hyetograph (mm) 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

Tabel 4.20. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 100 th t I(mm/jam) P(mm) Delta (mm) % Hyetograph ABM (%) Hyetograph (mm) 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

Tabel 4.21. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 500 th t I(mm/jam) P(mm) Delta (mm) % Hyetograph ABM (%) Hyetograph (mm) 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

Tabel 4.22. Tabel Pola Agihan 4 Jam Kala Ulang 1000 th t I(mm/jam) P(mm) Delta (mm) % Hyetograph ABM (%) Hyetograph (mm) 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

Grafik Pola Hujan 4 jam ditunjukkan pada Gambar 4.5.

Page 31: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Gambar 4.6. Pola Hujan Tahun 1989-2008

Page 32: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

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

Page 33: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Gambar perubahan pola aliran ditunjukkan pada Gambar 4.10 - 4.12.

Page 34: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Gambar 4.11. Gambar pola Aliran Tahun 2000-2009

Gabar 4.11. adalah gambar pola aliran DAS Temon tahun 2000-2009.

Page 35: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Gambar 4.13. Gambar Basin Model

Page 36: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Gambar 4.15. Gambar Meteorologic Models

Page 37: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Gambar 4.17. Gambar Time Series Data dengan Precipitation Gages

Page 38: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

Gambar 4.19. Trial 1 Subbassin Temon

Page 39: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

Gambar 4.21. Trial 3 Subbassin Temon

Page 40: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

2137,29 mm dengan percent difference 0,18%. Dan debit puncak simulasi sebesar

38,4 m3/s dan debit observed 41,3 m3/s dengan percent difference 7,1%.

Parameter terkait yang paling dominan adalah initial storage dan constant rate.

Page 41: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

Gambar 4.23. menunjukkan tabel hasil Times Series yang isinya antara lain loss,

direct runnoff dan total precipitation.

Page 42: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

62

Gambar 4.24. Hidrograf Untuk Subbasin

Gambar 4.24. menunjukkan gambar hidrograf untuk subbasin pada DAS Temon.

Page 43: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

63

Gambar 4.26. Hidrograf Perbandingan Q Perhitungan dan Q Observed

Pada Gambar 4.26. menunjukkan perbandingan hidrograf simulasi dengan hidrograf

observed. Dengan rincian volume simulasi hujan menjadi aliran adalah 2141,15 mm

sedangkan volume debit observed adalah 2137,29 mm dan aliran puncak simulasi

hujan-aliran adalah 38,4 m3/s sedangkan aliran puncak observed adalah 41,3 m3/s.

Page 44: RENA YUDA INDRAWATI NIM : I 0107129 JURUSAN TEKNIK …... · Data yang digunakan adalah data curah hujan dan debit harian DAS Temon tahun 2000- ... 4.6. Durasi Hujan dan ... Pola

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

3. Penelitian selanjutnya perlu mengkaji aliran dalam jam-jaman.