PEMAKAIAN MODEL DETERMINISTIK UNTUK TRANSFORMASI DATA HUJAN MENJADI DATA DEBIT PADA DAS SELOREJO
TUGAS AKHIR
Oleh :
PRAYOGI NUGROHO SAPUTRO 09520129
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2011
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL
: PEMAKAIAN MODEL DITERMINISTIK UNTUK TRANSFORMASI DATA HUJAN MENJADI DATA DEBIT PADA DAS SELOREJO
NAMA
: PRAYOGI NUGROHO SAPUTRO
NIM
: 09520129
Pada hari sabtu, 13 Agustus 2011, telah diuji oleh tim penguji : 1.
Ir. Ernawan S, MT
Dosen Penguji II : . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Ir. H. E. Meiyanto, MT
Dosen Penguji II : . . . . . . . . . . . . . . .
Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Ir.Sulianto, MT
Ir.Chairil Saleh, MT Mengetahui : Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir.Khoirul Abadi, MT
SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama
: Prayogi Nugroho Saputro
Nim
: 09520129
Jurusan
: Teknik Sipil
Fakultas
: Teknik
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa : 1.
Tugas akhir dengan judul : PEMAKAIAN MODEL DITERMINISTIK UNTUK TRANSFORMASI DATA HUJAN MENJADI DATA DEBIT PADA DAS SELOREJO adalah hasil karya saya, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan orang lain untuk memperoleh gelar akademik disuatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka.
2.
Apabila ternyata didalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur plagiasi , saya bersedia tugas akhir ini digugurkan dan gelar akademik yang saya peroleh dibatalkan, serta diproses sesuai dengan ketentuan hokum yang berlaku. 3. Tugas akhir ini dapat dijaikan sumber pustaka yang merupakan hak bebas royalty ekslusif. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakansebagaimana mestinya.
Malang, Agustus 2011 Yang menyatakan,
Prayogi Nugroho Saputro
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan nikmat, serta hidayahnya tak lupa sholawat serta salam pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul Pemakaian Model Deterministik
Untuk Transformasi Data
Hujan Menjadi Data Debit Pada DAS Selorejo dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini dilaksanakan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil di Universitas Muhammadiyah Malang. Adapun penyusunan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan semua pihak, baik secara moril maupun materiel. Pada kesempatan ini dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih sebesar – besarnya kepada : 1. Orang Tua penulis yang selalu mendoakan lahir dan bathin dan memberikan dorongan, motifasi serta semangat. 2. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil. 3. Bapak Ir. Sulianto, MT, selaku Dosen Pembimbing I 4. Bapak Ir. Chairil Saleh, selaku Dosen Pembimbing II 5. Ibu Ir. Ode Rapija Gunarimba Waibo, MT, selaku Wali Dosen 2003 B. 6. Teman – teman smua khususnya Teknik Sipil atas semua bantuan dan dukungannya.
7. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebut namanya yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk serta masukan yang diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan sesuai waktu yang diharapkan. Besar harapan semoga Tugas Akhir yang penulis susun dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan yang luas bagi pembacanya. Amin.
Malang,
Agustus 2011
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN
....................................
ii
.......................................
iii
..........................................
iv
SURAT PERNYATAAN KATA PENGANTAR
LEMBAR PERSEMBAHAN
......................................
vi
ABSTRAKSI
..................................................
vii
DAFTAR ISI
...................................................
viii
DAFTAR TABEL
..............................................
DAFTAR GAMBAR
xi
.............................................
xiii
....................................
1
..................................
1
....................................
2
........................................
3
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah 1.2. Rumusan Masalah 1.3. Batasan Masalah 1.4. Tujuan Penelitian 1.5. Manfaat Penelitian
............................................
3
............................................
4
.........................................
5
............................................
5
.................................................
8
2.2.1. Daur Hidrologi . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Umum 2.2. Konsep Dasar
2.2.2. Daerah Aliran Sungai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3. Hidrologi permukaan
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 viii
16
2.2.4. Daur Limpasan
...........................................
2.2.5. Keseimbangan air
.........................................
2.3. Konsep Model NRECA
18 20
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.1. Kelebihan dan Kekurangan Model NRECA 2.4. Konsep Model FJ. Mock
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
.........................................
22
2.4.1. Kelebihan dan Kekurangan Model FJ. Mock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
2.5. Konsep Tang Model
............................................
2.5.1. Kelebihan dan Kekurangan Tank Model
25
.......................
27
............................... .
28
III. METODOLOGI PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
2.6. Ukuran Tingkat Kesesuaian Model
3.1. Lokasi Penelitian 3.2. Tahapan Penelitian
...........................................
29
............................................
30
3.2.1. Pengumpulan Data
.......................................
IV. ANALISA PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
30
...................
33
4.1. Kondisi Waduk
.............................................
33
4.2. Data Debit Inflow
.............................................
34
4.3. Data Curah Hujan
.............................................
35
4.4. Data Evapotranspirasi
........... ...............................
4.5. Sistem Kerja Model Deterministik
38
................................
41
4.5.1. Model NRECA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
4.5.2. Model FJ. Mock
52
.......... ...............................
ix
4.5.3. Model Tank
.......... ...............................
59
4.6. Perbandingan Debit Model Deterministik dan Debit Amatan . . . . . . . . . . . .
63
4.7. Pembahasan
.......... .......................................
74
......................................................
77
V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan 5.2. Saran
..................................................
77
.......................................................
78
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel 4-1
Debit Inflow m3/det Rata-Rata 10 harian 2005 s/d 2007 . . . . . . . . . . . . . .
34
Tabel 4-2
Curah Hujan mm Rata-Rata 10 harian 2005 s/d 2007
..............
36
Tabel 4-3
Hubungan Debit Amatan dengan Curah Hujan Th 2005 s/d 2007 . . . . . .
37
Tabel 4-4
Evapotranspirasi (mm) Waduk Selorejo Th 2005 s/d 2007 . . . . . . . . . . . .
40
Tabel 4-5
Koef. Reduksi Penguapan Peluh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
Tabel 4-6
Perhitungan Debit dengan Model Nreca pada Waduk Selorejo Th 2005 s.d 2007
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Tabel 4-7
Exsposed Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Tabel 4-8
Perhitungan Debit dengan Model F.J Mock pada tahun 2005 s.d 2007. . . . . 55
Tabel 4-9
Nilai RMSE dari tiap generasi 2005 s/d 2007 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Tabel 4-10
Nilai Parameter Optimal Tank Model Standar pada Waduk Selorejo . . . . . 61
Tabel 4-11
Debit Tank Model hasil Matlab (m3/dtk) Th 2005 s/d 2007 . . . . . . . . . . . . . 61
Tabel 4-12
Curah Hujan (mm) 10 Harian Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . . . . . 63
Tabel 4-13
Debit Amatan (m3/dtk) 10 Harian Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . . 64
Tabel 4-14
Debit Hasil Model Nreca (m3/dtk) Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . 65
Tabel 4-15
Curah Hujan (mm) 15 Harian Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . . . . 67
Tabel 4-16
Debit Amatan (m3/dtk) 15 Harian Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . . 68
Tabel 4-17
Debit Hasil Model F.J Mock (m3/dtk) Th 2005 s/d 2007 . . . . . . . . . . . . . . . 69
Tabel 4-18
Curah Hujan (mm) Bulanan Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . . . . . . 71
Tabel 4-19
Debit Amatan (m3/dtk) Bulanan Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . . 71
Tabel 4-20
Debit Hasil Tank Model (m3/dtk) Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . 72
xi
Tabel 4-21
Hasil Perhitungan RMSE
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Tabel 4-22
Rekapitulasi RMSE pada Debit Amatan terhadap Debit Model Nreca, F.J Mock dan Tank Model Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo (m3/dtk) . . . . . 75
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Daur hidrologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Gambar 2.2
Diagram Daur Hidrologi
.......................................
10
Gambar 2.3
Mengukur tinggi curah hujan dengan cara polygon Thiessen . . . . . . . . . . . .
12
Gambar 2.4
Mengukur tinggi curah hujan dengan cara Isohyet
...................
13
Gambar 2.5
Skema Sistem Sederhana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
Gambar 2.6
Diagram Alir Analisis Model Nreca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .
21
Gambar 2.7
Diagram Alir Model rainfall-run Off . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
Gambar 2.8
Bagan Alir perhitungan debit Metoda F.J Mock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
Gambar 2.9
Konsep Model Tank Model
.....................................
26
Gambar 3.1
Peta Lokasi Waduk Selorejo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
Gambar 3.2
Peta Stasiun Pengamat Hujan Waduk Selorejo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
Gambar 3.3
Bagan Alur Tahapan Kegiatan Penelitian
...........................
32
Gambar 4.1
Kondisi Waduk Selorejo
........................................
33
Gambar 4.2
Fluktuasi Curah hujan di sub DAS Selorejo Th 2005 s.d 2007 . . . . . . . . . . .
36
Gambar 4.3
Grafik Hubungan Debit Amatan & Curah Hujan Th 2005 s/d 2007 . . . . . . . .
38
Gambar 4.4
Fluktuasi Evapotranspirasi Waduk Selorejo Th 2005 s/d 2007
.........
39
Gambar 4.5
Model Hujan Limpasan NRECA
.................................
41
Gambar 4.6
Grafik Hubungan AET/PET ratio
.................................
43
Gambar 4.7
Grafik Ratio Tampungan Kelengasan Tanah
Gambar 4.8
Grafik Perbandingan Debit Amatan dan Debit model Nreca
........................
59
Th 2005 s.d 2007 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 xiii
Gambar 4.9
Grafik Perbandingan Debit Amatan dan Debit model F.J Mock Th 2005 s.d 2007
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Gambar 4.10 Urutan pengerjaan Tank Model
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Gambar 4.11 Grafik Hubungan Generasi dengan RMSE Waduk Selorejo Th 2005 s/d 2007
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Gambar 4.12 Nilai Parameter Optimal Tank Model Standar pada Waduk Selorejo . . . . . . . . 61 Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Debit Amatan dan Debit Model Tank Th 2005 s.d 2007
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Debit Amatan, Debit Hasil Model NRECA dan Curah Hujan Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Gambar 4.15 Grafik Perbandingan Debit Amatan, Debit Hasil Model F.J Mock dan Curah Hujan Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Gambar 4.16 Grafik Perbandingan Debit Amatan, Debit Hasil Tank Model dan Curah Hujan Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Gambar 4.17 Grafik Perbandingan Debit Amatan, Debit Model Nreca, Model F.J.Mock dan Tank Model Th 2005 s/d 2007 Waduk Selorejo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Badan Perencanaan Pembangunan Nasional, 2006, Identifikasi Masalah Pengelolaan Sumber Daya Air di Pulau Jawa, Direktorat Pengairan dan Irigasi.
Fadiyas, Renata, 2009, Penerapan Model Tank pada sistim 3 (tiga) tank susunan seri untuk transformasi data hujan menjadi data aliran sungai, Skripsi Tidak Diterbitkan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, UMM.
Ersin Seyhan, 1977, Dasar-dasar Hidrologi, Yogyakarta, Penerbit UGM.
Integrated Microhydro Development and Application Program, 2009, Pedoman Studi Kelayakan Hidrologi, Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral.
Rahman, 2009, Penerapan Model Tank pada sistim 3 (tiga) tank susunan paralel untuk transformasi data hujan menjadi data aliran sungai, Skripsi Tidak Diterbitkan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, UMM.
Soemarto, CD, 1986, Hidrologi Teknik, Usaha Nasional, Surabaya, Indonesia.
Sri Harto, Br, 1993, Analisis Hidrologi, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Indonesia.
Standar Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Jaringan Irigasi, KP 01.
Sulianto, 2009, Algoritma Genetik untuk meningkatkan Kinerja Model Standar pada Analisa Transformasi Data hujan menjadi Data Aliran, Naskah Publikasi, Hasil Penelitian Program PBP.
Yedida Yosananto, 2000, Penentuan Koefisien Penguapan Panci-A Untuk Menghitung Evapotranspirasi Rujukan (Studi Kasus Beberapa Stasiun Meteorologi di DPS Brantas), Tesis Tidak Diterbitkan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya Malang.
