TUGAS AKHIR
PENERAPAN MODEL TANGKI DENGAN SUSUNAN GABUNGAN UNTUK TRNSFORMASI DATA HUJAN MENJADI DATA DEBIT (STUDI KASUS PADA INFLOW WADUK SELOREJO DAN WADUK LAHOR)
Disusun oleh :
RAHMAN BUDIHARTO ( 04520039 )
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2010 i
TUGAS AKHIR PENERAPAN MODEL TANGKI DENGAN SUSUNAAN GABUNGAN UNTUK TRANSFORMASI DATA HUJAN MENJADI DATA DEBIT (STUDI KASUS PADA INFLOW WADUK SELOREJO DAN WADUK LAHOR)
Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun oleh : RAHMAN BUDIHARTO ( 04520039 )
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2010
ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL TUGAS AKHIR : PENERAPAN MODEL TANGKI DENGAN SUSUNAAN GABUNGAN UNTUK TRANSFORMASI DATA HUJAN MENJADI DATA DEBIT (STUDI KASUS PADA INFLOW WADUK SELOREJO DAN WADUK LAHOR)
OLEH : RAHMAN BUDIHARTO ( 04520039 )
TELAH DIUJI PADA HARI SABTU, 1 MEI 2010 OLEH PENGUJI : 1. IR. WARIH KUSUMO, M. ENG, MT
....................................
2. IR. HARI EKO MEIYANTO, MT
....................................
Malang, Mei 2010 Menyetujui, PEMBIMBING I
PEMBIMBING II
IR. SULIANTO, MT
IR.ERNAWAN SETYONO, MT
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil
IR. KHOIRUL ABADI, MT i
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur Alhamdulillah, saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karuniaNya dan tidak lupa Shalawat serta salam kepada nabi Muhammad SAW, sehingga penulisan Tugas Akhir dengan judul ”PENERAPAN MODEL TANGKI DENGAN SUSUNAN GABUNGAN UNTUK TRANSFORMASI DATA HUJAN MENJADI DATA DEBIT” ini dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun sebagai persyaratan akademis dalam menyelesaikan jenjang pendidikan Strata Satu (S1) di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. Terlaksananya Tugas Akhir sampai dengan selesainya penulisan laporan ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Kedua Orang Tua beserta keluarga penulis yang selalu mendoakan lahir dan bathin dan memberikan dorongan, motifasi serta semangat. 2. Bapak Ir. Sudarman. MT, selaku Dekan Fakultas Teknik. 3. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil. 4. Bapak Ir. Sulianto, MT, selaku Dosen Pembimbing I. 5. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT, selaku Dosen Pembimbing II. 6. Bapak Ir. Chairil Saleh dan Ir. Erwin Rommel, MT, selaku Wali Dosen 2004 A.
ii
7. Teman – teman angkatan Jurusan Teknik Sipil atas semua bantuan dan dukungannya. 8. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebut namanya yang telah banyak membantu penulis dalam menyeleaikan 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. Wassalamu’alaikum, Wr. Wb.
Malang, Mei 2010
Penulis
iii
DAFTAR ISI
halaman HALAMAN JUDUL LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................
i
KATA PENGANTAR ..............................................................................
ii
ABSTRAK ...............................................................................................
iv
DAFTAR ISI ............................................................................................
v
DAFTAR TABEL .................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ................................................................................ viii DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................
x
BAB I PENDAHULUAN........................................................................ 1 1.1 Latar Belakang ..............................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .........................................................................
3
1.3 Batasan Masalah ...........................................................................
3
1.4 Tujuan Penelitian ...........................................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.............................................................. 5 2.1 Tinjauan Umu …..…………………………………………........... 5 2.2 Konsep Dasar Pemodelan ………………………………………... 6 2.2.1 Daur Hidrologi .......................................................................
7
2.2.2 Daerah Aliran Sungai ............................................................. 17 2.2.3 Akuifer .................................................................................. 19 2.2.4 Daur Limpasan ....................................................................... 22
iv
2.2.5 Keseimbangan Air .................................................................. 21 2.3 Pendekatan dengan Konsep Model Tangki ................................... 22 2.4 Model Tangki Susunan Gabungan ................................................ 24 2.5 Tipikal Aliran pada Tangki ........................................................... 25 2.6 Ukuran Tingkat Kesesuaian Model ............................................... 27 2.7 Algoritma Genetik ........................................................................ 28 2.8 Penelitian Terdahulu ...................................................................... 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN……………………………….. 31 3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................ 31 3.2 Tahapan Penelitiatn .................................................................... 32 3.2.1 Pengumpulan Data ............................................................. 32 3.2.2 Analisa Curah Hujan .......................................................... 33 3.2.3 Pengukuran Evapotranspirasi ............................................. 33 3.2.4 Penentuan Parameter Model Tangki cara Manual................ 33 3.2.5 Penerapan Algoritma Genetik untuk Optimasi Parameter Model Tangki...................................................................... 34
BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISIS.............................................. 36 4.1
Kondisi Waduk ………………………………………………... 36 4.1.1 Waduk Selorejo …………………………………………..... 36 4.1.2 Waduk Lahor ……………………………………………… 37
4.2 Debit Inflow................................................................................ 37 4.3 Curah Hujan Wilayah ................................................................. 42 4.4 Evapotranspirasi ......................................................................... 46 4.5 Sistem Kerja Model Tangki Susunan Gabungan ......................... 53 4.6 Penentuan Parameter Model Tangki cara Manual ....................... 59 4.7 Penerapan Algoritma Genetik untuk Optimasi Parameter Model Tangki ............................................................................. 71
v
4.7.1 Running Program dengan Input Data 3 Tahun Sekaligus .......... 72 BAB V PENUTUP.................................................................................... 77 5.1
Kesimpulan ............................................................................. 77
5.2
Saran ....................................................................................... 80
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................. 81 LAMPIRAN
vi
DAFTAR TABEL
halaman Tabel 2.1 Albedo untuk Berbagai Tutupan ............................................. 16 Tabel 2.2 Rekapitulasi RMSE Penelitian Terdahulu ............................... 30 Tabel 2.3 Rekapitulasi RMSE Penelitian Terdahulu................................ 30 Tabel 4.1 Debit Inflow Ratarata Waduk Selorejo .................................. 38 Tabel 4.2 Debit Inflow Ratarata Waduk Lahor ..................................... 39 Tabel 4.3 Data Debit Inflow Waduk Selorejo Periode 10 harian ............ 40 Tabel 4.4 Data Debit Inflow Waduk Lahor Periode 10 harian ................ 41 Tabel 4.5 Curah Hujan Periode 10 harian DAS Konto .......................... 44 Tabel 4.6 Curah Hujan Periode 10 harian DAS Lahor ........................... 45 Tabel 4.7 Data Evapotranspirasi DAS Konto ......................................... 51 Tabel 4.8 Data Evapotranspirasi DAS Lahor ......................................... 52 Tabel 4.9 Penentuan Parameter Model Tangki cara Cobacoba............... 60 Tabel 4.10 Rekapitulasi Data Debit Amatan dan Debit Model pada Waduk Selorejo th. 2005 s.d. 2007 ......................................... 68 Tabel 4.11 Rekapitulasi Data Debit Amatan dan Debit Model pada Waduk Lahor th. 2005 s.d. 2007 ............................................. 69 Tabel 4.12 Penentuan Parameter dan Indikator Kinerja Model Berbasis Alogaritma untuk Waduk Selorejo dan Waduk Lahor tahun 2005 s.d 2007 untuk Input Data 3 Tahun ................................ 72 Tabel 4.13 Rekapitulasi Data Debit Amatan dan Debit Model pada Waduk Selorejo th. 2005 s.d. 2007.......................................... 73
vii
Tabel 4.14 Rekapitulasi Data Debit Amatan dan Debit Model pada Waduk Lahor th. 2005 s.d. 2007.............................................. 74 Tabel 4.15 Rekapitulasi RMSE (m 3 /detik) input data 3 tahun ................... 76 Tabel 4.16 Rekapitulasi RR (%) input data 3 tahun .................................. 76
viii
DAFTAR GAMBAR
halaman Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ..................................................................
7
Gambar 2.2 Skema Daur Hidrologi ........................................................
8
Gambar 2.3 Mengukur Tinggi Curah Hujan dengan Cara Poligon Thiessen .............................................................................. 10 Gambar 2.4 Mengukur Tinggi Curah Hujan dengan Cara Isohyet ........... 10 Gambar 2.5 Watershed Sebagai Sistem Hidrologi ................................... 18 Gambar 2.6 Sistem Geohidrogeologi ...................................................... 19 Gambar 2.7 Skema Sistem Sederhana ..................................................... 22 Gambar 2.8 Skema Simulasi Model Tangki Susunan Paralel .................. 25 Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ................................................................. 31 Gambar 3.2 Peta Stasiun Pengamat Hujan .............................................. 32 Gambar 3.3 Bagan Alir Tahapan Kegiatan Penelitian ............................. 35 Gambar 4.1 Sarana Outlet Waduk Selorejo ............................................. 36 Gambar 4.2 Kondisi Waduk Lahor ......................................................... 37 Gambar 4.3 Fluktuasi Aliran Sungai Konto sebagai Inflow Waduk Selorejo pada tahun 2005 s.d. 2007 ..................................... 38 Gambar 4.4 Fluktuasi Aliran Sungai Lahor sebagai Inflow Waduk Lahor pada tahun 2005 s.d. 2007 ................................................... 39 Gambar 4.5 Fluktuasi Curah Hujan di sub DAS Konto dan DAS Lahor th 2005 s.d. 2007 ................................................................. 43 Gambar 4.6 Fluktuasi Evapotranspirasi di sub DAS Konto dan DAS Lahor th 2005 s.d. 2007 ....................................................... 50
ix
Gambar 4.7 Parameter Model Tangki Secara Manual ............................. 54 Gambar 4.8 Grafik Hubungan Parameter Model dengan Simpangannya (RMSE)........................................................ 63 Gambar 4.9 Perbandingan Antara Debit Amatan dan Debit Model pada Waduk Selorejo tahun 2005 s.d 2007 cara Manual .............. 70 Gambar 4.10 Perbandingan Antara Debit Amatan dan Debit Model pada Waduk Selorejo tahun 2005 s.d 2007 cara AG...................... 73 Gambar 4.11 Perbandingan Antara Debit Amatan dan Debit Model pada Waduk Lahor tahun 2005 s.d 2007 cara AG ....................... 73
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I Data Curah Hujan Harian dan Hujan Wilayah Lampiran II Debit Inflow Lampiran III Evapotranspirasi Lampiran IV Penentuan Parameter Model Cara Manual
xi
DAFTAR PUSTAKA
· Hanselman & Littlafield, 2001, MATLAB Bahasa Komputer Teknis, ANDI, Yogyakarta, Indonesia. · Soemarto, CD, 1986, Hidrologi Teknik, Usaha Nasional Surabaya, Indonesia. · Sri Harto, Br, 1993, Analisis Hidrologi, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Indonesia. · Sulianto, 2009, Pengembangan Prosedur Optimasi Parameter Untuk Meningkatkan Kinerja Model KonseptualDeterministik Sebagai UpayaMengatasi Masalah Keterbatasan Data Aliran Sungai, Laporan Hasil Penelitian. · Suyanto, 2005, Algoritma Genetik dalam MATLAB, ANDI, Yogyakarta, Indonesia. · Soewarno, 1991, Hidrologi Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai, Penerbit Nova. · Suyono Sosrodarsono, Ir. Kensaku Takeda, 1993, Hidrologi Untuk Pengairan, Jakarta, Indonesia.
xii
