Kurva Itesitas.. Persamaa Moobe KURVA INTENSITAS DURASI FREKUENSI (IDF) PERSAMAAN MONONOBE DI KABUPATEN SLEMAN Dose Jurusa Tekik Sipil Fakultas Tekik Uiversitas Jaabadra Yogyakarta INTISARI Pola curah huja yag tidak meetu saat ii memberi pegaruh besar terhadap ligkuga perecaaa hidrologi terutama perecaa Daerah Alira Sugai (DAS) da peracaga salura draiase. Peracaga salura draiase, beduga, da bagua hidraulik lai memerluka data curah huja. Perhituga debit bajir recaa dega metode rasioal utuk peracaga bagua hidraulik memerluka data itesitas huja dalam durasi da periode ulag tertetu yag dapat diperoleh dari kurva Itesitas Durasi Frekuesi (IDF). Berdasarka data huja dari stasiu peakar air huja yag ada di Kabupate Slema da akibat adaya perubaha pola curah huja maka perlu dibuat kurva IDF dega data terbaru. Tujua peelitia utuk medapatka kurva IDF dega persamaa Mooobe di Kabupate Slema. Mafaat peelitia diharapka dapat diguaka sebagai dasar utuk perecaa DAS, da peracaga bagua hidraulik di Kabupate Slema. Di Kabupate Slema terdapat stasiu peakar air huja yag derada di Bera, Godea, Seyega, Broggag, Gemawag, Platara, Tajug Tirto, Sata, Agi-agi, Prumpug, da Kemput. Huja daerah dihitug dega metode poligo Thiesse, perhituga huja racaga dega metode aalisis frekuesi dilakuka utuk kala ulag, 5, da 00 tahu. Itesitas curah huja haria dihitug dega rumus Mooobe dalam kala ulag, 5, da 00 tahu da waktu huja 5, 0, 5, 0, 45, 60, 0, 80, da 360 meit. Peggambara kurva itesitas durasi frekuesi (IDF) dega meghubugka itesitas huja sebagai absis (sumbu x) da lama huja sebagai ordiat (sumbu y). Pola distribusi curah huja haria maksimum di Kabupate Slema megikuti distribusi log ormal. Berdasarka aalisis frekuesi utuk curah huja rerata maksimum haria di Kabupate Slema teryata huja racaga utuk periode ulag, 5, da 00 tahu adalah 6,546 mm, 77,8 mm, 4,683 mm. Huja racaga yag dihitug dega Persamaa Mooobe berhasil diolah mejadi kurva IDF, yag diperluka dalam meghitug besar bajir racaga utuk desai bagua hidraulik. Kata kuci : kurva itesitas durasi frekuesi (kurva IDF) I. PENDAHULUAN Idoesia merupaka egara yag terletak di daerah yag beriklim tropis. Daerah yag beriklim tropis memiliki dua musim yaitu musim kemarau da musim peghuja. Musim kemarau terjadi pada bula April sampai Oktober, sedagka musim peghuja terjadi pada bula Oktober sampai April. Saat ii musim di Idoesia mejadi tidak meetu yag ditadai dega adaya perubaha pola curah huja. Musim kemarau yag ISSN 44-5 85
JANATEKNIKA VOL. NO. /JULI 009 seharusya jarag huja serig turu huja. Peyebab terjadiya perubaha pola curah huja atara lai peebaga huta secara liar, meigkatya polusi udara, da lai-lai. Pola curah huja yag tidak meetu saat ii memberi pegaruh besar terhadap ligkuga perecaaa hidrologi terutama perecaa Daerah Alira Sugai (DAS) da peracaga salura draiase. Peracaga salura draiase, beduga, da bagua hidraulik lai memerluka data curah. Perhituga debit bajir recaa dega metode rasioal utuk peracaga bagua hidraulik memerluka data itesitas huja dalam durasi da periode ulag tertetu yag dapat diperoleh dari kurva Itesitas Durasi Frekuesi (IDF). Meurut Suroso (006) becaa bajir yag sudah mejadi laggaa setiap tahu pada saat musim peghuja selama puluha tahu di wilayah Bayumas, terutama Bayumas bagia selata yaitu Kecamata Kemraje, Kecamata Sumpiuh, Kecamata Bayumas da Kecamata Tambak. Becaa bajir selai terjadi akibat kerusaka ekosistem ataupu aspek ligkuga yag tidak terjaga tetapi juga disebabka itesitas huja yag tiggi. Itesitas berhubuga dega durasi frekuesi dapat diekspresika dega kurva Itesity-Duratio-Frequecy (IDF). Di Kabupate Slema terdapat stasiu peakar air huja yag derada di Bera, Godea, Seyega, Broggag, Gemawag, Platara, Tajug Tirto, Sata, Agi-agi, Prumpug, da Kemput. Berdasarka data huja dari stasiu peakar air huja yag ada di Kabupate Slema da akibat adaya perubaha pola curah huja perlu dibuat kurva IDF dega data terbaru. Tujua peelitia utuk medapatka kurva IDF dega persamaa Mooobe di Kabupate Slema. Mafaat peelitia diharapka dapat diguaka sebagai dasar utuk perecaa DAS, da peracaga bagua hidraulik di Kabupate Slema. II. TINJAUAN PUSTAKA Huja adalah air yag jatuh dalam betuk tetesa yag dikodesasika dari uap air di atmosfer (Seyha, 995). Huja terjadi akibat adaya siklus hidrologi, awa peyebab huja terjadi akibat adaya proses peguapa, baik dari muka air taah, permukaa poho-poho da dari air permukaa, dimaa huja aka terjadi apabila berat butir-butir air (di awa) lebih besar dari gaya teka udara ke atas. Air yag jatuh ke bawah sebelum mecapai permukaa taah sebagia aka meguap kembali mejadi awa, sedagka air yag sampai permukaa taah disebut huja da dapat diukur. Pegukur curah huja yag terjadi pada suatu daerah merupaka huja yag terjadi pada stasiu tersebut. Huja di Idoesia yag beriklim tropis memiliki tigkat variabilitas ruag da waktu yag tiggi, maka utuk wilayah yag luas diperluka peghituga huja daerah. Huja daerah diperoleh dari harga rata-rata curah huja beberapa stasiu peakar huja yag ada di dalam da/atau di sekitar kawasa tersebut (Suripi, 004). Meurut Soemarto (999) ada 3 cara utuk meetuka tiggi huja daerah yaitu cara Rerata Aljabar, cara poligo Thiesse da cara Isohyet dari agka curah huja di beberapa titik pos peakar huja. Cara Rerata Aljabar aka memberika hasil yag baik da dapat dipercaya jika pos peakar atau pecatat ditempatka secara merata di areal yag diamati. Cara poligo Thiesse didasarka pada rata-rata timbag dega masig-masig peakar mempuyai daerah pegaruh yag dibetuk dega megambar sumbu tegak ISSN 44-5 86
Kurva Itesitas.. Persamaa Moobe lurus terhadap garis peghubug di atara buah pos peakar pada Gambar.. Rumus perhituga cara poligo Thiesse sebagai berikut. R = A. R + A. R A + A +... + A. R +... + A = Ai. di Ai = Ai. di..) A Dimaa : A : luas areal total, R : tiggi curah huja rata-rat areal, R, R... R : tiggi curah huja di pos,,...,, A, A...A : luas daerah pegaruh pos,,...,. A A A3 sugai 3 Gambar.. Poligo Thiesse ISSN 44-5 87
JANATEKNIKA VOL. NO. /JULI 009 Huja racaga dapat ditetuka dega metode aalisis frekuesi data huja daerah. Metode statistika berupa aalisis frekuesi data terukur berupa data huja dega pajag data (data series) berkisar 0 tahu. Pemiliha data utuk aalisis frekuesi dapat dilakuka dega cara yag berbeda yaitu aual maximum series dega megambil haya satu besara maksimum setiap tahu da partial series dega meetapka satu batas bawah (ambag). Hal ii dilakuka utuk meghidari terjadiya besara huja tertetu dalam satu tahu tidak dimasukka dalam aalisis frekuesi, karea data tersebut buka besara maksimum, meskipu mugki lebih besar dari besara maksimum yag terjadi di tahu yag berbeda. Itesitas huja adalah laju huja atau tiggi air per satua waktu. Itesitas curah huja diotasika dega huruf I dega satua mm/jam. Perhituga itesitas huja megguaka persamaa Mooobe (Soemarto, 995). R 4 3 I = 4.. ) 4 t Dimaa : I : itesitas huja (mm/jam), t : waktu, R : tiggi huja racaga dalam 4 jam. 4 III. METODE PENELITIAN Lokasi peelitia di Kabupate Slema Propisi Daerah Istimewa Yogyakarta. Pertimbaga pemiliha lokasi karea Kabupate Slema merupaka hulu dari sugai-sugai besar yag ada di wilayah Yogyakarta da ketersediaa data terutama data huja. Aalisis hidrologi memerluka data yag mecakup semua variabel da parameter terkait dalam proses peelitia, pada peelitia ii data yag diguaka berupa data sekuder. Data sekuser merupaka data yag terkumpul secara teratur da teramati oleh istasi terkait, sehigga dapat memberika ifo data yag bear-bear akurat da da dapat dipertaggug jawabka. Data huj diperoleh dari Balai Pegelolaa Sumber Daya Air Wilayah Sugai Progo-Opak-Oyo Dias Pemukima da Prasaraa Wilayah Bidag Pegaira Propisi Daerah Istimewa Yogyakarta. Peta wilayah Kabupate Slema dari Departema Pekerjaa Umum Direktorat Jederal Cipta Karya. ISSN 44-5 88
Kurva Itesitas.. Persamaa Moobe Gambar 3.. Peta Wilayah Kabupate Slema Tahapa yag dilakuka utuk membuat grafik legkug huja adalah :. Meetuka luas daerah pegaruh masig-masig stasiu peakar curah huja dega metode poligo Thiesse.. Meghitug huja daerah haria maksimum utuk tiap-tiap tahu data dari tahu 993 sampai tahu 005 megguaka metode poligo Thiesse kemudia dibuat tabel huja maksimum haria perbula. 3. Meetuka parameter statistik dari data yag telah diurutka dari kecil ke besar, yaitu: mea (x), stadard deviatio (S), coeffisiet of variatio (Cv), coeffisiet of skewess (Cs), da coeffisiet of kurtosis (Ck), seperti Persamaa 3 sampai dega Persamaa 8. a. Rata-rata/ Mea/Avarage Xi X =...3) b. Simpaga Baku/ Deviasi Stadar ISSN 44-5 89
JANATEKNIKA VOL. NO. /JULI 009 (Xi X) S = ( ) 4) c. Koefisie Variasi (Variatio Coefficiet) S Cv = X..5) d. Koefisie Kemecega/ Skewess a Cs = 3 S...6) 3 a = (Xi X) ( )( )... 7) e. Koefisie Kurtosis Ck = (X X) i S 4 4...8) 4. Meetuka jeis distribusi yag sesuai berdasarka parameter statistik. Meurut Suripi (004) ada 4 (empat) jeis distribusi frekuesi yag serig diguaka dalam hidrologi yaitu : a. Distribusi Normal Distribusi ormal disebut juga distribusi Gauss. Fugsi desitas peluag ormal (ormal probability desity fuctio) dapat ditulis sebagai berikut (Soewaro,995). b. Distribusi Log Normal Distribusi log ormal merupaka hasil trasformasi dari distribusi ormal, yaitu dega merubah ilai varia x mejadi ilai logaritmik varia x (Soewaro, 995). c. Distribusi Gumbel Distribusi Gumbel bayak diguaka utuk aalisis data maksimum, seperti utuk aalisis frekuesi bajir. d. Distribusi Log Perso Tipe III Distribusi log perso tipe III bayak diguaka dalam aalisis hidrologi terutama dalam aalisis data maksimum da miimum dega ilai ekstrem. Meurut Widyasari (005) utuk meetuka dugaa (hipotesa) distribusi (sebara) data sesuai parameter statistik adalah sebagai berikut : a. Distribusi Normal bila Cs 0 ; Ck 3 b. Distribusi Log Normal bila Cs 3Cv ; Cv > 0 c. Distribusi Gumbel bila Cs,4 ; Ck 5,4 d. Distribusi Log Perso bila Cs 0 ; Ck > 4 s.d 6 5. Dari jeis distribusi terpilih dapat dihitug besara huja racaga utuk kala ulag, 5, da 00 tahu. 6. Melakuka pegujia kecocoka pola distribusi dega uji Chi-Kuadrat da uji Smirov-Kolmogorov utuk megetahui apakah jeis distribusi yag dipilih da diguaka sudah tepat. Pegujia parameter yag serig dipakai utuk pegujia pola distribusi data hidrologi adalah : a. Uji Chi-kuadrat ISSN 44-5 90
Kurva Itesitas.. Persamaa Moobe Uji Chi-kuadrat dimaksudka utuk meetuka apakah persamaa distribusi yag telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yag diaalisis. pegambila keputusa uji ii megguaka parameter Xh, yag dapat dihitug dega Persamaa. G ( Oi Ei) Xh =... Ei...) b. Uji Smirov Kolmogorov Uji kecocoka Smirov Kolmogorov, serig juga disebut uji kecocoka o parametrik (o parametric test), karea pegujiaaya tidak megguaka fugsi distribusi tertetu. Tabel 3.. Nilai Kritis Do Utuk Uji Smirov Kolmogorov N Derajat Kepercayaa (α) 0.0 0.0 0.05 0.0 5 0.45 0.5 0.56 0.67 0 0.3 0.37 0.4 0.49 5 0.7 0.30 0.34 0.40 0 0.3 0.6 0.9 0.36 5 0. 0.4 0.7 0.3 30 0.9 0. 0.4 0.9 35 0.8 0.0 0.3 0.7 40 0.7 0.9 0. 0.5 45 0.6 0.8 0.0 0.4 50 0.5 0.7 0.9 0.3 N>50.07 0.5 N Sumber : Soewaro, 995. 0.5 N.36 0.5 N.63 0.5 N 7. Meetuka itesitas curah huja haria dega rumus Mooobe dalam kala ulag, 5, da 00 tahu da waktu huja 5, 0, 5, 0, 45, 60, 0, 80, da 360 meit. 8. Peggambara kurva itesitas durasi frekuesi (IDF) dega meghubugka itesitas huja sebagai absis (sumbu x) da lama huja sebagai ordiat (sumbu y). IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Perhituga luas area dilakuka utuk meetuka luas area yag diwakili masig-masig stasiu peakar huja. Perhituga dilakuka dega metode poligo Thiesse. Luas poligo masig-masig stasiu peakar huja diguaka utuk meghitug koefise poligo yag diguaka dalam perhituga huja daerah. Koefisie poligo didapat dega cara luas masig-masig poligo dibagi luas daerah. Huja daerah dilakuka dega metode poligo Thiesse sesuai Persamaa, da hasil huja daerah dapat dilihat pada Tabel 4.. ISSN 44-5 9
JANATEKNIKA VOL. NO. /JULI 009 Tabel 4.. Huja Daerah Maksimum Tahua Kabupate Slema No. Tahu Huja Maksimum (mm). 993 6,99. 994 7,37 3. 995 99,0 4. 996 59,93 5. 997 93,9 6. 998 68, 7. 999 54,57 8. 000 60,7 9. 00 50,98 0. 00 55,65. 003 39,7. 004 6,54 3. 005 7,4 Huja racaga dihitug berdasarka hasil huja daerah maksimum, dega cara data terlebih dulu data harus diurutka. Data diurutka dari ilai terkecil ke ilai terbesar, kemudia dilakuka perhituga parameter statistik diperoleh ilai Cv = 0,60 da Ck = 0,74. Nilai sifat dasar statistikya medekati distribusi log ormal karea Cv > 0 = 0,60 Da Cs 3Cv= 3 x 0,6 = 0.787 0,74. Uji kecocoka Chi-kuadrat dega jumlah data () = 3, derajat kepercayaa (α) = 5 % = 0,05 da derajat kebebasa (dk) =, maka ilai kritis Xo = 3,84 da hasil uji Chi-kuadrat diperoleh Xh = 0,307. Meujukka Xh < Xh yag berarti hipotesis awal bahwa sebara data megikuti distribusi log-ormal dapat diterima. Uji kecocoka Smirov- Kolmogorov dega jumlah data () = 3 da α= 5 % maka ilai Do = 0,9 da hasil dari uji Smirov-Kolmogorov diperoleh Dmaks = 0,0984. Meujukka Dmaks < Do yag berarti bahwa sebara data megikuti distribusi log-ormal dapat diterima utuk uji Smirov-Kolmogorov. Hasil huja racaga di Kabupate Slema dapat dilihat pada Tabel 4.. Tabel 4.. Huja Racaga di Kabupate Slema No. Kala Ulag (Tahu) Huja Racaga (mm). 6,546. 5 77,8 3. 00 4,683 Itesitas huja jam-jama dari data curah huja haria diguaka Persamaa Mooobe seperti pada Persamaa. Huja racaga dega periode ulag tahu sebesar 6,654 mm da durasi 5 meit aka diperoleh itesitas huja sebesar 3,645 mm/jam. Perhituga itesitas huja dega beberapa kala ulag da durasi huja dapat dilihat pada Tabel 4.3, kemudia dibuat grafik legkug huja seperti pada Gambar 4.. ISSN 44-5 9
Kurva Itesitas.. Persamaa Moobe Tabel 4.3. Itesitas Huja di Kabupate Slema t Kala Ulag (tahu) (meit) 5 00 5 3,654 4,4 08,393 0 7,597 89,084 3,79 5 54,639 67,984 00,85 0 45,04 56,94 8,70 45 6,68 3,6834 48,64 60,684 6,9794 39,758 0 3,659 6,996 5,046 80 0,44,97 9,4 40 8,605 0,707 5,778 360 6,567 8,7,04 Gambar 4.. Kurva IDF Persamaa Mooobe di Kabupate Slema V. KESIMPULAN Kesimpula peelitia ii adalah pola distribusi curah huja haria maksimum di Kabupate Slema megikuti distribusi log ormal. Berdasarka aalisis frekuesi utuk curah huja rerata maksimum haria di Kabupate Slema teryata huja racaga utuk periode ulag, 5, da 00 tahu adalah 6,546 mm, 77,8 mm, 4,683 mm. Huja racaga dihitug dega Persamaa Mooobe berhasil diolah mejadi kurva IDF. Kurva IDF yag dihasilka tersebut diperluka dalam meghitug besar bajir racaga utuk desai bagua hidraulik. ISSN 44-5 93
JANATEKNIKA VOL. NO. /JULI 009 DAFTAR PUSTAKA Departeme Pekerjaa Umum, 989, Metode Perhituga Debit Bajir SK SNI M 8 989 F. Yayasa LPMB : Badug Seyha, E., 995, Dasar-dasar Hidrologi, Gadjah Mada Uiversity Press, Yogyakarta Soemarto, C.D., 999, Hidrologi Tekik Edisi ke -. Erlagga : Jakarta Suroso, 006, Aalisis Curah Huja Utuk Membuat Kurva Itesity-Duratio- Frequecy (IDF) Di Kawasa Rawa Bajir Kabupate Bayumas. Jural Tekik Sipil Volume 3 No. Jauari 006 Uiversitas Jederal Soedirma : Purwokerto Suripi, 004, Tekik Draiase Perkotaa Yag Berkelajuta. Peerbit Adi : Yogyakarta Widyasari, T., 005, Buku Ajar Mata Kuliah Rekayasa Hidrologi, Uiversitas Jaabadra, Yogyakarta. ISSN 44-5 94