ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

Transkripsi

1 ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO STUDI PENGARUH DAN HUBUNGAN VARIABEL BENTUK DAS TERHADAP PARAMETER HIDROGRAF SATUAN SINTETIK (Stud Kasus: Suga Saluga, Taopa da Batu d Sulawes Tegah) I Waya Sutapa * Abstract Ut Hydrograph ca be used as oe of method to calculate the desg flood whch s alghted from rafall data ad dscharge measuremet from catchmet area. Ut Hydrograph oly vald for the pertet catchmet area ad at pot where dscharge measuremet s coducted. The lmtato of data ad lmtato go to effect Ut Hydrograph peep out the dea to develop the Sythetc Ut Hydrograph (SUH). I ths research s made model of Sythetc Ut Hydrograph lke peak dscharge (Qp), tme peak (Tp) ad tme base (Tb) wth the characterstc of physcal of form factor catchmet area as sgle varable model. The model of Sythetc Ut Hydrograph parameter use the statstcally regresso methods, where parameter SUH ( Qp, Tp ad Tb) as varable s ot free ad form factor catchmet area ( FD) as free varable. As ca be see, the result of ths research s form factor of Catchmet area have the strog lear relato. Ths matter s show by value of coeffcet correlato to Sythetc Ut Hydrograph parameter (Qp, Tp ad Tb). Chose Model for the Qp of = 0,375, FD -,7457 by coeffcet of determato, R = 0,9986, Tp = 30,06FD -,9864 by coeffcet of determato, R = 0,7496 ad Tb = 35,4835 FD + 4,649 by coeffcet of determato, R = 0,986. Keywords: Rafall, catchmet area ad dscharge measuremet Abstrak Hdrograf Satua dapat dguaka sebaga salah satu metode utuk meghtug debt bajr racaga yag dturuka dar data huja da pegukura debt dar suatu Daerah Alra Suga (DAS). Hdrograf Satua haya berlaku utuk DAS yag bersagkuta da haya pada ttk dmaa pegukura debt dlakuka. Keterbatasa data da keterbatasa berlakuya Hdrograf Satua memuculka gagasa utuk megembagka Hdrograf Satua Stetk (HSS). Dalam peelta dbuat model parameter Hdrograf Satua Stetk (HSS) sepert debt pucak(qp), waktu pucak (Tp) da waktu dasar (Tb) dega karakterstk fsk faktor betuk DAS, sebaga varabel tuggal dalam pemodela. Pemodela parameter Hdrograf Satua Stetk (HSS) megguaka metode statstk regres, dmaa parameter HSS (Qp, Tp da Tb) sebaga varabel tdak bebas da faktor betuk DAS (FD) sebaga varabel bebas. Hasl peelta adalah faktor betuk DAS mempuya hubuga ler yag kuat. Hal dtujukka oleh la koefse korelas terhadap parameter Hdrograf Satua Stetk (Qp, Tp da Tb). Model terplh utuk Qp = 0,375 FD -,7457 dega koefese determas, R = 0,9986, Tp = 30,06FD-,9864 dega koefse determas, R = 0,7496 da Tb = 35,4835 FD +4,649 dega koefese determas, R = 0,986. Kata kuc: Huja, DAS, debt pegukura. Pedahulua Pada suatu Daerah Alra Suga (DAS) terdapat sfat respo terhadap masuka tertetu yag dkeal sebaga Hdrograf Satua (HS) yatu tpkal Hdrograf khas utuk suatu DAS tertetu, akbat huja efektf satu satua dega testas merata d seluruh DAS dalam waktu yag dtetapka. Kosep hdrograf satua pertama kal * Staf Pegajar Jurusa Tekk Spl Fakultas Tekk Uverstas Tadulako, Palu

2 Stud Pegaruh da Hubuga Varabel Betuk DAS Terhadap Parameter Hdrograf Satua Stetk (I Waya Sutapa) megemuka sebaga upaya utuk medapatka perkraa bajr yag terjad akbat berbaga testas huja da huja jam-jama rata-rata. Aka tetap dsadar pula, karea megguaka perkraa-perkraa sehgga hdrograf alra yag sebearya terjad selalu berbeda utuk setap masuka yag terjad pada saat yag berbeda pula. Oleh karea tu, utuk memperoleh hdrograf yag dapat daggap sebaga hdrograf khas da mewakl DAS dperluka peratarataa hdrograf satua yag dperoleh dar beberapa kasus bajr. Utuk medapatka suatu hdrograf satua dperluka tersedaya data yag akurat yatu data pegukura debt lagsug dar pecatata otomats (AWLR, Automatc Water Level Record) da data huja. Yag mejad masalah adalah apabla tdak tersedaya data tersebut d atas, maka dkembagka suatu cara utuk memperoleh hdrograf satua dega memafaatka parameter DAS utuk memperoleh Hdrograf Satua Stetk (HSS). Dalam usaha meambah model HSS yag dkembagka berdasarka data karakterstk fsk DAS, maka dlakuka peelta utuk membuat HSS berdasarka faktor betuk DAS da karakterstk fsk DAS berupa perbadga luas DAS da Kellg DAS yag kemuda dsebut Faktor Betuk DAS (FD). Peelta dlakuka d Suga Taopa, Saluga da Suga Batu d Sulawes Tegah) Tujua peelta adalah utuk medapatka model Hdrograf Satua Stetk (HSS) yag drumuska berdasarka data karakterstk fsk DAS da pegaruh faktor betuk DAS (FD) terhadap parameter HSS serta hubuga (model) atara varabel FD terhadap parameter HSS (Qp, Tp da Tb).. Stud Pustaka. Betuk Daerah Alra Suga (DAS) Betuk DAS mempuya art petg dalam hubugaya dega alra suga yatu berpegaruh terhadap kecepata terpusatya alra. Ada 4 (empat) betuk DAS yag dketahu, sebaga berkut (Sumarto, 995) : a. Memajag Basaya duk suga memajag dega aak-aak suga lagsug masuk kedalam duk suga. Betuk (Gambar ) meyebabka debt bajrya relatf kecl karea perjalaa bajr dar aak suga berbeda-beda waktuya tetap bajrya berlagsug agak lama. Q Qp T DAS Memajag (Bulu burug Hdrograf DAS Memajag (Bulu burug) Gambar. Betuk DAS memajag (Bulu Burug) da Hdrograf yag dhaslka 5

3 Jural SMARTek, Vol. 4, No. 4, Nopember 006: 4-3 Q T DAS Radal (Kpas) Hdrograf DAS Radal (Kpas) Gambar. Betuk DAS Radal (kpas) da Hdrograf bajr yag dhaslka C C C DAS Radal (Kpas) C C C Hdrograf bajr DAS Paralel Gambar 3. Betuk DAS Paralel da Hdrograf bajr yag dhaslka b. Radal Betuk (Gambar ) terjad karea arah alur suga seolah-olah memusat pada suatu ttk sehgga meggambarka adaya betuk radal. Kadag-kadag gambara tersebut berbetuk kpas atau lgkara. Akbatya waktu yag dperluka alra yag datag dar segala pejuru arah alur suga memerluka waktu yag hampr bersamaa. Apabla terjad huja yag sfatya merata d seluruh DAS maka aka terjad bajr besar. 6

4 Stud Pegaruh da Hubuga Varabel Betuk DAS Terhadap Parameter Hdrograf Satua Stetk (I Waya Sutapa) c. Paralel DAS (Gambar 3) dbetuk oleh jalur Sub DAS yag bersatu d baga hlrya. Bajr basaya terjad d daerah hlr setelah ttk pertemua atara kedua alur suga sub DAS tersebut. d. Kompleks Betuk DAS terjad akbat gabuga dua atau lebh DAS. Dalam keadaa huja yag sama daerah alra suga radal, hdrografya lebh tajam serta perode kejada bajrya lebh pedek dbadgka dega betuk DAS bulu burug.. Koefse redukshuja Dalam suatu aalss huja, jka haya ada satu stasu pegukur huja perlu dkalka dega suatu koefse reduks sepert berkut: t = 0,. L 0,8. I -0,3 B t...() 0,4t 0,75 3,7 x0 F x t 5.() (H H 0 ) I (3) L.3 Dstrbus huja Jka data huja jam-jama tdak terseda, maka dperluka suatu model utuk pegalhragama huja hara peyebab bajr ke waktu yag lebh pedek, yatu huja jam-jama. Utuk pedekata dguaka rumus yag dkembagka oleh Ishguro tahu 953 d Jepag, yag dkeal dega rumus Mooobe (Suyoo, 999) sepert berkut: 3 R 4 4 It 4 t (4).4 Hdragraf satua Utuk memperoleh hdrograf satua dar suatu kasus bajr, dperluka data: a. Rekama AWLR b. Pegukura debt yag cukup c. Data huja maual d. Data huja otomatk. Cara perhtuga hdrograf satua adalah : a. Alra dasar Utuk megaalsa hdrograf satua dperluka hubuga atara huja efektf dega lmpasa lagsug, sehgga alra dasar (Base flow) harus dpsahka dar hdrografya. Utuk memperoleh hdrograf lmpasa lagsugya, Sr Harto, 993, memberka tga metode yag dapat dlakuka yatu: Straght le Method Fxed base leght method Varabel Slope method. b. Hdrograf lmpasa lagsug Hdrograf lmpasa lagsug merupaka besarya debt alra dkurag dega besarya alra dasar pada jam tersebut, dapat drumuska sebaga berkut : HLL = Q AD...(5) c. Ideks Ph (φ) Ideks φ adalah huja rata-rata mmum yag megakbatka volume alra sembag dega volume sembag. Ideks φ drumuska sebaga berkut : φ = Ptot Pet...(6) t d. Huja efektf Huja efektf dalam peelta dartka sebaga huja yag dapat megakbatka terjadya lmpasa lagsug, yatu huja total setelah dkurag dega kehlagakehlaga. Dalam hal yag dapat dhtug adalah fltras. Huja efektf dapat drumuska sebaga berkut : HE = CH Ideks φ...(7) e. Volume lmpasa lagsug Volume lmpasa lagsug merupaka volume huja yag meyebabka terjadya lmpasa lagsug dalam satua meter kubk (m 3 ). Volume lmpasa lagsug dapat drumuska sebaga berkut : VLL = HLL x (8) 7

5 Jural SMARTek, Vol. 4, No. 4, Nopember 006: 4-3 f. Ordat Hdragraf satua Salah satu cara meghtug ordat hdrograf satua yatu dega cara membag hdrograf lmpasa lagsug dega tgg huja efektfya. Ordat hdrograf satua dapat drumuska, sebaga berkut : OHS = HLL / ΣHE...(9) g. Hdragraf satua terukur rata-rata Dar data kasus bajr yag terjad dperoleh sfat pokok hdrograf satua terukur. Sfat pokok hdrograf satua terukur (Qp da Tp) drata-rataka sehgga dperoleh sfat pokok hdrograf satua terukur. Dar sfat pokok hdrograf kemuda dcar ordat-ordat hdrograf satua terukur rata-rata dega cara tral ad error. Sebaga kotrol volume hdrograf satua terukur dbag luas DAS sama dega mm..5 Hdragraf satua stetk Dalam megembagka persamaa hdrograf satua stetk d Idoesa pada tahu 985, Sr Harto memasukka parameter luas DAS da pajag suga utama sebaga faktor yag petg. Dalam Sr Harto, 985, dberka beberapa krtera dalam memasukka parameter-parameter utuk meuruka persamaa yag dkemukaka oleh Horto (93), yatu : Faktor tersebut harus dapat dterma secara umum. Dapat dtetuka secara mudah dega data yag terseda. Mempuya la yag paggah, berart mempuya la yag sama bla dtetapka oleh orag yag berbeda. Dalam peelta dguaka karakterstk fsk betuk DAS yatu faktor betuk DAS (FD) sebaga varabel hdrograf satua stetk. Faktor betuk DAS (FD) adalah la badg atara kellg batas DAS (km) terhadap luas DAS (km ), dalam betuk persamaa dapat dtuls : FD = P/A...(0).6 Model regres Utuk meujukka hubuga atara parameter hdrograf satua dega parameter faktor betuk DAS (FD) dguaka aalss regres, yatu aalss yag membahas hubuga atara dua varabel atau lebh. Varabel yag dmaksud dalam aalss regres, yatu varabel bebas (VB) da varabel tdak bebas (VTB). Varabel bebas adalah varabel yag telah dketahu laya (parameter faktor betuk DAS), sedagka varabel tdak bebas adalah varabel yag aka dcar laya (parameter debt pucak Qp da waktu pucak Tp). Apabla dalam aalss regres telah dtetuka model persamaa matematk yag cocok, masalah berkutya adalah meetuka seberapa kuat hubuga atara varabel-varabel tersebut, atau dega kata la harus dtetuka derajat hubuga atau derajat asosas atara varabel hdrolog yag dguaka dalam aalss regres. Lagkah pertama dalam aalss regres da korelas adalah meetuka data feomea hdrolog {(X, Y); =,,3,...} yag dplh sebaga varabel bebas (VB) da varabel tdak bebas (VTB), lagkah selajutya adalah (Soewaro, 995) : Meetuka betuk kurva da persamaa yag cocok dega sebara data (X, Y) Melakuka terpolas la VTB berdasarka la VB yag telah dketahu. Bla dperluka melakuka ekstrapolas la VTB berdasarka la VB yag telah dketahu. Dalam peelta dguaka aalsa regres ler sederhaa da regres berpagkat utuk membuat hubuga pasaga data pegamata {(X, Y); =,,...}, sebaga berkut : Model sederhaa (gars lurus): Y = b + a X...() Y = b + a (/X)...() 8

6 Stud Pegaruh da Hubuga Varabel Betuk DAS Terhadap Parameter Hdrograf Satua Stetk (I Waya Sutapa) Model berpagkat Y = b X a...(3) Y = b X a + c...(4) Nla a da b dapat dhtug dega persamaa sebaga berkut : a _ (X X)(Y Y)...(5) b _ (X X) Y a (X)...(6) Devas stadar dar la resdu dapat dhtug dega persamaa sebaga berkut : σ σ x y (X X) ( ) ( ) (Y Y) _...(7)...(8) Utuk memlh model regres yag tepat, maka dar persamaa tersebut dcar la kesalaha stadar dar perkraa (SEY = stadard error of estmate), da koefse peetu atau koefse determas (R ). Persamaa utuk mecar koefese korelas (R) adalah sebaga berkut (Soewaro,995) : R (X X)(Y Y) (X X) (Y Y)...(9) Koefese regres dhtug berdasarka persamaa sebaga berkut : σ Y a R...(0) σ X Sehgga, persamaa gars regres Y, yatu persamaa utuk meramal debt pucak bajr suatu DAS jka Faktor betuk DAS dketahu adalah : σ Y Y R σ Y X (X X)...() Nla kesalaha stadar dar la (SEY) dapat dcar dega persamaa sebaga berkut : SEY (Y Y)...() Dega melhat la R da SEY, maka dar beberapa model yag dguaka dapat dplh salah satu model regres yag tepat. Dalam membadgka model regres tersebut dcar la koefsse determas terbesar atau medekat yag berart mempuya hubuga postf yag sempura da la kesalaha stadar terkecl. Koefese korelas atara (X, Y) meujukka hubuga ler atara varabel X da Y. Oleh karea tu utuk la R = 0, berart tdak adaya hubuga ler, mugk hubuga kuadratk. Dega demka la R = 0, mugk meujukka adaya hubuga tak ler yag sempura atara kedua varabel. Selajutya bagamaa meguj la koefese korelas (R) berada jauh dar ol atau R 0. Peguja dapat dlakuka dega rumus berkut : R( ) t ( R )...(3) Apabla la t htuga lebh kecl dar la t tabel, utuk derajat kebebasa, maka hpotess yag meyataka bahwa la R 0 dapat dterma. 3. Metode Peelta 3. Racaga peelta Peelta merupaka peelta deskrptp berupa aalsa hubuga atara karakterstk fsk DAS dega hdrograf alra lagsug akbat huja satu satua (Hdrograf satua). Sebaga varabel peelta adalah 9

7 Jural SMARTek, Vol. 4, No. 4, Nopember 006: 4-3 karakterstk fsk DAS da parameter hdrograf satua. Karakterstk fsk DAS berupa faktor betuk DAS (FD) yatu la badg atara kellg batas DAS (Km) terhadap luas DAS (Km ). Sedagka parameter hdrograf satua terdr dar debt pucak bajr (Qp) da waktu pucak bajr (Tp). 3. Pegumpula data Baha yag dguaka dalam peelta berupa data sekuder yag ddapat dar kator Satua Kerja Semetara Pegedala Bajr da Pegamaa Pata Sulawes Tegah yag berupa: Karakterstk fsk DAS dukur dar peta topograf : Data debt hasl pecatata AWLR Data huja. 3.3 Aalsa data Berdasarka data yag telah dkumpulka dlakuka pemlha data utuk aalss selajutya, dar peta topograf dapat dtetuka parameter DAS dega lagkah sebaga berkut : Meetuka batas-batas DAS dega megacu pada stasu hdrometr d ttk kotroll setap DAS yag dtjau. Pegukura luas DAS (Km ) da pajag kellg DAS (Km) Meghtug faktor betuk DAS (FD) yatu la badg atara kellg batas DAS (Km) terhadap luas DAS (Km ). Utuk meuruka hdrograf satua terukur setap DAS yag dtjau dlakuka lagkah-lagkah sebaga berkut : Meetuka hdrograf bajr atau saat terjad bajr. Meetuka lku kalbras dar hdrograf yag dplh. Memsahka hdrograf lmpasa lagsug masg-masg kasus bajr da alra dasarya Meetuka huja peyebab bajr pada taggal yag sama dega hdrograf yag dplh. Meghtug huja rerata hara DAS. Aalsa huja jam-jama dar huja rerata hara Huja efektf dhtug dega metode ph deks. Peurua hdrograf satua dega cara membag ordat lmpasa lagsug dega tgg huja efektf. 3.4 Pemodela Hasl peurua hdrograf satua berdasarka data yag telah dperoleh drata-rataka utuk dguaka sebaga data peurua model parameter HSS. Pemodela parameter HSS megguaka metode regres dega varabel tdak bebas adalah parameter HSS (QP da TP), sedagka sebaga varabel bebas adalah faktor betuk DAS (FD). Pegguaa tekk regres dega pemodela awal megguaka regres ler sederhaa da regres berpagkat, apabla belum ddapatka hasl yag bak, dlajutka regres yag la sampa ddapatka model yag bak dega krtera la koefse determas R. 4. Hasl da Pembahasa 4. Hasl peelta Dega meguaka data yag terseda da megkut lagkah peelta d atas maka ddapatka hasl hdrograf satua terukur da faktor betuk DAS sepert pada Tabel. Selajutya dlakuka pemodela utuk masg-masg parameter HSS (Qp, Tp da Tb) yag haslya dsajka pada tabel, tabel 3 da tabel 4. Tabel. Hdrograf Satua Terukur da Faktor Betuk DAS No Nama Qp Tp Tb FD suga (m 3 /det) (jam) (jam) (km/km ). S. Taopa 30,073 3,57,99 0,0. S. Saluga 8,44 7,333 6,67 0,30 3. S. Batu 3,89 4,000 4,000 0,7 Betuk DAS Paralel 30

8 Stud Pegaruh da Hubuga Varabel Betuk DAS Terhadap Parameter Hdrograf Satua Stetk (I Waya Sutapa) Tabel. Hasl Pemodela Debt Pucak (Qp) No Pemodela R R SEY a. Qp = 67, ,835FD 0,9689-0,9843,6 b. Qp = 0,375 FD -,7457 0,9986-0,9993,000 Tabel 3. Hasl Pemodela Waktu Pucak Bajr (Tp) No Pemodela R R SEY. Tp = 30,06 FD,9864 0,7496 0,8658 0,844. Tp = 3,9977 FD,45 0,7337 0,8566,77 Tabel 4. Hasl Pemodela Waktu Dasar Bajr (Tb) No Pemodela R R SEY. Tb = 35,4835 FD + 4,649 0,986 0,993 0,033. Tb = 39,7080 FD 0,3746 0,9766 0,988,0 Tabel 6. Perbadga waktu pucak HSS dega la hasl pemodela Nama suga Tp HSS Tp Pemodela Peympaga Tp = 30,06 FD,9864 (%) S. Taopa 3,57 3,086 3,58 S. Saluga 7,333 6,635 9,59 S. Batu 4,000 5,84,840 Tabel 7. Perbadga waktu dasar HSS dega hasl pemodela Nama suga Tb HSS Tb Pemodela Peympaga Tb = 35,4835 FD + 4,649 (%) S. Taopa,99,7 0,994 S. Saluga 6,67 5,998 0,646 S. Batu 4,000 4,87,8 Model parameter Hdrograf Satua Stetk (HSS) terbak yag terplh dega krtera koefese determas (R ) tertgg, dujka terhadap data HSS dega maksud utuk megetahu tgkat keadala model dalam mempredks la-la parameter HSS. Peguja dapat dtujukka pada tabel 5, tabel 6 da tabel Pembahasa Model parameter HSS dega varabel tuggal yag terplh dega krtera koefese determas, mempuya sesvtas yag kuat atau koefese korelas (R) utuk Qp = 0,9993, Tp = 0,8658 da Tb = 0,993. Hal membuktka bahwa faktor betuk DAS (FD) secara dvdu mempuya hubuga atau pegaruh ler terhadap parameter Hdrograf Satua Stetk (HSS). Dalam Peguja model dega megguaka stadar peympaga yatu, la peympaga kecl (0% - 9,99 %) da la peympaga besar, d atas 0 % dla sebaga peympaga yag besar. Peguja keadala pada debt pucak (Qp) da waktu dasar (Tb), terjad peympaga yag kecl pada 3

9 Jural SMARTek, Vol. 4, No. 4, Nopember 006: 4-3 ketga suga. Pada peguja keadala waktu pucak (Tp) terjad peympaga yag besar yatu, Suga Taopa sebesar 3,58 % da Suga Batu sebesar,84 %. Hal dsebabka karea jumlah data DAS yag mash kurag dega betuk DAS yag sama dar keseluruha DAS yag dguaka dalam peelta. 5. Kesmpula Secara gars besar kesmpula dar peelta adalah: Faktor betuk DAS (FD) mempuya hubuga ler yag cukup kuat (sestvtas tgg) terhadap parameter Hdrograf Satua Stetk (HSS). Persamaa matematk hasl pemodela parameter HSS utuk betuk DAS paralel, adalah sebaga : Qp = 0,375 FD -,7457 Tp = 30,06 FD,9864 Tb = 35,4835 FD + 4,649 Soewaro, 995, Hdrolog Aplkas Metode Statstk Utuk Aalss Data (jld I Da II), Nova, Badug. Sr Harto BR, 993, Aalss Hdrolog, PT. Grameda Pustaka Utama, Jakarta. Sr Harto BR, 985, Hdrograf Satua Stetk GAMA I, Bada Peerbt Departeme Pekerjaa Umum, Jakarta Suyoo Sosrodarsoo da Takeda, 999, Hdrolog Utuk Pegara, Jakarta. 6. Daftar Pustaka Asdak Chay, 995, Hdrolog Da Pegelolaa Daerah Alra Suga, Erlagga, Jakarta. Imam Subarkah, 987, Hdrolog Tekk, Usaha Nasoal, Jakarta. Lsley Jr, Max A Kohler, Joseph L. H.Paulus, 996, Hdrolog Utuk Isyur, Erlagga, Jakarta. Soemarto, 995, Hdrolog Tekk, Grameda, Jakarta. 3