PENERAPAN METODE THEORY RUN UNTUK PERHITUNGAN KEKERINGAN PADA DAS ROKAN PROVINSI RIAU

Transkripsi

1 PENERAPAN METODE THEORY RUN UNTUK PERHITUNGAN KEKERINGAN PADA DAS ROKAN PROVINSI RIAU Lia Fitriani 1, Donny Harisuseno 2, Ussy Andawayanti 2 1 Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya 2 Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 1 liaf023@gmail.com ABSTRAK Terjadinya pemanasan global yang berujung pada perubahan iklim menimbulkan dampak terhadap ketersediaan air di bumi. Dampak nyata dari pemanasan global adalah terjadinya peningkatan intensitas kekeringan di berbagai wilayah. Tujuan dari analisa ini adalah untuk mengetahui karakteristik kekeringan yang terjadi disuatu wilayah yang berupa jumlah kekeringan, durasi, tingkat kekeringan, dan sebaran kekeringan yang nantinya dapat digunakan sebagai acuan dalam pencegahan dan penanggulangan bencana kekeringan. Metode yang digunakan untuk menganalisa kekeringan adalah metode theory run. Lokasi studi penelitian berada pada DAS Rokan Provinsi Riau. Data yang digunakan adalah data curah hujan bulanan selama 22 tahun ( ) dari 8 stasiun hujan yang berada di DAS Rokan dan 1 stasiun hujan yang berada diluar DAS Rokan. Untuk penggambaran sebaran kekeringan menggunakan tools IDW pada software ArcGIS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah kekeringan kumulatif terbesar terjadi pada tahun 2014 sebesar mm pada stasiun hujan Pekan Tebih. Untuk durasi kekeringan terpanjang paling lama sebesar 25 bulan pada tahun DUrasi tersebut merupakan lanjutan dari bulan Desember 2012 hingga Desember 2014 di Stasiun Bangko Jaya. Berdasarkan hasil pembuatan peta sebaran kekeringan menggunakan bantuan metode IDW pada software ArcGIS, kecamatan yang mengalami kekeringan terparah adalah Kecamtan Rokan IV Koto Kata kunci: Analisa Kekeringan, Theory Run, Sebaran Kekeringan, IDW ABSTRACT Global warming leads to climate change impacts on water availability in the earth. The real impact of global warming is an increase in the intensity of droughts in many areas. The purpose of this analysis is to determine the characteristics of the drought that occurred in a area that be the amounts of droughts, duration, level of drought, and distribution of drought which can later be used as a reference in the prevention and mitigation of drought. The method used to analyze the drought is the method of theory run. The location is at a watershed studies Rokan Riau Province. The data used is the monthly rainfall data for 22 years ( ) of 8 stations that are in the watershed rainfall and 1 station Rokan rains that are beyond the DAS Rokan. For the depiction of the distribution of drought using IDW tools on ArcGIS software. The results showed that the greatest number of cumulative drought occurred in 2014 amounted to mm in the rain station Pekan Tebih. For the duration of the longest drought of 25 months in The duration of the continuation of the December 2012 to December 2014 at Bangko Jaya Station. Based on the results of making distribution map of drought using IDW method in ArcGIS software, which is experiencing its worst drought districts are District of Rokan IV Koto Keywords: Drought Analysis, Theory Run, Distribution of Drought, IDW

2 PENDAHULUAN Kekeringan merupakan suatu kondisi dimana terjadi kekurangan air untuk memenuhi kebutuhan. Kekeringan juga merupakan kejadian klimatologis yang alami dan dapat terjadi secara bervariasi antara suhu wilayah dengan wilayah lainnya dan biasanya dimulai berkurangnya jumlah curah hujan dibandingkan dengan kondisi normalnya dan tergantung berapa lama keadaan tersebut berlangsung. Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNBP) telah mengeluarkan peta indeks resiko bencana kekeringan (drought disaster risk index map) di Riau. Peta tersebut memperlihatkan bahwa sebagian besar wilayah di Riau memiliki tingkat resiko kekeringan yang sedang dan tinggi. DAS Rokan mempunyai peranan penting bagi masyarakat kabupaten rokan karena berpengaruh pada ketersediaan air bersih dan suplai air untuk pertanian. Menurut data sementara Unit Pelaksana Teknis (UPT) Perlindungan Tanaman Pangan dan Hortikultura Propinsi Riau, hingga saat ini terdapat beberapa Kabupaten di Propinsi Riau yang lahan pertaniannya dalam status kekeringan. Dari data tersebut tersebut terdapat 3 Kabupaten berstatus kekeringan, salah satunya adalah Kabupaten Rokan Hulu. Penelitian dengan menggunakan metode Theory Run dan pembuatan peta sebaran dengan menggunakan software ArcGIS sudah banyak dilakukan. Menurut Adidarma (2004), dari hasil perhitungan kekereringan dengan menggunakan metode Theory Run dapat diketahui seberapa besar jumlah kekeringan terbesar dan durasi kekeringan terpanjang pada lokasi studi yang sedang di analisa. Selain itu, dalam penelitian lainnya, menurut Pratama (2014), dalam pembuatan peta sebaran kekeringan menggunakan data dari hasil perhitungan menggunakan metode Theory run dan bantuan software ArcGis dapat diketahui daerah mana yang mengalami kekeringan terparah pada daerah studi. Dengan demikian, dalam studi ini akan dilakukan analisa perhitungan kekeringan dengan menggunakan metode Theory Run untuk perhitungan kekeringan pada lokasi studi. Dan untuk pembuatan peta sebaran kekeringan menggunakan bantuan dari software ArcGis. Gambar 1 Peta Lokasi Stasiun Hujan Dan AWLR DAS Rokan

3 METODOLOGI PENELITIAN Lokasi Penelitian Studi ini dilakukan di DAS Rokan yang berada di wilayah Sungai Rokan dengan luas 22,454 km 2 dan secara astronomis terletak antara 99,622 BT- 101,809 BT serta 0,068 LU-2,307 LU. DAS Rokan masuk dalam 3 (tiga ) wilayah administrasi Pemerintahan Daerah Provinsi, Provinsi Riau, Provinsi Sumatera Barat dan Provinsi Sumatera Selatan. Untuk studi ini hanya menggunakan wilayah administrasi Pemerintahan Daerah Provinsi Riau. Pada DAS Rokan memiliki 8 stasiun hujan dan 5 stasiun AWLR. Untuk studi ini menggunakan 9 stasiun hujan yang ditambah dari stasiun yang berada diluar DAS Rokan. Lokasi stasiun hujan dan stasiun AWLR dapat dilihat pada Gambar 1. Pengumpulan Data-data Data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan studi ini adalah sebagai berikut: 1. Data curah hujan bulanan stasiun hujan yang ada di DAS Rokan Provinsi Riau dari tahun Data AWLR tahun Peta rupa bumi digital yang mencakup seluruh areal DAS Rokan. 4. Peta batas DAS Rokan dan peta stasiun hujan. Tahapan Analisa - Pengumpulan Data Pengumpulan data-data sekunder yaitu, peta digital, data curah hujan, data AWLR. - Analisa Data Hujan - Uji konsistensi data menggunakan kurva massa ganda. - Analisa Kekeringan Analisa indeks kekeringan pada studi ini menggunakan Metode Theory Run. - Pemodelan Peta Sebaran Kekeringan Penggambaran peta sebaran indeks kekeringam menggunakan ArcGIS 10.1 dengan metode IDW (Inverse Distance Weighted). - Perbandingan antara nilai Theory Run terhadap debit Hasil perhitungan kekeringan nilai surplus dan defisit metode Theory Run dibandingkan terhadap data debit. Indeks Kekeringan Theory Run Run adalah deret yang berada di atas (surplus) atau di bawah (defisit) dari seri data curah hujan (Adidarma, 2004:3). Prinsip perhitungan Metode Run mengikuti proses peubah tunggal (Univarite) dengan menentukan rata-rata hujan bulanan jangka panjang sebagai nilai pemepatan, Y (m). Setelah nilai pemepatan ditentukan, dari seri data hujan dapat dibentuk dua seri data baru yaitu durasi kekeringan (Ln) dan jumlah kekeringan (Dn). Persamaan umum Teori Run adalah : a. Jika Y (m) < X (t,m), maka D(t,m) = X (t,m) Y (m) b. Jumlah Kekeringan Dn = c. Durasi Kekeringan Ln = Dengan : A (t,m) : indikator bernilai 0, jika Y (m) >X (t,m) A (t,m) : indikator bernilai 1, jika Y (m) < X (t,m) m : bulan ke m ; t adalah tahun ke t Y(m) : pemepatan bulan m X(t,m) : seri data hujan bulanan bulan m tahun t Dn : jumlah kekeringan dari bulan ke m sampai ke m+i (mm) Ln : durasi kekeringan dari bulan ke m sampai ke m+i (bulan). A (t,m) : indikator defisit atau surplus. Setelah mendapatkan nilai jumlah kekeringan dan durasi kekeringan setiap tahunnya, tahap selanjutnya menghitung

4 dan mengklasifikasikan tingkat kekeringan. Tabel 1 Klasifikasi Tingkat Kekeringan Curah Hujan Dari Tingkat Kondisi Normal kekeringan 70-85% Kering 50-70% Sangat kering <50% Amat sangat kering Sumber : Sonjaya (2007:2) Klasifikasi tingkat kekeringan ini mempunyai tujuan untuk mengetahui tingkat kekeringan yang terjadi pada setiap stasiun hujan pada daerah studi. Pembuatan Peta Sebaran Kekeringan Menggunakan IDW Adapaun tahapan dalam pembuatan durasi, jumlah dan tingkat kekeringan menggunakan metode IDW adalah sebagai berikut : 1. Penggambaran durasi, jumlah dan tingkat kekeringan menggunakan software ArcGIS versi Data yang digunakan berupa koordinat X, Y, Z dimana data X dan Y adalah koordinat stasiun hujan dan Z adalah data jumlah, durasi dan tingkat kekeringan terbesar pada setiap stasiun hujan. 3. Setelah data diproses menggunakan aplikasi IDW, selanjutnya dilakukan overlap hasil plotting isohyet dengan peta DAS Rokan dan peta Administrasi Kabupaten Rokan Hulu dan Hilir. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa Hidrologi Uji Konsistensi (Kurva Massa Ganda) Berdasarkan hasil uji konsistensi menggunakan kurva massa ganda pada DAS Rokan didapatkan adanya data yang menyimpang sehingga data hujan tersebut perlu diperbaiki. Gambar 2 Uji Konsistensi Sta. Lubuk Bendahara Terlihat pada grafik (Gambar 2) ada data yang tidak konsisten pada tahun 2008 hingga 2011 sebesar dan, Faktor koreksi : = Hz = x = x 1202 = 3846 mm Setiap data yang tidak konsisten tersebut dikali dengan nilai Fk yang telah dihitung dan diplotkan kembali kedalam grafik kurva massa ganda yang dapat dilihat seperti pada Gambar 3 berikut ini. Gambar 3 Uji Konsistensi Sta. Lubuk Bendahara setelah dikoreksi

5 Setelah data hujan sudah melewati uji konsistensi dan data hujan yang diuji konsisten maka data dapat digunakan untuk perhitungan selanjutnya. Analisa Kekeringan Metode Theory Run Langkah pertama yang dilakukan adalah perhitungan surplus dan defisit dari seri data hujan DAS Rokan selama 22 tahun. Diperoleh dengan mengurangkan data asli dengan rata-rata dari seluruh data tersebut. Setelah nilai surplus dan defisit didapat, selanjutnya menghitung jumlah kekeringan dan panjang durasi kekeringan pada DAS Rokan. Perhitungan durasi kekeringan dilakukan dengan langkah sebagai berikut : a. Jika nilai yang dihasilkan adalah positif, maka akan diberi nilai nol (0) dan jika nilai yang dihasilkan adalah negatif diberi nilai satu (1). b. Jika terjadi nilai negatif secara berurutan, maka nilai yang negatif dijumlahkan terus sampai dipisahkan kembali oleh nilai nol, kemudian dihitung kembali dari nol. Untuk melihat durasi kekeringan terpanjang dapat dilihat pada Tabel 2 dan Pada Tabel 4 merupakan rekapitulasi dari durasi kekeringan terpanjang seluruh stasiun pada DAS Rokan Tabel 2 Tabel Komulatif Durasi Kekeringan Hujan Bulanan Stasiun Hujan Dalu-dalu TAH UN Ja n F eb M ar A pr Curah Hujan Bulanan ( mm ) J M Ju Ag u ei n ust l Sumber : Perhitungan Perhitungan jumlah kekeringan dilakukan dimana jika nilai run positif (surplus) diberi nilai 0 dan apabila nilai run negatif (defisit) maka diberi nilai sebesar nilai negatif run tersebut. Dan apabila terdapat bulan dengan nilai negatif run yang berurutan maka nilai negatif tersebut dijumlahkan hingga dipisahkan kembali dengan angka 0. Untuk melihat jumlah kekeringan salah satu stasiun yang di analisa dapat dilihat pada Tabel 3 dan untuk melihat rekapitulasi jumlah kekeringan seluruh stasiun dapat dilihat pada tabel 5. Tabel 3. Jumlah Kekeringan Kumulatif Hujan Bulanan Stasiun Hujan Dalu-dalu TAHUN Curah Hujan Bulanan ( mm ) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust Sep Okt Nop Des Sumber : Perhitungan S ep O kt N op D es

6 Tabel 4 Rekapitulasi Komulatif Durasi Kekeringan Hujan Bulanan Seluruh Stasiun Hujan Pada DAS Rokan Stasiun Hujan Max (bulan) Dalu-dalu Lb. Bendahara Pasar tangun Pekan Tebih Kota Lama Bangko Jaya Bagan Batu Sedingin Kandis Sumber : Perhitungan Tabel 5 Rekapitulasi Komulatif Jumlah Kekeringan Hujan Bulanan Seluruh Stasiun Hujan Pada DAS Rokan Stasiun Hujan Max (mm) Dalu-dalu Lb. Bendahara Pasar tangun Pekan Tebih Kota Lama Bangko Jaya Bagan Batu Sedingin Kandis Sumber : Perhitungan

7 Klasifikasi Tingkat Kekeringan Untuk mengetahui tingkat kekeringan pada stasiun Hujan diperlukan menghitung jumlah curah hujan normal untuk klasifikasi kekeringan. Curah hujan normal adalah nilai rata-rata hujan suatu bulan di seluruh tahun pengamatan. Selain curah hujan normal, dihitung juga jumlah curah hujan bulan yang kering, dilakukan dengan cara menjumlahkan curah hujan bulan-bulan kering yang berurutan. Jumlah curah hujan bulan-bulan kering dibandingkan dengan jumlah curah hujan normal maka didapatkan klasifikasi tingkat kekeringan. Tahun 1993 : - Jumlah curah hujan normal 3 bulan = CH normal bulan Juli + Agustus + September =114, , ,7= 426,79 mm - Jumlah curah hujan bulan yang kering = CH bulan Juli + Agustus + September = = 232,5 mm - Perbandingan jumlah curah hujan bulan kering dengan jumlah curah hujan normal = = 0, Prosentase perbandingan jumlah curah hujan bulan kering dengan jumlah curah hujan normal = 0,5448 x 100% = 54,48% - Maka pada tahun 1993 termasuk Sangat Kering Untuk hasil perhitungan klasifikasi tingkat kekeringan tahun selanjutnya dapat dilihat pada tabel 6. Tabel 6. Klasifikasi Tingkat Kekeringan Stasiun Dalu-dalu Tahun Jumlah Curah Hujan Normal (mm) Jumlah Curah Hujan Bulan- Bulan Kering Prosentase Curah Hujan (%) Klasifikasi SK SK SK SK K SK ASK ASK SK SK SK ASK SK SK SK ASK SK SK ASK SK K ASK Sumber : Perhitungan Untuk hasil perhitungan klasifikasi tingkat kekeringan seluruh stasiun dapat dilihat pada Tabel 7. Analisa Peta Sebaran Kekeringan Peta persebaran hasil kekeringan dibuat dengan menggunakan software ArcGIS 10.1, proses interpolasi dilakukan dengan metode IDW (Inverse Distance Weighted). Selanjutnya dilakukan analisa peta sebaran kekeringan defisit maksimum, peta sebaran durasi kekeringan terbesar, peta sebaran tingkat kekeringan yang mengalami kekeringan terbesar dalam tiap tahunnya yang dapat dilihat pada gambar 4, Gambar 5 dan Gambar 6 Berdasarkan nilai theory run tahun paling kering terjadi pada tahun 2014, sedangkan tahun paling basah terjadi pada tahun berdasarkan daerah administrasi, kecamatan yang mengalami kekeringan menurut analisa adalah kecamatan Rokan IV Koto.

8 Tabel 7 Rekapitulasi Tingkat Kekeringan Seluruh Stasiun Hujan Pada DAS Rokan Kriteri a Stasiun Hujan Tahu n Daludalu Bendahara tangun Tebih Lama Jaya Batu n is Lb. Pasar Pekan Kota Bangko Bagan Sedingi Kand 1993 SK ASK ASK SK SK SK K SK K 1994 SK SK ASK ASK ASK SK ASK ASK ASK 1995 SK K K SK ASK K K SK B 1996 SK SK K SK ASK K SK SK K 1997 K SK K ASK ASK ASK SK SK SK 1998 SK SK ASK SK K ASK SK SK SK 1999 ASK SK SK ASK SK ASK ASK ASK SK 2000 ASK K SK K ASK ASK K SK SK 2001 SK SK SK K SK K SK ASK K 2002 SK SK SK SK K SK ASK ASK ASK 2003 SK ASK K K SK K SK B SK 2004 ASK K K ASK SK ASK ASK SK ASK 2005 SK ASK SK SK ASK K K SK ASK 2006 SK K ASK K SK ASK ASK SK SK 2007 SK SK ASK K SK SK K SK SK 2008 ASK ASK K SK SK SK SK SK K 2009 SK SK SK K SK SK SK SK B 2010 SK K K ASK SK K K SK K 2011 ASK SK SK ASK K SK SK ASK SK 2012 SK ASK SK SK K ASK SK SK K 2013 K K ASK ASK SK ASK SK ASK SK 2014 ASK SK SK ASK ASK ASK ASK ASK SK Sumber : Perhitungan Keterangan : B = Basah K = Kering SK = Sangat Kering ASK = Amat Sangat Kering Gambar 4. Peta Sebaran Kekeringan Defisit Maksimum Pada DAS Rokan Tahun 2014

9 Gambar 5. Peta Durasi Kekeringan Terpanjang Pada DAS Rokan Tahun 2014 Gambar 6. Peta Sebaran Tingkat Kekeringan Pada DAS Rokan Tahun 2014 Perbandingan Hasil Analisa Kekeringan Terhadap Data Debit Dalam perbandingan yang dilakukan ini bertujuan untuk mengetahui apakah ada hubungan antara kekeringan meteorologi dengan debit sungai. Dengan membandingkan hasil analisa kekeringan dengan data debit pada sebuah grafik akan terlihat perbandingannya. Gambar hasil perbandingan dapat dilihat pada gambar 7. Data debit yang digunakan didapatkan dari hasil pencatatan pos duga air Lubuk Bendahara. Analisa hanya dilakukan pada tahun 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2013, 2014 karena keterbatasan data. Pos duga air Lubuk Bendahara terletak pada hulu sungai rokan dan terdapat 5 stasiun hujan yang letaknya pada hulu sungai rokan juga yaitu Lubuk Bendahara, Pasar Tangun, Kota Lama, Dalu-dalu, pekan Tebih. Pada gambar 7 dapat dilihat bahwa ada hubungan antara nilai surplus dan

10 defisit terhadap data debit pos duga air Lubuk bendahara. Ketika nilai surplus maka debit air pun juga mengalami kenaikan, begitu juga ketika terjadi nilai defisit maka debit juga mengalami penurunan dimana kejadian tersebut dinamakan kecocokan pola. Gambar 7. Perbandingan Nilai Surplus Defisit Run dan Data Debit Pos Duga Air Lubuk Bendahara Tahun 2007 Nilai kecocokan pola nilai surplus dan defisit pada 5 stasiun hujan dengan debit pos duga air Lubuk Bendahara Tahun 2007 adalah selama 9 bulan yang mengalami kecocokan pola. Nilai kecocokan = = 75 % Untuk perbandingan nilai surplus defisit terhadap data debit tahun dapat dilihat pada Gambar 8. Tabel 8 Rekapitulasi Kecocokan Pola antara Nilai Surplus dan Defisit dengan Data Debit Pos Duga Air Lubuk Bendahara Tahun Tahun Kecocokan Pola (%) Rata-rata Sumber: Hasil Analisa Rata-rata perbandingan antara data debit dan data hasil analisa metode Theory Run pada Tabel 5 sebesar 63,54%. Hal tersebut menunjukkan bahwa antara debit dan data hasil analisa metode Theory Run memiliki kesesuaian yang baik. Gambar 8 Grafik Hasil Perbandingan Nilai Surplus Defisit Run dan Data Debit Pos Duga Air Lubuk Bendahara Tahun

11 PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan dari hasil analisa dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Berdasarkan hasil pembuatan peta sebaran kekeringan pada DAS Rokan dengan menggunakan interpolasi metode IDW pada software ArcGis 10.1 dapat diketahui bahwa tahun paling kering terjadi pada tahun 2014, sedangkan tahun paling basah terjadi pada tahun Dari peta sebaran kekeringan berdasarkan daerah administrasi, kecamatan yang mengalami kekeringan menurut analisa adalah kecamatan Rokan IV Koto. 2. Perbandingan antara hasil analisa kekeringan menggunakan metode Theory Run terhadap debit pos duga air Lubuk Bendahara tahun memiliki kesesuai yang baik dengan prosentase rata-rata sebesar 63.54%. Pada tahun 2007, 2008, 2011 memiliki maksimum prosentase kecocokan sebesar 75% dan prosentasi minimum kecocokan sebesar 33,33% pada tahun Hal ini menunjukan bahwa antara debit air dengan nilai surplus dan defisit metode Theory Run memiliki kesesuaian yang baik. 3. SARAN Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan, adapun saran yang dapat digunakan sebagai rekomendasi, yaitu : - Untuk mendapatkan hasil yang akurat diperlukan persebaran stasiun hujan yang merata di wilayah studi dan wilayah studi yang lebih sempit agar mendapatkan hasil analisa yang akurat. Dan diperlukan juga data hujan yang panjang agar dapat melihat trend kekeringan. DAFTAR PUSTAKA Adidarma, Wanny Analisa Kekeringan Dengan Berbagai Pendekatan. Bandung. Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah Br. Sri. Harto Analisa Hidrologi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. Departemen Pekerjaan Umum, Perhitungan Indeks Kekeringan Menggunakan Teori RUN. Bandung : Departemen Pekerjaan Umum. Ersydarfia, Novreta, Fauzia, Manyuk., Sujatmoko, Bambang. Perhitungan Indeks Kekeringan Menggunakan teori RUN Pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Indragiri. Riau : Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau. Prahasta Eddy Sistem Informasi Geografis: Tutorial ArcView. Bandung : CV. Informatika. Pramono, Gatot H Akurasi Metode IDW dan Kriging Untuk Interpolasi Sebaran Sedimen Tersuspensi Di Maros, Sulawesi Selatan. Forum Geografis, 22 (1). Pp Soemarto, C.D Hidrologi Teknik. Surabaya : Usaha Nasional Soewarno Hidrologi Aplikasi Metode Statistika Untuk Analisa Data Jilid I. Bandung : Nova

12