APLIKASI TANK MODEL DALAM PENENTUAN KARAKTERISTIK DAS BERBASIS DATA AWS DAN SPAS DIGITAL AUTOMATIS DI SUB DAS CISADANE HULU
KURNIAWATI WULANDARI
DEPARTEMEN SILVIKULTUR FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
2
APLIKASI TANK MODEL DALAM PENENTUAN KARAKTERISTIK DAS BERBASIS DATA AWS DAN SPAS DIGITAL AUTOMATIS DI SUB DAS CISADANE HULU
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelas sarjana Kehutanan Pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
KURNIAWATI WULANDARI E14203018
DEPARTEMEN SILVIKULTUR FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
3
RINGKASAN Kurniawati Wulandari (E14203018). Aplikasi Tank Model dalam Penentuan Karakteristik DAS Berbasis Data AWS dan SPAS Digital Automatis di Sub DAS Cisadane Hulu. Dibimbing oleh Ir. Nana Mulyana Arifjaya, M.Si. Eksploitasi sumber daya lahan yang berlangsung intensif membuat kawasan hulu menjadi salah satu tujuan pembangunan. Penggunaan lahan yang melampaui kemampuan lahan akan berdampak negatif seperti peningkatan erosi, sedimentasi dan fluktuasi debit aliran permukaan serta penurunan kesuburan tanah. Kunci pengelolaan sumberdaya alam dan lingkungan hidup dalam suatu wilayah DAS terletak pada sistem hidrologi, dengan kerangka pengelolaan sistem hidrologi yang tepat, maka akan didapat manfaat yang besar bagi kelestarian Sumber Daya Alam dan lingkungan hidup Daerah Aliran Sungai. Automatic Weather Station merupakan alat pemantau cuaca otomatis yang canggih, data cuaca yang terekam berupa data digital. Tank Model merupakan salah satu model hidrologi yang dapat digunakaan untuk mengetahui karakteristik Daerah Aliran Sungai (DAS) suatu wilayah, parameter input berupa data presipitasi, evapotranspirasi dan debit aliran. Penelitian ini bertujuan untuk Mengkaji dan mempelajari hubungan antara curah hujan, debit sungai dan debit sedimen di SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu berdasarkan hasil pemantauan alat AWS dan mengaplikasikan Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu. Penelitian dilaksanakan pada SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu yang secara administrasi terletak pada Kelurahan Lengkong Desa Pasir Buncir Kecamatan Caringin Kabupaten Bogor. Waktu pelaksanaannya pada bulan Desember 2007 hingga April 2008. bahan yang digunakan adalah data curah hujan, tinggi muka air, konsentrasi sedimen, suhu harian, peta digital topografi, peta digital penutupan lahan, peta digital jenis tanah dan peta jaringan sungai. Sedangkan alat yang digunakan adalah Automatic Water Level Recorder (AWLR), Automatic Rainfall Recorder (ARR), Currentmeter, Turbidity meter , Logger tipe GL 500 dan Automatic Weather Station (AWS). Seperangkat computer dengan beberapa software, yaitu : Logger, Tank Model, Arc View versi 3.2 dengan beberapa ekstension, minitab 14, dan microsoft office. Metode penelitian meliputi; 1)Analisis hubungan antara debit, tinggi muka air dan debit sedimen. 2) Mencari nilai korelasi dan rating curve antara debit air dan tinggi muka air, antara debit air dan laju sedimen serta hubungan antara curah hujan dan debit air pada masing-masing SPAS. 3) Membuat grafik dengan Metoda Unit Hidrograf antara curah hujan terhadap debit aliran. 4) Pengolahan data curah hujan, evapotranspirasi, dan debit aliran sebagai data masukan Tank Model. Luas SPAS Cisadane Hulu sebesar 1783,9 Ha dan luas SPAS Cipeucang sebesar 110,7 Ha. Penutupan vegetasi di sekitar SPAS Cisadane Hulu didominasi oleh hutan seluas 837,65 ha (46,7%), semak belukar seluas 491,99 ha (27,5%) dan tegalan seluas 219,17 ha (12,2%), sedangkan di sekitar SPAS Cipeucang penutupan vegetasi didominasi oleh tegalan seluas 83,05 ha (82,2%), semak belukar seluas 16,22 ha (16,1%) dan pemukiman seluas 1,00 ha (0,99%). Jenis tanah yang berada di SPAS Cisadane Hulu yaitu jenis tanah latosol coklat seluas 934,78 ha (51,4%), latosol coklat kemerahan seluas 828,87 ha (45,6%) dan
4
asosiasi aluvial kelabu seluas 28,22 ha (1,5%) sedangkan di SPAS Cipeucang jenis tanahnya adalah latosol coklat kemerahan seluas 101 ha (100%). Hasil pada SPAS Cisadane Hulu curah hujan rata-rata yakni 14,33 mm/hari, debit aliran sungai rata-rata sebesar 3,8 mm/hari dengan rata-rata laju sedimen sebesar 41,9 ton/hari. Faktor koreksi untuk SPAS Cisadane Hulu dapat menggunakan persamaan Q = 0,245 TMA 2,212 dengan R sebesar 0,89 dan Qs = 1,453 Q 4,806 dengan R yakni 0,71. Sedangkan pada SPAS Cipeucang rata-rata curah hujan selama tiga bulan yaitu 15,7 mm, debit aliran sungai rata-rata sebesar 4,17 mm/hari dengan rata-rata laju sedimen sebesar 2,38 ton/hari. Faktor koreksi untuk SPAS Cipeucang dapat menggunakan persamaan Q = 0,4035 TMA 1,606 dengan R sebesar 0,91 dan Qs = 0,04083 Q 1,259 dengan R yakni 0,74. Hasil optimasi Tank Model didapatkan 12 parameter untuk menduga karakteristik hidrologi di sub DAS Cisadane Hulu dimana laju aliran terbesar menuju Tank pertama (Ha2) yakni sebesar 63,28 mm, dengan aliran terbesar yakni sub-base flow sebesar 130,973 mm (39,44%). Dan didapatkan R (korelasi) dan EI (Efisiensi) yakni 0,85 dan 0,73 (mendekati nilai 1) yang berarti bahwa model ini mempresentasikan karakteristik sub DAS Cisadane Hulu dengan baik.
5
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Aplikasi Tank Model dalam Penentuan Karakteristik DAS Berbasis Data AWS dan SPAS Digital Automatis di Sub DAS Cisadane Hulu adalah benar-benar karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Mei 2008 Kurniawati Wulandari NRP E14203018
6
Judul Penelitian Nama Mahasiswa NRP
: Aplikasi Tank Model dalam Penentuan Karakteristik DAS Berbasis Data AWS dan SPAS Digital Automatis di Sub DAS Cisadane Hulu. : Kurniawati Wulandari : E14203018
Menyetujui, Dosen Pembimbing
Ir. Nana Mulyana Arifjaya, M.Si NIP. 132 008 551
Mengetahui, Dekan Fakultas Kehutanan
Dr. Ir. Hedrayanto, M. Agr NIP.131 578 788
Tanggal lulus :
7
KATA PENGANTAR Penulis memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala curahan rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan kuliah, penelitian dan penyusunan skripsi dengan baik sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan pada bulan Desember 2007 hingga Maret 2008 adalah Aplikasi Tank Model dalam Penentuan Karakteristik DAS Berbasis Data AWS dan SPAS Digital Automatis di Sub DAS Cisadane Hulu. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Nana Mulyana Arifjaya, M.Si selaku pembimbing, Bapak Ujang Suwarna S. Hut. M,Sc. F. dosen penguji dari Departemen Hasil Hutan dan Bapak Ir. Dones Rinaldi, M.Sc. dosen penguji dari Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata. Selain itu, penghargaan penulis sampaikan pula kepada Bapak Aryo Budiantoro sebagai salah satu staf pegawai BPDAS Citarum-Ciliwung yang telah mengizinkan penulis untuk menggunakan alat Automatis Weather Station (AWS), Bapak Budi Indra Setiawan dan Bapak Usnul Arif staf pengajar Departemen Teknik Pertanian atas bantuan penggunaan Tank Model serta Devianto TLS,Irwan Radiardi, Mita Diantina dan seluruh civitas Fahutan IPB yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada bapak, ibu dan adik-adikku tercinta, serta seluruh keluarga atas segala doa, kasih sayang dan dukungannya. Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2008 Penulis
8
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Lahat, Sumatera Selatan pada tanggal 12 April 1985 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Drs. Sudarminto dan Kristiati Kuswidiutari S,pd. Pada tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri 2 Lahat dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program Studi Budidaya Hutan, Jurusan Manajemen Hutan, Fakultas Kehutanan. Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif di sejumlah organisasi kemahasiswaan yakni sebagai staf Departemen Informasi dan Komunikasi Forest Management Student Club (FMSC) pada tahun 2003-2004, staf Departemen Pengembangan Sumberdaya Manusia FMSC (2004-2005), Bendahara OMDA Ikatan Mahasiswa Sumatera Selatan (IKAMUSI) pada tahun 2004-2005, Panitia Pekan Ilmiah Kehutanan Nasional III tahun 2005, sekretaris Temu Manajer (TM) jurusan Manajemen Hutan tahun 2005, Panitia Olimpiade Mahasiswa tahun 2004, Panitia PKKMB IPB tahun 2005, panitia Bina Corp Rimbawan tahun 2007. pada tahun 2006 penulis melaksanakan Praktek Pengenalan Hutan di Cilacap ( BKPH Rawa Timur KPH Banyumas Barat) dan Baturaden (BKPH Gunung Slamet KPH Banyumas Timur) dan Praktek Pengelolaan Hutan di Kampus Lapangan UGM Getas, KPH Ngawi. Pada bulan Februari hingga April 2007, penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapang di PT. Musi Hutan Persada Kabupaten Muara Enim Propinsi Sumatera Selatan. Selain itu penulis menjadi asisten mata kuliah Pengaruh Hutan. Sebagai salah satu Syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul ” Aplikasi Tank Model dalam Penentuan Karakteristik DAS Berbasis Data AWS dan SPAS Digital Automatis di Sub DAS Cisadane Hulu” di bawah bimbingan Ir. Nana Mulyana Arifjaya, M.Si.
9
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala curah rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Rasa syukur dalam proses penyelesaian kuliah, penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1) Bapak (Drs. Sudarminto), Mama (Kristiati Kuswidiutari S.pd.), Adikadikku ( Dwi Indah Ambarwati C dan Fahriandry Bima Sakti), dan Madyo Suwarno sekeluarga yang senantiasa memberikan doa, semangat, dorongan dan dukungannya. 2) Ir. Nana Mulyana Arifjaya M. Si. selaku dosen pembimbing atas semua bimbingan, arahan, bantuan, masukan dan nasehat selama proses penyelesaian skripsi. 3) Ujang Suwarna S. Hut. M.Sc. F. Selaku dosen penguji dari Departemen Hasil Hutan dan Ir. Dones Rinaldi, M. Sc. Selaku dosen penguji dari Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata atas saran, masukan dan nasehatnya. 4) BPDAS Citarum-Ciliwung atas bantuan penggunaan alat, penyediaan data dan kerjasamanya, terkhusus kepada Bapak Aryo Budiantoro (Staf Pegawai BPDAS Citarum-Ciliwung). 5) Bapak Budi Indra Setiawan dan bapak Usnul arif ( Staf dosen Departemen Teknik Pertanian) atas bantuan penggunaan Tank Model dan masukan dalam menunjang skripsi penulis. 6) Staf administrasi (KPAP) Departemen Silvikultur dan Departemen Manajemen Hutan, dosen dan teman-teman di Laboratorium Pengaruh Hutan. 7) Devianto TLS, Irwan R, Mita D, Veve IP, Nenih, Elsya R dan Tegar B, Kunang-kunang (Tian dan Novi) yang telah memberikan dukungan, semangat dan dorongan pada penulis dalam penyusunan skripsi. 8) Silvikultur 40 (terima kasih telah memberikan hari-hari yang menyenangkan selama kuliah dan penyelesaian skripsi), MNH 40, THH 40,KSH 40, Getas II dan team MHP ( Armellia dan Resa) atas kebersamaannya selama ini. 9) Teman-teman ” Wisma Shambala” (Ambar, Elsya, Devi, Iyonk, Ita, Wina, Dadut, Poppy, Mega, D’Cici dan Fina) atas bantuan dan dukungannya selama melaksanakan kuliah dan penyelesaian skripsi. 10) Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah membantu, memberikan dukungan dan masukan.
10
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ........................................................................................ i DAFTAR TABEL............................................................................................... v DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... vi DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... vii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1 1.2 Tujuan Penelitian .............................................................................. 2 1.3 Manfaat Penelitian ............................................................................ 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Daerah Aliran Sungai........................................................................ 3 2.2 Siklus Hidrologi ................................................................................ 4 2.3 Pendekatan sistem DAS dengan menggunakan Sistem Model .................................................................................... 5 2.4 Sistem Informasi Geografis............................................................... 6 2.5 Curah Hujan dan Intensitas Hujan .................................................... 6 2.6 Analisis Hidrologi ............................................................................. 7 2.6.1 Aliran permukaan..................................................................... 7 2.6.2 Debit Aliran Sungai.................................................................. 8 2.6.3 Hidrograf Satuan ...................................................................... 9 2.7 Automatic Weather Station (AWS) .................................................. 9 2.8 Tank Model ....................................................................................... 10 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi dan waktu penelitian.............................................................. 11 3.2 Bahan dan Alat.................................................................................. 11 3.3 Tahap Penelitian................................................................................ 12 3.4 Analisis Data ..................................................................................... 12 3.4.1 Analisis Debit Sungai............................................................... 12 3.4.2 Analisis Hubungan Debit Aliran Sungai dan Laju Sedimen.... 13 3.4.3 Analisis Hidrograf.................................................................... 14 3.5 Pengolahan Data Input Tank Model ................................................. 15
11
BAB IV KEADAAN UMUM LOKASI 4.1 Keadaan umum lokasi penelitian ...................................................... 17 4.2 Vegetasi dan Iklim ............................................................................ 20 4.3 Keadaan Tanah.................................................................................. 21 4.4 Keadaan Penduduk............................................................................ 22 4.5 Penggunaan Lahan ............................................................................ 23 BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Analisis Data ..................................................................................... 26 5.1.1 Analisis Curah Hujan ............................................................... 26 5.1.2 Analisis Debit Aliran Sungai ................................................... 27 5.1.3 Analisis Hubungan Debit Aliran Sungai dan Laju Sedimen.... 33 5.1.4 Analisis Hidrograf.................................................................... 35 5.2 Aplikasi Tank Model ........................................................................ 39 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan ....................................................................................... 44 6.2 Saran.................................................................................................. 45 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 46 LAMPIRAN........................................................................................................ 48
12
DAFTAR TABEL No.
Halaman
1. Kelas kelerengan pada SPAS Cisadane Hulu ................................................. 18 2. Kelas kelerengan pada SPAS Cipeucang........................................................ 19 3. Penggunaan lahan di SPAS Cisadane Hulu dan SPAS Cipeucang................. 23 4. Hidrograf Satuan beberapa kejadian Hujan di SPAS Cipeucang ................... 36 5. Hidrograf aliran beberapa kejadian hujan di SPAS Cisadane Hulu................ 37 6. 12 Parameter hasil Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu .......................... 41 7. Indikator Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu ......................................... 43
13
DAFTAR GAMBAR No.
Halaman
1. Siklus Hidrologi .............................................................................................. 5 2. Rating Curve Hubungan antara TMA dan Debit ............................................ 13 3. Peta Lokasi penelitian .................................................................................... 17 4. Peta kelas lereng SPAS Cisadane Hulu .......................................................... 19 5. Peta kelas lereng SPAS Cipeucang ................................................................. 20 6. Peta penyebaran jenis tanah di SPAS Cisadane Hulu..................................... 22 7. Peta penyebaran jenis tanah di SPAS Cipeucang ........................................... 22 8. Peta penggunaan lahan di sekitar SPAS Cisadane Hulu................................. 24 9. Peta penggunaan lahan di sekitar SPAS Cipeucang ....................................... 24 10. Dinamika Curah Hujan Harian per kejadian hujan di SPAS Cipeucang ...... 26 11. Dinamika Curah Hujan Harian per kejadian hujan di SPAS Cisadane Hulu ............................................................................................... 27 12. Penampang melintang Outlet SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu ............................................................................................... 28 13. Rating Curve hubungan Debit dan TMA di SPAS Cipeucang ..................... 30 14. Rating Curve hubungan Debit dan TMA di SPAS Cisadane Hulu............... 31 15. Grafik hubungan Debit, curah hujan dan TMA di SPAS Cipeucang ........... 32 16. Grafik hubungan Debit, curah hujan dan TMA di SPAS Cisadane Hulu ................................................................................ 33 17. Grafik hubungan antara debit aliran dan laju sedimen di SPAS Cipeucang......................................................................... 34 18. Grafik hubungan antara debit aliran dan laju sedimen di SPAS Cisadane Hulu .................................................................. 35 19. Contoh Hidrograf Satuan tanggal 9-10 Maret 2008 di SPAS Cipeucang ........................................................................................... 36 20. Contoh Hidrograf Satuan tanggal 29-30 Januari 2008 di SPAS Cisadane Hulu .................................................................................... 38 21.Optimasi Operasi Tank Model di SPAS Cisadane Hulu................................ 39 22.Skema Kerja Tank Model .............................................................................. 40
14
DAFTAR LAMPIRAN No.
Halaman
1. Hasil pemetaan kelas lereng, jenis tanah dan penggunaan lahan di SPAS Cipeucang........................................................................................................ 49 2. Hasil pemetaan kelas lereng, jenis tanah dan penggunaan lahan di SPAS Cisadane Hulu ................................................................................................. 50 3. Analisis hubungan debit dan TMA di SPAS Cipeucang ................................ 51 4. Analisis hubungan debit dan TMA di SPAS Cisadane Hulu.......................... 52 5. Hubungan laju sedimen dan debit aliran di SPAS Cisadane Hulu.................. 53 6. Hubungan laju sedimen dan debit aliran di SPAS Cipeucang ........................ 54 7. Contoh perhitungan hidrograf satuan tanggal 9-10 Maret 2008 di SPAS Cipeucang........................................................................................................ 55 8. Hidrograf satuan beberapa kejadian hujan di SPAS Cipeucang ..................... 56 9. Contoh perhitungan hidrograf satuan tanggal 10-11 Maret 2008 di SPAS Cisadane Hulu ................................................................................ 58 10. Hidrograf satuan beberapa kejadian hujan di SPAS Cisadane Hulu ............ 59 11. Data CH (mm), suhu (ºC), radiasi matahari (Rs), kelembaban relatif (RH), kecepatan angin (KA), evapotranspirasi (ETP), evapotranspirasi aktual (ETA) di sub DAS Cisadane Hulu ........................................................................... 61 12. Beberapa peralatan yang digunakan dalam penelitian .................................. 63 13. Gambar penampang SPAS dan penggunaan lahan di SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu ............................................. 64 14. Pengolahan data di lapangan......................................................................... 65 15. Koefisien Kekasaran Manning...................................................................... 66 16. Data Curah Hujan Harian dan Debit Aliran Harian di SPAS Cipeucang ..... 71 17. Data Curah Hujan Harian dan Debit aliran Harian di SPAS Cisadane Hulu ................................................................................ 72 18. Data Hasil Optimasi Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu ..................... 73
15
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Peningkatan jumlah penduduk dan pembangunan dalam kurun waktu satu dekade ini membuat sumber daya lahan menjadi tereksploitasi. Eksploitasi sumber daya lahan yang berlangsung intensif ini membuat kawasan hulu menjadi salah satu tujuan pembangunan. Kegiatan tata guna lahan yang bersifat mengubah bentang lahan dalam suatu DAS seringkali mempengaruhi hasil air (water yield). Kunci pengelolaan sumberdaya alam dan lingkungan hidup dalam suatu wilayah DAS terletak pada sistem hidrologi, dengan kerangka pengelolaan sistem hidrologi yang tepat, maka akan didapat manfaat yang besar bagi kelestarian Sumber Daya Alam dan lingkungan hidup Daerah Aliran Sungai. Hanya penutupan lahan berupa hutan yang mampu meresapkan air pada saat intensitas hujan sangat tinggi dan hujan lebat diatas 100 mm setiap kejadian hujan. Daerah Aliran Sungai (DAS) Cisadane merupakan salah satu wilayah kerja pemerintah dalam rangka upaya penyelamatan sumberdaya alam (tanah, air dan hutan), karena wilayah DAS Cisadane terutama bagian hulu telah mengalami perubahan pola penutupan lahan dari hutan menjadi pemukiman, perkebunan dan tegalan sawah. Berdasarkan penelitian Kartiwa et al (1997) dia acu dalam Salwati (2004) Das Cisadane hulu mengalami pengurangan hutan sebesar 20% dari keadaan semula menyebabkan aliran sungai tahunan meningkat dari 2,588 mm menjadi 2,678 mm. Berdasarkan penelitian Sukartaatmadja (2006) menggunakan model AGNPS untuk menghitung laju erosi yang terjadi di sub das Cisadane hulu, puncak aliran permukaan sebesar 439,5 m3/s, sedangkan dengan curah hujan bulanan menghasilkan erosi total tahunan sebesar 1700,84 ton/ha yang masuk kategori sangat berat (≥ 480 ton/ha/thn) dan nilai sedimen tahunan sebesar 81,39 ton/ha. Persentase kategori erosi berat dan sangat berat sebesar 56,93% dari seluruh luas das. Penyusunan perencanaan pengelolaan DAS yang baik memerlukan informasi akurat tentang debit aliran sungai, aliran permukaan dan kualitasnya.
16
Berdasarkan informasi tersebut dirancang model dan alat yang bisa menampilkan data yang dapat digunakan dalam jangka pendek, menengah dan jangka panjang. Automatic Weather Station merupakan alat pemantau cuaca otomatis yang canggih, data cuaca yang terekam sudah berupa data digital. Parameter cuaca yang biasa digunakan dalam perencanaan pengembangan Daerah Aliran Sungai diantaranya; suhu udara, kelembaban relatif, curah hujan, kecepatan angin, radiasi ultraviolet, dan konsentrasi sedimen. Data cuaca AWS ini efektif pada daerah yang berada dalam radius 160 km dari lokasi alat AWS dipasang (pada daerah yang relatif datar). Tank Model merupakan salah satu model yang dapat digunakan untuk menduga karakteristik Hidrologi suatu wilayah. Penerapan Tank Model berdasarkan data harian berupa curah hujan, evapotranspirasi dan data debit sungai (Setiawan 2003).
1.2 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah 1. Mengkaji dan mempelajari hubungan antara curah hujan, debit sungai dan debit sedimen di SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu berdasarkan
hasil pemantauan alat AWS dan SPAS Digital
Automatik. 2. Mengaplikasikan Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu.
1.3 Manfaat Penelitian 1. Memperkenalkan alat Automatic Weather Station (AWS) dan SPAS Digital Automatik serta manfaatnya dalam aplikasi untuk perencanaan karakteristik Daerah Aliran Sungai (DAS). 2. Penggunaan Tank Model serta aplikasinya dalam menduga karakteristik Hidrologi di sub DAS Cisadane Hulu.
17
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Daerah Aliran Sungai Watershed atau Daerah aliran Sungai adalah kawasan yang mengalirkan air yang jatuh diatasnya ke dalam suatu sistem aliran sungai yang mengalir dari hulu menuju muara atau ke tempat-tempat pengukur arus (FAO 1962, diacu dalam Sheng 1968). Menurut Lee (1990), daerah tangkapan meliputi semua titik yang terletak di atas elevasi (ketinggian tempat) stasiun penakar dan di dalam batas topografi atau igir (topographic divide) yang memisahkan daerah-daerah aliran sungai di dekatnya. Daerah aliran sungai adalah suatu daerah yang dibatasi oleh pemisah topografi alami, dimana setiap air yang jatuh di atas daerah aliran sungai tersebut akan mengalir melalui suatu titik tertentu (outlet). Pawitan (1999) menyatakan bahwa Daerah Aliran Sungai merupakan satu kesatuan wilayah berupa sistem lahan dengan tutupan vegetasinya, dibatasi oleh batas-batas topografi alami (seperti punggung bukit) yang menerima curah hujan sebagai masukan, mengumpulkan dan menyimpan air, sedimen dan unsur hara lainnya serta mengalirkannya melalui anak-anak sungai untuk akhirnya keluar melalui satu sungai utama ke laut atau danau. Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan secara topografik dibatasi oleh punggung-punggung gunung yang menampung dan menyimpan air hujan untuk kemudian menyalurkannya ke laut melalui sungai utama. Wilayah daratan tersebut disebut Daerah Tangkapan Air (DTA) atau sering disebut Catchment area yang merupakan suatu ekosistem dengan unsur utamanya terdiri dari sumberdaya alam (tanah, air dan vegetasi) dan sumberdaya manusia sebagai pemanfaat sumberdaya alam (Asdak 2002). Sub DAS adalah bagian DAS yang menerima air hujan dan mengalirkannya melalui anak sungai utama. Setiap DAS terbagi habis ke dalam sub DAS-sub DAS, sedangkan Daerah Tangkapan Air (DTA) adalah suatu wilayah daratan yang menerima air hujan, menampung dan mengalirkannya melalui satu outlet atau tempat peruntukkannya (Departemen Kehutanan 1998).
18
Soewarno (1991) diacu dalam Sutiyono (2006), mengatakan bahwa bagian hulu dari suatu DAS merupakan daerah yang mengendalikan aliran sungai dan menjadi suatu kesatuan dengan daerah di bagian hilir yang menerima aliran tersebut. Pengetahuan tersebut sangat membantu dalam melaksanakan pekerjaan hidrometri, antara lain: merencanakan pos duga air, merencanakaan survei lokasi pos duga air dan analisa debit.
2.2 Siklus Hidrologi Hidrologi secara terminologi berasal dari dua kata, ’hidro’ yang berarti air dan ’logi’ yang berarti ilmu. Jadi secara istilah hidrologi adalah ilmu yang berkaitan dengan bumi, terjadinya, peredarannya dan distribusinya, sifat-sifat kimia dan reaksinya, serta reaksi dengan lingkungannya, termasuk hubungannya dengan makhluk-makhluk hidup (Internasional Glosary of Hidrology 1974, diacu dalam Seyhan 1990). Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari air dalam segala bentuknya (padat, cair dan gas) pada, dalam, dan di atas permukaan tanah. Termasuk didalamnya penyebaran, daur dan perilakunya, sifat-sifat fisika dan kimianya, serta hubungannya dengan unsur-unsur hidup dalam air itu sendiri (Asdak 2002). Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Energi panas matahari dan faktor iklim lainnya menyebabkan terjadinya proses evaporasi pada permukaan vegetasi dan tanah, di laut dan badan air lainnya. Uap air sebagai hasil evaporasi akan terbawa oleh angin melintasi daratan yang bergunung maupun datar, sebagian dari uap air terssebut akan terkondensasi dan turun sebagai air hujan. Sebelum mencapai permukaan tanah air hujan tersebut sebagian akan tersimpan di permukaan tajuk dan sebagian lainnya akan jatuh ke atas permukaan tanah melalui sela-sela daun (throughfall) atau mengalir ke bawah melalui permukaan batang pohon (steamflow). Dan sebagian air hujan kembali ke atmosfer (dari tajuk dan batang) selama dan setelah berlangsungnya hujan (interception loss). Air hujan yang mencapai permukaan tanah, sebagian akan masuk kedalam tanah (infiltrasion), sedangkan air hujan yang tidak terserap ke
19
dalam tanah akan tertampung sementara dalam cekungan-cekungan permukaan tanah (surface detention) untuk kemudian mengalir di atas permukaan tanah ke tempat yang lebih rendah (runoff), kemudian masuk ke sungai. Air hujan yang masuk ke dalam tanah akan bergerak secara vertikal ke tanah yang lebih dalam dan menjadi bagian dari air tanah (groundwater). Air terssebut pada musim kemarau akan mengalir menuju sungai, danau atau tempat penampungan air lainnya (baseflow). Tidak semua air infiltrasi (air tanah) mengalir ke sungai, melainkan ada sebagian air tetap tinggal di lapisan tanah bagian atas (top soil) untuk kemudian diuapkan kembali ke atmosfer melalui permukaan tanah (soil evaporation) dan melali pemukaan tajuk vegetasi (transpiration) (Asdak 2002). Siklus Hidrologi tersebut dapat dilihat pada Gambar 1 berikut ini.
Sumber : http://www.lablink.or.id/siklus-air.html
Gambar 1 Siklus Hidrologi Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sisten Daerah Aliran Sungai (DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya. 2.3 Pendekatan Sistem DAS dengan menggunakan Sistem Model Sistem DAS merupakan sub-sistem hidrologi. Teori Hidrologi disajikan
20
dalam dua bentuk yaitu deskriptif dan kuantitatif. Hidrologi deskriptif membahas uraian konsep-konsep dasar dan proses yang menyatu dan berinteraksi satu sama lain. Konsep dan proses diperoleh dari pengamata, pemikiran dan pengambilan kesimpulan. Hidrologi kuantitatif menyajikan gambaran dan teori yang disajikan dalam serangkaian angka yang diperoleh dari pengukuran dan perhitungan. Penyajian secara kuantitatif dari konsep dan proses hidrologi menimbulkan persamaan-persamaan matematika disebut juga model matematika. Model dan simulasi merupakan penyederhanaan dari sistem serta merupakan sintesis yang mencoba merinci mekanisme yang bekerjaa pada sistem, sehingga perilaku berbagai penyusun sistem yang teeergolong penting dan diketahui (Dooge 1973, di acu dalam Salwati 2004). 2.4 Sistem Informasi Geografis (SIG) Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah sistem yang berbasiskan komputer yang digunakan untuk menyimpan dan memanipulasi informasiinformasi geografis. SIG dirancang untuk mengumpulkan,menyimpan daan menganalisa obyek-obyek dan fenomena dimana lokasi geografi merupakan karakteristik yang penting atau kritis untuk dianalisa. Dengan demikian SIG merupakan sistem komputer yang memiliki empat kemampuan berikut dalam menangani data yang bereferensi geografi : a) masukan, b) manajemen data (penyimpanan data dan pemanggilan data), c) analisa dan manipulasi data, d) keluaran (Aronoff, di acu dalam Prahasta 2001). 2.5 Curah Hujan dan Intensitas Hujan Curah hujan adalah air dalam bentuk cair maupun padat yang jatuh di ats permukaan tanah yang didahului dengan proses kondensasi massa udara, sedangkan bentuk dan jumlahnya akan dipengaruhi oleh faktor iklim yaitu angin, temperatur, dan tekanan udara (Viessman 1977, diacu dalam Ochtora 2004). Handoko dan Hidayati (1994) menyatakan bahwa curah hujan dibatasi sebagai tinggi air hujan (dalam mm) yang diterima di permukaan sebelum mengalami aliran permukaan, evapotranspirasi dan peresapan/perembesan ke dalam tanah. Jumlah hari hujan umumnya dibatasi dengan jumlah hari dengan curah hujan 0,5 mm atau lebih.
21
Penentuan frekuensi terjadinya curah hujan dari berbagai besaran adalah penting untuk kebanyakan penggunaan, seperti erosi tanah. Untuk kawasan yang sangat kecil, curah hujan titik merupakan taksiran yang memadai untuk kawasan total. Namun untuk kawasan yang besar, jeluk curah hujan rata-rata berbeda secara nyata dari curah hujan titik (Seyhan 1990). Para ahli hidrologi membutuhkan empat unsur berikut ini untuk mencirikan presipitasi yang jatuh pada suatu titik : 1) Intensitas : jumlah presipitasi yang jatuh pada saat tertentu (mm/menit, cm/jam dan lain-lain). 2)Lama hujan : periode presipitasi jatuh (menit, jam dan lain-lain). 3) Frekuensi : ini mengacu pada harapan bahwa suatu presipitasi tertentu akan jatuh pada suatu saat tertentu. 4) Luas areal (distribusi) : luas areal dengan suatu curah hujan yang dapat dianggap sama. Curah hujan yang jatuh pada suatu titik atau stasiun penakar hujan bervariasi menurut ruang dan waktu. Agar diperoleh curah hujan yang homogen, diperlukan beberapa penyesuaian, penyesuain yang dilakukan tanpa mengganggu pengukuraan yang sudah benar pada saat sebelum atau sesudah gangguan terjadi (WMO 1974, diacu dalam Ochtora 2004). 2.6 Analisis Hidrologi 2.6.1 Aliran Permukaan Limpasan merupakan bagian dari curah hujan dalam suatu daerah aliran sungai yang mengalir di permukaan (surface run off) dan bawah permukaan (sub surface run off) menuju sungai (Chow 1964). Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya limpasan diantaranya adalah besarnya curah hujan, intensitas hujan, keadaan topografi, sifat fisik tanah dan keadaan vegetasi di daerah tangkapan atau di daerah aliran sungai tersebut. Menurut Asdak (2002), air larian (surface runoff) adalah bagian dari curah hujan yang mengalir di atas permukaan tanah menuju sungai, danau dan lautan.air larian berlangsung ketika jumlah curah hujan melampaui laju infiltrasi air ke dalam tanah. Kondisi aliran air permukaan yang berbeda akan menentukan bentuk dan besaran hidrograf aliran (bentuk hubungan grafis antara debit dan waktu) suatu daerah aliran sungai.
22
Curah hujan yang jatuh di atas permukaan tanah pada suatu wilayah pertama-tama akan masuk ke tanah sebagai aliran infiltrasi setelah ditahan oleh tajuk vegetasi sebagai intersepsi. Infiltrasi akan berlangsung terus selama kapasitas lapang belum terpenuhi atau air tanah masih di bawah kapasitas lapang. Apabila hujan terus berlangsung dan kapasitas lapang telah dipenuhi, maka kelebihan air hujan tersebut sebagian akan tetap berinfiltrasi yaang selanjutnya akan menjadi air perkolasi dan sebagian digunakan untuk mengisi cekungan atau depresi permukaan tanah sebagai
simpanan permukaan (depression storage).
Selanjutnya setelah simpanan depresi terpenuhi, kelebihan air tersebut akan menjadi genangan air setebal beberapa centi atau sebagai tambatan permukaan (detention storage). Sebelum menjadi aliran permukaan, kelebihaan aaair hujan di atas sebagian menguap atau terevaporasi walaupun jumlahnya sangat sedikit (Haridjaja 2000).
2.6.2 Debit Aliran Sungai Menurut Seyhan (1990) Saluran penampang adalah suatu bangunan khusus yang menciptakan suatu penurunan pada permukaan (tinggi muka) air pada bagian yaang menyempit (penampang tenggorokan) dan suatu lompatan hidrolik. Bangunan ukur debit atau penampang kendali buatan adalah suatu bangunan yang dibangun melintang alur sungai yang dimaksudkan meninggikan muka air dan bertujuan menghitung debit pada suatu pos duga air. Pembangunan ukur debit di suatu lokasi pos duga air akan memperoleh data debit yang teliti dan kontinu dengan cara yang lebih mudah. Data debit yang berkesinambungan dan tersedia dalam kurun waktu yang lama akan bermanfaat dalam berbagai kebutuhan, antara lain evaluasi keseimbangan air dari suatu DAS, peramalan banjir dan kekeringan, perencanaan bangunan hidrolis dan evaluasi ketersediaan air (Soewarno 1991, diacu dalam Sutiyono 2006). Debit merupakan volume air yang mengalir melalui suatu irisan dalam suatu waktu (Seyhan 1990). Arsyad (2006) menyatakan untuk pengukuran volume aliran permukaan pada saluran terbuka didasarkan pada hubungan : Q = AxV,
23
Yang menyatakan Q adalah laju arus atau debit air (m3/detik) yang melalui penampang saluran berair seluas a (m2) dengan kecepatan rata-rata v (m/detik).
2.6.3 Hidrograf Satuan Hidrograf adalah suatu grafik yang menunjukkan keragaman limpasan (dapat juga tinggi muka air, kecepatan, beban sedimen dan lain-lain) dengan waktu. Hidrograf periode pendek terdiri atas cabang naik, puncak (maksimum) dan cabang turun Seyhan (1990). Bentuk hidrograf satuan yang benar untuk DAS tertentu dapat diperkirakan dengan suatu rata-rata dari sejumlah hidrograf satuan (hidrograf satuan utama) yang diperoleh untuk DAS yang sama atau dengan hidrograf satuan tunggal dari suatu hujan yang hebat, yang terpusatkan dan diagihkan dengan baik (Banes 1952; Gray 1973, diacu dalam Seyhan 1990). Sherman (1932) diacu dalam Asdak (2002) menyatakan bahwa Metoda Unit Hidrograf (UHG) mewakili 1 inch (2,54 cm) air larian (Direct runoff) suatu DAS. Debit puncak dan lama waktu aliran tidak berubah untuk curah hujan yang atuh dalam interval waktu tertentu. Interval waktu biasanya dipilih antara seperempat sampai setengah dari waktu yang diperlukan untuk tercapainya debit puncak (Qp). Curah hujan efektif adalah curah hujan dikurangi air infiltrasi. Sedangkan air larian akan memerlukan waktu sama dengan waktu konsentrasi Tc untuk mencapai lokasi pengamatan. UHG berhenti ketika air larian terakhir dari tempat yang paling jauh mencapai lokasi pengamatan.
2.7 Automatic Weather Station (AWS) Automatic Weather Station adalah merupakan alat pemantau cuaca otomatis, data yang terekam sudah berupa data digital. AWS terdiri dari tiga komponen utama yaitu: 1. ISS (Integrated Sensor Suite) adalah sensor terpadu yang berfungsi untuk mengirimkan parameter cuaca seperti : suhu udara, kelembaban relatif, curah hujan, kecepatan angin, tekanan udara, radiasi solar dan radiasi ultraviolet. 2. Transmitter berfungsi untuk mengirimkan parameter cuaca yang telah terekam oleh sensor AWS menjadi data cuaca ke Receiver (Konsol). 3. Receiver (Konsol) berfungsi sebagai penerima data cuaca. Data cuaca AWS ini
24
efektif pada daerah yang berada dalam radius 160 km dari lokasi alat AWS dipasang (pada daerah yang relative datar) (http://www.ditjenphka.go.id/ [5 Februari 2008]).
2.8 Tank Model Tank Model adalah salah satu model hidrologi yang gunanya untuk menganalisis karakteristik aliran sungai. Model ini dapat memberikan informasi mengenai kualitas air dan untuk memprediksi banjir. Model ini menerima masukan data harian hujan, evapotranspirasi dan debit sungai dalam satuan mm/hari sebagai parameter tank model. Tank model tersusun atas empat reservoir vertikal, dimana bagian atas mempresentasikan Surface Reservoir, di bawahnya Intermediate Reservoir, kemudian Sub-base Reservoir dan paling bawah Base Reservoir. Dalam konsep Tank Model ini air dapat mengisi reservoir di bawahnya, dan bisa terjadi sebaliknya bila evapotranspirasi sedemikian berpengaruh (Setiawan 2003). Harmailis et al (2001) berpendapat Tank Model yang telah divalidasi dan telah diuji keabsahannya dengan tolak ukur koefisien determinasi (R2) dapat dilanjutkan untuk analisis hidrologi salah satunya adalah simulasi perubahan tata guna lahan dan kaitannya terhadap ketersediaan air/debit sungai.
25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan pada SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu sub DAS Cisadane Hulu yang secara administrasi terletak pada Kelurahan Lengkong, Desa Pasir Buncir, Kecamatan Caringin, Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat. Waktu pelaksanaannya di mulai pada bulan Desember 2007 hingga April 2008. Pengolahan data dilakukan di Laboratorium Pengaruh Hutan, Fakultas Kehutanan IPB.
3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan- bahan yang diperlukan dalam penelitian 1. Data Primer dan data sekunder meliputi a. Data curah hujan, sedimen sungai, tinggi muka air dan suhu hasil rekaman Automatic Rainfall Recorder (ARR), Automatic Water Level Recorder (AWLR), Turbidity meter yang tergabung dalam AWS (Automatic Weather Station). b. Data iklim harian dari AWS (Automatic Weather Station). 2. Data Spatial a. Peta topografi DAS Cisadane skala 1:25.000. b. Peta tanah DAS Cisadane skala 1:25.000. c. Peta penutupan lahan DAS Cisadane skala 1:25.000. d. Peta digital rupa bumi Jawa Barat skala 1:6.000.000. 3.2.2 Alat yang digunakan dalam Penelitian : a. AWLR (Automatic Water Level Recorder). b. ARR (Automatic Rainfall Recorder). c. Currentmeter untuk mengukur kecepatan aliran air. d. Turbidity meter untuk mengukur konsentrasi sedimen. e. Logger tipe GL 500 untuk menyimpan data-data yang terhubung dengan AWS, AWLR, ARR dan Turbidity meter.
26
f. Seperangkat computer dengan beberapa software, yaitu : Logger 2.1.2, Tank Model, Arc View versi 3.2 dengan beberapa ekstension, minitab 14, dan microsoft office. g. alat tulis dan alat hitung serta alat penunjang lainnya.
3.3 Tahap Penelitian Penelitian ini dilakukan dalam tahapan kegiatan sebagai berikut : 1. Pengumpulan dan transfer data primer (TMA, konsentrasi sedimen, kelembaban Relatif, Curah hujan dan suhu) dari sistem perekam data (Logger) ke sistem pengolahan data (laptop). 2. Analisis hubungan antara debit, tinggi muka air dan debit sedimen. 3. Mencari nilai korelasi dan rating curve antara debit air dan tinggi muka air, antara debit air dan debit sedimen, dan hubungan antara curah hujan dan debit air pada masing-masing SPAS. 4. Membuat grafik dengan Metoda Unit Hidrograf mencari hubungan antara curah hujan menurut waktu terhadap debit aliran (m3/dtk). 5. Pengolahan data curah hujan, evapotranspirasi, dan debit aliran sebagai data masukan Tank Model. 3.4 Analisis Data 3.4.1 Analisis Debit Sungai Berdasarkan Persamaan Manning nilai debit sungai diperoleh dari hasil perkalian antara kecepatan aliran dan luas penampang atau secara sistematis dapat dirumuskan sebagai berikut (Seyhan 1990) : Q = AxV..........................................................................................................(1) ⎛ A⎞ ⎜ ⎟ P V =⎝ ⎠
2/3
xS1 / 2 N
............................................................................................(2)
Keterangan : Q = Debit sungai (m3/detik) A = luas penampang melintang (m2) V = kecepatan aliran rata-rata (m/detik) P = keliling basah penampang (m)
27
S = kemiringan saluran (%) N = Koefisien kekasaran Manning sebesar 0,025 Pengukuran debit tersebut diatas dilakukan berkali-kali sehingga akan menghasilkan hubungan antara tinggi muka air dengan debit sungai pada penampang sungai yang disebut Discharge rating curve seperti yang tertera pada Gambar 2, berikut ini disajikan Gambar 2.
Gambar 2 Hubungan antara TMA dengan debit Berdasarkan hubungan antara TMA dengan debit aliran sungai maka diperoleh persamaan umum sebagai berikut : Q = aTMAb .......................................................................................(3) Keterangan : Q
= Debit Aliran Sungai (m3/detik)
TMA = Tinggi muka air (m) a,b
= Konstanta
3.4.2 Analisis Hubungan Debit Aliran Sungai dengan Laju Sedimen. Beban angkut sedimen dapat diturunkan dari data debit aliran melalui persamaan yang menggambarkan hubungan antara debit aliran dan beban angkut sedimen. Jumlah beban angkut sedimen disungai diidentifikasi menggunakan turbidity meter yang dipasang pada SPAS Cisadane Hulu dan SPAS Cipeucang dimana satuan untuk sedimen adalah gram/liter. Dengan asumsi bahwa konsentrasi sedimen merata pada seluruh bagian penampang melintang sungai, maka debit sedimen dapat dihitung sebagai hasil perkalian antara konsentrasi dan debit air yang dirumuskan sebagai berikut (Asdak 2002) :
Qs = 0,0864 xCxQ.........................................................................(4)
28
Keterangan : Qs
= Debit Sedimen (ton/hari)
C
= Konsentrasi sedimen (ppm)
Q
= debit sungai (m3/detik) Pengukuran angkutan sedimen dan pengukuran debit diatas dilakukan
berkali-kali pada ketinggan permukaan air sungai yang berbeda-beda sehingga diperoleh hubungan antara debit aliran dengan angkutan sedimen (Sediment Discharge Rating Curve). Berdasarkan hubungan antara debit aliran sungai dan limpasan permukaan diperoleh persamaan sebagai berikut :
Qs = xQ y .........................................................................................(5) Keterangan : Qs
= Debit Sedimen (ton/hari)
Q
= debit sungai (m3/detik)
x,y
= konstanta
3.4.3 Analisis Hidrograf Bentuk hidrograf dapat ditandai dengan tiga sifat pokoknya, yaitu waktu naik (time of rise), debit puncak (peak discharge) dan waktu dasar (time of base). 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 di mana debit kembali pada suatu besaran yang ditetapkan. Prosedur penyusunan hidrograf satuan adalah : 1. Menentukan aliran dasar (Baseflow/BF), aliran dasar yang dipakai adalah debit minimum (m3/s) pada saat debit sebelum mengalami kenaikan setelah hujan. 2. Menghitung volume Direct Runoff (DRO), dihitung dengan cara debit(m3/s) dikurangi Interflow (m3/s) dan Baseflow (m3/s).
DRO = Q − (Interflow+ BF)...................................................................(6) 3. Menghitung volume aliran langsung dengan cara
VtotalDRO= ∑ DROxt...........................................................................(7)
29
Dimana ∑DRO adalah jumlah debit aliran langsung (m3/detik) dan t adalah selang waktu (menit). 4. Menghitung tebal aliran langsung dalam m dihitung dengan persamaan V .DRO TebalDRO= ...................................................................(8) LuasSubDAS Dimana tebal DRO (dalam m), luas Sub DAS (m2) dan ∑DRO (m3) 5. Menghitung Koefisien Runoff tebalRunoff KoefisienRunoff = ...........................................................(9) CH Curah hujan dalam satuan (mm) 6. Membangun hidrograf satuan setelah didapat harga unit hidrograf satuan.
3.5 Pengolahan Data Input Tank Model 3.5.1 Pengolahan Data Curah Hujan
Data kejadian hujan per enam puluh menit dari bulan Desember 2007 hingga Maret 2008 yang terekam pada ARR di outlet diolah menjadi data kejadian hujan harian. Data curah hujan dalam satuan mm/hari akan digunakan sebagai salah satu data input Tank Model. Setiawan (2003) menyatakan secara global persamaan keseimbangan air Tank Model adalah sebagai berikut : dH = P(t ) − ET (t ) − Y (t )....................................................................(10) dt
Dimana, H adalaah tinggi air (mm), P hujan (mm/hari), ET evapotranspirasi (mm/hari), Y aliran total (mm.hari), dan t adalah waktu (hari). Pada standard Tank Model terdapat 4 tank, sehingga persamaan diatas dapat ditulis ke dalam bentuk lain berupa perubahan tinggi air tiap-tiap tank adalah sebagai berikut : dH dHa dHb dHc dHd = + + + ........................................................(11) dt dt dt dt dt
Aliran total merupakan penjumlahan dari komponen aliran yang dapat ditulis sebagai berikut : Y (t ) = Ya(t ) + Tb(t ) + Yc(t ) + Td (t ).....................................................(12)
Lebih rinci lagi keseimbangan air dalam setiap reservoir dapat ditulis sebagai berikut :
30
dHa dt dHb dt dHc dt dHd dt
= P (t ) − ET (t ) − Ya(t )......... .......... .......... .......... .......... .......... .(13) = Yao (t ) − Yb(t )......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .(14) = Ybo (t ) − Yc(t )......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..(15) = Yco (t ) − Yd (t )......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .(16)
Dimana, Ya, Yb, Yc dan Ydkomponen aliran horizontal dari setiap reservoir, dan Yao, Ybo dan Yco aliran vertikal (infiltrasi) setiap tank (A,B dan C).
3.5.2 Pengolahan Data Evapotranspirasi
Model Penman-Monteith merupakan salah satu model untuk menentukan besarnya evapotranspirasi potensial (PET) , model ini membutuhkan lima parameter iklim yaitu suhu, kelembaban relatif (relative humidity), kecepatan angin, tekanan uap jenuh dan radiasi netto (Doorenbos dan Pruitt 1977 di acu dalam Suprayogi et al. 2003). Model Penman-Monteith (Capece et. al 2002 di acu dalam Suprayogi et al. 2003) sebagai berikut: ETp =
Δ ( R n − G ) γ ∗ M w (e a − e d ) ................................................(17) + λ (Δ + γ ∗ ) RΘrv (Δ + γ ∗ )
Keterangan : Etp = Evapotranspirasi potensial (kg/m2 atau mm/s). Rn
= Radiasi netto (kW/m2).
Δ
= Slope fungsi tekanan uap jenuh (Pa/ºC).
G
= Aliran bahang ke dalam tanah (kW/m2).
γ*
= Konstanta psychometric (Pa/ºC).
ea-ed
= Defisit tekanan jenuh udara (kPa).
Mw
= Massa molekul air (0,018 kg/mol).
R
= Konstanta gas (8,31x10-3 kJ/mol/K).
Θ
= suhu Kelvin (K).
rv
= Tahanan kanopi (det/m).
31
BAB IV KEADAAN UMUM 4.1 Keadaan Umum Lokasi Penelitian 4.1.1 Letak dan Luas
Secara geografis DAS Cisadane terletak diantara 6°02 sampai 6°54’ LS dan 106°17’ sampai 107°0’ BT. Sungai Cisadane berhulu di Gunung Pangrango, Kabupaten Bogor (Propinsi Jawa Barat) dan mengalir ke arah utara melalui Kotamadya dan Kabupaten Tangerang (Propinsi Banten) dan bermuara di Laut Jawa. Sub DAS Cisadane Hulu secara geografis terletak pada 106°44’ sampai 106°57’ BT dan 6°36’ sampai 6°49’ LS. Secara administratif pemerintahan di Sub DAS Cisadane Hulu terletak di Kabupaten Bogor; terdiri atas tiga Kecamatan yaitu Kecamatan Ciawi, Cijeruk, dan Caringin. Keadaan topografi Sub DAS Cisadane Hulu mulai dari datar, landai, agak curam, sampai dengan bergunung dengan ketinggian mulai 240 mdpl di daerah Empang, Bogor sampai 3.019 mdpl di daerah Puncak Gunung Pangrango. Berikut ini disajikan Gambar 3 lokasi penelitian di DTA Cipeucang dan DTA Cisadane Hulu.
Gambar 3 Peta lokasi Penelitian.
32
Secara geografis SPAS Cisadane Hulu terletak pada 06º45,462’ LS dan 106º49,730’ BT pada ketinggian 531,57 mdpl, dengan luas daerah tangkapan air (DTA) 1.783,9 Ha sedangkan berdasarkan hasil olahan model luas Daerah Tangkapan Air seluas 1.818 Ha yang berarti selisih luasan sebesar 1,9% dari luas DTA di lapangan. Sedangkan SPAS Cipeucang secara geografis terletak pada 06º45,712’LS dan 106º50,501’BT SPAS pada ketinggian 573,024 mdpl, dengan luas daerah tangkapan air (DTA) seluas 110,7 Ha sedangkan berdasarkan hasil olahan model luas DTA Cipeucang seluas 101 Ha yang berarti selisih 8,8% dari luas DTA di lapangan.
4.1.2 Topografi
Keadaan topografi di SPAS Cisadane Hulu dan SPAS Cipeucang bervariasi dari datar hingga sangat curam. Untuk di SPAS Cisadane Hulu kelas kelerengan disajikan pada Tabel 1, hasil pemetaan kelas lereng, jenis tanah dan penggunaan lahan di SPAS Cisadane Hulu disajikan pada lampiran 2. Tabel 1 Kelas kelerengan pada SPAS Cisadane Hulu Kelas Lereng
Kemiringan
Luas (ha)
Persentase (%)
A
0-8%
321,13
17,68
Datar
B
8-15%
309,36
17,00
Landai
C
15-25%
426,06
23,50
Bergelombang
D
25-45%
710,43
39,10
Curam
E
>45%
4,91
2,70
Sangat curam
1,816,05
100
Total
Keterangan
Sumber : Peta digital atribut jenis tanah
Berdasarkan tabel 1 untuk SPAS Cisadane Hulu topografi didominasi oleh kelerengan curam dengan presentase sebesar 39,1% (710,43 ha) dapat dilihat pada Gambar 4.
33
Gambar 4 Peta Kelas Lereng di SPAS Cisadane Hulu. Sedangkan untuk SPAS Cipeucang, bentuk topografi disajikan pada Tabel 2, hasil pemetaan kelas lereng, jenis tanah dan penggunaan lahan di SPAS Cipeucang disajikan pada lampiran 1. Tabel 2 Kelas lereng di SPAS Cipeucang Kelas lereng
kemiringan
A
0-8%
18,50
16,7
Datar
B
8-15%
4,64
4,2
Landai
C
15-25%
11,51
10,4 Bergelombang
D
25-45%
70,47
63,8
Curam
E
>45%
5,35
4,8
Sangat curam
110,47
100
Total
Luas (ha)
Persentase (%)
Keterangan
Sumber : Peta digital atribut Jenis Tanah
Berdasarkan tabel 2 Untuk di SPAS Cipeucang topografi didominasi oleh kelerengan curam yaitu sebesar 63,8 % (70,47 ha) dapat dilihat pada Gambar 5.
34
Gambar 5 Peta Kelas Lereng di SPAS Cipeucang Topografi di kedua SPAS topografi termasuk curam karena kedua SPAS termasuk dalam kawasan gunung Pangrango. Makin besar sudut kemiringan lereng dan panjang lereng berarti makin besar kecepatan aliran air dan makin luas daerah yang dilalui aliran air tersebut. Apabila daerah tersebut permukaannya terbuka, dan jenis tanahnya mempunyai nilai erodibilitas tinggi maka mengakibatkan terjadinya erosi. Sedangkan untuk memperkecil pengaruh panjang lereng, perlu tindakan-tindakan yang bertujuan memotong lereng tersebut menjadi lebih pendek misalnya dengan terasering dengan mempertimbangkan kemiringan lereng dan jenis tanah.
4.2 Vegetasi dan Iklim
Vegetasi merupakan faktor yang penting dalam pengaturan tata air suatu DAS. Peranan penting dari vegetasi adalah melindungi tanah dari pukulan hujan secara langsung dengan jalan mematahkan energi kinetiknya melalui tajuk, ranting, dan batangnya. Keadaan vegetasi penutup lahan di wilayah DAS Cisadane meliputi vegetasi hutan, perkebunan campuran, tegalan, dan pesawahan. Penyebaran vegetasi untuk masing-masing zonasi adalah sebagai berikut : 1. Vegetasi yang mendominasi hutan tropis dengan jenis jamuju, puspa, rasamala, saninten, pinus, damar, dan semak belukar 2. Kawasan penyangga vegetasi penutup lahan berupa tanaman kopi, kelapa dengan tingkat penutupan lahan yang cukup baik
35
3. Kawasan budidaya vegetasi penutup lahan berupa cengkeh, kopi, kelapa, sengon, buah-buahan, dan lain-lain Berdasarkan klasifikasi iklim Koppen, daerah penelitian termasuk dalam tipe iklim Af, yakni iklim hujan tropis lembab (tanpa bulan kering nyata) dengan curah hujan rata-rata tahunan berkisar antara 2.807 – 4.407 mm. daerah penelitian tidak mempunyai bulan kering yang nyata, bulan kering terjadi antara Juni sampai Agustus. Menurut Schmidt dan Ferguson (1951) daerah ini tergolong tipe curah hujan A. berdasarkan klasifikasi agroklimat menurut Oldeman (1977), daerah ini termasuk zona A dan B1. kedua zona tersebut mempunyai sifat sebagai berikut : Zona A
: yaitu daerah yang mempunyai periode bulan basah (bulan dengan curah hujan > 200 mm). selama 9 bulan dan bulan kering (bulan dengan curah hujan , 100 mm) kurang dari 2 bulan secara berturutturut.
Zona B1
: yaitu daerah yang mempunyai periode bulan basah selama 7-9 bulan dan bulan kering, 2 bulan berturut-turut.
Suhu udara rata-rata maksimum bulanan (berkisar antara 31,2° - 32,3° C terdapat pada bulan September-Oktober dan suhu udara rata-rata minimum bulanan (berkisar antara 17,3° - 21,.7°C) terdapat pada bulan Januari-Februari. Sedangkan suhu udara rata-rata bulanan berkisar antara 21,3° - 25,4°C.
4.3 Keadaan Tanah
Jenis tanah Latosol yang terdapat di Sub DAS Cisadane Hulu ada dua, yaitu Latosol coklat dan Latosol coklat kemerahan. Tanah Latosol coklat kemerahan terdapat hampir di keseluruhan panjang sungai Cisadane Hulu, disisi kanan Sub DAS Cisadane Hulu. Tanah Latosol coklat terdapat di lereng sebelah bawah Gunung Salak dan Gunung Pangrango. Jenis tanah yang berada di sub DAS Cisadane Hulu yaitu jenis tanah latosol coklat seluas 934,78 ha (51,4%), latosol coklat kemerahan seluas 828,87 ha (45,6%) dan asosiasi aluvial kelabu seluas 28,22 ha (1,5%) Penyebaran jenis tanah di sekitar SPAS Cisadane Hulu disajikan pada Gambar 6.
36
Gambar 6 Peta Penyebaran jenis Tanah di SPAS Cisadane Hulu Sedangkan di SPAS Cipeucang jenis tanahnya adalah latosol coklat kemerahan seluas 101 ha (100%). Penyebaran jenis tanah di sekitar sub DAS Cipeucang disajikan pada Gambar 7.
Gambar 7 Peta Penyebaran jenis tanah di SPAS Cipeucang Sifat fisik tanah Latosol terhadap air adalah permeabilitas tinggi, mudah menyerap air, daya menahan air cukup baik, dan kepekaan terhadap erosi kecil, sedangkan produktivitas tanah sedang sampai tinggi.
4.4 Keadaan Penduduk
Manusia memanfaatkan sumberdaya alam untuk memenuhi segala kebutuhannya dan meningkatkan kesejahteraannya. Dengan bertambahnya penduduk secara eksponensial dan seiring berkurangnya sumberdaya alam akan berpengaruh negatif terhadap kemakmurannya sehingga dapat menimbulkan masalah lingkungan hidup.
37
Penduduk sekitar Sub DAS Cisadane Hulu secara administratif terdiri dari tiga kecamatan, yaitu kecamatan Ciawi, Caringin, dan Cijeruk. Jumlah penduduk kecamatan Ciawi pada tahun 2001 adalah 66.473 jiwa dengan Luas Desa 26 km². kepadatan penduduk sebesar 2.556,65 jiwa/km². Jumlah penduduk kecamatan Caringin Tahun 2001 adalah 95.003 jiwa dengan Luas Desa 57,31 km². kepadatan penduduk sebesar 1.657,70 jiwa/km². Jumlah penduduk kecamatan Cijeruk Tahun 2001 sebesar 123.078 jiwa dengan Luas Desa 72,08 km². kepadatan penduduk sebesar 1.708 jiwa/ km².Mata pencaharian penduduk mayoritas adalah petani, penggali pasir.
4.5 Penggunaan Lahan
Tipe penggunaan lahan untuk di SPAS Cisadane Hulu dan SPAS Cipeucang penggunaan lahan dibagi menjadi semak belukar, hutan, perkebunan, pemukiman, rumput/tanah kosong, sawah irigasi, sawah tadah hujan dan tegalan. Luasan penggunaan lahan di SPAS Cisadane Hulu dan SPAS Cipeucang disajikan pada Tabel 3. Tabel 3 Penggunaan lahan di SPAS Cisadane Hulu dan SPAS Cipeucang No.
Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan di
Penggunaan lahan di SPAS
SPAS Cisadane Hulu
Cipeucang
Luas (Ha)
Persen (%)
Luas (Ha)
Persen (%)
1
Semak belukar
491,99
27,50
16,22
16,10
2
Hutan
837,65
46,70
-
-
3
Perkebunan
128,31
7,20
-
-
4
Pemukiman
18,39
1,00
1,00
0,99
5
Rumput/Tanah kosong
7,96
0,44
-
-
6
Sawah irigasi
44,73
2,50
0,23
0,22
7
Sawah Tadah Hujan
43,66
2,40
0,51
0,50
8
tegalan
219,17
12,20
83,05
82,20
1.783,89
100
100,78
100
Total
Sumber : Pengolahan atribut peta jenis tanah
Berdasarkan tabel 3 di sekitar SPAS Cisadane Hulu penggunaan lahan yang dominan berupa hutan (46,7%), semak belukar (27,5%) dan tegalan (12,2%).
38
Penyebaran penggunaan lahan dan kegiatan masyarakat di sekitar SPAS Cisadane Hulu disajikan pada Gambar 8.
Gambar 8 Peta Penggunaan lahan di sekitar SPAS Cisadane Hulu Sedangkan di SPAS Cipeucang berdasarkan tabel 3 terlihat bahwa sebagian besar penggunaan lahan sekitar aliran sungai Cipeucang dimanfaatkan untuk tegalan (82,2%), semak belukar (16,1%) dan pemukiman (0,99 %). Penyebaran penggunaan lahan dan kegiatan masyarakat di sekitar DTA Cipeucang disajikan pada Gambar 9.
Gambar 9 Peta penggunaan lahan di sekitar SPAS Cipeucang Hutan di daerah Sub DAS Cisadane Hulu merupakan hutan yang disebut hutan hujan tropis pegunungan (montane tropical rain forest). Hutan ini cukup kaya akan jenis-jenis pohon dan banyak diantaranya yang bernilai ekonomis tinggi seperti rasamala, jamuju, saninten, pinus, damar, dan lain-lain.
39
Tipe penggunaan lahan perkebunan/kebun campuran ditanami tanaman tahunan berupa tanaman buah-buahan, perkebunan, dan kayu-kayuan. Tanaman buah-buahan antara lain jeruk, rambutan, nangka, durian, pisang, kelapa, singkong dan lain-lain. Sedangkan tanaman perkebunan antara lain cengkeh, dan kopi, tanaman kayu-kayuan antara lain sengon, rasamala, lamtoro, bambu, dan lain-lain. Sebagian besar sawah yang terdapat di Sub DAS Cisadane Hulu adalah sawah tadah hujan, yaitu sawah dimana kebutuhan airnya semata-mata dipenuhi dari air hujan. Sawah ini tersebar mulai dari lereng gunung sampai ke daerahdaerah datar di bagian hulu sungai Cisadane di dalam wilayah Sub DAS Cisadane Hulu. Tegalan merupakan usaha pertanian tanaman pangan lahan kering yang dirotasikan dengan padi gogo atau tanaman sayuran. Umumnya menempati daerah yang agak tinggi dan sulit dijangkau pengairan. Tanaman yang banyak diusahakan adalah jagung, ubi jalar, kacang tanah, kedelai, dan singkong. Pemukiman terdiri dari perkampungan/pekarangan. Penyebarannya sering bercampur dengan kebun campuran.
40
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Analisis Data 5.1.1 Analisis Curah Hujan
Pada SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu terjadi curah hujan yang berfluktuasi. Di SPAS Cipeucang dalam kurun waktu dari tanggal 26 Desember 2007 sampai 18 Maret 2008 diperoleh curah hujan tertinggi pada kejadian hujan tanggal 10 Maret 2008 dengan curah hujan 98,806 mm dengan rata-rata curah hujan selama tiga bulan di SPAS Cipeucang yaitu 15,7 mm. Dinamika curah hujan per kejadian hujan di SPAS Cipeucang disajikan pada Gambar 10. 120
100
CurahHujan(m m )
80
60
40
3/15/08
3/10/08
3/5/08
2/29/08
2/24/08
2/19/08
2/14/08
2/9/08
2/4/08
1/30/08
1/25/08
1/20/08
1/15/08
1/10/08
1/5/08
12/31/07
0
12/26/07
20
Gambar 10 Dinamika curah hujan harian per kejadian hujan di SPAS Cipeucang. Di SPAS Cisadane Hulu dalam kurun waktu dari tanggal 24 Desember 2007 sampai 18 Maret 2008 diperoleh curah hujan tertinggi pada kejadian hujan tanggal 9 Maret 2008 dengan curah hujan 91,948 mm dengan ratarata curah hujan selama tiga bulan di SPAS Cisadane Hulu yaitu 14,35 mm. Dinamika curah hujan per kejadian hujan di SPAS Cisadane Hulu disajikan pada Gambar 11.
41
100
90
80
Curah Hujan (mm)
70
60
50
40
30
20
10
3/18/08
3/13/08
3/8/08
3/3/08
2/27/08
2/22/08
2/17/08
2/12/08
2/7/08
2/2/08
1/28/08
1/23/08
1/18/08
1/13/08
1/8/08
1/3/08
12/29/07
12/24/07
0
Gambar 11 Dinamika curah hujan harian per kejadian hujan di SPAS Cisadane Hulu. Maret merupakan bulan terbasah dengan curah hujan kumulatif di SPAS Cipeucang sebesar 559,054 mm dan di SPAS Cisadane Hulu sebesar 511,048 mm. Data curah hujan di kedua SPAS ini dicatat secara otomatis dengan menggunakan alat pengukur curah hujan otomatis (ARR) dan logger. Dalam suatu sistem DAS, hujan adalah faktor input, DAS itu sendiri merupakan procesor dan tata air di hilir sebagai output. Jalannya air hujan menjadi sampai menjadi aliran air di sungai dan mengikuti siklus air tergantung pada penggunaan lahan dan tindakan pengelolaan yang dilakukan di DAS yang bersangkutan.
5.1.2 Analisis Debit Aliran Sungai
Pengamatan tinggi muka air dilakukan dari alat pencatat tinggi muka air otomatis (AWLR) yang terekam di logger. Data yang diambil ialah data dari awal beroperasinya AWLR yaitu dari bulan Desember 2007 hingga Maret 2008. alat AWLR ini menyimpan data tinggi muka air sungai setiap interval 15 menit. Penampang melintang outlet SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu disajikan pada Gambar 12, sedangkan gambar penampang SPAS dan peralatan yang digunakan dalam penelitian disajikan pada Lampiran13 dan Lampiran 12.
42
Gambar 12 Penampang melintang SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu. Penampang pada kedua SPAS bentuknya sama yang membedakan adalah panjang, lebar dan tinggi masing-masing saluran. Berdasarkan bentuk penampang SPAS
Cipeucang,
dapat
diperoleh
pendugaan
besarnya
debit
dengan
menggunakan persamaan 1 dan 2, dimana : Untuk TMA ≤ 0,16 m A1 = TMAxa1 P1 = (2 xTMA) + a1 2
⎛ A1 ⎞ 3 12 ⎜⎜ ⎟⎟ xS P V1 = ⎝ 1 ⎠ n Q1 = A1 xV1
Untuk TMA≥0,16 m dan ≤ 0,4 m
A2 = (b 2 xa1) + [(TMA − b 2 )x (a 2 + a1)]
P2 = TMA + a1 + b 2 + a 2 + (TMA − b 2 ) ⎛ A2 ⎞ ⎜⎜ ⎟ P2 ⎟⎠ ⎝ V2 =
2
3
xS
1
2
n Q 2 = A2 xV 2
Untuk TMA≥0.4 m
A3 = (b2xa1) + [(b1 − b2)x(a1 + a2)] + [(TMA− b1)xa5] + [0,5x0,28x(TMA− b1)] + [0,5x0,29x(TMA− b1)]
P3 = [2x(TMA− b1)] + a1 + a2 + a3 + a4 + b1 + b2 + b3 2
⎛ A3 ⎞ 3 12 ⎜⎜ ⎟⎟ xS ⎝ P3 ⎠ V3 = n Q3 = A3 xV3
43
Keterangan : a1 = 0 , 26 m a 2 = 0 ,98 m a 3 = 0 ,15 m a 4 = 0 ,16 m a 5 = 2 ,12 m
b1 = 0 , 4 m b 2 = 0 ,16 m b 3 = 0 , 32 m c = 1 ,10 m d = 1, 0 m
Untuk SPAS Cisadane Hulu, dapat diperoleh pendugaan debit dengan menggunakan persamaan 1dan 2, dimana : Untuk TMA≤ 0,37m A1 = TMAxa1 P1 = (2 xTMA) + a1 2
⎛ A1 ⎞ 3 12 ⎜⎜ ⎟⎟ xS P V1 = ⎝ 1 ⎠ n Q1 = A1 xV1 Untuk TMA≥0,37m dan ≤0,8m A2 = (b 2 xa1) + [(TMA − b2)x(a 2 + a1)] P2 = TMA + a1 + b2 + a 2 + (TMA − b 2) 2
⎛ A2 ⎜⎜ P V2 = ⎝ 2
⎞ 3 12 ⎟⎟ xS ⎠ n Q2 = A2 xV2 Untuk TMA ≥0,8m
A3 = (b2 xa1) + [(b1 − b2)x(a1 + a2)] + [(TMA − b1)xa5] + [0,5x1,62x(TMA − b1)] + [0,5x1,60x(TMA − b1)]
P3 = [2 x(TMA − b1)] + b1 + b2 + b3 + a1 + a2 + a3 + a4 2
⎛ A3 ⎞ 3 12 ⎜⎜ ⎟⎟ xS ⎝ P3 ⎠ V3 = n Q3 = A3 xV3
Keterangan : a1 = 0 ,91m a 2 = 5, 20 m a 3 = 0 , 25 m a 4 = 0 , 20 m a 5 = 9 ,78 m
b 1 = 0 , 80 m b 2 = 0 , 37 m b 3 = 0 , 43 m c = 2 ,14 m d = 2 , 55 m
44
Nilai S1/2 didapat dari rata-rata tiga kali ulangan pengukuran kecepatan aliran (V) aktual dilapangan sehingga tetapan S1/2 kemudian digunakan seterusnya dalam penghitungan debit untuk setiap tma. Nilai N merupakan koefisien kekasaran Manning untuk setiap tipe saluran air, nilai n dapat dilihat pada Lampiran 15. Untuk contoh pengolahan data debit dilapangan dapat dilihat pada Lampiran 14. Hubungan antara debit dengan tinggi muka air pada beberapa pengukuran debit dari berbagai ketinggian muka air di masing-masing SPAS didapatkan kurva lengkung debit (rating curve). Untuk di SPAS Cipeucang kurva hubungan antara debit dan tma disajikan pada Gambar 13. R ati n g C u r ve h u bu n g an an tar a D e bi t te r h adap Ti n g g i M u k a A i r di S P A S C i pe u c an g T M A (m)
1 .8 1 .7
Q = 0 .4 0 3 5 * T M A ^ 1 .6 0 6 R ^ 2 = 9 1 .1 %
1 .6 1 .5 1 .4 1 .3 1 .2 1 .1 1 .0 0 .9 1 .0
1 .5
2 .0
2 .5
3 .0 De b it (m ^ 3 /s )
Gambar 13 Rating curve hubungan antara debit terhadap tma di SPAS Cipeucang. Hasil analisis antara debit dengan tinggi muka air di SPAS Cipeucang diperoleh persamaan debit yaitu : Q = 0,4035 TMA 1,606 .................................................................................(18) Nilai koefisien determinasi (R2) sebesar 0,91 yang tertera pada Lampiran 3, nilai ini menunjukkan antara debit dan tinggi muka air di SPAS Cipeucang mempunyai korelasi yang kuat, dimana keragaman dari debit (Q) dapat diterangkan oleh tinggi muka air (TMA). Sedangkan kurva hubungan debit terhadap tinggi muka air di SPAS Cisadane Hulu disajikan pada Gambar 14.
45
T M A (m )
Rating curve hubungan debit terhadap tinggi m uka air di S PAS Cisadane Hulu
2.2 2.1 2.0
Q = 0.245* T M A ^2.212 R^2 = 89.3%
1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
Debit (m ^3/s)
Gambar 14 Rating curve hubungan antara debit terhadap tinggi muka air di SPAS Cisadane Hulu. Hasil analisis antara debit dengan tinggi muka air di SPAS Cisadane Hulu diperoleh persamaan debit yaitu : Q = 0,245 TMA 2,212 ..................................................................................(19) Nilai koefisien determinasi (R2) sebesar 0,89 yang tertera pada Lampiran 4, nilai ini menunjukkan antara debit dan tinggi muka air di SPAS Cisadane Hulu mempunyai korelasi yang kuat, dimana keragaman dari debit (Q) dapat diterangkan oleh tinggi muka air (TMA). Hasil pengamatan selama tiga bulan di SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu, terlihat bahwa untuk debit maksimum di SPAS Cipeucang terjadi pada tanggal 9 Maret 2008 yaitu sebesar 0,079 m3/s (6,168 mm) seperti yang terlihat pada Gambar 15 dengan tma setinggi 0,51 meter. Debit sebesar ini disebabkan oleh kejadian hujan sebesar 68,834 mm dalam waktu 12 jam, data curah hujan harian dan debit harian di SPAS Cipeucang dapat dilihat pada Lampiran 16. Berbeda dengan hujan pada tanggal 10 Maret 2008 yang hanya menyebabkan debit sebesar 0,038 m3/s (2,940 mm) dengan tinggi muka air 0,12 meter memiliki curah hujan yang tinggi yaitu sebesar 98,806 mm dalam waktu 8 jam (terlihat pada Gambar 10 sebelumnya). grafik hubungan tinggi muka air, curah hujan dan debit disajikan pada Gambar 15.
1.2
0
1.0
10
0.8
20
0.6
30
0.4
40
0.2
50
0.0
60
C H (m m )
Q (m ^ 3 / s )
46
7 0 8 0 8 0 8 08 08 0 8 0 8 08 0 8 08 0 8 08 08 2 010/ 1/ 201/7/ 20/ 13/20/ 20/ 20/ 26/ 202/1/202/ 7/ 20/14/ 20/ 20/20/ 26/ 203/ 3/ 20/10/ 20/ 16/ 20 / 6 2 1 1 1 2 2 2 3 3 12 / Curah hujan (mm) Debit (m^3/s) TMA (m)
Gambar 15 Grafik hubungan tinggi muka air, curah hujan dan debit di SPAS Cipeucang. Sedangkan untuk di SPAS Cisadane Hulu terlihat bahwa untuk debit maksimum di SPAS Cisadane Hulu terjadi pada tanggal 14 Maret 2008 yaitu sebesar 5,953m3/s (28,832 mm) seperti yang terlihat pada Gambar 15 dengan tma setinggi 1,270 meter. Debit sebesar ini disebabkan oleh kejadian hujan sebesar 67,056 mm dalam waktu 8 jam, data curah hujan harian dan debit harian di SPAS Cisadane Hulu dapat dilihat pada Lampiran 17. Berbeda dengan hujan pada tanggal 9 Maret 2008 yang hanya menyebabkan debit sebesar 5,717 m3/s (27,687 mm) dengan tinggi muka air tertinggi sebesar 1,302 meter memiliki curah hujan yang tinggi yaitu sebesar 91,948mm dalam waktu 15 jam (terlihat pada Gambar 11 sebelumnya). grafik hubungan tinggi muka air, curah hujan dan debit disajikan pada Gambar 16.
47
10
0
9
10
8
Q (m^3/s)
6
30
5 40
4 3
CH (mm)
20
7
50
2 60
1 0 12 /2 4/ 20 07 12 /3 1/ 20 07 1/ 7/ 20 08 1/ 14 /2 00 8 1/ 22 /2 00 8 1/ 29 /2 00 8 2/ 5/ 20 08 2/ 13 /2 00 8 2/ 20 /2 00 8 2/ 27 /2 00 8 3/ 5/ 20 08 3/ 13 /2 00 8
70
Curah hujan (mm)
debit (m^3/s)
TMA (m)
Gambar 16 Grafik hubungan tinggi muka air, curah hujan dan debit di SPAS Cisadane Hulu. Lamanya hujan akan berpengaruh terhadap fluktuasi debit. Hujan merupakan salah satu faktor yang memberikan kontribusi terhadap debit sungai. Apabila curah hujan naik maka debit sungai cenderung mengalami kenaikan, sebaliknya jika curah hujan turun maka debit sungai pun akan turun. Dari kedua gambar diatas (Gambar 15 dan Gambar 16 ) diketahui kenaikan curah hujan tidak selalu diikuti dengan kenaikan debit sungai atau sebaliknya. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya suhu, kelembaban, penyinaran matahari, faktor tanah dan perilaku manusia yang mengakibatkan berbagai perubahan terhadap debit spesifik.
5.1.3 Analisis hubungan Debit Aliran Sungai dengan Laju Sedimen
Hasil pengukuran konsentrasi sedimen dihitung dengan menggunakan persamaan 4, sehingga menghasilkan nilai beban sedimen untuk setiap kejadian debit. Analisis beberapa kejadian debit menghasilkan kurva debit sedimen di SPAS Cisadane Hulu dan SPAS Cipeucang dengan bentuk persamaan sebagai berikut: Qs Cisadane Hulu = 1,453 Q 4,806 ...........................................................(20) Qs Cipeucang
= 0,04083 Q 1,259 ..................................................... (21)
Model persamaan untuk masing-masing SPAS memilik nilai koefisien determinasi (R2) sebesar 71,7% untuk SPAS Cisadane Hulu dan 74,3% untuk
48
SPAS Cipeucang. Nilai R2 ini menunjukkan keeratan hubungan antara debit aliran sungai Cisadane Hulu dan sungai Cipeucang terhadap sedimen melayang sebesar 71,7% daan 74,3% (Lampiran 5 dan lampiran 6). Berdasarkan analisis hubungan antara debit aliran dan debit sedimen di SPAS Cipeucang debit sedimen tertinggi terjadi pada tanggal 9 Maret 2008 yaitu sebesar 3,767 ton/hari dengan debit aliran sebesar 6,168 mm. Total laju sedimen di SPAS Cipeucang yang terjadi sebesar 101,251 ton dan total debit aliran sebesar 177,577 mm dengan rata-rata sedimen yang terangkut 2,383 ton/hari dan rata-rata debit aliran yang terjadi sebesar 4,178 mm/hari. Grafik hubungan antara debit sedimen dan debit aliran di SPAS
4.0
7.0
3.5
6.0
Qs (ton/hari)
3.0
5.0
2.5
4.0
2.0 3.0
1.5
2.0
1.0
Q(mm/hari)
Cipeucang disajikan pada Gambar 17.
1.0
0.5 0.0 7 8 8 8 8 8 8 08 08 00 00 /200 00 /200 /20 00 /200 /20 /2 /2 /2 /2 6 4 5 5 4 5 4 5 5 2 1 2 1 1 /2 1/ 2/ 3/ 1/ 1/ 2/ 2/ 3/ 12 Debit sedimen (ton/hari)
0.0
Debit aliran (mm/hari)
Gambar 17 Grafik hubungan antara debit aliran dan laju sedimen di SPAS Cipeucang. Hubungan antara debit aliran dan debit sedimen di SPAS Cisadane Hulu berdasarkan pengamatan dari bulan Desember 2007 hingga Maret 2008 diperoleh debit sedimen tertinggi pada tanggal 9 Maret 2008 yaitu sebesar 393,112 ton dengan debit aliran sebesar 27,687 mm. Total sedimen yang terangkut sebesar 3.603,67 ton dengan total debit aliran sebesar 333,967 mm dan rata-rata debit sedimen di SPAS Cisadane Hulu sebesar 41,9 ton/hari dengan debit aliran ratarata sebesar 3,8 mm/hari. Grafik hubungan antara debit aliran dan debit sedimen di SPAS Cisadane Hulu disajikan pada Gambar 18.
Q (m m /hari)
00
8
8 3/
13
/2
/2
00
8
22 2/
12
debit sedimen (ton/hari)
3/ 3
00
8 /2
00 /2
/2 2/
00
2/ 2
/2 1/
23
/2 13 1/
00
8
8 00
00 /2
1/ 3
/2 4 12
8
35 30 25 20 15 10 5 0
8
450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
/2 00 7
Qs (ton/hari)
49
debit aliran (mm/hari)
Gambar 18 Grafik hubungan antara debit aliran dan laju sedimen di SPAS Cisadane Hulu. Dalam beberapa hal kenaikan debit sungai tidak selalu diikuti oleh kenaikan sedimen hal ini berkaitan dengan kondisi topografi yang relatif datar, sehingga sedimen yang terangkut air hujan akan diendapkan di perjalanan sebelum sampai ke titik pengukuran (SPAS). Peningkatan curah hujan cenderung mengakibatkan debit aliran sungai meningkat, tetapi sedimen tidak selalu mengikuti pola curah hujan karena besar kecilnya sedimen dipengaruhi oleh penutupan vegetasi. Penutupan vegetasi berupa hutan hanya terdapat di hulu sungai SPAS Cisadane Hulu sedangkan di hulu sungai SPAS Cipeucang tidak terdapat hutan tetapi berupa semak belukar, tegalan dan pemukiman penduduk.
5.1.4 Analisis Hidrograf
Analisis hidrograf merupakan penyajian grafis antara salah satu unsur aliran dengan waktu. Hidrograf dapat menjelaskan tanggapan menyeluruh (integral response) suatu DAS terhadap suatu masukan tertentu. Hidrograf dibuat dari data input berupa hasil pengamatan curah hujan dan perhitungan debit aliran sungai yang terjadi di SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu akibat suatu kejadian hujan yang intensitas hujannya cukup beragam. Penetapan beberapa parameter DAS pada setiap kejadian aliran permukaan meliputi puncak aliran, lama aliran, dan waktu untuk mencapai puncak. Bentuk hidrograf pada umumnya dapat dipengaruhi oleh sifat hujan yang
50
terjadi, akan tetapi juga dapat dipengaruhi oleh sifat DAS itu sendiri (Harto 1993). Menurut Kennedy dan Watt (1976) di acu dalam Harto (1993) sifat hujan yang sangat mempengaruhi bentuk hidrograf ada tiga macam, yaitu intensitas hujan, lama hujan dan arah gerak hujan. Intensitas hujan yang makin tinggi akan mengakibatkan hidrograf naik dengan cepat, atau dengan kata lain akan terjadi hidrograf dengan waktu-naik pendek dan debit-puncak tinggi, demikian pula sebaliknya. Intensitas hujan yang tinggi pada umumnya terjadi dalam waktu yang pendek, atau lama-hujan pendek. Sedangkan intensitas hujan yang rendah pada umumnya terjadi dengan lama-hujan yang besar. Hidrograf aliran SPAS Cipeucang disajikan pada Tabel 4 dan salah satu contoh hidrograf aliran di SPAS Cipeucang disajikan pada Gambar 19. Tabel 4 Hidrograf aliran beberapa kejadian hujan di SPAS Cipeucang Tp (jam) 5 2 2 5 4 3 21 6
Tb (jam) 16 16 10 10 18 18 88 25,143
∑DRO (m^3/s) 0,056 0,697 0,279 0,38 1,385 0,369 3,166 0,905
Tanggal Qp(m^3/s) 31 Des 07-1 Jan 08 0,032 26-27 Jan 08 0,422 29-30 Jan 08 0,22 1 Februari 08 0,14 9-10 Maret 08 1,007 10-11 Maret 08 0,19 Total 2,011 Rata-rata 0,575 Keterangan : Qp = debit puncak ; Tp = waktu naik ; Tb = waktu dasar ; DRO = Direct runoff ; CH = curah hujan
Tebal DRO (mm) 0,18 2,27 0,9 1,24 4,5 1,2 10,29 2,94
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
1.200
Q(m^3/s)
1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 1
2
3 4
5
6
CH(mm)
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Q(m^3/s)
BF(m^3/s)
Gambar 19 Hidrograf aliran SPAS Cipeucang tanggal 9-10 Maret 2008.
Koef. Limpasan 0,006 0,03 0,019 0,039 0,046 0,02 0,16 0,046
CH(mm)
∑CH (mm) 28,48 76,2 46,23 31,5 97,03 60,2 339,6 97,039
51
Berdasarkan hasil analisis diperoleh bentuk hidrograf yang bervariasi seperti yang ditunjukkan
pada Lampiran 8 dan contoh perhitungan hidrograf
satuan tanggal 9-10 Maret 2008 di SPAS Cipeucang dapat dilihat pada Lampiran 7, tetapi hidrograf-hidrograf tersebut mempunyai kesamaan yaitu waktu naik yang pendek. Gambar 19 diatas merupakan salah satu contoh hidrograf aliran pada kejadian hujan tanggal 9-10 Maret 2008 dengan waktu naik 4jam. Waktu naik adalah waktu saat hidrograf mulai naik sampai mencapai debit puncak. Dari tabel 4 dapat diketahui bahwa rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk mencapai puncak di SPAS Cipeucang adalah 6 jam dan rata-rata waktu dasar yang lebih lama yaitu 25,14 jam. Jumlah DRO yang dihasilkan rata-rata berkisar 0,905 m3/s dengan debit puncak rata-rata 0,575 m3/s. Terjadi kejadian hujan yang ekstrim pada tanggal 9-10 Maret 2008 dimana DRO sebesar 1,385 m3/s dengan debit puncak 1,007 m3/s. Tebal DRO menunjukkan ketinggian DRO dari debit. Tebal DRO tertinggi terjadi pada tanggal 9-10 Maret 2008 sebesar 0,45 cm dengan koefisien limpasan sebesar 0,046. Hidrograf aliran di SPAS Cisadane Hulu disajikan pada Tabel 5 dan salah satu contoh hidrograf aliran di SPAS Cisadane Hulu disajikan pada Gambar 20. Tabel 5 Hidrograf aliran beberapa kejadian hujan di SPAS Cisadane Hulu ∑CH Tp Tb Tanggal (mm) Qp(m^3/s) (jam) (jam) 26-27 Jan 08 12,7 20,8 3 11 29-30 Jan 08 56,39 6,46 3 15 2 Maret 08 67,82 1,5 5 11 3-4 Maret 08 9,91 1,12 9 21 9-10 Maret 08 81,03 43,25 5 24 10-11 Maret 08 61,72 7,22 3 16 Total 289,57 80,35 28 98 Rata-rata 82,734 22,957 8 28 Keterangan : Qp = debit puncak ; Tp = waktu naik ; Tb = waktu dasar ; DRO = Direct runoff ; CH = curah hujan
∑DRO (m^3/s) 47,52 17,7 3,35 3,08 132,67 17,62 221,94 63,411
Tebal DRO (mm) 9,59 3,57 0,68 0,62 26,78 3,56 44,8 12,80
Koef. Limpasan 0,755 0,063 0,01 0,063 0,33 0,05 1,271 0,363
52
7.00 6.00
10 15 20
Q(m^3/s)
5.00 4.00
25 30 35
3.00 2.00 1.00
CH(mm)
0 5
40 45
0.00 1
2
3
4
5
CH(mm)
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15
debit(m^3/s)
BF(m^3/s)
Gambar 20 Hidrograf aliran SPAS Cisadane Hulu tanggal 29-30 Januari 2008. Berdasarkan hasil analisis diperoleh bentuk hidrograf yang bervariasi seperti yang ditunjukkan
pada Lampiran 10 dan contoh perhitungan hidrograf
satuan tanggal 10-11 Maret 2008 di SPAS Cisadane Hulu dapat dilihat pada Lampiran 9. Gambar 20 diatas merupakan salah satu contoh hidrograf aliran pada kejadian hujan tanggal 29-30 Januari 2008 dengan waktu naik 3 jam. Waktu naik adalah waktu saat hidrograf mulai naik sampai mencapai debit puncak. Dari tabel 5 dapat diketahui bahwa rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk mencapai puncak di SPAS Cisadane Hulu adalah 8 jam dan rata-rata waktu dasar yang lebih lama yaitu 28 jam. Jumlah DRO yang dihasilkan rata-rata berkisar 63,41 m3/s dengan debit puncak rata-rata 22,957 m3/s. Terjadi kejadian hujan yang ekstrim pada tanggal 9-10 Maret 2008 dimana DRO sebesar 132,67 m3/s dengan debit puncak 43,25 m3/s. Tebal DRO menunjukkan ketinggian DRO dari debit. Tebal DRO tertinggi terjadi pada tanggal 9-10 Maret 2008 sebesar 26,78 mm dengan koefisien limpasan sebesar 0,33. Koefisien limpasan merupakan salah satu indikator untuk menentukan apakah suatu DAS telah mengalami gangguan (fisik). Nilai koefisien limpasan yang besar menunjukkan bahwa lebih banyak air hujan yang menjadi air larian. Hal ini kurang menguntungkan dari segi perlindungan sumber daya air karena besarnya air yang akan menjadi air tanah berkurang. Kerugian lainnya adalah dengan semakin besarnya jumlah air hujan yang menjadi air larian, maka ancaman terjadinya erosi dan banjir menjadi semakin lebih besar.
53
5.2 Aplikasi Tank Model
Salah satu cara untuk menduga debit sungai adalah dengan menggunakan model hidrologi. Model yang diinginkan biasanya model yang relatif sederhana untuk dilaksanakan, data masukan tersedia daan sesuai dengan keluaran yang diinginkan. Tank model merupakan salah satu model hidrologi yang hanya menggunakan tiga data sebagai masukan yaitu berupa evapotranspirasi, presipitasi (curah hujan) dan debit, dimana data tersebut untuk keluarannya berupa data surface flow, intermediate flow, sub-base flow dan base flow yang nantinya digunakan untuk menduga seberapa besar tingkat erosi dan perubahan lahan yang terjadi si suatu DAS. Keluaran program berupa nilai parameter tank model, indikator keandalan model, keseimbangan air, kurva hydrograph, regresi dan aliran hitung yang semuanya disimpan dalam bentuk teks file (*.txt) dan metafile (*.wmf). Penentuan parameter-parameter tank model merupakan bagian penting dalam prosedur analisis keseimbangan air. Optimasi operasi Tank Model untuk sub DAS Cisadane Hulu disajikan pada Gambar 21.
Gambar 21 Optimasi operasi Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu. Data presipitasi (curah hujan) dan debit aliran diperoleh dari data yang telah diolah sebelumnya dalam analisis curah hujan dan analisis debit. Sedangkan
54
data evapotranspirasi diperoleh dengan menggunakan persamaan 17 . Sehingga diperoleh data input berupa data curah hujan, data debit aliran (discharge) dan data evapotransipasi dalam satuan mm/hari. Data Curah hujan, Kelembaban relatif, Radiasi matahari, evapotranspirasi aktual di sub DAS Cisadane Hulu dapat dilihat pada Lampiran 11. Tank Model yang digunakan adalah standard Tank Model. Tank teratas menggambarkan surface storage (A), tank kedua menggambarkan intermediate storage (B), tank ketiga menggambarkan sub-base storage (C) dan tank terbawah menggambarkan base storage (D). Gambar 22 menyajikan skema kerja Tank Model.
Gambar 22 Skema kerja Tank Model. Rainfall sebagai input sistem hidrologi, ditransfer menjadi output sebagai aliran (discharge). Aliran total adalah penjumlahan aliran dari lubang outlet horizontal setiap tank. Intensitas rainfall sangat berpengaruh terhadap perilaku tank model, seperti perkolasi air yang turun ke bawah melalui lubang outlet vertikal tank akan mempresentasikan besarnya infiltrasi dan aliran yang melalui lubang outlet horizontal tank mempresentasikan teratas besarnya surface flow (Ya2) dan sub-surface flow (Ya1) (limpasan), tank kedua mempresentasikan besarnya intermediate flow (Yb), tank ketiga mempresentasikan besarnya subbase flow (Yc) dan tank terbawah mempresentasikan besarnya base flow (Yd). Infiltrasi yang melalui lubang outlet vertikal dan aliran yang melalui lubang outlet horizontal tank dikuantifikasikan oleh parameter-parameter Tank Model. Aliran ini hanya terjadi bila tinggi air pada masing-masing reservoir (Ha,Hb,Hc dan Hd)
55
melebihi tinggi lubangnya (Ha1,Ha2,Hb1 dan Hc1). Aliran air si setiap lubang outlett juga dipengaruhi oleh karakteristik lubang itu sendiri masing-masing yaitu A0,A1,A2,B0,B1,C0,C1 dan D1, yang selanjutnya disebut sebagai parameter disebut parameter Tank Model. Data input Tank Model sub DAS Cisadane Hulu merupakan data harian dari tanggal 24 Desember 2007-18 Maret 2008. Dua belas (12) Parameter hasil Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu disajikan pada Tabel 6. Tabel 6 Dua belas (12) Parameter hasil Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu. No
Parameter Tank Model
1.
a0
0,99
2.
a1
0,13
3.
Ha1
14,99
4.
a2
0,28
5.
Ha2
63,28
6.
b0
0,25
7.
b1
0,02
8.
Hb1
44,99
9.
c0
0,001
10.
c1
0,004
11.
Hc1
0,063
12.
d1
0,00098
Sumber : Hasil Optimasi Tank Model sub DAS Cisadane hulu
Dua belas (12) parameter tersebut dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok yaitu : 1) Koefisien laju aliran masing-masing tank (a,b,c dan d) yang dinotasikan a1,a2,b1,c1 dan d1 yakni 0,12; 0,28; 0,024; 0,004; 0,0009. Parameter menunjukkan bahwa laju aliran terbesar pada tank pertama. 2) Sub-base flow Infiltration coefficients masing-masing tank (a,b, dan c) menunjukkan besarnya laju infiltrasi yang menuju tank kedua, tank ketiga dan tank keempat, berturut-turut dinotasikan a0, b0 dan c0 sebesar 0,99; 0,25; dan 0,001.
56
3) Storage parameter sebagai tinggi lubang outlet horizontal masing-masing tank (a,b dan c) yang dinotasikan Ha1, Ha2, Hb1 daan Hc1 secara berturut-turut sebesar 14,99 mm; 63,28 mm; 44,99 mm; 0,063 mm. parameter menunjukkan bahwa lubang outlet horizontal tank pertama (Ha2) adalah yang tertinggi. Dari presentase aliran hasil keluaran dari model, menunjukkan bahwa di sub DAS Cisadane Hulu, Sub-base Flow (Yc1) terjadi paling besar yakni sebesar 39,44%, kemudian Surface Flow (Ya2) sebesar 29,39%, Base Flow (Yd1) sebesar 21,28, dan aliran yang terkecil yakni Intermediate Flow (Yb1) sebesar 9,43%. Secara fisik, faktor vegetasi, kecuraman lereng, tipe tanah dan iklim mempengaruhi jumlah dan kecepatan aliran permukaan. Di lain pihak, aktivitas manusia yang melakukan manipulasi terhadap faktor-faktor di atas juga turut berpengaruh (Sembiring 1995). Apabila dilihat dari kondisi umum lokasi penelitian, areal SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu sebagian besar dimanfaatkan dalam bidang pertanian dan perkebunan. Jenis tanah yang mendominasi di lokasi penelitian adalah jenis latosol coklat kemerahan dimana tanah latosol memiliki sifat fisik tanah terhadap air adalah permeabilitas tinggi, mudah menyerap air, daya menahan air cukup baik, dan kepekaan terhadap erosi kecil, sedangkan produktivitas tanah sedang sampai tinggi. Berdasarkan hasil optimasi operasi Tank Model (Lampiran 18) diperoleh informasi, di sub DAS Cisadane Hulu pada tanggal 9 Maret 2008 terjadi Rainfall yang paling tinggi yaitu sebesar 92 mm, dengan Q observed (lapangan) sebesar 27,687 mm dan Evapotranspirasi 2,28 mm sebagai data masukan (input) menghasilkan keluaran (ouput) berupa Q calculated (prediksi hasil model) sebesar 24,899 mm, Surface flow sebesar 19,34 mm, Intermediate flow sebesar 4,84 mm, Sub-base flow sebesar 0,425 mm, Base flow sebesar 0,287 mm. Dengan ketinggian air pada masing-masing tank adalah level-tank A -19,34 mm; leveltank B 227,73 mm; level-tank C 484,308 mm dan level-tank D 883,17 mm. Indikator di sub DAS Cisadane Hulu disajikan pada Tabel 7.
57
Tabel 7 Indikator Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu Parameter Optimasi
Sub DAS Cisadane Hulu
Discrepancy
9,96+0001
R (Corelation)
0,85
R2 (Determination)
0,72
RMSE (Root Square Mean Error)
2,33
MAE ( Mean Absolute Error)
1,13
LOG (Log Root Square Mean Error)
0,16
EI (Efficiency)
0,73
Tabel 7 memperlihatkan parameter akhir setelah melalui proses optimasi dan hasil pengujian pada sub DAS Cisadane Hulu. Dengan melihat persentase decrepancy yang mendekati nol, Tank Model ini telah memenuhi kriteria keseimbangan air dengan memuaskan. Demikian pula dengan ketepatan data debit dan hasil perhitungan dengan baik ini terlihat dari R (korelasi) dan EI (Efisiensi) untuk sub DAS Cisadane Hulu sebesar 0,85 dan 0,73 yang mendekati nilai 1 ini menyatakan bahwa model ini mampu mempresentasikan karakteristik hidrologi di sub DAS Cisadane Hulu dengan baik,untuk nilai RMSE dengan nilai lebih dari 1 yakni 2,33 menunjukkan bahwa model dapat digunakan untuk menentukan aliran permukaan dengan ketepatan yang baik. MAE sebesar 1,13 menunjukkan hubungan linier yang cukup akurat, dan LOG memberikan informasi dalam memperkirakan aliran bawah tanah, dengan nilai LOG sebesar 0,16 menunjukkan bahwa model akurat untuk dapat digunakan dalam memperkirakan aliran bawah tanah.
58
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan
1. Automatic Weather Station (AWS) merupakan alat pemantau keadaan iklim harian. Data yang diperoleh efektif dan efisien dalam menduga karakteristik hidrologi di sub DAS Cisadane Hulu. 2. Berdasarkan hasil pengamatan dari Desember 2007-Maret 2008 di SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu, di SPAS Cipeucang rata-rata curah hujan selama tiga bulan yaitu 15,7 mm, debit aliran sungai rata-rata sebesar 4,17 mm/hari dengan sedimen terangkut rata-rata 2,38 ton/hari, untuk di SPAS Cisadane Hulu rata-rata curah hujan selama tiga bulan yaitu 14,35 mm, debit aliran sungai rata-rata sebesar 3,8 mm/hari dengan rata-rata debit sedimen sebesar 41,9 ton/hari. 3. Hasil optimasi Tank Model didapatkan 12 parameter untuk menduga karakteristik hidrologi di sub DAS Cisadane Hulu dimana laju aliran terbesar menuju Tank pertama (Ha2) yakni sebesar 63,28 mm, dengan aliran terbesar yakni sub-base flow sebesar 130,973 mm (39,44%). Dan didapatkan R (korelasi) dan EI (Efisiensi) yakni 0,85 dan 0,73 (mendekati nilai 1) yang berarti bahwa model ini mempresentasikan karakteristik sub DAS Cisadane Hulu dengan baik.
59
6.2 Saran
1. Untuk menanggulangi laju erosi, aliran permukaan dan sedimentasi yang tinggi perlu adanya upaya pemanfaatan dan pengelolaan DAS yang sesuai dengan kondisi biofisik dan melibatkan semua pihak yang terkait seperti masyarakat, pemerintah dan pihak swasta serta melakukan upaya peningkatan kesadaran kepada semua pihak untuk menerapkan tindakan konservasi tanah dan pengelolaan tanaman yang sesuai dengan kondisi biofisik. 2. Untuk memperoleh hasil tingkat validasi model yang lebih akurat diperlukan pengamatan dalam jangka kurun waktu yang lama dengan menggunakan data iklim harian pada alat AWS.
60
DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2008. Automatic Weather Station (AWS). http://www.ditjenphka.go.id/ artikel/Automatic%20Weather%20Station.pdf [5 Februari 2008] Arsyad S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. Edisi ke-2 Bogor : IPB Press. Asdak C. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Chow VT. 1964. A Method for The Practical Application of The Penman Formula for The Estimation of ET from Free Water Surface. FAO of UNO. Hlm 20. [Dephut] Departemen Kehutanan, Direktorat Jenderal Reboisasi dan Rehabilitas Lahan. 1998. Pedoman Penyusunan Rencana Teknik Lapang Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah Daerah Aliran Sungai. Jakarta:Dephut. Handoko et al. 1995. Klimatologi Dasar (Landasan Pemahaman Fisika Atmosfer dan Unsur-Unsur Iklim). Edisi ke-2. Handoko, editor. Jakarta : Pustaka Jaya. Haridjaja O. 2000. Pencemaran Tanah dan Lingkungan. Bogor:Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Harmailis et al. 2001. Modifikasi Model Tangki Untuk Mempelajari Pengaruh Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap Limpasan. Buletin Keteknikan Pertanian 15(1):1-10. Harto S. 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta: Pt. Gramedia Pustaka Utama. Lee R. 1990. Hidrologi Hutan. Subagio S, penerjemah; Prawirohatmodjo S, editor. Cetakan ke-2. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Neufert E. 1994. Architects Data. New York:Halsted Press. Ochtora D. 2004. Kararteristik Daerah Aliran Sungai Cisadane Hulu Studi Kasus sub DAS Cisadane Hulu Bogor Jawa Barat [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pawitan H, Suharsono H, Dasanto BD. 1984. Kesetimbangan Air Wilayah Pulau Jawa. Laporan Penelitian.Bogor:FMIPA IPB. Prahasta E. 2002. Konsep-konsep Dasar Sistem Informasi Geografis. Bandung: Informatika. Salwati. 2004. Kajian Dampak perubahan Lahan terhadap Respon Hidrologi Sub DAS Cilalawi-Das Citarum Jawa Barat Menggunakan Model AGNPS. [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
61
Saroinsong FB. 2002. Studi Alokasi Penggunaan Lahan untuk Optimasi Pelestarian Lingkungan dengan Integrasi Penggunaan model Hidrologi, Sistem Informasi Geografis dan Penginderaan Jauh [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Sembiring S. 1995. Pengaruh Perubahan Penutupan Vegetasi terhadap Fluktuasi debit dan Sedimentasi pada sub DAS Cijambu Jawa Barat [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Setiawan BI. 2003. Optimasi Parameter Tank Model. Jurnal Keteknikan Pertanian 17(1):8-20. Seyhan
E. 1990. Dasar-dasar Hidrologi. Subagyo S,penerjemah; Prawirohatmodjo S, editor.Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Terjemahan dari : Fundamentals of Hidrology.
Sukartaatmadja S. 2006. Evaluasi Aliran Permukaan, Erosi dan Sedimentasi di sub DAS Cisadane Hulu Dengan Menggunakan Model AGNPS (Agricultural Non Point Source Pollution Model). Jurnal Keteknikan Pertanian 20(3):217-223. Suprayogi S, Setiawan BI, Prasetyo LB. 2003. Penerapan Beberapa Model Evapotranspirasi di Daerah Tropika. Jurnal Keteknikan Pertanian 17(2):713. Sutiyono AP. 2006. Penggunaan Model AGNPS Berbasis Sistem Informasi Geografis dalam Analisis Karakteristik Hidrologi Sub DAS Ciawitali Subang Jawa Barat.[skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Takeda K. 1976. Hidrologi Untuk Pengairan. Sosrodarsono S, Editor. Jakarta: Pt. Pradnya Paramita. Triandayani Y. 2004. Pengaruh Perubahan Tata Guna Lahan Untuk memperbaiki Kondisi sub DAS Cisadane Hulu Menggunakan Model AGNPS [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
62
LAMPIRAN
63
Lampiran 1 Peta Kelas Lereng, Jenis Tanah dan Penggunaan lahan di SPAS Cipeucang
64
Lampiran 2 Peta Kelas Lereng, Jenis Tanah dan Penggunaan lahan di SPAS Cisadane Hulu
65
Lampiran 3 Analisis hubungan debit dan tinggi muka air di SPAS Cipeucang Regression Analysis: log q versus log tma The regression equation is log q = - 0.3942 + 1.606 log tma
S = 0.0437504
R-Sq = 91.1%
R-Sq(adj) = 91.1%
Analysis of Variance Source Regression Error Total
DF 1 2001 2002
SS 39.2205 3.8301 43.0507
MS 39.2205 0.0019
F 20490.32
P 0.000
Fitted Line Plot log q = - 0.3942 + 1.606 log tma Q=0.4035*TMA^1.606
S R-Sq R-Sq(adj)
3.0
log q
2.5
2.0
1.5
1.0 0.9
1.0
1.1
1.2
1.3 1.4 log tma
1.5
1.6
1.7
1.8
0.0437504 91.1% 91.1%
66
Lampiran 4 Analisis debit dan tinggi muka air di SPAS Cisadane Hulu
Regression Analysis: log q versus log tma The regression equation is log q = - 0.6103 + 2.212 log tma
S = 0.0844909
R-Sq = 89.3%
R-Sq(adj) = 89.3%
Analysis of Variance Source Regression Error Total
DF 1 2050 2051
SS 121.674 14.634 136.308
MS 121.674 0.007
F 17044.20
P 0.000
Fitted Line Plot log q = - 0.6103 + 2.212 log tma Q=0.245*TMA^2.212
S R-Sq R-Sq(adj)
4.5
log q
4.0
3.5
3.0
2.5 1.3
1.4
1.5
1.6
1.7 1.8 log tma
1.9
2.0
2.1
2.2
0.0844909 89.3% 89.3%
67
Lampiran 5 Hubungan debit sedimen dan debit aliran di SPAS Cisadane Hulu Regression Analysis: log Qs Csdn versus log Q csdn The regression equation is log Qs Csdn = 0.6818 + 1.453 log Q csdn
S = 0.247629
R-Sq = 71.7%
R-Sq(adj) = 71.4%
Analysis of Variance Source Regression Error Total
DF 1 84 85
SS 13.0548 5.1509 18.2057
MS 13.0548 0.0613
F 212.90
P 0.000
Fitted Line Plot log Qs Csdn = 0.6818 + 1.453 log Q csdn S R-Sq R-Sq(adj)
Laju sedimen (ton/hari)
2.5 2.0 1.5
1.0 0.5 0.0 0.0
0.2
0.4
0.6 0.8 1.0 1.2 Debit aliran (mm/hari)
1.4
1.6
0.247629 71.7% 71.4%
68
Lampiran 6 Hubungan debit sedimen dan debit aliran di SPAS Cipeucang Regression Analysis: log Qs versus log Q The regression equation is log Qs = 0.1003 + 0.04083 log Q
S = 0.714598
R-Sq = 74.3%
R-Sq(adj) = 74.3%
Analysis of Variance Source Regression Error Total
DF 1 2001 2002
SS 2953.99 1021.81 3975.80
MS 2953.99 0.51
F 5784.77
P 0.000
Fitted Line Plot log Qs = 0.1003 + 0.04083 log Q
Laju sedimen (ton/hari)
50
S R-Sq R-Sq(adj)
40
30
20
10
0 0
200
400 600 debit aliran (mm/hari)
800
1000
0.714598 74.3% 74.3%
69
Lampiran 7 Contoh Perhitungan hidrograf tanggal 9-10 Maret 2008 SPAS Cipeucang No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 total
Date Time 3/9/2008 13:02:28 3/9/2008 14:02:28 3/9/2008 15:02:28 3/9/2008 16:02:28 3/9/2008 17:02:28 3/9/2008 18:02:28 3/9/2008 19:02:28 3/9/2008 20:02:28 3/9/2008 21:02:28 3/9/2008 22:02:28 3/9/2008 23:02:28 3/10/2008 00:02:28 3/10/2008 01:02:28 3/10/2008 02:02:28 3/10/2008 03:02:28 3/10/2008 04:02:28 3/10/2008 05:02:28 3/10/2008 06:02:28
Q CH BF DRO (m^3/s) (mm) (m^3/s) (m) HS 0.023 1.016 0.022 0.001 0.264 0.023 0 0.022 0.001 0.264 0.144 0 0.022 0.122 27.154 1.007 0.254 0.022 0.985 218.712 0.200 0.254 0.022 0.178 39.551 0.039 0 0.022 0.017 3.711 0.037 0 0.022 0.015 3.415 0.036 0 0.022 0.014 3.121 0.030 2.794 0.022 0.008 1.671 0.030 0.254 0.022 0.008 1.671 0.027 45.72 0.022 0.005 1.102 0.027 36.322 0.022 0.005 1.102 0.027 2.794 0.022 0.005 1.102 0.027 2.794 0.022 0.005 1.102 0.027 3.048 0.022 0.005 1.102 0.027 1.778 0.022 0.005 1.102 0.026 0 0.022 0.004 0.821 0.024 0 0.022 0.002 0.541 1.781 97.028 0.396 1.385 307.509
Luas areal SPAS Cipeucang = 110.7 Ha = 1107000m2 Waktu interval Pengamatan = 60 menit = 3600 detik Tebal DRO = (total DROxwaktu interval pengamatan)/luas SPAS = (1.98m^3/s x 3600 s)/1107000m^2 = 0.004505 m = 0.45 cm = 4.5 mm Koefisen limpasan = tebal DRO/jumlah curah hujan = 4.5mm/97.028mm = 0.046 Hidrograf satuan (9/3/2008, 16:02:28)= DRO/tebal DRO = 0.985 m/0.0045m = 218.712
70
0.035
0
0.030
2
0.025
4
0.020 6 0.015 8
0.010
CH(mm)
Debit(m3/dtk)
Lampiran 8 Hidrograf beberapa kejadian hujan di SPAS Cipeucang
10
0.005 0.000
12 1
2
3
4
5
6
7
CH(mm)
8
9 10 11 12 13 14 15 16
Q(m^3/s)
BF(m^3/s)
0.450 0.400
0
0.350 0.300 0.250
10
5 15 20
0.200 0.150 0.100
25
CH(m m )
Q(m ^3/s)
Kejadian hujan tanggal 31 Desember 2007-1 Januari 2008
30 35
0.050 0.000
40 1
2
3
4
5
6
CH(mm)
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16
Q(m^3/s)
BF(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 26-27 Januari 2008 0
0.250
5 10 15
0.150
20 0.100
25 30
0.050
35 40
0.000 1
2
3 CH(mm)
4
5
6
Q(m^3/s)
7
8
9
10
BF(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 29-30 Januari 2008
CH(m m )
Q (m ^ 3/s)
0.200
71
0.16
0
0.14
2
0.12
4
0.10
6
0.08
8
0.06
10
0.04
12
0.02
14
0.00
CH(mm)
Debit(m3/dtk)
Lampiran 8 (lanjutan)
16 1
2
3
4
CH(mm)
5
6
Q(m^3/s)
7
8
9
10
BF(m^3/s)
1.200
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Q(m^3/s)
1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000
CH(mm)
Kejadian hujan tanggal 1 Februari 2008
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 CH(mm)
Q(m^3/s)
BF(m^3/s)
0
0.200 0.180 0.160 0.140 0.120 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000
10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 CH(mm)
Q(m^3/s)
BF(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 10-11 Maret 2008
CH (mm)
Q(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 9-10 Maret 2008
72
Lampiran 9 Contoh perhitungan hidrograf tanggal 10-11 Maret di SPAS Cisadane Hulu No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 total
Date 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/10/2008 3/11/2008 3/11/2008 3/11/2008 3/11/2008 3/11/2008
Time Q(m3/dtk) CH(mm) BF(m^3/s) DRO (m) HS 13:12:38 0.72 0 0.66 0.06 16.50 14:12:38 0.81 0.508 0.66 0.15 42.21 15:12:38 7.22 49.53 0.66 6.56 1845.79 16:12:38 5.59 1.778 0.66 4.93 1386.92 17:12:38 2.52 7.366 0.66 1.86 522.80 18:12:38 1.59 0.254 0.66 0.93 260.75 19:12:38 1.38 0.762 0.66 0.72 202.50 20:12:38 1.49 1.016 0.66 0.83 232.78 21:12:38 1.36 0.254 0.66 0.70 196.55 22:12:38 1.06 0.254 0.66 0.40 111.54 23:12:38 0.86 0 0.66 0.20 57.00 0:12:38 0.80 0 0.66 0.14 39.78 1:12:38 0.72 0 0.66 0.06 16.01 2:12:38 0.71 0 0.66 0.05 13.56 3:12:38 0.68 0 0.66 0.02 6.70 4:12:38 0.67 0 0.66 0.01 3.29 28.18 61.72 10.56 17.62 4954.68
Luas areal SPAS Cisadane Hulu = 1783.9 Ha = 17839000m2 Waktu interval Pengamatan = 60 menit = 3600 detik Tebal DRO = (total DROxwaktu interval pengamatan)/luas SPAS = (17.62m3/s x 3600 s)/17839000m2 = 0.003556 m = 0.36 cm = 3.6 mm Koefisen limpasan = tebal DRO/jumlah curah hujan = 3.6 mm/61.72 mm = 0.058 Hidrograf satuan (10/3/2008, 15:12:38)= DRO/tebal DRO = 6.56 m/0.0036m = 1845.79
73
Lampiran 10 Hidrograf beberapa kejadian di SPAS Cisadane Hulu 25.00
0 1 2
15.00
3
10.00
4
CH(mm)
Debit(m^3/s)
20.00
5 5.00
6 7
0.00 1
2
3
4
5
CH(mm)
6
7
8
Q(m^3/s)
9
10
11
BF(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 26-27 Januari 2008 7.00 6.00
10 15 20
Q(m^3/s)
5.00 4.00
25 30 35
3.00 2.00 1.00
CH(mm)
0 5
40 45
0.00 1
2
3
4
5
6
7
CH(mm)
8
9
10 11 12 13 14 15
debit(m^3/s)
BF(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 29-30 januari 2008 0
1.60
10
1.20 20
1.00
30
0.80 0.60
40
0.40 50
0.20
60
0.00 1
2
3
4
CH(mm)
5
6
7
Q(m^3/s)
8
9
10
BF(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 2 Maret 2008
11
CH(mm)
debit(m^3/s)
1.40
74
1.20
0
1.00
0.5
0.80
1
0.60
1.5
0.40
2
0.20
2.5
0.00
CH(mm)
debit(m^3/s)
Lampiran 10 (lanjutan)
3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 CH(mm)
Q(m^3/s)
BF(m^3/s)
50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00
0 10 20 30 40
CH(mm)
debit(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 3-4 Maret 2008
50 60 70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324 CH(mm)
Q(m^3/s)
BF(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 9-10 Maret 2008 8.00
0
7.00
10 20
5.00 4.00
30
3.00
40
2.00 50
1.00 0.00
60 1
2
3
4
5
6
CH (mm)
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16
debit(m^3/s)
BF(m^3/s)
Kejadian hujan tanggal 10-11 Maret 2008
CH(mm)
Q(m^3/s)
6.00
75
Lampiran 11 Data CH (mm), suhu (ºC), radiasi matahari (Rs), kelembaban relatif (RH), kecepatan angin (KA), evapotranspirasi (ETP), evapotranspirasi aktual (ETA) di sub DAS Cisadane Hulu Lintang Bujur altitude Date 12/24/2007 12/25/2007 12/26/2007 12/27/2007 12/28/2007 12/29/2007 12/30/2007 12/31/2007 1/1/2008 1/2/2008 1/3/2008 1/4/2008 1/5/2008 1/6/2008 1/7/2008 1/8/2008 1/9/2008 1/10/2008 1/11/2008 1/12/2008 1/13/2008 1/14/2008 1/15/2008 1/16/2008 1/17/2008 1/18/2008 1/19/2008 1/20/2008 1/21/2008 1/22/2008 1/23/2008 1/24/2008 1/25/2008 1/26/2008 1/27/2008 1/28/2008 1/29/2008 1/30/2008 1/31/2008 2/1/2008 2/2/2008 2/3/2008
-6.7577 106.8288 512.5 Hujan(mm) 7 1 9 1 32 6 1 21 24 29 6 21 1 10 1 0 0 2 0 0 0 0 6 0 0 0 0 9 0 2 46 0 0 46 3 31 56 24 8 70 6 1
T(oC) 23.4263 23.5099 22.8499 23.8748 22.221 23.2376 23.7295 23.0599 23.0526 22.0041 22.2694 21.9478 23.4416 23.3577 23.836 24.3249 24.6804 24.9508 24.6524 24.5839 24.9423 23.9024 23.4063 23.6925 25.0676 24.5698 24.2872 24.1292 24.2416 24.8354 24.7269 24.1504 25.4193 24.2396 24.0006 24.4531 23.8675 23.4313 24.3264 22.5291 24.1185 24.3234
RS(MJ/s) 18.41 19.21 18.22 19.25 15.35 18.65 19.26 16.71 16.3 15.76 18.64 16.79 19.33 18.15 19.34 20.12 19.54 19.24 19.72 18.72 18.77 20.42 18.71 17.8 20.41 20.61 19.49 18.44 20.28 19.33 14.38 17.99 19.29 14.4 19.29 15.64 14.43 16.57 18.59 14.45 18.97 19.53
RH (%) 100.9134 101.3406 100.0277 89.6593 104.1953 93.9322 92.5355 104.6302 105.3456 108.4254 107.0514 96.1784 85.8059 92.9251 96.4923 91.8728 88.2115 93.5432 90.4623 89.5144 89.467 95.7679 102.6577 102.7819 93.9647 96.1606 97.2025 97.0505 92.7841 95.781 95.6934 100.2406 98.5291 103.0097 103.1631 102.9349 103.1831 105.9974 104.6087 105.2945 105.2925 95.5013
KA(m/s) 0.1474 0.1289 0.0533 0.2208 0.2073 0.3438 0.0817 0.1455 0.2034 0.0738 0.0362 0.0557 0.0619 0.1656 0.1891 0.2306 0.2875 0.2192 0.3189 0.2739 0.7159 0.5392 0.3534 0.2328 0.489 0.1991 0.26 0.1031 0.1615 0.2057 0.0952 0.1586 0.1151 0.1171 0.0544 0.1386 0.1246 0.0531 0.2242 0.1486 0.0996 0.2722
ETP 4.76 4.96 4.68 5.34 3.79 5 5.24 4.18 4.06 3.76 4.54 4.35 5.42 4.91 5.16 5.55 5.54 5.33 5.52 5.28 5.35 5.47 4.78 4.57 5.64 5.57 5.22 4.94 5.55 5.28 3.97 4.73 5.24 3.72 4.97 4.07 3.7 4.14 4.78 3.55 4.84 5.29
ETA 3.09 3.22 3.04 3.47 2.46 3.25 3.41 2.72 2.64 2.44 2.95 2.83 3.52 3.19 3.35 3.6 3.6 3.46 3.59 3.43 3.48 3.56 3.11 2.97 3.67 3.62 3.4 3.21 3.61 3.43 2.58 3.08 3.41 2.42 3.23 2.64 2.41 2.69 3.1 2.31 3.15 3.44
76
Lampiran 11 (lanjutan) Date 2/4/2008 2/5/2008 2/6/2008 2/7/2008 2/8/2008 2/9/2008 2/10/2008 2/11/2008 2/12/2008 2/13/2008 2/14/2008 2/15/2008 2/16/2008 2/29/2008 3/1/2008 3/2/2008 3/3/2008 3/4/2008 3/5/2008 3/6/2008 3/7/2008 3/8/2008 3/9/2008 3/10/2008 3/11/2008 3/12/2008 3/13/2008 3/14/2008 3/15/2008 3/16/2008 3/17/2008 3/18/2008
Hujan(mm) 7 1 2 7 3 6 15 7 11 0 11 17 6 8 3 68 11 43 1 27 2 6 92 62 7 41 4 67 4 30 45 0
T(oC) 24.0658 24.8199 24.7115 23.8942 22.6535 23.177 22.4253 22.5973 22.0683 22.9454 21.8592 22.2243 22.9727 21.8191 23.14 22.9661 22.9267 22.6799 23.4491 22.6552 24.1117 23.4671 22.7292 23.238 23.471 23.377 22.985 22.5981 23.1723 23.0496 23.3131 23.3101
RS(MJ/s) 18.82 19.65 19.53 18.79 19.41 18.93 17.87 18.85 18.37 21.07 18.38 17.67 19.04 18.75 19.43 14.53 18.4 14.52 19.69 16.26 19.51 18.94 14.48 14.47 18.84 14.45 19.2 14.42 19.13 15.74 14.38 20.59
RH (%) 98.4185 99.213 102.4778 102.886 105.9019 102.2984 105.9218 102.9443 106.8386 102.5826 106.5112 102.9326 103.7446 108.0418 107.9473 105.8869 107.9797 108.7771 105.9333 107.7959 105.0648 108.9643 107.8252 106.9577 107.2289 105.165 108.2593 108.0226 108.0836 108.314 106.9894 107.7644
KA(m/s) 0.0744 0.241 0.1719 0.219 0.0587 0.1151 0.1595 0.0332 0.1415 0.1133 0.1875 0.1708 0.087 0.088 0.1272 0.0852 0.2449 0.0868 0.092 0.0799 0.0632 0.0752 0.0303 0.0774 0.1094 0.1106 0.1101 0.0907 0.1067 0.0791 0.04 0.0865
ETP 4.99 5.26 5.12 4.84 4.8 4.83 4.39 4.74 4.46 5.34 4.45 4.4 4.8 4.5 4.79 3.59 4.5 3.48 4.94 3.95 4.99 4.67 3.5 3.56 4.69 3.61 4.71 3.47 4.71 3.83 3.54 5.11
ETA 3.24 3.42 3.33 3.15 3.12 3.14 2.85 3.08 2.9 3.47 2.89 2.86 3.12 2.92 3.11 2.33 2.93 2.26 3.21 2.57 3.24 3.03 2.28 2.31 3.05 2.35 3.06 2.26 3.06 2.49 2.3 3.32
77
Lampiran 12 Beberapa peralatan yang digunakan dalam penelitian
Logger tipe GL 500
AWS (Automatic Weather Station)
Turbidimeter
AWLR (Automatic water level recorder)
Solar Panel
Global Position System (GPS)
Curentmeter
78
Lampiran 13 Gambar penampang SPAS dan penggunaan lahan di SPAS Cipeucang dan SPAS Cisadane Hulu.
(i) penampang sungai di SPAS Cisadane Hulu
(ii) penampang sungai di SPAS Cipeucang
(iii) penggunaan lahan di sekitar SPAS Cisadane Hulu
(iv) penggunaan lahan di sekitar SPAS Cipeucang
79
Lampiran 14 Pengolahan data di lapangan Contoh Perhitungan Debit di SPAS Cisadane Hulu tanggal 18 Maret 2008 Diketahui tinggi muka air sungai 50 cm, Kecepatan aliran sungai dilapangan 1.12 m/s, koefisien kekasaran Manning untuk Beton sebesar 0.025, S1/2 (persen kemiringan) sebesar 0.59. Berdasarkan rumus perhitungan penampang untuk SPAS Cisadane Hulu maka dipakai rumus untuk TMA>37 cm (tinggi saluran air sungai). Untuk TMA> 37 cm, A2 = (b 2 xa1) + [(TMA − b2)x(a 2 + a1)] P2 = TMA + a1 + b2 + a 2 + (TMA − b 2) ⎛ A2 ⎜⎜ P V2 = ⎝ 2
2
⎞ 3 12 ⎟⎟ xS ⎠ n Q2 = A2 xV2
A
= 37cm*91cm+(50cm-37cm)*611cm = 11310cm2 = 1.13 m2
P
= 50cm+91cm+37cm+520cm+(50cm-37cm) = 711cm
R
= A/P =11310cm2/711cm = 15.9cm
R2/3
= 6.32cm
V
= (6.32cm*0.59)/0.025 = 149.15cm/s = 1.49 m/s
Q
= 1.13 m2*1.49m/s = 1.68 m3/s
80
Lampiran 15 Koefisien kekasaran Manning Tipe saluran dan pemeriannya A. Aliran tertutup sebagian mengalir penuh A.1 Logam a. Kuningan, halus b. Baja 1. Batangan dan dilas 2. Dikelilingi (dipaku) dan spiral c. Basi tuang 1. Dilapisi 2. Tak dilapisi d. Besi tempa 1. Hitam 2. Digalvani e. Logam gelombang 1. Subdrain 2. Starmdrain A.2. Bukan logam a. Lusit b. Gelas c. Semen 1. Permukaan halus 2. Plesteran d. Beton 1. Gorong-gorong, lurus, bebas sampah 2. Gorong-gorong, dengan lengkungan, sambungan dan kotoran 3. Difinish 4. Saluran pembuang, dengan lobang pemeriksaan, lobang masuk, lurus,dst. 5. Tak difinish, bentuk baja 6. Tak difinish, bentuk kayu halus 7. Tak difinish, bentuk kayu kasar e. Kayu 1. Batang 2. Berlapis, diawetkan f. Liat 1. Ubin drainase biasa 2. Saluran pembuang divitrifikasi 3. Saluran pembuang divitrifikasi, dengan lobang pemeriksa, lobang masuk,dst. 4. Subdrain divitrifikasi dengan sambungan terbuka g. Pekerjaan bata 1. Diglasir 2. Diglasir plester semen h. Saluran pembuang dilapis dengan hancuran tulang, dengan lengkungan dan sambungan i. Saluran pembuang, dasar halus j. Tembok, disemen B. Saluran dilapis atau dirakit B.1. Logam A. Aliran tertutup sebagian mengalir penuh A.1 Logam a. Kuningan, halus
minimum 0.009
normal 0.01
maksimum 0.013
0.01 0.013
0.012 0.016
0.014 0.017
0.01 0.011
0.013 0.014
0.014 0.016
0.012 0.013
0.014 0.016
0.016 0.017
0.017 0.021
0.019 0.024
0.021 0.03
0.008 0.009
0.009 0.01
0.01 0.013
0.01 0.011
0.011 0.013
0.013 0.015
0.01
0.011
0.013
0.011 0.011
0.012 0.012
0.014 0.014
0.013 0.012 0.012 0.015
0.015 0.013 0.014 0.017
0.017 0.014 0.016 0.02
0.01 0.015
0.012 0.017
0.014 0.02
0.011 0.011
0.013 0.014
0.017 0.017
0.013 0.014
0.015 0.016
0.017 0.018
0.011 0.012
0.013 0.015
0.015 0.017
0.012 0.016 0.018
0.013 0.019 0.025
0.016 0.02 0.03
0.009
0.01
0.013
81
Tipe saluran dan pemeriannya b. Baja 1. Batangan dan dilas 2. Dikelilingi (dipaku) dan spiral c. Basi tuang 1. Dilapisi 2. Tak dilapisi d. Besi tempa 1. Hitam 2. Digalvani e. Logam gelombang 1. Subdrain 2. Starmdrain A.2. Bukan logam a. Lusit b. Gelas c. Semen 1. Permukaan halus 2. Plesteran d. Beton 1. Gorong-gorong, lurus, bebas sampah 2. Gorong-gorong, dengan lengkungan, sambungan dan kotoran 3. Difinish 4. Saluran pembuang, dengan lobang pemeriksaan, lobang masuk, lurus,dst. 5. Tak difinish, bentuk baja 6. Tak difinish, bentuk kayu halus 7. Tak difinish, bentuk kayu kasar e. Kayu 1. Batang 2. Berlapis, diawetkan f. Liat 1. Ubin drainase biasa 2. Saluran pembuang divitrifikasi 3. Saluran pembuang divitrifikasi, dengan lobang pemeriksa, lobang masuk,dst. 4. Subdrain divitrifikasi dengan sambungan terbuka g. Pekerjaan bata 1. Diglasir 2. Diglasir plester semen h. Saluran pembuang dilapis dengan hancuran tulang, dengan lengkungan dan sambungan i. Saluran pembuang, dasar halus j. Tembok, disemen B. Saluran dilapis atau dirakit B.1. Logam a. permukaan baja halus 1. Tak dicat 2. dicat b. bergelombang B.2.Bukan logam
minimum
normal
maksimum
0.01 0.013
0.012 0.016
0.014 0.017
0.01 0.011
0.013 0.014
0.014 0.016
0.012 0.013
0.014 0.016
0.016 0.017
0.017 0.021
0.019 0.024
0.021 0.03
0.008 0.009
0.009 0.01
0.01 0.013
0.01 0.011
0.011 0.013
0.013 0.015
0.01
0.011
0.013
0.011 0.011
0.012 0.012
0.014 0.014
0.013 0.012 0.012 0.015
0.015 0.013 0.014 0.017
0.017 0.014 0.016 0.02
0.01 0.015
0.012 0.017
0.014 0.02
0.011 0.011
0.013 0.014
0.017 0.017
0.013
0.015
0.017
0.014
0.016
0.018
0.011 0.012
0.013 0.015
0.015 0.017
0.012 0.016 0.018
0.013 0.019 0.025
0.016 0.02 0.03
0.011 0.012 0.021
0.012 0.013 0.025
0.014 0.017 0.03
82
Tipe saluran dan pemeriannya a. Semen 1. Permukaan halus 2. Diplester b. Kayu 1. diketam, tak diawetkan 2. diketam, dikreosot 3. tak diketam 4. papan denagn jakur-jakur 5. dilapisi dengan kertas atap c. Beton 1. dihaluskan dengan "cetok" 2. finish yang mengambang 3. finish dengan kerikil di bawah 4. tidak difinish 5. gunit, seksi bagus 6. gunit, seksi bergelombang 7. pada batuan yang digali baik 8. pada batuan yang digali tak baik d. dasar beton difinish mengambang dengan sisi-sisi: 1. batuan halus dalam plester 2. batu acak dalam plester 3. tembok semen, plester 4. tembok semen 5. tembok kering e. Dasar kerikil dengan sisi-sisi dari 1. beton cetak 2. batu acak dalam plester 3. tembok kering f. Bata 1. Diglasir 2. dalam plester semen g. Tembok 1. tembok semen 2. tembok kering h. Ubin lapis i. Aspal 1. halus 2. kasar j. Lapisan tumbuhan C. Penggalian atau Pengerukan a. Tanah, murni dan seragam 1. bersih, baru saja selesai 2. bersih, sesudah pelapukan 3. kerikil, bagian yang seragam, bersih 4. dengan rumput pendek, sedikit gulma b. Tanah, berkeluk-keluk dan lembam 1. rumput, sedikit gulma 2. gulma lebat, atau tumbuhan air dalam saluran dalam 3. dasar tanah dan sisi tembok 4. dasar barbatu dan tanggul bergulma 5. dasar batu bundar dan sisi bersih c. Digali atau dikeruk
minimum
normal
maksimum
0.01 0.011
0.011 0.013
0.013 0.015
0.01 0.011 0.011 0.012 0.01
0.012 0.012 0.013 0.015 0.014
0.014 0.015 0.015 0.018 0.017
0.011 0.013 0.015 0.014 0.016 0.018 0.017 0.022
0.013 0.015 0.017 0.017 0.019 0.022 0.02 0.027
0.015 0.016 0.02 0.02 0.023 0.025
0.015 0.017 0.016 0.02 0.02
0.017 0.02 0.02 0.025 0.03
0.02 0.024 0.024 0.3 0.035
0.017 0.02 0.023
0.02 0.023 0.033
0.025 0.026 0.036
0.011 0.012
0.013 0.015
0.015 0.018
0.017 0.023 0.013
0.025 0.032 0.015
0.03 0.035 0.017
0.013 0.016 0.03
0.013 0.016
0.016 0.018 0.022 0.022
0.018 0.022 0.025 0.027
0.02 0.025 0.03 0.033
0.025 0.03 0.028 0.025 0.003
0.03 0.035 0.03 0.035 0.04
0.033 0.04 0.035 0.04 0.5
0.05
83
Tipe saluran dan pemeriannya 1. tanpa tumbuhan 2. sedikit semak pada tanggul d. Potongan batu 1. halus dan seragam 2. bergerigi dan tak teratur e. Saluran tak dipelihara, gulma dan semak tak dipotong 1. gulma lebat, setinggi jeluk aliran 2. dasr bersih, semak di sisi 3. sama dengan tinggi maksimum aliran
minimum 0.025 0.035
normal 0.028 0.05
maksimum 0.033 0.06
0.025 0.035
0.035 0.04
0.04 0.05
0.05 0.04 0.045
0.08 0.05 0.07
0.12 0.08 0.11
1. bersih, lurus, tingkat penuh, tak ada celah atau kolam 2. sama dengan atas tetapi banyak batu dan gulma 3. bersih, berkeluk, beberapa kolam dan beting
0.025 0.03 0.033
0.03 0.035 0.04
0.033 0.04 0.045
4. sama dengan atas tetapi denga beberapa gulma dan batu-batu
0.015
0.45
0.05
5. sama dengan atas, tingkat lebih rendah, lebih banyak lereng tidak efektif dan bagian-bagian 6. sama dengan 4 tetapi lebih banyak batu 7. sungai lembam, kolam-kolam dalam
0.04 0.045 0.05
0.048 0.05 0.07
0.055 0.06 0.08
8. sungai sangat bergulma, kolam dalam, atau jalur banjir dengan hutan lebat dan tumbuhan bawah
0.075
0.1
0.015
0.03 0.04
0.04 0.05
0.05 0.07
0.025 0.03
0.03 0.035
0.035 0.05
0.02 0.025 0.03
0.03 0.035 0.04
0.04 0.045 0.05
0.035 0.035 0.04 0.045 0.07
0.05 0.05 0.06 0.07 0.1
0.07 0.06 0.08 0.11 0.16
D. Sungai-sungai Alami D.1. Sungai-sungai kecil (lebar bagian atas pada banjir<100 kaki) a. Sungai di dataran
b. sungai-sungai pegunungan tanpa tumbuhan dalam saluran, tanggul biasanya terjal, pohon-pohon ddan semaksemak sepanjang tanggul tenggelam pada air tinggi 1 dasar kerikil, batu bundar, dan batu-batu besar 2. dasar batu-batu bundar dengan batu-batu besar D.2. Dataran banjir a. Padang rumput, tanpa semak 1. rumput pendek 2. rumput tinggi b. Tanah pertanian 1. tak ditanami 2. tanaman dewasa berbaris 3. tanaman ladang dewasa c. Semak 1. semak tersebar, gulma lebat 2. semak dari pohon jarang pada musim dingin 3. semak dan pohon jarang pada musim panas 4. semak sedang sampai lebat di musim dingin 5. semak sedang sampai lebat di musim panas d. Pohon-pohon 1. willow lebat, musim panas,lurus
0.11
0.15
0.2
2. lahan yang dibuka denagn tunggak-tunggak pohon, tak ada trubusan
0.03
0.004
0.05
3. sama dengan atas tetapi denagn pertumbuhan trubus yang lebat
0.05
0.06
0.08
84
Tipe saluran dan pemeriannya
minimum
normal
maksimum
4. hutan lebat, sedikit pohon kecil, sedikit tumbuhan bawah, tingkat banjir di bawah cabang
0.08
0.1
0.12
5. sama dengan atas tetapi dengan tingkat banjir mencapai cabang-cabang
0.1
0.12
0.16
D.3. Sungai-sungai utama (lebar atas pada tingkat banjir>100 kaki) harga n kurang dari sungai-sungai kecil dan sifat-saifat yang sama, karena tanggul-tanggul memberikan ketahanan yang kurang efektif a. Bagian yang biasa dengan tanpa batu-batu besar atau semak b. Bagian yang tak teratur dan kasar
Sumber : Chow 1959 diacu dalam Seyhan 1990.
0.025 0.035
0.06 0.1
85 Lampiran 16 Data Curah Hujan Harian dan Debit Aliran Harian di SPAS Cipeucang Date
CH(mm)
Q(m^3/s)
Q(mm/hari)
Date
CH(mm)
Q(m^3/s)
Q(mm/hari)
Date
CH(mm)
Q(m^3/s)
Q(mm/hari)
12/26/2007
5.334
0.020
1.575
1/24/2008
26.634
0.019
1.469
2/22/2008
10.414
0.020
1.555
12/27/2007
5.842
0.020
1.566
1/25/2008
0
0.019
1.507
2/23/2008
21.082
0.025
1.987
12/28/2007
29.464
0.041
3.188
1/26/2008
58.42
0.048
3.728
2/24/2008
7.112
0.020
1.587
12/29/2007
5.842
0.021
1.630
1/27/2008
21.082
0.024
1.904
2/25/2008
4.826
0.019
1.515
12/30/2007
3.81
0.021
1.614
1/28/2008
19.304
0.025
1.917
2/26/2008
9.144
0.026
2.024
12/31/2007
25.944
0.022
1.746
1/29/2008
37.084
0.034
2.640
2/27/2008
39.116
0.045
3.524
1/1/2008
20.828
0.026
2.007
1/30/2008
26.924
0.025
1.922
2/28/2008
10.922
0.038
2.936
1/2/2008
42.164
0.031
2.432
1/31/2008
9.144
0.023
1.766
2/29/2008
15.24
0.024
1.892
1/3/2008
5.588
0.030
2.321
2/1/2008
82.552
0.038
2.968
3/1/2008
1.524
0.025
1.943
1/4/2008
25.654
0.033
2.542
2/2/2008
1.778
0.022
1.746
3/2/2008
26.924
0.029
2.248
1/5/2008
0.762
0.030
2.330
2/3/2008
4.064
0.022
1.686
3/3/2008
10.922
0.020
1.535
1/6/2008
0.762
0.037
2.865
2/4/2008
6.604
0.023
1.824
3/4/2008
18.796
0.031
2.440
1/7/2008
13.208
0.038
2.967
2/5/2008
4.064
0.030
2.307
3/5/2008
36.576
0.021
1.666
1/8/2008
0.762
0.036
2.823
2/6/2008
2.032
0.024
1.840
3/6/2008
15.748
0.024
1.855
1/9/2008
0
0.035
2.750
2/7/2008
0
0.020
1.559
3/7/2008
21.082
0.020
1.559
1/10/2008
0
0.036
2.828
2/8/2008
12.7
0.020
1.579
3/8/2008
3.81
0.020
1.523
1/11/2008
0
0.034
2.622
2/9/2008
5.08
0.020
1.586
3/9/2008
68.834
0.079
6.168
1/12/2008
0
0.032
2.499
2/10/2008
18.034
0.019
1.458
3/10/2008
98.806
0.038
2.940
1/13/2008
0
0.033
2.584
2/11/2008
7.62
0.019
1.477
3/11/2008
16.002
0.023
1.800
1/14/2008
0
0.034
2.630
2/12/2008
5.588
0.019
1.515
3/12/2008
6.35
0.024
1.850
1/15/2008
3.81
0.035
2.703
2/13/2008
6.604
0.019
1.484
3/13/2008
34.544
0.023
1.760
1/16/2008
4.318
0.025
1.955
2/14/2008
2.032
0.019
1.481
3/14/2008
48.768
0.068
5.303
1/17/2008
0
0.022
1.678
2/15/2008
19.304
0.022
1.710
3/15/2008
59.944
0.024
1.844
1/18/2008
0
0.022
1.678
2/16/2008
13.716
0.019
1.500
3/16/2008
12.446
0.041
3.202
1/19/2008
0.254
0.020
1.563
2/17/2008
3.81
0.017
1.356
3/17/2008
63.754
0.034
2.623
1/20/2008
1.778
0.021
1.622
2/18/2008
1.016
0.018
1.379
3/18/2008
14.224
0.022
1.730
1/21/2008
0
0.021
1.622
2/19/2008
8.636
0.022
1.705
1/22/2008 1/23/2008
0.254 0.508
0.025 0.024
1.929 1.836
2/20/2008 2/21/2008
23.876 19.05
0.024 0.020
1.856 1.592
86 Lampiran 17 Data Curah Hujan Harian dan Debit aliran Harian di SPAS Cisadane Hulu Date
CH(mm)
Q(m^3/s)
Q(mm/hari)
Date
CH(mm)
Q(m^3/s)
Q(mm/hari)
Date
CH(mm)
Q(m^3/s)
Q(mm/hari)
12/24/2007
7.366
0.471
2.282
1/22/2008
1.778
0.290
1.407
2/20/2008
2.794
0.535
2.590
12/25/2007
1.016
0.420
2.035
1/23/2008
46.228
0.339
1.640
2/21/2008
12.446
0.565
2.734
12/26/2007
8.89
0.455
2.202
1/24/2008
0
0.291
1.409
2/22/2008
10.16
0.547
2.650
12/27/2007
0.762
0.386
1.870
1/25/2008
0
0.439
2.126
2/23/2008
23.622
0.597
2.894
12/28/2007
31.75
0.511
2.474
1/26/2008
46.482
2.656
12.862
2/24/2008
6.604
0.540
2.614
12/29/2007
5.588
0.423
2.049
1/27/2008
2.54
0.545
2.641
2/25/2008
2.032
0.518
2.511
12/30/2007
0.762
0.372
1.800
1/28/2008
31.242
1.000
4.845
2/26/2008
22.86
0.533
2.581
12/31/2007
21.082
0.574
2.780
1/29/2008
56.388
1.264
6.122
2/27/2008
28.448
0.931
4.507
1/1/2008
24.384
0.585
2.831
1/30/2008
24.13
0.896
4.337
2/28/2008
8.128
0.564
2.732
1/2/2008
28.702
1.231
5.961
1/31/2008
8.382
0.552
2.675
2/29/2008
8.128
0.513
2.485
1/3/2008
5.842
0.569
2.755
2/1/2008
69.596
2.392
11.585
3/1/2008
2.794
0.476
2.304
1/4/2008
20.574
0.812
3.934
2/2/2008
5.588
0.632
3.061
3/2/2008
67.818
0.600
2.907
1/5/2008
0.508
0.516
2.498
2/3/2008
1.27
0.564
2.731
3/3/2008
10.668
0.604
2.923
1/6/2008
9.906
0.478
2.313
2/4/2008
6.858
0.597
2.892
3/4/2008
43.18
0.883
4.278
1/7/2008
0.508
0.464
2.246
2/5/2008
0.508
0.504
2.441
3/5/2008
0.508
0.563
2.728
1/8/2008
0
0.404
1.956
2/6/2008
1.524
0.471
2.280
3/6/2008
27.178
1.075
5.205
1/9/2008
0
0.354
1.713
2/7/2008
7.366
0.467
2.263
3/7/2008
1.778
0.539
2.610
1/10/2008
1.524
0.350
1.696
2/8/2008
2.54
0.575
2.784
3/8/2008
6.096
0.508
2.463
1/11/2008
0
0.345
1.673
2/9/2008
6.35
0.544
2.634
3/9/2008
91.948
5.717
27.687
1/12/2008
0
0.326
1.578
2/10/2008
14.732
0.550
2.666
3/10/2008
61.722
1.726
8.362
1/13/2008
0
0.301
1.460
2/11/2008
7.112
0.546
2.644
3/11/2008
6.604
1.702
8.242
1/14/2008
0
0.323
1.565
2/12/2008
10.922
0.537
2.603
3/12/2008
40.894
1.420
6.878
1/15/2008
6.096
0.369
1.787
2/13/2008
0
0.493
2.390
3/13/2008
3.556
0.808
3.914
1/16/2008
0
0.371
1.796
2/14/2008
10.922
0.485
2.347
3/14/2008
67.056
5.953
28.832
1/17/2008
0
0.331
1.604
2/15/2008
16.51
0.586
2.839
3/15/2008
3.81
1.675
8.113
1/18/2008
0
0.314
1.522
2/16/2008
5.842
0.498
2.410
3/16/2008
30.226
1.572
7.616
1/19/2008
0.254
0.308
1.491
2/17/2008
2.794
0.470
2.274
3/17/2008
45.212
2.734
13.243
1/20/2008 1/21/2008
8.636 0
0.312 0.291
1.510 1.411
2/18/2008 2/19/2008
6.858 19.304
0.458 0.531
2.216 2.572
3/18/2008
0
1.420
6.876
87 Lampiran 18 Data Hasil Optimasi Tank Model di sub DAS Cisadane Hulu No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
Qcalculated 1.232 1.056 1.139 1.036 3.555 1.555 1.419 2.362 2.996 3.985 2.372 3.233 2.386 2.386 2.191 1.986 1.798 1.67 1.507 1.36 1.225 1.098 1.119 1.011 0.9 0.799 0.71 0.825 0.73 0.689 5.165 1.396 1.26
Qobserved 2.282 2.035 2.202 1.87 2.474 2.049 1.8 2.78 2.831 5.961 2.755 3.934 2.498 2.313 2.246 1.956 1.713 1.696 1.673 1.578 1.46 1.565 1.787 1.796 1.604 1.522 1.491 1.51 1.411 1.407 1.64 1.409 2.126
rainfall
ET 7 1 9 1 32 6 1 21 24 29 6 21 1 10 1 0 0 2 0 0 0 0 6 0 0 0 0 9 0 2 46 0 0
3.09 3.22 3.04 3.47 2.46 3.25 3.41 2.72 2.64 2.44 2.95 2.83 3.52 3.19 3.35 3.6 3.6 3.46 3.59 3.43 3.48 3.56 3.11 2.97 3.67 3.62 3.4 3.21 3.61 3.43 2.58 3.08 3.41
Surfaceflow 0.07456 0 0 0 1.930839 0 0 0.627375 0.917238 1.485961 0 0.618064 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3.551594 0 0
intermediateflow' 0.868412 0.766907 0.849889 0.74745 1.335306 1.266233 1.130591 1.446605 1.790173 2.210473 2.083017 2.31922 2.083453 2.077628 1.876396 1.666266 1.473365 1.341444 1.175333 1.025343 0.88687 0.7585 0.776614 0.666508 0.554488 0.452434 0.362186 0.475696 0.380263 0.338439 1.258784 1.038061 0.899638
subbaseflow 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.000481 0.007841 0.014432 0.020992 0.026896 0.032116 0.036709 0.040872 0.044495 0.047631 0.050319 0.052591 0.054917 0.056886 0.058493 0.05977 0.060757 0.062104 0.063144 0.064048 0.067893 0.071025 0.073708
baseflow 0.288902 0.288814 0.288727 0.288641 0.288556 0.288472 0.28839 0.288309 0.28823 0.288152 0.288077 0.288005 0.287934 0.287865 0.287798 0.287733 0.287669 0.287607 0.287545 0.287485 0.287425 0.287366 0.287308 0.28725 0.287193 0.287137 0.287081 0.287025 0.286969 0.286914 0.28686 0.286807 0.286754
Level_tankA -0.07427 -2.9E-05 0.000137 -3.1E-05 -1.93023 0.000038 -0.00003 -0.62699 -0.9168 -1.48543 0.000051 -0.61768 -4.3E-05 0.000155 -2.9E-05 -5.3E-05 -5.3E-05 -0.00001 -5.3E-05 -5.1E-05 -5.1E-05 -5.2E-05 0.000075 -4.4E-05 -5.4E-05 -5.3E-05 -0.00005 0.000134 -5.3E-05 -0.00001 -3.5507 -0.00011 -0.00005
Level_TankB 40.82277 36.05265 39.9523 35.13826 62.76393 59.51791 53.14357 67.9943 84.13992 103.8915 97.90183 109.0019 97.9223 97.64857 88.19189 78.31705 69.25187 63.05238 55.2462 48.19756 41.69015 35.65756 36.50881 31.33448 26.07022 21.27432 17.03323 22.3675 17.88272 15.91726 59.16787 48.79525 42.29019
Level_tankC 17.18433 19.61881 22.31607 24.68356 28.92667 32.94515 36.52654 41.11403 46.79471 53.81264 60.41634 67.76099 74.339 80.88565 86.7774 91.98715 96.5712 100.7254 104.3413 107.4717 110.154 112.4215 114.7424 116.7074 118.3111 119.586 120.5705 121.9152 122.9528 123.855 127.6924 130.8179 133.4957
Level_TankD 889.5893 889.319 889.0513 888.7859 888.5246 888.2672 888.0132 887.7637 887.5196 887.2821 887.051 886.8269 886.609 886.3974 886.1914 885.9904 885.7938 885.6012 885.412 885.2259 885.0424 884.861 884.6819 884.5047 884.3291 884.1547 883.9814 883.8093 883.6383 883.4682 883.3017 883.1383 882.9774
88 Lampiran 18 (lanjutan) No 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65
Qcalculated 5.708 1.946 4.247 7.958 4.063 3.428 15.363 4.196 3.865 3.694 3.405 3.163 3.051 2.863 2.754 2.853 2.769 2.781 2.547 2.578 2.886 2.639 2.489 2.436 3.048 2.495 2.555 2.567 3.865 2.783 2.601 3.767
Qobserved 12.862 2.641 4.845 6.122 4.337 2.675 11.585 3.061 2.731 2.892 2.441 2.28 2.263 2.784 2.634 2.666 2.644 2.603 2.39 2.347 2.839 2.41 2.274 2.216 2.572 2.59 2.734 2.65 2.894 2.614 2.511 2.581
rainfall
ET 46 3 31 56 24 8 70 6 1 7 1 2 7 3 6 15 7 11 0 11 17 6 3 7 19 3 12 10 24 7 2 23
2.42 3.23 2.64 2.41 2.69 3.1 2.31 3.15 3.44 3.24 3.42 3.33 3.15 3.12 3.14 2.85 3.08 2.9 3.47 2.89 2.86 3.12 3.07 3.1 2.72 3.13 2.86 2.86 2.68 3.17 3.22 2.6
Surfaceflow 3.565145 0 1.799093 4.540471 0.498662 0 10.70192 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.149559 0 0 0 0.3944 0 0 0 0.980267 0 0 0.870533
intermediateflow' 1.776467 1.575151 2.070839 3.031537 3.167942 3.021893 4.242133 3.764956 3.42396 3.242977 2.945098 2.694534 2.574767 2.37934 2.264086 2.356205 2.265278 2.270567 2.030152 2.054873 2.206967 2.103243 1.94726 1.889547 2.100358 1.935975 1.990376 1.997345 2.307381 2.199906 2.012165 2.300746
subbaseflow 0.079189 0.084017 0.09042 0.099882 0.109763 0.119157 0.132434 0.144161 0.154774 0.164787 0.173829 0.182052 0.189876 0.19706 0.203861 0.210944 0.217722 0.224504 0.230504 0.236572 0.243114 0.249312 0.254998 0.26049 0.266644 0.272262 0.278042 0.283833 0.290604 0.297019 0.302821 0.309534
baseflow 0.286704 0.286655 0.286608 0.286564 0.286522 0.286484 0.28645 0.286419 0.286392 0.286368 0.286346 0.286327 0.286311 0.286296 0.286284 0.286274 0.286266 0.28626 0.286256 0.286254 0.286253 0.286255 0.286258 0.286263 0.28627 0.286279 0.286289 0.286302 0.286316 0.286332 0.28635 0.28637
Level_tankA -3.56425 -5.2E-05 -1.79851 -4.53941 -0.4983 0.000107 -10.7005 -0.00012 -0.00003 0.000094 -0.00003 -9E-06 0.000095 0.000015 0.000075 0.000261 0.000096 0.000179 -5.1E-05 0.00018 -0.14926 0.000073 0.000016 0.000096 -0.39406 0.000007 0.0002 0.00016 -0.97982 0.000077 -7E-06 -0.87011
Level_TankB 83.49582 74.0352 97.32953 142.4765 148.8867 142.0233 199.3671 176.9428 160.918 152.4129 138.4144 126.6394 121.0111 111.8272 106.411 110.74 106.467 106.7155 95.41749 96.57925 103.7267 98.85234 91.52208 88.80992 98.71674 90.99173 93.54825 93.87574 108.4456 103.3949 94.57222 108.1337
Level_tankC 138.9664 143.784 150.1742 159.6177 169.4782 178.8534 192.1045 203.8071 214.3988 224.3924 233.4159 241.6224 249.4307 256.6002 263.3879 270.4565 277.2212 283.9896 289.9776 296.0329 302.5619 308.7471 314.4225 319.9028 326.0452 331.651 337.4196 343.1992 349.957 356.3586 362.1488 368.8486
Level_TankD 882.8218 882.6707 882.5258 882.3898 882.2631 882.1453 882.04 881.9459 881.8617 881.787 881.7208 881.6624 881.6114 881.5671 881.5293 881.4982 881.4734 881.455 881.4423 881.4353 881.4345 881.4395 881.4498 881.4653 881.4866 881.5132 881.5452 881.5827 881.6265 881.6764 881.7316 881.7932
89 Lampiran 18 (Lanjutan) No 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
Qcalculated 4.628 3.149 3.075 2.896 14.056 3.864 7.729 4.103 5.712 4.046 3.861 24.899 9.485 5.707 9.149 5.712 16.269 6.111 7.993 10.045 6.18
Qobserved 4.507 2.732 2.485 2.304 2.907 2.923 4.278 2.728 5.205 2.61 2.463 27.687 8.362 8.242 6.878 3.914 28.832 8.113 7.616 13.243 6.876
rainfall
ET 28 8 8 3 68 11 43 1 27 2 6 92 62 7 41 4 67 4 30 45 0
2.53 2.98 2.92 3.11 2.33 2.93 2.26 3.21 2.57 3.24 3.03 2.28 2.31 3.05 2.35 3.06 2.26 3.06 2.49 2.3 3.32
Surfaceflow 1.366787 0 0 0 9.911542 0 3.229223 0 1.339043 0 0 19.34141 3.390241 0 2.988614 0 9.539188 0 1.695298 3.279345 0
intermediateflow' 2.657199 2.537949 2.456105 2.270564 3.50912 3.218361 3.843106 3.436234 3.694466 3.357718 3.163961 4.845747 5.366755 4.963233 5.400526 4.937461 5.93695 5.301951 5.472916 5.922044 5.320525
subbaseflow 0.317374 0.324817 0.331985 0.338545 0.349053 0.35861 0.370147 0.380361 0.39138 0.401301 0.410583 0.425225 0.441505 0.456463 0.47279 0.487604 0.505586 0.521502 0.537934 0.55577 0.571649
baseflow 0.286392 0.286417 0.286444 0.286473 0.286505 0.28654 0.286578 0.28662 0.286665 0.286713 0.286763 0.286819 0.286879 0.286944 0.287013 0.287087 0.287167 0.287252 0.287341 0.287436 0.287536
Level_tankA -1.36628 0.000093 0.000119 0.000015 -9.9102 -3E-06 -3.22839 -8.6E-05 -1.33853 -3.2E-05 0.000077 -19.3396 -3.38938 0.000034 -2.98782 -1.9E-05 -9.53786 -0.00014 -1.69473 -3.2785 -0.00011
Level_TankB 124.8849 119.2808 115.4347 106.7154 164.92 151.2561 180.6153 161.4948 173.6301 157.805 148.6996 227.7334 252.2175 233.2545 253.8046 232.0434 279.0133 249.1722 257.2065 278.3128 250.045
Level_tankC 376.6729 384.1015 391.2544 397.8014 408.2882 417.8267 429.3404 439.5333 450.5305 460.4317 469.6954 484.308 500.5549 515.4825 531.7767 546.5614 564.5071 580.3914 596.7905 614.5911 630.4374
Level_TankD 881.8622 881.9381 882.0208 882.1096 882.2082 882.3159 882.4343 882.5623 882.7007 882.8484 883.0047 883.1748 883.3601 883.5595 883.7742 884.0027 884.2481 884.5084 884.7841 885.0765 885.3837
90
