DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN Latar belakang Permasalahan Tujuan Manfaat penelitian

Transkripsi

1 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL iii vii ix xiii xxi BAB I PENDAHULUAN Latar belakang Permasalahan Tujuan Manfaat penelitian Batasan masalah 3 BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Kajian pustaka Dasar teori Pengoperasian waduk Pendekatan permodelan Analisa data hidrologi Analisa data hujan Analisa data klimatologi Model konseptual 24 ix

2 Reservoir routing Performa model Algoritma genetika untuk optimasi 29 BAB III METODOLOGI Prosedur pelaksanaan penelitian Studi literatur dan lapangan Pengumpulan data Perumusan masalah Analisa data Pembuatan program bantu Kalibrasi dan verifikasi model Performa model Bagan alir pelaksanaan penelitian 39 BAB IV ANALISA DATA DAN HASIL Analisa data hidrologi Analisa data hujan Analisa data klimatologi Analisa water balance Program bantu model Kalibrasi model dengan 1 tahun data Kalibrasi model 2 tangki tersusun seri (2S) Kalibrasi model 2 tangki tersusun paralel (2P) Kalibrasi model 2 tangki tersusun paralel-seri (2PS) Kalibrasi model 3 tangki tersusun seri (3S) Kalibrasi model 3 tangki tersusun paralel (3P) Kalibrasi model dengan 2 tahun dan 3 tahun data 4.5. Verifikasi model dengan 1 tahun data Verifikasi model 2 tangki tersusun seri Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun x

3 Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Kalibrasi model 2 tangki tersusun paralel Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Kalibrasi model 2 tangki tersusun paralel-seri Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Kalibrasi model 3 tangki tersusun seri Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Kalibrasi model 3 tangki tersusun paralel Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi hasil kalibrasi data tahun Verifikasi model dengan 1 tahun data Performa Model Sensitifitas parameter model 144 BAB V KESIMPULAN Kesimpulan Saran 153 DAFTAR PUSTAKA 155 LAMPIRAN 157 xi

4 xii

5 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Skema keseimbangan air di waduk 7 Gambar 2.2. Skema dalam 2-Tank Model 25 Gambar 2.3. Hidrograf Inflow-Outflow 28 Gambar 2.4. Representasi kromosom menggunakan binary encoding 30 Gambar 2.5. Pseudocode Algoritma Genetika 31 Gambar 2.6. Contoh proses pindah silang 32 Gambar 2.7. Contoh proses mutasi 33 Gambar 2.8. Contoh penggunaan Roulette wheel selection 34 Gambar 3.1. Skema perumusan model elevasi menggunakan model tangki 37 Gambar 3.2. Bagan alir pelaksanaan penelitian 40 Gambar 4.1. Grafik data distribusi hujan stasiun Pracimantoro 43 Gambar 4.2. Grafik data distribusi hujan stasiun Jatisrono 43 Gambar 4.3. Grafik data distribusi hujan stasiun Batuwarno 44 Gambar 4.4. Grafik data distribusi hujan stasiun Tirtomoyo 44 Gambar 4.5. Grafik data distribusi elevasi tinggi muka air di waduk Wonogiri 45 Gambar 4.6. Grafik data distribusi outflow total waduk Wonogiri 45 Gambar 4.7. Grafik hubungan elevasi tampungan waduk Wonogiri 46 Gambar 4.8. Grafik distribusi hujan dan evaporasi di waduk Wonogiri 46 Gambar 4.9. Grafik distribusi hujan harian rata-rata di DAS Wonogiri 49 Gambar Grafik distribusi hujan elevasi di DAS Wonogiri 49 Gambar Grafik distribusi evaporasi potensial 53 Gambar Grafik water balance kondisi eksisting 54 xiii

6 Gambar Tampilan program bantu untuk kalibrasi dan verifikasi model 55 Gambar Tampilan form Tank Parameter Boundary dan GA parameters 59 Gambar Tampilan grafik hubungan elevasi tampungan waduk Wonogiri 59 Gambar Tampilan hasil running program untuk model 2 tangki paralel 60 Gambar Algoritma analisa model 2 tangki seri 64 Gambar 4.18.a. Skema dalam 2-Tank Model tersusun paralel 66 Gambar 4.18.b. Skema dalam 2-Tank Model tersusun paralel-seri 67 Gambar 4.18.c. Skema dalam 3-Tank Model tersusun seri 69 Gambar 4.18.d. Skema dalam 3-Tank Model tersusun paralel 71 Gambar 4.19.a. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki seri dengan data tahun Gambar 4.19.b. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki seri dengan data tahun Gambar 4.19.c. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki seri dengan data tahun Gambar 4.20.a. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel dengan data tahun Gambar 4.20.b. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel dengan data tahun Gambar 4.20.c. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel dengan data tahun Gambar 4.21.a. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel-seri dengan data tahun Gambar 4.21.b. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel-seri dengan data tahun xiv

7 Gambar 4.21.c. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel-seri dengan data tahun Gambar 4.22.a. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 3 tangki paralel dengan data tahun Gambar 4.22.b. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel dengan data tahun Gambar 4.22.c. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel dengan data tahun Gambar 4.23.a. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 3 tangki seri dengan data tahun Gambar 4.23.b. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki seri dengan data tahun Gambar 4.23.c. Tampilan hasil kalibrasi untuk model 2 tangki seri dengan data tahun Gambar 4.24.a. Rekapitulasi performa model hasil kalibrasi dengan data tahun Gambar 4.24.b. Rekapitulasi performa model hasil kalibrasi dengan data tahun Gambar 4.24.c. Rekapitulasi performa model hasil kalibrasi dengan data tahun Gambar 4.24.d. Rekapitulasi performa model hasil kalibrasi dengan data tahun 1987 s/d Gambar 4.24.e. Rekapitulasi performa model hasil kalibrasi dengan data tahun 1988 s/d Gambar 4.24.f. Rekapitulasi performa model hasil kalibrasi xv

8 dengan data tahun 1987 s/d Gambar 4.25.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1988 dan 1989 untuk model 2 tangki seri 101 Gambar 4.25.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 2 tangki seri 102 Gambar 4.26.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 2 tangki seri 103 Gambar 4.26.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 2 tangki seri 104 Gambar 4.27.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 2 tangki seri 105 Gambar 4.27.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 2 tangki seri 106 Gambar 4.28.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1988 dan 1989 untuk model 2 tangki paralel 107 Gambar 4.28.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1988 dan 1989 untuk model 2 tangki paralel 108 Gambar 4.29.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 2 tangki paralel 109 Gambar 4.29.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 2 tangki paralel 110 Gambar 4.30.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 2 tangki paralel 111 Gambar 4.30.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 2 tangki paralel 112 xvi

9 Gambar 4.31.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1988 dan 1989 untuk model 2 tangki paralel - seri 113 Gambar 4.31.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1988 dan 1989 untuk model 2 tangki paralel - seri 114 Gambar 4.32.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 2 tangki paralel - seri 115 Gambar 4.32.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 2 tangki paralel - seri 116 Gambar 4.33.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 2 tangki paralel - seri 117 Gambar 4.33.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 2 tangki paralel - seri 118 Gambar 4.34.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1988 dan 1989 untuk model 3 tangki seri 119 Gambar 4.34.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1988 dan 1989 untuk model 3 tangki seri 120 Gambar 4.35.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 3 tangki seri 121 Gambar 4.35.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 3 tangki seri 122 Gambar 4.36.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 3 tangki seri 123 Gambar 4.36.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 3 tangki seri 124 Gambar 4.37.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun xvii

10 1988 dan 1989 untuk model 3 tangki paralel 125 Gambar 4.37.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1988 dan 1989 untuk model 3 tangki paralel 126 Gambar 4.38.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 3 tangki paralel 127 Gambar 4.38.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1989 untuk model 3 tangki paralel 128 Gambar 4.39.a. Performa model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 3 tangki paralel 129 Gambar 4.39.b. Water balance model hasil verifikasi dengan data tahun 1987 dan 1988 untuk model 3 tangki paralel 130 Gambar 4.40.a. Rekapitulasi nilai RMSE dan COE hasil verifikasi dengan data kalibrasi tahun Gambar 4.40.b. Rekapitulasi nilai RMSE dan COE hasil verifikasi dengan data kalibrasi tahun Gambar 4.40.c. Rekapitulasi nilai RMSE dan COE hasil verifikasi dengan data kalibrasi tahun Gambar 4.40.d. Rekapitulasi nilai RMSE dan COE hasil verifikasi tahun 1989 dengan data kalibrasi tahun 1987 s/d Gambar 4.40.e. Rekapitulasi nilai RMSE dan COE hasil verifikasi tahun 1987 dengan data kalibrasi tahun 1988 s/d Gambar 4.40.f. Rekapitulasi nilai RMSE dan COE hasil verifikasi tahun 1990 dengan data kalibrasi tahun 1987 s/d Gambar 4.41.a. Rekapitulasi performa model hasil verifikasi tahun 1988 dan 1989 dengan data kalibrasi tahun xviii

11 Gambar 4.41.b. Rekapitulasi performa model hasil verifikasi tahun 1988 dan 1989 dengan data kalibrasi tahun Gambar 4.41.c. Rekapitulasi performa model hasil verifikasi tahun 1987 dan 1988 dengan data kalibrasi tahun Gambar 4.41.d. Rekapitulasi performa model hasil verifikasi tahun 1989 dengan data kalibrasi tahun 1987 s/d Gambar 4.41.e. Rekapitulasi performa model hasil verifikasi tahun 1987 dengan data kalibrasi tahun 1988 s/d Gambar 4.41.f. Rekapitulasi performa model hasil verifikasi tahun 1990 dengan data kalibrasi tahun 1987 s/d Gambar 4.42.a. Hasil analisa sensitifitas parameter model 2 tangki paralel 149 Gambar 4.42.b. analisa sensitifitas parameter model 3 tangki seri 149 xix

12 xx

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Atmospheric pressure (P) for different altitudes (z) 19 Tabel 2.2. Psychometric constant (γ ) for different altitudes (z) 19 Tabel 2.3. Slope of vapour pressure curve ( ) for different temperatures (T) 20 Tabel 2.4. σ T 4 (Stefan-Boltzmann law) at different temperatures (T) 20 K Tabel 2.5. Saturation vapour pressure ( e ο (T )) for different temperatures (T) 21 Tabel 2.6. Daily extraterrestrial radiation (R a ) for different latitudes for the 15 th day of the month 22 Tabel 2.7. Number of the day in the year (J) 23 Tabel 2.8. Mean daily duration of maximum Possible Sunshine Hours (N) 23 Tabel 4.1 Contoh Data Hujan dan Operasional waduk Wonogiri 42 Tabel 4.2 Data meteorologi bulanan 47 Tabel 4.3 Contoh format Input data model untuk data tahun Tabel 4.4 Batasan nilai parameter yang digunakan dalam model tangki 73 Tabel 4.5 Nilai parameter hasil kalibrasi untuk model 2 tangki seri 74 Tabel 4.6 Nilai parameter hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel 77 Tabel 4.7 Nilai parameter hasil kalibrasi untuk model 2 tangki paralel-seri 81 Tabel 4.8 Nilai parameter hasil kalibrasi untuk model 3 tangki seri 85 Tabel 4.9 Nilai parameter hasil kalibrasi untuk model 3 tangki paralel 89 Tabel 4.10.a Rekapitulasi nilai parameter model hasil kalibrasi dengan data tahun Tabel 4.10.b Rekapitulasi nilai parameter model hasil kalibrasi dengan data tahun Tabel 4.10.c Rekapitulasi nilai parameter model hasil kalibrasi dengan data tahun Tabel 4.11.a Rekapitulasi nilai RMSE dan COE hasil verifikasi dengan 1 xxi

14 tahun data 99 Tabel 4.11.b Rekapitulasi nilai RMSE dan COE hasil verifikasi dengan data > dari 1 tahun data 100 Tabel 4.12.a Rekapitulasi hasil akhir performa model hasil verifikasi dengan Data kalibrasi 1 tahun 143 Tabel 4.12.b Rekapitulasi hasil akhir performa model hasil verifikasi dengan Data kalibrasi > 1 tahun 143 Tabel 4.13 Parameter model 2 tangki paralel dan 3 tangki seri 145 Tabel 4.14 Rencana angka perubahan sensitifitas parameter model tangki ter- hadap batasan masing-masing parameter model yang digunakan 145 Tabel 4.15.a Hasil sensitifitas parameter model 2 tangki paralel 146 Tabel 4.15.b Hasil sensitifitas parameter model 3 tangki seri 147 xxii