ANALISIS KURVA IDF (INTENSITY-DURATION-FREQUENCY) DAS GAJAHWONG YOGYAKARTA

Transkripsi

1 ANALISIS KURVA IDF (INTENSITY-DURATION-FREQUENCY) DAS GAJAHWONG YOGYAKARTA Adrea Sumarah Asih 1 da Garyesto Theopastus Habaita 2 1 Dose Jurusa Tekik Sipil, STTNAS Yogyakarta Jl. Babarsari, CT., Depok, Slema, Yogyakarta Mahasiswa Jurusa Tekik Sipil, STTNAS Yogyakarta Jl. Babarsari, CT., Depok, Slema, Yogyakarta adrea.sa21@gmail.com ABSTRAK Aalisis hidrologi sagat dibutuhka dalam perecaaa bagua-bagua hidraulik. Salah satu diataraya perecaaa salura draiase yag membutuhka kurva IDF (Itesity-Duratio Frekuecy) utuk dapat meghitug debit bajir recaa. Peelitia ii bertujua megaalisis kurva IDF DAS Gajah Wog yag atiya dapat diguaka utuk megevaluasi kierja sistem draiase beberapa kawasa yag terletak di DAS Gajah Wog salah satuya adalah kawasa Babarsari. Peelitia dilakuka dega megguaka data huja haria sepajag 13 tahu mulai dari tahu 2000 sampai dega 2012 di stasiu Prumpug, Sopala da Sata. Data huja diaalisis frekuesiya utuk meetuka jeis distribusi yag sesuai, kemudia diuji dega metode Chi Kuadrat da Smirov Kolmogorov utuk megetahui apakah jeis distribusi sudah tepat atau belum. Berdasarka jeis distribusi terpilih kemudia dapat dihitug besara huja racaga dega kala ulag tertetu. Huja racaga kemudia diaalisis megguaka metode Mooobe sehigga didapatka hubuga atara itesitas huja da durasi berdasarka frekuesi kejadiaya. Peyajia secara grafik hubuga ii berupa kurva IDF (Itesity-Duratio-Frequecy) yag meyataka besarya perkiraa itesitas huja utuk berbagai kala ulag. Hasil peelitia data huja megguaka metode aalisis frekuesi meujukka bahwa jeis distribusi yag sesuai dega sebara data di wilayah studi adalah distribusi ormal. Sedagka persamaa yag didapatka dari kurva IDF megguaka metode Mooobe utuk berbagai kala ulag diataraya utuk kala ulag 5 tahu yaitu y = x da kala ulag 10 tahu yaitu y = x Kata kuci : itesitas, durasi, frekuesi, debit PENDAHULUAN Kajia terhadap sistem draiase suatu kota atau kawasa selalu diawali dega aalisis hidrologi berupa perkiraa besara bajir yag terjadi. Asdak dalam Suroso, 2006 meyebutka bahwa bajir adalah alira/geaga air yag meimbulka kerugia ekoomi atau bahka meyebabka kehilaga jiwa. Alira/geaga air ii dapat terjadi karea adaya luapa-luapa pada daerah di kaa atau kiri sugai/salura akibat alur sugai tidak memiliki kapasitas yag cukup bagi debit alira yag lewat (Sudarwadji, 1987). Becaa bajir selai disebabka akibat kerusaka ekosistem ataupu aspek ligkuga yag tidak terjaga aka tetapi juga disebabka karea becaa alam itu sediri seperti curah huja yag tiggi. Peetua besara bajir yag terjadi dapat dilakuka melalui aalisis data debit atau data huja yag tersedia. Salah satu metode yag dapat diguaka utuk meghitug debit bajir dalam perecaaa bagua pegedali bajir seperti salura draiase maupu taggul adalah metode Rasioal. Aka tetapi metode Rasioal baru dapat diguaka jika tersedia data itesitas huja dalam durasi da periode ulag tertetu yag diyataka dalam kurva Itesity-Duratio-Frequecy (IDF). Sri Harto (1993) meyebutka bahwa aalisis IDF memerluka aalisis frekuesi dega megguaka seri data yag diperoleh dari rekama data huja. Dari aalisis frekuesi didapatka ilai huja recaa yag kemudia dapat diaalisis hubuga atara itesitas da durasi berdasarka frekuesi kejadiaya. Peelitia ii bertujua utuk megaalisis curah huja DAS Gajahwog, sehigga didapatka perkiraa besarya itesitas huja utuk berbagai kala ulag. Besarya perkiraa itesitas huja ii diyataka dalam kurva Itesity-Duratio- Frequecy (IDF), yag atiya dapat diguaka sebagai dasar perhituga debit bajir recaa. Perhituga debit bajir ii sagat bermafaat sebagai iformasi awal utuk perecaaa bagua pegedali bajir diataraya salura draiase, taggul, da bagua laiya yag terdapat di DAS Gajahwog. Kajia Pustaka Pemiliha Seri Data Huja Huja merupaka masuka utama kedalam suatu DAS, sehigga jumlah huja yag terjadi dalam suatu DAS merupaka besara yag sagat petig dalam sistem DAS tersebut. Data curah SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 DESEMBER 2013 S 69

2 huja dapat berupa curah huja haria atau curah huja jam-jama (Rachmad Jayadi, 2000). Peetua debit bajir racaga dapat dilakuka dega meetuka huja racaga dega aalisis frekuesi dari seri kumpula data huja haria beberapa tahu. Dalam Sri Harto (1993), disebutka bahwa peetapa seri data yag diperguaka dalam aalisis frekuesi dapat dilakuka dega cara-cara sebagai berikut : 1. Maximum aual series Dilakuka dega megambil data maksimum setiap tahuya, yag berarti jumlah seri data aka sama dega pajag data yag tersedia. Akibatya, besar huja/bajir maksimum kedua dalam satu tahu yag mugki lebih besar dari huja/bajir maksimum tahu lai yag tidak diikutka dalam aalisis. Hal seperti ii diaggap oleh sebagia pihak kurag realistik. Utuk megatasi itu diguaka partial aual series. 2. Partial aual series Ditetapka dega jala meetapka suatu batas bawah tertetu (threshold) dega pertimbaga-pertimbaga tertetu, misalya resiko kegagala, jeis proyek, daerah yag terkea imbas bila terjadi kegagala, da peratura yag berlaku bila ada. Dalam hal ii batasa yag diambil diusahaka meghasilka debit racaga yag optimal baik dari segi keamaa sruktur maupu dari segi ekoomi. Selajutya, besara yag ada di atas batasa tersebut diguaka sebagai iput dalam aalisis frekuesi. Aalisis Frekuesi Tujua dalam aalisis frekuesi adalah utuk memperkiraka besara tiggi huja dega kala ulag tertetu dari huja terukur dega megguaka cara statistik. Parameter statistik yag diguaka dala aalisis frekuesi adalah sebagai berikut : Parameter Statistik a. Rata-rata / mea. 1 (1) x x i i1 dega adalah jumlah pegamata, x adalah rata-rata data huja maksimum tiap tahu, serta x i adalah huja maksimum tiap tahu. b. Simpaga baku ( stadard deviatio ) atau varia ( variace ) S 2 1 = ) ( x i x (2) i c. Koefisie asimetri / coefficiet of skewess. C i1 ( x x) s 3 1-2S d. Koefisie varia /coefficiet of variatio. C v S x i 3 (3) (4) e. Koefisie Kurtosis /coefficiet of kurtosis. Ck SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 DESEMBER 2013 S 70 4 x x S (5) Distribusi statistik Distribusi statistik yag aka dipakai dalam aalisis frekuesi dapat ditetuka setelah parameter statistik diketahui. Adapu ciri dari distribusi statistik yag serig diguaka dalam aalisis hidrologi atara lai ( Rachmad Jayadi, 2000). a. Distribusi Normal Distribusi Normal memiliki ciri khas C s 0 da C k 3 b. Distribusi Log Normal Ciri khas distribusi Log Normal adalah Cs 3 Cv da Cs > 0 c. Distribusi Gumbel Ciri khas distribusi Gumbel adalah Cs = 1,1396 da Ck = 5,4002. d. Distribusi Log Pearso III Dapat dipilih jika ilai koefisie skewess tidak medekati ilai satupu dari ilai koefisie yag telah ditetapka pada distribusi di atas. Uji kesesuaia distribusi Uji kesesuaia distribusi dilakuka utuk meetapka apakah distribusi yag dipilih sesuai dega distribusi data. a. Uji Chi-kuadrat Pegujia ii merupaka pegeceka terhadap peyimpaga rerata dari data yag diaalisis berdasarka distribusi terpilih. Peyimpaga tersebut diukur dari perbedaa atara ilai probabilitas setiap variat χ meurut hituga dega pedekata empiris. Rumus yag diguaka adalah sebagai berikut ii (Rachmad Jayadi, 2000). 2 k i1 Efi Of Efi i 2 (6) dega χ 2 adalah harga Chi-kuadrat, Ef adalah frekuesi yag diharapka utuk kelas i, Of adalah frekuesi terbaca pada kelas i, da k adalah jumlah kelas. Syarat uji Chi-kuadrat adalah harga 2 harus lebih kecil dari harga 2 kritik yag besarya tergatug pada derajat kebebasa (DK) da derajat yata (). Pada aalisis frekuesi (2.3) umumya diguaka ilai = 5 %, sedagka DK didapat dega rumus berikut ii.

3 DK K ( P 1) (7) dega DK adalah derajat kebebasa, K adalah jumlah kelas, da P adalah jumlah parameter distribusi terpilih. b. Uji Smirov Kolmogorov Uji kecocoka ii serig juga disebut uji kecocoka o parametrik (oparametrik test), karea pegujiaya tidak megguaka fugsi distribusi tertetu. Pegujia ii lebih sederhaa, yaitu dega membadigka probabilitas utuk tiap variat dari distribusi empiris da probabilitas dari distribusi teoritisya sehigga medapatka ilai perbedaa delta ( Δ ) tertetu. Nilai delta yag tertiggi harus lebih kecil dari ilai delta kritik sebagai syarat bahwa distribusi tertetu tersebut dapat diterima. Δ maks = P(x) P( xi ) < Δ kritik (8) dega P(x) adalah peluag teoritis da P(x i ) adalah peluag empiris (lapaga). Aalisis Itestitas Huja Karakteristik huja terdiri dari itesitas, durasi, kedalama da frekuesi. Semua karakteristik tersebut salig berkaita. Aalisis hubuga dua parameter huja yag petig berupa itesitas da durasi dapat dihubugka secara statistik dega suatu frekuesi kejadiaya. Peyajia secara grafik hubuga ii adalah berupa kurva Itesity-Duratio-Frequecy (IDF) (Joesro Loebis, 1992). Itesitas curah huja adalah ketiggia curah huja yag terjadi pada suatu kuru waktu di maa air tersebut terkosetrasi (Joesro Loebis, 1992). Itesitas curah huja diotasika dega huruf I dega satua mm/jam. Besarya itesitas curah huja sagat diperluka dalam perhituga debit bajir recaa berdasar metode Rasioal. Durasi adalah lamaya suatu kejadia huja (Sudjarwadi, 1987). Itesitas huja yag tiggi pada umumya berlagsug dega durasi pedek da meliputi daerah yag tidak sagat luas (Sudjarwadi, 1987). Huja yag meliputi daerah luas, jarag sekali dega itesitas tiggi, tetapi dapat berlagsug dega durasi cukup pajag. Kombiasi dari itesitas huja yag tiggi dega durasi pajag jarag terjadi, tetapi apabila terjadi berarti sejumlah besar volume air bagaika ditumpahka dari lagit. Sri Harto (1993) meyebutka bahwa aalisis IDF memerluka aalisis frekuesi dega megguaka seri data yag diperoleh dari rekama data huja. Jika tidak tersedia waktu utuk megamati besarya itesitas huja atau disebabka oleh karea alatya tidak ada, dapat ditempuh cara-cara empiris dega memperguaka rumus-rumus eksperimetil seperti rumus Talbot, Sherma da Ishigura (Suyoo da Takeda, 1999). Apabila di lapaga terdapat data huja jam-jama, maka itesitas curah huja dihitug megguaka metode Talbot (Joesro Loebis, 1992). Seadaiya data curah huja yag ada adalah data curah huja haria, maka utuk meghitug itesitas huja dapat diguaka metode Mooobe (Joesro Loebis, 1992) sebagai berikut : R T 2/3 R T (9) dega R T adalah itesitas huja pada durasi T jam (mm/jam), R24 adalah curah huja haria maksimum (mm), da T adalah durasi huja (jam). METODE PENELITIAN Lokasi, Waktu da Data Lokasi peelitia adalah DAS Gajahwog yag terletak di wilayah propisi DIY. Data yag diguaka dalam peelitia ii berupa data sekuder yag diperoleh dari Balai Sumber Daya Air Progo-Opak-Oyo Dias Pegaira da Balai SABO Propisi DIY dega lama pecatata selama 13 tahu mulai tahu 2000 sampai dega tahu Data tersebut berupa data huja jamjama da data huja haria stasiu Prumpug, Sopala da Sata, data debit debit haria sugai di Papriga da Tambak Baya, da peta DAS. Gambar 1. Peta Lokasi DAS Gajahwog Alat da Metode Aalisis Alat batu yag diguaka dalam peelitia ii adalah program Excel Visual Basic For SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 DESEMBER 2013 S 71

4 Applicatio (Kuriawa, 1998). Adapu tahapa peelitia meliputi aalisis huja haria maksimum DAS, aalisis frekuesi da aalisis itesitas huja (kurva IDF). Aalisis huja haria maksimum DAS dilakuka megguaka metode partial aual series berdasarka data curah huja yag tersedia. Data huja maksimum tersebut selajutya diaalisis frekuesiya utuk meetuka jeis distribusi yag sesuai, kemudia diuji dega metode Chi Kuadrat da Smirov Kolmogorov utuk megetahui apakah jeis distribusi sudah tepat. Berdasarka jeis distribusi terpilih kemudia dapat dihitug besarya huja racaga dega kala ulag tertetu. Huja racaga kemudia diaalisis megguaka metode Mooobe sehigga didapatka hubuga atara itesitas huja da durasi berdasarka frekuesi kejadiaya, yag disajika secara grafik berupa kurva Itesity- Duratio-Frequecy (IDF). HASIL DAN PEMBAHASAN Aalisis huja haria maksimum DAS Megigat pajag data huja haria yag tersedia haya 13 tahu maka pemiliha seri huja dipilih cara partial aual series. Dalam aalisis huja haria maksimum DAS Gajahwog ii tahapa yag dilakuka berturut-turut adalah Tabel 1. Huja maksimum haria rata-rata Tahu Kejadia Bula Taggal Sata Nama Stasiu Prumpug Sopala Huja haria rata-rata Huja maks haria rata-rata meetuka huja maksimum haria pada tahu SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 DESEMBER 2013 S 72

5 tertetu di salah satu stasiu huja, kemudia mecari besarya curah huja pada taggal-bulatahu yag sama utuk stasiu huja yag lai. Kemudia huja DAS dihitug rata-rataya. Lagkah tersebut kemudia diulag pada tahu yag sama utuk stasiu huja yag lai, begitu seterusya sampai pajag data yag tersedia (Suripi, 2004). Dari hasil rata-rata yag diperoleh, dipilih ilai yag tertiggi setiap tahu. Data huja yag terpilih setiap tahu merupaka huja maksimum haria DAS utuk tahu yag bersagkuta. Hasil aalisis huja haria maksimum rata-rata dapat dilihat pada Tabel 1. Aalisis Frekuesi Aalisis frekuesi huja dilakuka gua meetuka periode ulag huja recaa yag tertetu, yaitu meujukka kemugkia besarya curah huja aka tersamai atau terlampaui selama periode waktu tertetu. Tahapa aalisis frekuesi dilakuka berdasarka data huja maksimum yag terdapat pada Tabel.1 kemudia diaalisis megguaka program Excel Visual Basic For Applicatio (Kuriawa, 1998). Dari aalisis frekuesi kemudia didapatka ilai-ilai parameter statistik meliputi ilai rerata (mea) sebesar ; stadar deviasi ; koefisie skewess ; koefisie kurtosis ; serta koefisie varia Berdasarka ilai-ilai parameter statistik tersebut dapat disimpulka bahwa jeis distribusi yag sesuai utuk DAS Gajahwog adalah distribusi Normal. Parameter statistik Nilai Nilai Rerata (Mea) Stadar Deviasi Koefisie Skewess Koefisie Kurtosis Koefisie Variasi Nilai Tegah Kemudia setelah dilakuka pegujia Chi Kuadrat maupu Smirov Kolmogorov didapatka ilai curah huja utuk berbagai kala ulag (retur period) seperti yag terdapat pada tabel berikut ii. Tabel 3. Curah huja utuk berbagai kala ulag Kala ulag (tahu) Huja (mm) Aalisis Kurva IDF Setelah didapatka ilai huja recaa utuk beberapa kala ulag, data tersebut kemudia didistribusika ke dalam satua waktu yag lebih kecil megguaka metode Mooobe. Adapu hasil aalisis itesitas huja jam-jama utuk berbagai periode ulag di DAS Gajahwog dapat dilihat pada tabel da gambar berikut ii. Tabel 2. Nilai Parameter Statistik Durasi ( meit ) Tabel 4. Itesitas huja jam-jama (mm/jam) utuk berbagai kala ulag. Itesitas huja (mm/jam) utuk berbagai kala ulag (tahu) SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 DESEMBER 2013 S 73

6 Itesitas huja (mm/jam) SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahu 2013 : Rekayasa Tekologi Idustri da Iformasi 200 KURVA INTENSITY-DURATION-FREQUENCY DAS GAJAHWONG tahu 2 tahu 5 tahu 10 tahu 20 tahu 50 tahu y = x y = x Durasi (meit) Gambar 2. Kurva Itesity-Duratio-Frequecy (IDF) DAS Gajahwog KESIMPULAN Hasil peelitia data huja megguaka metode aalisis frekuesi meujukka bahwa jeis distribusi yag sesuai dega sebara data di wilayah studi adalah distribusi ormal. Sedagka persamaa yag didapatka dari kurva IDF megguaka metode Mooobe utuk berbagai kala ulag diataraya utuk kala ulag 5 tahu yaitu y = x da kala ulag 10 tahu yaitu y = x UCAPAN TERIMA KASIH Terimakasih yag sebesar-besarya peulis sampaika kepada Depdikbud yag telah medaai peelitia Dose Pemula di DAS Gajahwog, Yogyakarta. DAFTAR PUSTAKA Joesro Loebis, 1992, Bajir Recaa Utuk Bagua Air, Departeme Pekerjaa Umum, Jakarta. Kuriawa, A.,1998, Aalisis Frekuesi Dalam Bidag Sumberdaya Air Dega Megguaka Program Excel Visual Basic For Applicatio, Tugas Akhir, Jurusa Tekik Sipil, UGM, Yogyakarta. Rachmad Jayadi, 2000, Hidrologi I, Pegeala Hidrologi, UGM, Yogyakarta. Suroso, 2006, Aalisis Curah Huja Utuk Membuat Kurva Itesity-Duratio- Frequecy (IDF) di Kawasa Rawa Bajir Kabupate Bayumas, Jural Tekik Sipil, Vol.3, No.1, Jauari 2006, Uiversitas Muhamadiyah Malag. Suyoo S., da Takeda, 1999, Hidrologi Utuk Pegaira, PT. Pradya Paramitha, Jakarta. Sri Harto Br., 1993, Aalisis Hidrologi, PT. Gramedia Pustaka Utama, Yogyakarta. Sri Harto Br., 2000, Hidrologi : Teori, Masalah, Peyelesaia, Nafiri, Yogyakarta. Sudjarwadi, 1987, Tekik Sumber Daya Air, PAU Ilmu Tekik UGM, Yogyakarta. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 DESEMBER 2013 S 74