POLA DISTRIBUSI HUJAN JAM-JAMAN DI SUB DAS KEDUANG

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id POLA DISTRIBUSI HUJAN JAM-JAMAN DI SUB DAS KEDUANG Distribution Pattern of Hourly Rainfall in Keduang Sub Watershed SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Disusun Oleh : WINDA AGUSTIN I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2010 to user

2 digilib.uns.ac.id POLA DISTRIBUSI HUJAN JAM-JAMAN DI SUB DAS KEDUANG Distribution Pattern of Hourly Rainfall in Keduang Sub Watershed Disusun Oleh : WINDA AGUSTIN I SKRIPSI Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Disetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dr. Ir. Mamok Soeprapto R, M. Eng. Ir.Siti Qomariyah, MSc NIP NIP

3 digilib.uns.ac.id

4 digilib.uns.ac.id HALAMAN PERSETUJUAN POLA DISTRIBUSI HUJAN JAM-JAMAN DI SUB DAS KEDUANG Distribution Pattern of Hourly Rainfall in Keduang Sub Watershed SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh: WINDA AGUSTIN I Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I Persetujuan: Dosen Pembimbing II Dr. Ir. Mamok Soeprapto R, M. Eng. NIP Ir.Siti Qomariyah, MSc NIP

5 digilib.uns.ac.id HALAMAN PENGESAHAN POLA DISTRIBUSI HUJAN JAM-JAMAN DI SUB DAS KEDUANG Distribution Pattern of Hourly Rainfall in Keduang Sub Watershed Disusun Oleh: WINDA AGUSTIN I Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada: Hari : Kamis Tanggal : 5 Agustus 2010 Susunan Tim Penguji: 1. Dr. Ir. Mamok Soeprapto R, M.Eng (... ) NIP Ir.Siti Qomariyah, MSc (... ) NIP Ir. Susilowati, MSi NIP (... ) 4. Ir. Suyanto, MM NIP (... ) Mengetahui, a.n. Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Pembantu Dekan I Mengesahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Ir. Noegroho Djarwanti, commit MT. to user NIP Ir. Bambang Santosa, MT NIP

6 digilib.uns.ac.id HALAMAN PERSETUJUAN POLA DISTRIBUSI HUJAN JAM-JAMAN DI SUB DAS KEDUANG Distribution Pattern of Hourly Rainfall in Keduang Sub Watershed SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh: WINDA AGUSTIN I Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Persetujuan: Pembimbing Balai Penelitian Kehutanan Ir. Sukresno, M.Sc NIP.

7 digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan YME yang telah memberikan berkat dan kuasanya kepada penulis untuk dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi dengan judul Pola Distribusi Hujan Jam-jaman di Sub DAS Keduang ini merupakan salah satu syarat dalam meraih gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak, karena itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Dr. Ir. Mamok Soeprapto R, M. Eng, selaku Dosen Pembimbing Skripsi I, 2. Ir. Siti Qomariyah, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing Skripsi II, 3. Ir. Sukresno, M.Sc, selaku pembimbing dari Balai Penelitian Kehutanan, 4. Ir. Agus Hari Wahyudi, M.Sc yang telah membantu dalam perolehan data, 5. Dosen-dosen Jurusan Teknik Sipil FT UNS khususnya KBK Keairan, 6. Balai Penelitian Kehutanan yang telah memberikan data, 7. Dinas Pengairan Kabupaten Wonogiri yang telah memberikan data, 8. Ropri Nurhidayah, Yunie Wiyasri, Awaludin F Aryanto, Ferdian Agung, M. Yushar Yahya, dan Nanang Sulistyanto selaku rekan di peminatan keairan, 9. Galuh Pinunjul atas bantuannya dalam belajar GIS, 10. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS angkatan Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Segala kekurangan dan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis menyebabkan kekurangsempurnaan tersebut. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya, dan bagi pembaca pada umumnya. Surakarta, Juli 2010 Penulis viii

8 digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR NOTASI... xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Umum Kualitas Data Hujan Seri Data Hidrologi Karakteristik Hujan Pola Agihan Hujan Dasar Teori DAS Pengalihragaman Hujan Menjadi Aliran Uji Kepanggahan Analisis Frekuensi Hujan Rencana ix

9 digilib.uns.ac.id Intensitas Hujan BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian Data yang Dibutuhkan Alat yang Digunakan Tahapan Penelitian Pengolahan Data Hujan dari Stasiun Otomatis Pengolahan Data Hujan dari Stasiun Manual Diagram Alir Tahapan Penelitian BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Uji Kepanggahan Data Hujan Uji Kerapatan Jaringan Hujan Wilayah Uji Kecocokan Jenis Agihan Cara I (Hujan Harian Maksimum Tahunan) Cara II (Hujan Harian) Cara III (Hujan Harian Maksimum Rerata Tiap Stasiun) Hujan Rancangan Durasi Hujan dan Waktu Konsentrasi Durasi Hujan Waktu Konsentrasi Pola Agihan Hujan Cara Observed Cara Empiris Kesesuaian Pola Agihan Hujan BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran Daftar Pustaka... xvi Lampiran A Lampiran B Lampiran C x

10 digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto Tabel 2.2. Nilai kritik Q dan R Tabel 4.1. Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan di Sub DAS Keduang Tabel 4.2. Perhitungan Uji Kepanggahan dengan RAPS pada Stasiun Hujan Girimarto PP 125b Tabel 4.3. Hasil Uji Kepanggahan Semua Stasiun di Sub DAS Keduang Tabel 4.4. Data Hujan Harian MaksimumTahunan Sub DAS Keduang (mm) Tabel 4.5. Hujan Harian Maksimum Wilayah Sub DAS Keduang Tabel 4.6. Resume Hasil Uji Chi Kuadrat Tabel 4.7. Resume Hasil Uji Smirnov-Kolmogorov Tabel 4.8. Resume Hasil Pengujian Parameter Statistik Tabel 4.9. Resume Hasil Uji Chi Kuadrat Tabel Resume Hasil Uji Smirnov-Kolmogorov Tabel Hasil Uji Kecocokan Agihan Data Tabel Hujan Rancangan dengan Berbagai Kala Ulang Tabel Durasi Hujan dan Banyak Kejadian Hujan Tabel Agihan Hujan 2 Jam Sub DAS Keduang Tabel Agihan Hujan 3 Jam Sub DAS Keduang Tabel Agihan Hujan 5 Jam Sub DAS Keduang Tabel Agihan Hujan 7 Jam Sub DAS Keduang Tabel Agihan Hujan 8 Jam Sub DAS Keduang Tabel Agihan Hujan 4 Jam Sub DAS Keduang (THM) Tabel Agihan Hujan 4 Jam Sub DAS Keduang (THM dalam diagram batang) Tabel Agihan Hujan 6 Jam Sub DAS Keduang (THM) Tabel Agihan Hujan 6 Jam Sub DAS Keduang (THM dalam diagram batang) Tabel Agihan Hujan 4 Jam Sub DAS Keduang (ABM) Tabel Agihan Hujan 6 Jam Sub DAS Keduang (ABM) xi

11 digilib.uns.ac.id Tabel Kesesuaian Pola Agihan Hujan 2 Jam Tabel Kesesuaian Pola Agihan Hujan 3 Jam Tabel Kesesuaian Pola Agihan Hujan 4 Jam Tabel Kesesuaian Pola Agihan Hujan 5 Jam Tabel Kesesuaian Pola Agihan Hujan 6 Jam Tabel Kesesuaian Pola Agihan Hujan 7 Jam Tabel Kesesuaian Pola Agihan Hujan 8 Jam xii

12 digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Cara Poligon Thiessen... 9 Gambar 2.2. Cara Garis Isohyet Gambar 2.3. Hyetograph dengan ABM Gambar 3.1. Peta Sub DAS Keduang Gambar 3.2. Diagram Alir Tahapan Penelitian Gambar 4.1. Peta Jaringan Stasiun Hujan dengan Metode Kagan di Sub DAS Keduang Gambar 4.2. Poligon Thiessen Sub DAS Keduang dengan 7 Stasiun Hujan Gambar 4.3. Hujan Wilayah Harian Rerata Tahun Gambar 4.4. Hujan Wilayah Harian Maksimum Rerata Tiap Stasiun Gambar 4.5. Pola Agihan Hujan 2 Jam (observed) Gambar 4.6. Pola Agihan Hujan 3 Jam (observed) Gambar 4.7. Pola Agihan Hujan 4 Jam (observed) Gambar 4.8. Pola Agihan Hujan 5 Jam (observed) Gambar 4.9. Pola Agihan Hujan 6 Jam (observed) Gambar Pola Agihan Hujan 7 Jam (observed) Gambar Pola Agihan Hujan 8 Jam (observed) Gambar Pola Agihan Hujan 2 Jam (Modified Mononobe) Gambar Pola Agihan Hujan 3 Jam (Modified Mononobe) Gambar Pola Agihan Hujan 5 Jam (Modified Mononobe) Gambar Pola Agihan Hujan 7 Jam (Modified Mononobe) Gambar Pola Agihan Hujan 8 Jam (Modified Mononobe) Gambar Pola Agihan Hujan 4 Jam (THM) Gambar Pola Agihan Hujan 4 Jam (THM dalam diagram batang) Gambar Pola Agihan Hujan 6 Jam (THM) Gambar Pola Agihan Hujan 6 Jam (THM dalam diagram batang) Gambar Pola Agihan Hujan 4 Jam (ABM) Gambar Pola Agihan Hujan 4 Jam (ABM) Gambar Kesesuaian Pola Agihan commit Hujan to user 2 Jam xiii

13 digilib.uns.ac.id Gambar Kesesuaian Pola Agihan Hujan 3 Jam Gambar Kesesuaian Pola Agihan Hujan 4 Jam Gambar Kesesuaian Pola Agihan Hujan 5 Jam Gambar Kesesuaian Pola Agihan Hujan 6 Jam Gambar Kesesuaian Pola Agihan Hujan 7 Jam Gambar Kesesuaian Pola Agihan Hujan 8 Jam xiv

14 digilib.uns.ac.id DAFTAR NOTASI L Panjang sisi segitiga (km) A Luas wilayah (km 2 ) N Jumlah stasiun pencatat hujan rd Korelasi antar stasiun dengan jarak d km ro Korelasi antar stasiun dengan jarak yang sangat kecil (±0 km) d Jarak antar stasiun (km) d 0 Radius korelasi Z 1 Kesalahan perataan (%) Z 2 Kesalahan interpolasi (%) Cv Koefisien varian S Standar deviasi P Hujan wilayah (mm) Pi Hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm) Ai Luas masing-masing stasiun pencatat hujan (km 2 ) * S k Kumulatif hujan dikurangi rerata hujan (mm) ** S k S * k - standar deviasi (mm) Yi Data hujan ke-i Y Data hujan rerata-i Cs Koefisien skewness Ck Koefisien kurtosis X Tinggi hujan rerata (mm) p Probabilitas T Kala ulang (tahun) K T Faktor frekuensi c 2 Harga Chi-kuadrat terhitung K Banyaknya kelas O f Frekuensi terbaca pada setiap kelas E f Frekuensi yang diharapkan untuk setiap kelas Tc Waktu konsentrasi (jam) L Panjang sungai (km) S Kemiringan sungai I Intensitas hujan dengan kala ulang T dengan durasi t(mm/jam) R 24 Intensitas hujan harian untuk kala ulang T (mm/hari) t Durasi hujan (jam) Ip Intenasitas puncak (mm/jam) p Hujan rencana (mm) Td Durasi hujan (jam) r Rasio (berkisar antara ) Tp Waktu puncak (jam) xv

15 digilib.uns.ac.id Abstrak Winda Agustin, 2010, Pola Distribusi Hujan Jam-jaman di Sub DAS Keduang. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Sub DAS Keduang merupakan salah satu sub DAS yang bermuara di Waduk Wonogiri. Perubahan iklim secara global berpengaruh terhadap perubahan pola hujan, dalam skala ruang, waktu, dan besaran. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui validitas data hujan, mengetahui karakteristik hujan, dan mengetahui pola distribusi hujan jam-jaman di Sub DAS Keduang. Validitas data hujan dilakukan dengan metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums). Karakteristik hujan ditentukan dengan pengelompokkan data berdasarkan durasi dan kejadian hujan. Analisis pola agihan jam-jaman dilakukan berdasarkan observed data dan dicari kemiripannya dengan metode Modified Mononobe, Alternating Block Method (ABM), dan Triangular Hyetograph Method (THM). Hasil analisis menunjukkan bahwa dari sembilan stasiun hujan yang ada delapan di antaranya panggah. Hujan yang terjadi di Sub DAS Keduang didominasi oleh kejadian hujan dua jam. Pola agihan hujan jam-jaman menunjukkan bahwa agihan hujan 2, 3, 5, 7, dan 8 jam mengikuti bentuk Modified Mononobe, sedangkan agihan hujan 4 dan 6 jam mengikuti bentuk Triangular Hyetograph Method (THM). Kata Kunci: pola agihan hujan, validitas data hujan, karakteristik hujan. vi

16 digilib.uns.ac.id Abstract Winda Agustin, 2010, Distribution Pattern of Hourly Rainfall in Keduang Sub Watershed. Thesis. Department of Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret University Surakarta. Sub watershed Keduang is one sub watershed which empties into the reservoir Wonogiri. Changes in global climate affect rainfall patterns change, in the scale of space, time, and scale. The purpose of this study is to determine the validity of rainfall existing data, to investigate the characteristics of rainfall, to determine the distribution pattern of hourly rainfall in the Keduang sub watershed. The validity of rainfall data was conducted by RAPS (Rescaled Adjusted Partial sums). The rainfall characteristics were determined by grouping data based on the duration and occurrence of rainfall. Analysis of distribution pattern of hourly rainfall was based on observed data and finded the similiarity with Mononobe Modified method, Alternating Block Method (ABM), and Triangular Hyetograph Method (THM). The analysis resulted in the validity of eight rain stations from the existing nine stations. Rainfall in the Keduang sub watershed was dominated by two-hour rainfall events. Pattern of rainfall distribution hourly showed that rainfall distribution in 2, 3, 5, 7, and 8 hours follows Modified Mononobe model, while the pattern of rainfall distribution in 4 and 6 hours follows Triangular Hyetograph Method (THM) model. Keywords: distribution rainfall patterns, the validity of rainfall data, rainfall characteristics. vii

17 digilib.uns.ac.id BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Air merupakan sumberdaya alam karunia dari Tuhan Yang Maha Esa yang tidak akan pernah habis. Secara keseluruhan, jumlah air di bumi relatif tetap dari masa ke masa. Keberadaan air yang selalu terbarukan itu disebabkan karena air mengikuti siklus hidrologi. Siklus hidrologi merupakan proses yang dilalui air dari atmosfer ke muka bumi dan kembali lagi ke atmosfer. Evaporasi dari tanah, laut, atau air permukaan terkondensasi membentuk awan yang selanjutnya menjadi hujan yang jatuh ke permukaan bumi. Siklus hidrologi sangat dipengaruhi oleh iklim, dan secara tidak langsung dipengaruhi oleh aktivitas manusia. Oleh karena itu, keberadaan air di bumi dalam skala jumlah, agihan, dan waktu berbeda. Perubahan iklim ditandai dengan perubahan dua faktor meteorologi penting, yaitu temperatur dan curah hujan, yang kemudian dapat menyebabkan kenaikan temperatur muka air laut. Perubahan temperatur ini akan menyebabkan perubahan variabel atmosfer lainnya, yang pada akhirnya akan menyebabkan perubahan pola hujan dalam skala ruang, waktu, dan besaran. Pola curah hujan Indonesia adalah tipe V atau tipe muson, atau curah hujan dengan grafik tahunan berbentuk seperti huruf V. Indonesia pada umumnya akan mengalami hujan dalam jumlah banyak pada bulan Desember Februari. Bulan Maret Mei dan September November disebut sebagai musim peralihan. Pada musim peralihan, kondisi curah hujan dan angin sangat tidak menentu, hal ini disebabkan oleh perubahan angin pasat maupun muson oleh karena adanya pergeseran tekanan (UNDP-Sisi Lain Perubahan Iklim). Sebagian besar daerah di Indonesia mengalami banjir pada awal musim penghujan, sedangkan kekeringan terjadi pada saat musim hujan baru saja selesai. 1

18 digilib.uns.ac.id 2 Waduk Wonogiri merupakan salah satu tampungan air hujan yang ada di provinsi Jawa Tengah, yang menampung aliran dari 7 (tujuh) sub DAS, yaitu: 1) Keduang, 2) Tirtomoyo, 3) Temon, 4) Bengawan Solo, 5) Alang, 6) Ngunggahan, 7) Wuryantoro. Sub DAS Keduang merupakan sub DAS yang paling besar di antara keenam sub DAS lainnya. Hingga kini konstribusi air dari sub DAS Keduang terhadap Waduk Wonogiri belum dapat diketahui secara pasti. Satu-satunya cara untuk mengetahui besarnya konstribusi air di sub DAS Keduang adalah dengan memprediksi besarnya aliran dari data hujan yang ada. Oleh karena itu, data hujan sebagai masukan utama proses transformasi hujan menjadi aliran menjadi suatu hal yang sangat penting, dan harus memiliki tingkat ketelitian yang tinggi. Kondisi hujan tersebut menarik untuk dilakukan penelitian. Untuk mengetahui pola hujan jam-jaman pada suatu DAS dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan cara empiris dan observed. Cara observed dengan menggunakan data hujan dari stasiun hujan otomatis, sedangkan cara empiris dengan data hujan harian dari stasiun hujan manual. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 1. Bagaimana kualitas data hujan yang ada pada sub DAS Keduang? 2. Bagaimana karakteristik hujan yang terjadi di sub DAS Keduang? 3. Bagaimana pola distribusi hujan jam-jaman pada sub DAS Keduang selama dua puluh tahun terakhir ( )? 1.3 Batasan Masalah Batasan-batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Lokasi penelitian adalah sub DAS Keduang di Kabupaten Wonogiri.

19 digilib.uns.ac.id 3 2. Penelitian hanya membahas pola distribusi hujan yang terjadi pada sub DAS Keduang. 3. Data curah hujan menggunakan data sekunder, yaitu data hujan dari stasiun hujan manual tahun yang berasal dari Dinas Pengairan Kabupaten Wonogiri, dan data hujan dari stasiun hujan otomatis tahun yang berasal dari Balai Penelitian Kehutanan. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui kualitas data hujan yang ada pada sub DAS Keduang. 2. Mengetahui karakteristik hujan yang terjadi di sub DAS Keduang. 3. Mengetahui pola distribusi hujan jam-jaman pada sub DAS Keduang selama dua puluh tahun terakhir ( ). 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah: 1. Manfaat teoritis: memberikan informasi keilmuan dalam bidang teknik sipil khususnya mengenai hidrologi, yaitu pola distribusi hujan yang terjadi pada suatu sub DAS. 2. Manfaat praktis: memberikan informasi kualitas hujan yang handal sehingga dapat langsung digunakan oleh setiap penelitian analisis tentang air.

20 digilib.uns.ac.id BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Umum Trenberth, dkk (1995) menyatakan bahwa perubahan iklim didefinisikan sebagai perubahan pada iklim yang dipengaruhi langsung atau tidak langsung oleh aktivitas manusia yang mengubah komposisi atmosfer, dan akan memperbesar keragaman iklim pada periode yang cukup panjang. Perubahan iklim global disebabkan karena peningkatan jumlah karbon dioksida (CO 2 ) dan Metana (CH 4 ) di atmosfer. Perubahan iklim memperlihatkan variasi abnormal dari iklim bumi dan selanjutnya mempengaruhi bagian lain bumi terutama curah hujan dan suhu udara. Untuk wilayah Asia Tenggara, terjadi kenaikan suhu sekitar 2,5-4 ºC dengan kisaran 2-6 ºC dan curah hujan yang lebih banyak (Sulistyowati, 2006). Perubahan iklim telah menyebabkan fluktuasi curah hujan tinggi dan mengubah pola distribusi hujan dengan kecenderungan daerah yang basah semakin basah, dan daerah yang kering semakin kering. Di negara dengan empat musim, siklus musim (seasonal cycle) telah terpengaruh oleh perubahan iklim yang ditandai dengan meningkatnya intensitas hujan pada musim dingin, berkurangnya hujan di musim panas, dan peningkatan suhu (Dunne, dkk, 2008). UNDP-Indonesia (2007) menyatakan bahwa ada kecenderungan sebagian wilayah Indonesia, terutama wilayah yang terletak di sebelah selatan katulistiwa, dapat mengalami musim kemarau yang lebih panjang dan musim hujan yang lebih pendek dengan rombakan pola hujan yang cukup drastis. Hujan rata-rata tahunan menunjukkan peningkatan sebesar 7% selama satu dekade, dikarenakan meningkatnya commit intensitas to user hujan pada bulan Oktober sampai 4

21 digilib.uns.ac.id 5 Maret dan menurunnya intensitas hujan selama Juli sampai September. Peningkatan jumlah terjadinya hujan dengan intensitas yang melampaui hujan maksimum sebesar 0.1% dari seluruh hari hujan dengan rata-rata peningkatan kedalaman hujan 7%. (Hans Thodsen, 2007) Kualitas Data Hujan Besaran hujan merupakan masukan terpenting dalam analisis tansformasi hujanaliran, sehingga dapat dipahami apabila kesalahan yang terbawa dalam data hujan terlalu besar maka hasil analisisnya pantas diragukan (Sri Harto, 1993). Oleh karena itu perlu dilakukan uji kualitas data hujan. a. Kelengkapan Data Sering sekali data hujan dari suatu stasiun hujan tidak terekam, dan jika itu terjadi akan sangat merugikan. Untuk mengisi data yang hilang dapat dicoba dengan memperkirakan besaran data hasil ekstrapolasi data stasiun lain di sekitarnya. Dalam hal ini diandaikan bahwa karakter hujan di stasiun yang ditunjau sebanding dengan karakter hujan di stasiun sekitarnya. Namun menurut Sri Harto (1993), dalam pengujian yang dilakukan di sejumlah DAS di Pulau Jawa, ditemukan bahwa cara tersebut menghasilkan data hujan yang menyimpang jauh dari yang sebenarnya. Hal ini disebabkan karena variabilitas ruang hujan yang sangat tinggi, sehingga andaian yang melandasi cara tersebut terlalu jauh dari kenyataan. Oleh sebab itu, disarankan untuk tidak melakukan pengisian data yang hilang tersebut. b. Kepanggahan Sri Harto (1993) menguraikan bahwa satu seri data hujan untuk satu stasiun tertentu, dimungkinkan sifatnya tidak panggah. Data semacam ini tidak dapat langsung digunakan dalam analisis. Ketidakpanggahan dapat saja terjadi karena berbagai sebab, yaitu: 1. Alat ukur yang diganti spesifikasi yang berbeda atau alat yang sama, tetapi dipasang dengan patokan aturan yang berbeda.

22 digilib.uns.ac.id 6 2. Alat ukur dipindahkan dari tempat semula, tetapi secara administratif nama stasiun tersebut tidak diubah, misalnya karena masih dalam satu desa yang sama. 3. Alat ukur sama, tempat tidak dipindahkan, tetapi lingkungan berubah, misalnya semula dipasang di tempat ideal menjadi berubah karena ada bangunan atau pohon besar. Dalam uji kepanggahan ada beberapa cara yang dapat digunakan, di antaranya adalah dengan lengkung massa ganda (double mass curve) dan Rescaled Adjusted Partial Sums (RAPS). Untuk stasiun hujan lebih dari 3, dilakukan uji konsistensi menggunakan cara double mass curve, dan untuk individual stasiun (stand alone station) dengan cara RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) (Mamok Suprapto, 2008) Seri Data Hidrologi Data yang digunakan dalam analisis frekuensi dapat dibedakan menjadi dua tipe berikut ini (Bambang Triatmodjo, 2008): a. Partial duration series Metode ini digunakan apabila jumlah data kurang dari 10 tahun data runtut waktu. Partial duration series yang juga disebut POT (peaks over treshold) adalah rangkaian data debit banjir/hujan yang besarnya di atas suatu nilai batas tertentu. Dengan demikian dalam satu tahun bisa terdapat lebih dari satu data yang digunakan dalam analisis. Dari setiap tahun data diperoleh 2 sampai 5 data tertinggi. b. Annual maximum series Metode ini digunakan apabila tersedia data debit atau hujan minimal 10 tahun runtut waktu. Tipe ini adalah dengan memilih satu data maksimum setiap tahun. Dalam satu tahun hanya ada satu data. Dengan cara ini, data terbesar kedua dalam suatu tahun yang mungkin lebih dari data maksimum pada tahun yang lain tidak diperhitungkan.

23 digilib.uns.ac.id 7 Kualitas data sangat menentukan hasil analisis yang dilakukan. Panjang data yang tersedia juga mempunyai peranan yang cukup besar. Sri Harto (1993) mendapatkan bahwa perbedaan panjang data yang dipergunakan dalam analisis memberikan penyimpangan yang cukup berarti terhadap perkiraan hujan dengan kala ulang tertentu. Khusus untuk analisis frekuensi data hujan, pengambilan data hendaknya dilakukan dengan prosedur yang benar. Data hujan yang dimaksudkan dalam analisis adalah data hujan rata-rata DAS, sedangkan data yang diketahui adalah data hujan dari masing-masing stasiun hujan. Dalam praktek analisis frekuensi dijumpai lima cara penyiapan data. 1. Data hujan DAS diperoleh dengan menghitung hujan rata-rata setiap hari sepanjang data yang tersedia. Bila tersedia data 20 tahun, berarti hitungan hujan rata-rata kawasan diulang sebanyak 20 x 365 = 7300 kali. Cara ini yang terbaik, tetapi waktu penyiapan data yang panjang. 2. Pendekatan yang dapat dilakukan untuk menggantikan cara pertama dilakukan seperti berikut ini. a. Dalam satu tahun tertentu, untuk stasiun I dicari hujan maksimum tahunannya. Selanjutnya dicari hujan harian pada stasiun-stasiun lain pada hari kejadian yang sama dalam tahun yang sama, dan kemudian dihitung hujan rata-rata DAS. Masih dalam tahun yang sama, dicari hujan harian untuk stasiun-stasiun lain dicari dan dirata-ratakan. Demikian selanjutnya sehingga dalam tahun itu akan terdapat N buah data hujan rata-rata DAS. b. Untuk tahun berikutnya cara yang sama dilakukan sampai seluruh data yang tersedia. 3. Cara ketiga dengan menggunakan data pada salah satu stasiun (data maksimum) dan mengalikan data tersebut dengan koefisien reduksi. 4. Cara penyiapan data lain adalah dengan mencari hujan-hujan maksimum harian setiap stasiun dalam satu tahun, kemudian dirata-ratakan untuk mendapatkan hujan DAS. Cara ini tidak dapat dijelaskan arti fisiknya, karena perata-rataan hujan dilakukan atas hujan masing-masing stasiun pada hari yang berbeda.

24 digilib.uns.ac.id 8 5. Cara lain yaitu dengan analisis frekuensi data hujan setiap stasiun sepanjang data yang tersedia. Hasil analisis frekuensi tersebut selanjutnya dirata-ratakan sebagai hujan rata-rata DAS. Dalam kaitan penyiapan data hanya cara yang pertama dan kedua yang dianjurkan untuk digunakan Karakteristik Hujan Suripin (2004) menguraikan bahwa data hujan yang diperoleh dari alat penakar hujan merupakan hujan yang terjadi hanya pada satu titik saja (point rainfall). Mengingat hujan sangat bervariasi terhadap tempat (space), maka untuk kawasan yang luas, satu alat penakar hujan belum dapat menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam hal ini diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rerata curah hujan beberapa stasiun penakar hujan yang ada di dalam atau di sekitar kawasan. Bambang Triatmodjo (2008) menerangkan bahwa ada tiga cara yang digunakan dalam menghitung hujan rerata kawasan, yaitu: 1. Metode rerata aritmatik (aljabar) Metode ini paling sederhana dibanding metode lain. Pengukuran yang dilakukan di beberapa stasiun dalam waktu yang bersamaan dijumlahkan kemudian dibagi dengan jumlah stasiun. Stasiun hujan yang digunakan dalam hitungan biasanya adalah yang berada di dalam DAS, tetapi stasiun di luar DAS yang masih berdekatan juga bisa diperhitungkan. Metode rerata aljabar memberikan hasil yang baik apabila: a. stasiun hujan tersebar secara merata di DAS dalam jumlah yang cukup, b. distribusi hujan relatif merata pada seluruh DAS.

25 digilib.uns.ac.id 9 2. Metode Thiessen Metode ini memperhitungkan bobot dari masing-masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya. Pada suatu luasan di dalam DAS dianggap bahwa hujan adalah sama dengan yang terjadi pada stasiun terdekat, sehingga hujan yang tercatat pada suatu stasiun mewakili luasan tersebut. Metode ini digunakan apabila penyebaran stasiun hujan di daerah yang ditunjau tidak merata. Hitungan curah hujan rerata dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh dari tiap stasiun. Metode poligon Thiessen banyak digunakan untuk menghitung hujan rerata kawasan. Poligon Thiessen adalah tetap untuk jumlah dan letak stasiun hujan tertentu. Apabila terdapat penambahan jumlah stasiun hujan, ataupun perubahan letak stasiun hujan, maka harus dibuat poligon yang baru. Gambar 2.1 Cara Poligon Thiessen 3. Metode Isohyet Isohyet adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman hujan yang sama. Pada metode isohyet, dianggap bahwa hujan pada suatu daerah di antara dua garis isohyet adalah merata dan sama dengan nilai rerata dari kedua garis isohyet tersebut. Metode isohyet merupakan cara paling teliti untuk menghitung ketebalan hujan rerata di suatu daerah, tetapi cara ini membutuhkan data yang dapat mendukung

26 digilib.uns.ac.id 10 disusunnya Isohyet, baik dalam hal jumlah stasiun dan kualitas serta kunantitas data hujan. Gambar 2.2 Cara Garis Isohyet CD Soemarto (1986) menyatakan bahwa dalam proses pengalihragaman hujan menjadi aliran ada beberapa sifat hujan yang penting untuk diperhatikan, antara lain adalah intensitas hujan (I), lama waktu hujan (t), ketebalan hujan (d), frekuensi(f), dan luas daerah pengaruh hujan (A). Durasi adalah lamanya suatu kejadian hujan (Sri Harto, 1993). Intensitas hujan yang tinggi pada umunya berlangsung dengan durasi pendek dan meliputi daerah yang tidak sangat luas. Sri Harto (1993) menyebutkan bahwa analisis intensitas hujan memerlukan analisis frekuensi dengan menggunakan seri data yang diperoleh dari rekaman data hujan. Dalam statistik dikenal empat macam distribusi frekuensi yang banyak digunakan dalam hidrologi, yaitu Normal, Log-Normal, Gumbel dan Log Pearson III. Masing-masing distribusi mempunyai sifat yang khas, sehingga data curah hujan harus diuji kecocokannya dengan menggunakan uji Chi Kuadrat dan Smirnov-Kolmogorov. Pemilihan jenis distribusi yang tidak benar dapat menimbulkan kesalahan yang cukup besar, baik over estimated maupun under estimated Pola Agihan Hujan Hujan yang jatuh pada suatu wilayah tertentu pada umumnya memiliki pola agihan untuk hujan jam-jaman. Pola agihan ini penting untuk mengetahui setiap

27 digilib.uns.ac.id 11 kejadian hujan. Umumnya data yang tersedia di lapangan adalah hujan harian, maka dengan pola ini dapat diperkirakan agihan hujan jam-jaman untuk tiap kejadian hujan harian. Secara empiris, penentuan agihan hujan dapat dilakukan dengan menggunakan pola agihan Tadashi Tanimoto, Alternating Block Method (ABM), Triangular Hyetograph Method (THM), Instantaneous Intensity Method (IIM), seragam, atau Modified Mononobe. Dalam penentuan agihan hujan diperlukan data lama hujan yang biasanya didekati dengan menghitung waktu konsentrasinya atau dari hasil analisis yang didasarkan pada kejadian hujan. Model distribusi seragam adalah yang paling sederhana yaitu dengan menganggap hujan rancangan terdistribusi (P) secara merata selama durasi hujan rancangan (T d ). Triangular Hyetograph Method (THM)/ segitiga menggunakan satu tinggi hujan untuk menentukan puncak hujan. Puncak hujan terjadi sekitar separuh waktu hujan. Alternating Block Method (ABM) adalah cara sederhana untuk membuat hyetograph rencana dari kurva Intensitas Durasi Frekuensi (IDF). Modified Mononobe adalah cara yang menggunakan data hujan harian dan memperhitungkan waktu konsentrasi. Tadashi Tanimoto mengembangkan distribusi hujan jam-jaman yang dapat digunakan di Pulau Jawa (Bambang Triatmodjo, 2008). Model agihan tersebut seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 2.1 Tabel 2.1 Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto Waktu (jam ke-) % Distribusi hujan % Distribusi hujan kumulatif Sumber: Mamok Suprapto, 2008