Menentukan Derajat Karstifikasi

Transkripsi

1 Menentukan Derajat Karstifikasi (Karstification Degree) ) akuifer Karst Dr. Tjahyo Nugroho Adji., MSc.Tech Asyroful Mujib, MSc Karst Research Group, Fakultas Geografi, Universitas Gadjah Mada

2 Contents 1 Latar Belakang 2 Metode Rashed 3 Metode Malik and Votjkova 4 Referensi

3 Latar Belakang Karakteristik Imbuhan Airtanah (Recharge) Tingkat Perkembangan Akuifer Karst (Derajat Karstifikasi) i) Kapasitas Simpanan Akuifer (Storage) Sifat akuifer dalam melepaskan air (Flow) Derajat Karstifikasi Rendah Derajat Karstifikasi i Tinggii

4 Metode perhitungan Derajat Karstifikasi Metode Perhitungan Derajat Karstifikasi Berdasarkan Analisis Hidrograf Menggunakan Metode Rashed (2012) Berdasarkan Analisis Kurva Resesi Menggunakan Metode Malik and Votjkova (2012)

5 Metode Perhitungan Derajat Karstifikasi METODE RASHED (2012) Berdasarkan Analisis Hidrograf Parameter Rumus Langkah Kerja Klasifikasi

6 Metode Perhitungan Rashed (2012) Pendekatan Dasar Perhitungan Pendekatan Analisis Hidrograf Banjir Perhitungannya mulai dari naiknya debit hingga debit kembali lagi menjadi aliran dasar (baseflow) Parameter 1. Debit Minimum saat kurva mulai naik (A) 2. Debit Maksimum (C) Gambar 1. Hidrograf Mataair (Kresic and Bonacci, 2010) 3. Waktu mulai dari naiknya debit hingga debit puncak (t c atau t peak ) 4. Waktu mulai dari naiknya debit hingga debit kembali menjadi normal (t b atau t event )

7 Alur Perhitungan Derajat Karstifikasi Metode Rashed (2012) Pemilihan Hidrograf Banjir Pemisahan Aliran Dasar Perhitungan Derajat Karstifikasi Memilih hidrograf banjir yang memiliki periode resesi cukup panjang Menggunakan metode : Straight Line Methods, atau Recursive Digital Filtering (Eckhardt) Hasil dari perhitungan rumus kemudian diklasifikasikan (Tabel 1) Straight Line Methods Recursive digital filtering (Eckhardt)

8 Rumus Rumus Perhitungan Derajat Karstifikasi (D k ) menurut Metode Rashed (2012) Sedangkan t event dan t peak didapat dari Gambar 2. Parameter Hidrograf (Rashed, 2012) Q max Q min t A t B t C = Debit maksimum/debit puncak (m 3 /detik) = B = Debit minimum saat kurva mulai naik (m 3 /detik) = A = Waktu ketika mulai menaiknya hidrograf (jam) = Waktu ketika debit maksimum terekam (jam) = Waktu ketika hidrograf sudah mencapai normal kembali (jam)

9 Langkah Kerja-1 Debit Minimum saat kurva mulai naik (Q min ) Hidrograf banjir yang digunakan sebagai contoh adalah kejadian banjir tanggal 9 Maret 2014 pukul WIB dengan debit puncak 5,6006 m 3 /detik. Time to Peak (t peak ) = 775Jam 7,75 Debit Puncak (Q max )

10 Debit Puncak (Q max ) Langkah Kerja-2 Jadi, Diketahui: Q max = 5, m 3 /detik Q min = 2, m 3 /detik t peak = 7,75 Jam t baseflow = 41,25 Jam Time to Baseflow (t b ) = 41,25 Jam t event = t peak + t baseflow = 7, ,25 jam = 49 jam D k = 13,97 Debit Setelah Mencapai Aliran Dasar (baseflow)

11 Klasifikasi Derajat Karstifikasi Rashed (2012) Tabel 1. Klasifikasi Derajat Karstifikasi Akuifer Karst (D k k) D k Klasifikasi Akuifer <10 Akuifer yang sistemnya didominasi aliran diffuse (Darcian aquifer) Akuifer yang telah terkarstifikasi sebagian (Partially karstified aquifer) Akuifer yang telah terkarstifikasi (Karstified aquifer) ) >60 Akuifer yang telah terkarstifikasi secara lanjut (Highly karstified aquifer) Sumber : Rashed (2012)

12 Metode Perhitungan Derajat Karstifikasi METODE MALIK AND VOTJKOVA (2012) Berdasarkan Analisis i Kurva Resesi Parameter Rumus Langkah Kerja Klasifikasi

13 Metode Perhitungan Malik and Votjkova (2012) Pendekatan Dasar Perhitungan Pendekatan Analisis Kurva Resesi Kurva Resesi adalah bagian dari hidrograf yang menurun (the falling limb), dimulai dari debit puncak hingga debit mencapai aliran dasar. Parameter Kurva resesi memiliki beberapa sub rezim aliran, yang dinyatakan sebagai aliran laminar dan aliran turbulen. Gambar 3. Definisi Kurva Resesi (Kullman, 1990) Aliran Laminar Sub Rezim laminar 1 Sub Rezim laminar 2 Sub Rezim laminar 3 Perbedaan utama metode ini dengan metode metode sebelumnya adalah satu kurva resesi bisa memiliki satu atau lebih sub rezim aliran. Aliran Turbulen Sub Rezim turbulen 1 Sub Rezim turbulen 2

14 Rumus Nilai koefisien aliran laminar (α) berprinsip pada Rumus Maillet, 1905 yang diformulasikan pada Rumus 1. Aliran Laminar (1) Ket : Q t = Debit dalam satuan waktu selama masa resesi (m 3 /dt) Q 0 = Debit pada awal resesi (m 3 /dt) α = Koefisien resesi t = Waktuyang dilalui antara Q t dan Q 0 Nilai koefisien aliran turbulen (β) dihitung dari Rumus Kullman, 1983 dalam Malik dan Votjkova (2012) yang diformulasikan pada Rumus 2. Aliran Turbulen (2) Koefisien β pada Rumus 2 dihitung dari Rumus Drogue, 1972 dalam Fiorillo (2014), dan diformulasikan pada Rumus 3. (3)

15 Aplikasi Rumus Contoh kurva resesi dengan 1 aliran laminar dan 2 aliran turbulen Koefisien α dan β dimasukkan dalam Rumus (1) dan Rumus (2) untuk menentukan nilai parameter kurva resesi. TingkatKarstifikasi ditentukan berdasarkan nilai linear dan koefisien resesi sub regim aliran Contoh kurva resesi dengan 3 aliran laminar Tingkat Karstifikasi i memiliki nilai i antara 0 10

16 1. Perhitungan Koefisien Aliran Laminar (α) Langkah Kerja-1 Kurva resesi yang digunakan sebagai contoh adalah kejadian banjir tanggal 9 Maret 2014 pukul WIB dengan debit puncak 5,6006 m 3 /detik.

17 2. Koefisien aliran turbulen (β) dihitung menggunakan Rumus 3 Langkah Kerja-2

18 3. Penentuan Nilai koefisien aliran laminar (α) dan turbulen (β) Langkah Kerja-3 Koefisien aliran laminar (α) ditentukan berdasarkan perbedaan nilai yang tidak seragam dengan nilai koefisien laminar atasnya

19 4. Hasil penentuan sub rezim aliran ditampilkan dalam grafik Langkah Kerja-4 Banjir tanggal 9 Maret 2014 Pukul 04:30 WIB Deb bit Qt = 1,0762e 0.005t + 1,5481e 0.019t + 5,6006( t) Kurva resesi ini memiliki 2 sub rezim aliran laminar (α) dan 1 sub rezimaliran turbulen (β) Nilai α 1 = 0,005 Nilai α 2 = 0,019 Nilai β 1 = 0, Waktu (15') 5. Menentukan Tingkat Karstifikasi (Nilai 0-10) Tingkat karstifikasi dilihat dari jumlah sub rezim aliran laminar dan sub rezim aliran turbulen, serta nilai α dan nilai β (Kriteria dapat dilihat pada Tabel 2).

20 Referensi Adji, T.N., Mujib, M.A., Fatchurrohman, H., Bahtiar, I.Y., (2014). Analisis tingkat perkembangan akuifer karst di Kawasan Karst Gunung Sewu, DIY dan Karst Rengel, Tuban, Jawa Timur, dipresentasikan pada Seminar Nasional Pekan Ilmiah Th Tahunan Ikatan Geograf Indonesia (PIT IGI) ke XVII di Universitas it NegeriYogyakarta, November Eckhardt, K., (2005). How to construct recursive digital filters for baseflow separation. Hydrological Processess. 19: Fiorillo, F., (2014). The recession of spring hydrographs, focused on karst aquifer. Water resour manage 28: Kresic, N. and Bonacci, O Spring Discharge Hydrograph. In Kresic, N. and Zoran Stevanovic Groundwater Hydrology of Springs: engineering, theory, management, and sustainability. Oxford: Butterworth Heinemann. Malik, P., (2007). Assessment of regional kastification degree and groundwater sensitivity to pollution using hydrograph analysis in the Velka Fatra Mountains, Slovakia. Environ Geol 51: Malik, P. and Vojtkova, S., (2010). Use of combined recession curve analysis of neighbouring karstic springs to reveal karstification degree of groundwater springing routes. In Andreo, B. et al (Eds) Advances in Research in Karst Media. Berlin: Springer Malik, P. and Vojtkova, S., (2012). Use of recession curve analysis for estimation of karstification degree and its application in assessing overflow/underflow conditions in closely spaced karstic springs. Environmental Earth Sciences, 65: Mujib, M.A., (2015). Analisis i karakteristikkt tikdan tingkat t karstifikasi i akuiferkarst k tdi sistem it Mt Mataair ingerong,karst Rengel, Tuban, Jawa Timur. Tesis tidak dipublikasikan, Fakultas Geografi, Universitas Gadjah Mada Rashed, K.A., (2012). Assessing degree of karstification: a new method of classifying karst aquifers. Sixteenth International Water Technology Conference, IWTC 16, Istanbul, Turkey

21 Copyright by