II. TINJAU HIDROLOGI PENGEMBANGAN INFRASTRUKTUR SUMBER DAYA AIR - Pengelolaan Air Bag2 – Hidrologi & Manajemen Air

Gratis

0
0
85
6 months ago
Preview
Full text

II. TINJAU HIDROLOGI & PENGEMBANGAN

  INFRASTRUKTUR SUMBER DAYA AIR

  2.1. SUMBER AIR & HIDROLOGI

Fenomena banjir dan kekeringan merupakan fenomena siklus hidrologi air, selayaknya

diteliti dengan kaidah-kaidah ilmu hidrologi. Ilmu hidrologi didefinisikan ilmu yang

memperlajari pergerakan air di muka bumi baik kualitas dan kwantitas dalam ruang dan

waktu. Hal ini mengantar kita , pandangan tentang sumber air berkelanjutan dan

Pengembangan Infrastruktur Sumber Daya Air.

  

Sumber air adalah sumber daya alam yang dapat diperbaharui melalui siklus hidrologi,

dipengaruhui oleh iklim, tergantung faktor kosmik, regional dan lokal membentuk rezim

hidrologi, berkarakter acak dan stokhastik, dan di pesisir pantai landai pengaliran air ke

laut merupakan fenomena deterministik. (Gamb 2.1. dan Gamb 2.2)

  Capita Selekta Infrastruktur

  IKLIM DAN POLA HUJAN WILAYAH

  INDONESIA Posisi Geografis Indonesia

  ° ° ° °   Antara

  6 11 15’ LS dan - 94 45’ BT 141 - 08’ LU 05’BT Berada pada zona konvergensi

  InterTropical Convergence Zone

  ITCZ antartropik (

  )

  Antara dua benua Asia dan Australia Musim hujan yang dipengaruhi oleh posisi

  ITCZ dengan posisi geografis Indonesia menghasilkan tiga tipe hujan dominan berdasarkan pola

  • hujan : MOONSON EQUATORIAL LOKAL ( Tjasyono dan Bannu , 2003) Monsoon dan pergerakan

  ITCZ berkaitan dengan variasi curah hujan tahunan dan semi tahunan di Indonesia ( seasonal ) , [ Aldrian , 2003].

   Antara dua Samodera Indonesia dan Lautan Pasifik o Fenomena ENSO o Fenomena Dipole Mode

  • Fenomena El Nino dan Dipole Mode berkaitan dengan variasi curah hujan antar tahunan di - Indonesia ( interannual ), [Visa, 2007].

  10 Capita Selekta Infrastruktur Sumber Air Baku dan Pengembangan SPAM Perkotaan

  KAWASAN PELAYANAN RESPON TEKNOLOGI SUMBER AI R BAKU (Kepuasan Konsumen )

  PENGOLAHAN AI R

  • Fresh water (Gol A/B)
  • Kualitas Air Bersih • Respon Teknologi Air Bersih • Randow variabel
  • Kuantitas Air Bersih • Maintenance operation • Keandalan Sumber Air( Kuantitas • Kontinuitas

  & Kualitas Air )

  • Harga jual kompetitif
  • Laju kebutuhan air

  Capita Selekta Infrastruktur FTSL 2010

  Manajemen Sumber Air Sumber air adalah sumber daya alam yang dapat diperbaharui melalui siklus hidrologi fungsi ruang dan waktu, tergantung iklim (subtropis/tropis) dimana dipengaruhi oleh faktor kosmik, regional dan lokal membentuk rezim hidrologi. Dimana komponen hidrologi (hujan dan debit) bersifat acak dan cenderung stokastik dan pengaliran air pesisir landai menuju ke laut fenomena deterministik

  • (Sumber : Arwin, 2009 ”Pidato Guru Besar di MGB-ITB”)

  Pengemb.infrastruktur sumber air spy berkelanjutan (Kuantitas &

  Kualitas )

Konstrain : Ketidakpastian debit air (kuantitas & kualitas )  Rekayasa Teknologi  Adaptasi

 Konsep Debit Air Rencana ( Banjir & kekeringan )

  I

2.2 Pembagian Ruang Hidrologi

HYDROLOGY MODEL

  Kawasan Hulu Boundary Hilir

  Q Boundary Hulu

  Persamaan Saint Venant : ( )

  1 2 =    

  • ∂ ∂ f
  • ∂ ∂
  • ∂ ∂

   

  S x h h gB x Q h

  B t

Q

b t h B x Q

  = ∂ ∂

  DAS HULU (Watershed Model) DAS HILIR , aliran permukaan bebas (Deterministik Model)

PIDATO ILMIAH

  Rezim Aliran Air & DAS Hulu -Hilir

PIDATO ILMIAH

  Model gelombang banjir

  • Model Deterministik gelombang banjir
    • Persamaan KontinuitasQh
      • b=0 (asumsi tidak ada aliran lateral) =

  B bxt

  • Persamaan Momentum (asumsi tidak ada aliran lateral, wind-shear, dan eddy losses, serta b = 1)

  Q = debit aliran (m3/s)

  2 A = luas penampang saluran (m2) ∂ ∂ ∂

  Q

  1 Q h h  ( ) 

  • gB h S =  

  f x = jarak memanjang dari hulu ∂ t Bxx

    saluran (m) t = waktu (s) h = tinggi muka air dari datum (m) B = lebar penampang saluran (m) Sf = kemiringan energi akibat gaya gesek dasar saluran g = percepatan gravitasi (m/s2)

7 PIDATO ILMIAH

  • Diskretisisasi model gelombang banjir dengan implisit beda tengah:
    • Persamaan KontinuitasPersamaan Momentum

    • t h h h h B x Q Q Q Q

    • ∆ − + −
    • j

    • >
    •   
    •    
    •   

      −

      2 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 1 1 1 =

        

        

        

        

         

        

      −

      2

      ∆ − + −

        

      ∆ − − +

      

    i

    f

    j i j i j i j i f j i j i j i j i j i j i j i j i j i j i j i S x h h S h x h h h gB

    x

    Q h h Q h Q h Q

      B t Q Q Q Q

      1

      1

      1

      1

      2

      2

      1

      1

      1

      1

      1

      2

      1

      1 = ∆

      − − +

      

    j

    i

    j i j i j i j i j i j i j i

      Model Numerik gelombang banjir ( ) ( ) ( ) ( )

      2

    PIDATO ILMIAH

      

    Obyektif pengembangan Infrastruktur sumber Daya Air untuk mengendalikan air banjir

    /kekeringan dengan pendekatan konsep debit rencana sesuai kriteria perencanaan

    infrastruktur SDA yang Lazim digunakan di lingkungan jajaran Kementrian Pekerjaan

    Umum.

      

    Infrastruktur terbangun akan berlanjutan dimungkinkan bila dilakukan pengendalian air

    dalam ruang dan waktu secara terus –menerus baik kwantitas dan kualitas. Untuk

    mengetahui pengaruh Perubahan iklim terhadap rezim hidrologi tercatat berturut-turut

    melalui pos hujan, pos duga debit air, dan pos observasi elevasi muka laut .

      Dari data time series debit sumber air dari pos duga air Q DAS tsb diatas : menunjukkan

    kejadian besaran debit air tidak menentu dalam berjalannya waktu (t). Ketidakpastian besaran

    debit air proses waktu, dalam ilmu statistik karakter tsb disebut Variabel acak (Lihat Gambar

    2.3 ).

    PIDATO ILMIAH

      600 500 t)

      400 e /d

      3 m 300

       ( it b e 200

      D 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

      Time Series Debit Harian

    Gambar 2.3 . Fluktuasi debit sumber air permukaan Q ( 1994-2006)

    PIDATO ILMIAH

    2.3. ADAPTASI DAN MITIGASI

      Perubahan ikli/cuaca mempengaruhi variabel siklus Hidrologi : terutama Curah Hujan (P), setelah sampai dipermukaan tanah , hujan terdistribusi fungsi tutupan lahan terinfiltrasi dalam tanah setelah jenuh terjadi limpasan air permukaan. Seiring dampak perubahan iklim terhadap keberlanjutan sumber air (Water Sustainable), respon dilakukan dengan dua langkah utama, yaitu adaptasi dan mitigasi.

      Adaptasi , Ketidakpastian besaran debit air dalam proses waktu mengantar para ahli Hidrolologi dan Manajemen sumber air melakukan proses penyesuaian dengan memperhatikan efektitas fungsi Infarstruktur Sumber Air , dengan menggunakan konsep debit rencana banjir/kekeringan Mitigasi adalah upaya mempertahan keberlanjutan sumber air di daerah Aliran Sungai, bentuk konkrit upaya mitigasi secara undirect : penerbitan peraturan/UU pengendalian limpasan/pencemaran air dan direct : Insentif & dissentif, sbb: Upaya ini dapat dilakukan dengan perencanaan tata ruang : Keppres No.114 1999 Kawasan Konservasi Bopuncur), reboisasi, artificial recharge , pengendalian pencemaran , sbb:

    PIDATO ILMIAH

    2.3.1 Pengendalian Sumber Air

    1.Un Direct (Tak langsung ) penerbitan UU & Peraturan pengendalian air.

       UUD 45 fasal 33 ayat 3 air di kuasi negara utk dimanfaatkan orang banyak  UU no 26 th. 2007 tentang Penataan ruang  UU no 7 th 2004 tentang Sumber daya air  UU Kehutanan No.41 Tahun 1999 Pasal 18 Ayat 2 yang menyatakan bahwa :

      

    ‘…..luas hutan suatu DAS minimal 30% dengan sebaran yang proporsional’.

     UU Lingkungan hidup /UU SDA/ PP Amdal  PP 82 thn 2001 perihal Kualitas Air  PP No. 16 tahun 2005 tentang Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum  Keppres 114 th 1999 Kawasan Konservasi air dan tanah Bopuncur  SK Gub.Jabar No. 181.1/SK.1624-Bapp/1982. Kawasan konservasi air Wilayah Inti Bandung Raya bagian Utara

      2. Direct (Langsung ) : Insentif ( keringanan )dan Dissentif (hukuman ,denda)

    PIDATO ILMIAH

      A ktivita s ko nve rsi la ha n sukse sif Kualitas sumber air waduk

      Fisik, kim ia , b io lo g i

    • - - p e rta nia n - - p e te rna ka n - - p e m b ua ng a n sa m p a h - - Pe stic id e s / He rb ic id e s

      Kua lita s Air m inum - - Tra nspo rta si PP 82 ta hun 2001

    • - - Ind ustri Be b a n - - Nutrie nts - - Ba c te ria / Pa tho g e ns

      Pemakaian

    • - - Me ta ls/ O rg a nic s

      multi sektor Proses akuatik perairan dalam

    • - - Se nya wa hum us

      pemulihan kembali EKO SISTEM AIR – DEG RADASI KUALITAS AIR

      13

      

    Self Purification

    • Dari Bendung Curug BTB 10 menunjukkan kondisi defisit oksigen (DO > BM). Oksigen terlarut dalam sungai telah habis digunakan untuk menguraikan senyawa organik. Tingginya senyawa organik ditunjukkan dengan nilai BOD > BM.

      14

      Manajemen Sumber Air di DAS

      (1) Processes include sedimentation, chemical coagulation, filtration, and sterilization

      (2) Processes include sedimentation, activated sludge, trickling filter, chlorination pond and disinfection

      Spectrum of quality

      (3) Eflfuent returned to resource pool

      (1) A

      Spectrum of quality Spectrum of quality B

      Surface water R E

      Spectrum of qualityGroundwater

      T ASpring

      (2) F W

      C (3)

       O Y A = Water treatment

      IT B = Domestic use AL C = Sewage treatment QU TIME SEQUENCE (no scale)

       Perairan

      15

    2.4. DEBIT RENCANA INFRASTRUKTUR SUMBER DAYA AIR

      Komponen siklus Hidrologi berkarakter acak ( Variabel acak) adalah suatu kejadian dimana besarannya tidak menentu dalam proses ruang dan waktu. Ketidakpastian komponen utama Hidrologi (P,Q) terukur melalui pengamatan (pos hujan atau pos duga air) , hal ini mengantar para ahli meneliti perilaku debit air historikal untuk dapat mengetahui ambang batas besaran kejadian debit air masa depan. Pengendalian banjir dan kekeringan ke masa depan , ditempuh langkah “adaptasi” dengan pendekatan konsep debit rencana . Hubungan Keandalan keberhasilan dan periode ulang diekspresikan, sbb: (1-P )= 1/R , dimana : P= keandalan /keberhasilan komponen Hidrologi ( %) dan R= periode Ulang kejadian.

      Misalnya : Suplai sumber air untuk memenuhi sektor irigasi : keandalan/ keberhasilan P= 80 % maka ekivalen dengan periode Ulang (R = 100/20 = 5 thn ), berarti dalam selang 100 (seratus ) tahun terjadi 20 kali dan setiap 5(tahun) terjadi 1(satu) kali nilai ambang batas dilampaui.

    PIDATO ILMIAH

      Pengendalian banjir & kekeringan : = 2-15 tahun

    • Drainase mikro ( Drainase permukiman perkotaan) : Q R =20-50 thn
    • Drainase makro ( Drainase alamiah –sungai ) : Q R

      =50 thn

    • Drainase Rel Kereta api/ Jalan TOL :Q R = 50 -100 tahun
    • Drainase bandara udara : Q

      R = 50 -100 thn

    • Spill way waduk Q R =5 thn
    • Intake air baku untuk sektor irigasi : Q R = 10-20 thn.
    • Intake air baku untuk sektor DMI ( Domestik ,Municipallity ,industri) : Q

      R PIDATO ILMIAH Kebijakan Pengembangan Air Minum Jakarta & sekitarnya ( Tangerang & Bekasi) Waduk Jatiluhur Waduk Karian

      Kawasan Konservasi Air

      TOPOGRAFI LAN D AI D I W I LAYAH H I LI R

    PETA DAS CILIWUNG DAN CISADANE

    2.4. Konservasi Lahan

    2.4.1. Indikator Konversi Lahan

       Massa air adalah tetap terdistribusi menjadi : P = I+ R dimana P : curah hujan I : fraksi air hujan tertahan dibawah permukaan tanah R : fraksi air hujan menjadi limpasan air permukaan

       Perubahan tutupan lahan alami , dari hutan berturut-turut menjadi budidaya , permukiman pedesaan dan urban berdampak semakin besar R pada musim hujan dan sebaliknya I dalam tanah semakin kecil (input ) sehingga ∆S ) semakin kecil . Hal ini berpengaruh pada penyimpanan air tanah ( besaran aliran air tanah (output) terutama limpasan aliran tanah menyentuh permukaan bebas (B**) seperti : mata air dan aliran dasar sungai  Dari hukum kekekalan masa air , ketersediaan sumber air sangat tergantung

    sejauh mana massa air hujan tersimpan menjadi cadangan air tanah (I= P-R),

    sehingga persamaan ketersediaan air:

      ∆S = I – E – B* - B**

    PIDATO ILMIAH

    2.4.2. Indikator Konversi Lahan

       Ketersediaan air alamiah bertahan apabila jumlah air hujan tertahan di

    permukaan tanah (I) , lebih besar daripada evapotrapirasi potensial (E) : I > E

    sehingga pengendalian konversi tutupan lahan perlu lebih dicermati dimasa

    depan (reformasi pengendalian tata ruang )

       Hujan yang jatuh dipermukaan bumi relatif konstan dan tunduk pada hukum

    kekekalan massa air bila keseimbangan massa P = I+R dibuat non dimensi

    maka persamaan massa air menjadi

      IK + C= 1 dimana IK adalah fraksi massa air hujan tertahan dalam tanah selanjut disebut indeks konservasi

    sedangkan C= fraksi masa air hujan menjadi limpasan air permukaan selanjut

    disebut C = Koefisien limpasan air.

       tutupan lahan yang bertahan terhadap alam (iklim) adalah tanaman keras diekspresikan : IkA ( indeks konservasi alami) kemudian oleh sentuhan

    peradaban manusia t utupan lahan mengalami konversi lahan secara suksesive

    menjadi lahan budidaya, permukiman dan urban diekspresikan : IkC ( indeks

    konservasi aktual ) .

    PIDATO ILMIAH

    2.4.3 Indikator Konversi Lahan

       Prambahan hutan alam ( IkA) menjadi budidaya pertanian,permukiman dan urban Metropolitan ( IKc ) menimbulkan degradasi penyimpanan air ( tersimpan air hujan ) dibawah permukaan tanah seperti diperlihatkan pada

    tabel 2.1. Selanjutnya IK digunakan sebagai instrumen pengendalian konversi lahan di kawasan konservasi air .( Keppres No 114 Kawasan

      konservasi Bopuncur) Tabel 2. 1. : Indeks Konservasi tutupan lahan No Kualitas tutupan lahan Indeks Konservasi

      (I KA I Kc )

      1 Hutan 0,8-0,9

      2 Budidaya 0,4-0,5

      3 Pemukiman pedesaan 0.5-0,6

      4 Urban Metropolitan 0,0-01

    PIDATO ILMIAH

    2.4.4. Indeks Konservasi

       Indeks Konservasi Alami (IKA) digunakan indikantor konversi lahan , yaitu

    suatu koefisien yang menunjukkan kemampuan yang alami pada suatu wilayah

    untuk menyerap air hujan yang jatuh ke permukaan tanah sebelum ada sentuhan peradaban manusia.

       Indeks Konservasi Aktual (IKC), yaitu suatu koefisien yang menunjukkan

    kemampuan lahan yang terkonversi oleh kegiatan manusia (aktual) pada suatu

    wilayah untuk menyerap air hujan yang jatuh ke permukaan tanah ( Keppres

    114/99)

    Tabel 2.2 Penilaian kondisi kawasan terbangun dengan Indeks Konservasi Perbandingan Indeks Konservasi Penilaian kondisi kawasan

      ∆I k Baik

    • IK > IK

      C A

      

    IK = IK Normal

    C A

      

    IK < IK Kritis

    C A PIDATO ILMIAH

      Analisa Hidrologi Analisa Kependudukan Analisa SIG

      Qrerata Qmax Qmin

    PETA JENIS TANAH

       PETA GEOLOGI PETA LERENG Analisis korelasi

       PETA KETINGGIAN antar stasiun

      TEMPAT hujan Menghitung curah hujan DIGITASI & EDITING wilayah

      

    • n

      

      

      1 =

      R R n i

      ∑ i =

    1 KLASIFIKASI &

       Analisis kecenderungan IK

      I PA b + Q = PAK

      Nilai Rata-rata Indeks

      Konservasi pada DAS ARAHAN PENGGUNAAN LAHAN

       Keberhasilan ketersediaan air di DAS tercapai apabila IkC + ∆Ik > IkA

    dengan demikian win-win solution dapat tercapai antara kepentingan kawasan

    Hulu dan kawasan Hilir.  Sedangkan pengendalian kawasan lahan terbangun, dapat dilaksanakan dengan pengendalian fungsi hidrologi lahan ( IK): antara lain Pengendalian luas bangunan terbangun (BCR) dan ∆Ik dengan vegetatif dan non vegetative(rekayasa engineering).  Upaya rekayasa engineering , antara lain : Sumur resapan , waduk resapan dan sistim drainase lingkungan . Ide paling sederhana dalam konservasi di lahan terbangun disebut zero limpasan.  Zero limpasan adalah suatu upaya konservasi di lahan terbangun dengan mengendalikan limpasan air hujan dalam suatu persil atau kawasan supaya limpasan air hujan terkendali Zero .

    PIDATO ILMIAH

    2.5. Drainase Lingkungan

      

     Konversi lahan terbangun di permukiman umumnya direspon dengan pdengan

    drainase yang konvensional yaitu menyalurkan air limpasan secepatnya akibat konversi lahan terbangun ke badan air penerima

       Bangunan peresap buatan (Artificial Recharge) merupakan infrastruktur drainase lingkungan dalam mewujudkan pengendalian limpasan air hujan berwawasan lingkungan.

       Sumur resapan adalah sumur yang dibuat sebagai tempat penampungan air hujan berlebih agar memiliki waktu dan ruang untuk meresapkan ke dalam tanah melalui proses infiltrasi dan perkolasi .Sumur resapan ini merupakan sumur kosong yang memiliki kapasitas atau volume cukup besar untuk menampung air hujan sementara sebelum diresapkan ke dalam tanah

    PIDATO ILMIAH

      T = waktu pengaliran (detik) D = Durasi hujan (jam) Perbandingan metode penentuan dimensi sumur resapan

      H = Kedalaman Sumur (m) H = tinggi muka air dalam sumur (m)

      (det) Penentuan dimensi sumur resapan

      3 ) dt= waktu yang diambil sebagai dasar perhitungan

      Vr = volume air hujan yang terinfiltrasi ke dasar dan dinding sumur pada waktu dt (m

      K = koefisien permeabilitas tanah (m/dtk) K = Koefisien Permeabilitas tanah (m/jam)

      3

    /dtk) i = Intensitas hujan (m/jam)

    Vp = volume air hujan yang masuk dalam waktu dt

      Q = debit air masuk (m

      2 ) A = luas penampang sumur (m2)

      A s = Luas penampang sumur (m

      R = jari-jari sumur (m) L = Keliling Penampang sumur (m) F = faktor geometrik (m)

      Vp dt – Vr dt = A dH H = tinggi muka air dalam sumur (m)

      PIDATO ILMIAH

    KOMPARASI METODE ARTIFICIAL RECHARGE

    Parameter

      . . . .

      . .

      L K D A A k D A i D H s s t

      Q H π

      R FKT e K F

      1 .

      − = − 2

         

      Sunjoto(1988) SNI (1990) Soenarto (1995)    

    • − =

      Metode Sunjoto (1988 ) Volume dan efisiensi sumur resapan dihitung berdasarkan keseimbangan air yang masuk ke dalam sumur dan air yang meresap ke dalam tanah. Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut :

      − FKT

        2 Q π R

        H 1 e

      = −   F . K

        Dimana : H = tinggi muka air dalam sumur (m) F = faktor geometri (m)

    3 Q = debit air masuk (m /dtk)

      T = waktu pengaliran (detik) K = koefisien permeabilitas tanah (m/dtk) R = jari-jari sumur (m) Faktor geometrik (F) sumur resapan dapat dilihat pada Tabel 2.4 . Nilai F ini tergantung dari konstruksi sumur serta luas geometri bidang resapan

    PIDATO ILMIAH

      Untuk menghitung debit run-off (Q) maka formula yang dipakai adalah sebagai berikut: Q = C I A dimana : Q = Debit air masuk dari atap/lahan (run-off) (m

      3 /s) C = Koefisien aliran permukaan atap/lahan

      I = Intensitas hujan (m/s) A = Luas atap/lahan (m

      2 )

    • - Nilai/angka C adalah merupakan angka koefisien limpasan (runoff) yang

      besarnya tergantung dari jenis material tanah atau areal yang dilalui oleh aliran air tersebut. Pada penelitian ini, nilai C yang digunakan adalah koefisien runoff untuk bahan atap, yaitu C = 0.95 (Sunjoto,1995)
    • - Intensitas hujan didapat secara statistik, dalam hal ini intensitas fungsi dari

      durasi hujan serta periode ulang yang direncanakan.

    PIDATO ILMIAH

    2.6. Sumber Air Baku dan Pengembangan SPAM Perkotaan

      KAWASAN PELAYANAN RESPON TEKNOLOGI SUMBER AI R BAKU (Kepuasan Konsumen )

      PENGOLAHAN AI R

    • Fresh water (Gol A/B)
    • Kualitas Air Bersih • Respon Teknologi Air Bersih • Randow variabel
    • Kuantitas Air Bersih • Maintenance operation • Keandalan Sumber Air( Kuantitas • Kontinuitas

      & Kualitas Air )

    • Harga jual kompetitif
    • Laju kebutuhan air

    PIDATO ILMIAH

      Penentuan Debit Rencana Air Baku

    • Untuk mengetahui keandalan sungai
    • Diperlukan perhitungan debit ekstrim dengan periode ulang

      tertentu

    • Mengikuti Fungsi Distribusi Frekuensi TeoritisPerlu diuji kesesuaian distribusi frekuensi data dengan

      distribusi frekuensi teoritis Kriteria desain air baku Sumber Air Sungai Desain Sumber Air

      Domestik Irigasi Industri Debit Air Suksesif 1-7 10-20 15-30

      5

      20 Kering hari tahun hari tahun 1-2 hari tahun

      Sumber: Modifikasi Kriteria Disain Air Baku MBA PU Cipta Karya (1994) dalam Sabar (2008)

      Kajian Sumber Air Sungai

      1 Seleksi data & urutan data debit air 1,2,7,15,30 dan setengah bulanan kalender

      2 Pemilihan dsitribusi teoritis (Normal Gumbel, dan Log Pearson Tipe III) yang cocok dengan Uji Goodness of Fit

      3 Hitung debit air minum Periode Ulang 5, 10, 20, 50 tahun dengan distribusi teoritis terpilih Q = C (P.A)+ b

      4 C= f( P,I,f, Tutupan lahan) Debit air minimum dengan Periode Ulang 5,10,20 dan 50 P : variabel bebas ( Random variabel) tahun A : Luas tangkapan hujan

      5 Q: variabel tergantung( Random variabel) Kurva peluang debit air b : aliran dasar ( tutupan lahan, batuan ) minimum ekstrem kering

      6 Debit Rencana Air Baku Pedoman Alokasi Air Sungai untuk Irigasi dan Domestik

    PIDATO ILMIAH

      Model fisik sistem input-output DAS Lumped Model :

      Pengaruh Iklim (kosmik, regional dan lokal) Hukum keseimbangan massa air PROSES OUTPUT Sifat tanah, batuan,

      INPUT Debit dan cadangan morfologi, topografi Curah Hujan dan tutupan lahan air tanah Besaran Output Besaran Input

      Variabel Acak/Stokastik Variabel Acak/Stokastik Perubahan besaran komponen Parameter hidrologi fungsi waktu, tercatat di komponen berubah, Pos Hujan , Pos debit, SWL F (µ,σ) Sumber : Arwin (2008), Suripin (2004) dengan modifikasi

      35 Penyesuaian Hari Perbulan 30,4167 d = d × k a x i dengan :

     dk = Data curah hujan/debit bulanan hasil kore

     da = Data curah hujan/debit bulanan asli pada  xi = Jumlah hari bulan i  i = Jan, feb, …, des

    DISTRIBUSI NORMAL DISTRIBUSI LOG NORMAL DISTRIBUSI LOG PEARSON TIPE III

      X X i

      X X s i

      ∑ n

      − − =

         

      1 ) log (log    

      2

      ∑ = log log 5 .

      

    X

    X kS

      X X ln ln ln + =

      = ∑ ∑ n n

      2 − −

      2

      1

      ( )

      X X . + = ( )

      S z

      X X n S Z =fungsi dari peluang atau periode ulang, X =rata-rata sampel S = standar deviasi sampel. n

      

    Distribusi Normal

    Distribusi Log-Normal

      

    Distribusi Gumbel

    Distribusi Log-Pearson III

      Distribusi Debit Distribusi Debit

      Uji Goodness Of The Fittest

      2 Uji

      χ Mengukur perbedaan relatif antara Frekuensi hasil pengamatan Dengan frekuensi yang diharapkan

      

      2 k

      OE ( ) i i

      2 =

      χ

      E Dimana, i =

      1 i

       k : Jumlah variabel

       Oi : Frekuensi hasil

       Ei : Frekuensi distribusi teoritis

      Pi : Peluang dari distribusi teoritis Uji Goodness-of-Fit X

      2 χ2

      Grafik Distribusi Teoritis (expected) Distribusi Frekuensi Data (observed) Variable: gdk_Jan , Distribution: Normal Chi-Square test = 8.76148, df = 2, p = 0.01252

    GRAFIK FREKUENSI KUMULATIF

      60

      KOLMOGOROV-SMIRNOV

      Dn

      Uji Goodness-of-Fit Kolmogorov-Smirnov Grafik Distribusi Frekuensi Teoritis Distribusi Frekuensi Kumulatif Data

      R elat iv e F requenc y ( %)

      90 100 110

      80

      70

      0.0

      1.5

      40

      30

      20

      10

      7.5 Category (upper limits)

      6.0

      4.5

      

    3.0

      50

       Menurut UU No. 7 tahun 2004 pasal 34 ,ayat (1): pengembangan sumber daya air ditujukan untuk kemanfaatan sumber daya air memenuhi kebutuhan air baku untuk rumah tangga(domestik), pertanian(irigasi) ,industri dstnya dan untuk berbagai keperluan lainnya.  Pengembangan SPAM dari sumber air sungai, perlu suatu kriteria

    disain air baku untuk multisektor : domestik, irigasi dan Industri.

      Sebagai pedoman kriteria disain air baku permukaan Metropolitan Bandung Urban Development Program MBUDP, 2004

    Tabel 2.5. Kriteria Desain Air Baku Permukaan

      Sumber Air Sungai Desain Sumber Air Baku Domestik Irigasi Industri Debit Air Suksesif Kering

      1-7 hari 10-20 tahun 15-30 hari 5 tahun 1-2 hari 20 tahun Sumber: Modifikasi Kriteria Disain Air Baku MBA PU Cipta Karya (1994)

    PIDATO ILMIAH

    2.9.Manajemen Waduk

      ( )

      Gestion des Reservoir

      1. Environnement Economic ( Lingkungan Ekonomi Waduk )

      2. Gestion Short term ( Avenir connu ) Pengoperasian Intuitif ( Deterministik Debit rencana )

      3. Gestion Long term ( Avenir aleatoire ) Pengoperasian Waduk Aktual dengan

    Ketidakpastian debit air masa depan(acak )

    Metode Kontinu Prakiraan Debit air & Metode Diskret Markov)

      Fungsi Produk Utilitas waduk (Instrumen Finansial & Ekonomi ) Contoh

    • Pengelolaan Waduk PLTA EDF (Electric de

      France)Fungsi Produk Utilitas Energi Listrik NP(Niveau de prix) berubah fungsi Kosmik & permintaan

    • Pengelolaan Waduk PLTA PLN Fungsi Produk

      

    Utilitas Energi Listrik NP(Niveau de prix ) Konstan

    PIDATO ILMIAH

    PENENTUAN VOLUME WADUK

    • Waduk Tunggal : Vol Waduk PLTA Saguling (Q R-2)
    • Waduk Multiguna : Vol Waduk Gajah Mungkur ( Ekstrem

      basah QR-5 )

    B) FENOMENA HURST

    • Bendungan Aswan ,Mesir

    PIDATO ILMIAH

      Pengembangan Waduk Multiguna  Semakin ekstrim debit air menyebabkan krisis ketersedian sumber air baku pada musim kemarau dan banjir pada musim penghujan di kawasan Hulu  membalik ancaman banjir dan kekeringan menjadi bermanfaat dengan optimasi pemanfaatan sumber daya air ,pembangunan waduk multiguna

      ( Sumber air baku, banjir , PLTA ) dengan menggunakan metode Fenomena Hurs diuraikan sebagai berikut: Ω optimum = k T n dimana : Ω = volume tampungan T = tahun-tahun air ( T = 1,2,5,10,20,30 dan 60 tahun) n = koefisien Hurst ( 0,5 <n < 1) n= 0,5...... indenpendent Keseimbangan air waduk : Ω t+1 = Ω t + Qin – QT dimana: W = variabel determinan t = langkah waktu

      Qin = variabel acak QT= variabel keluaran (variavel di komandokan)  Telah mengembangkan metode Prakiraan debit air input waduk disebut metode kontinu parakiraan debit air, didasarkan pada korelasi spartial komponen utama siklus hidrologi hujan dan debit air.

    PIDATO ILMIAH

      Manajemen Waduk (

      ) Gestion des Reservoir

      1. Environnement Economic ( Lingkungan Ekonomi Waduk )

      2. Gestion Short term ( Avenir connu ) Pengoperasian Intuitif ( Deterministik Debit rencana )

      3. Gestion Long term ( Avenir aleatoire ) Pengoperasian Waduk Aktual dengan

    Ketidakpastian debit air masa depan(acak )

    Metode Kontinu Prakiraan Debit air & Metode Diskret Markov)

      Q Pompa Out

      IPA Q

      Manajemen Waduk . I n E a ) Lingk unga n T a m punga n:

      S maks Stok Efektif (hidup) (Kedalam Pipa Isap pompa )

      S min

      Obyektifitas : Pengelolaan waduk menjamin pasokan air di down stream

      Konstrain :

      1.Hukum kekekalan masa air : St+1 = St + Qin – Qout – E

      2.Batasan Volume Tampungan : S min < S < S maks

      3.Debit air masukan : Q in ( debit rencana / debit air acak )

      4.Batasan Debit air keluaran : Q Pompa , Turbin

      5.Evaporasi permukaan air : E = 1.1 Et Dimana : S : variabel ditetapkan ( Volume waduk ) Q in : variabel acak , E : variabel ditetapkan Qout : variabel ditentukan (dikomandokan ) t : waktu

      Instrumen Finansial & Ekonomi Produk utilitas Infrastruktur SDA ( Waduk PLTA)

    • $ P Energi Listrik Konstan :Pengusahaan air

      waduk ditetapkan intrumen keseimbangan masa Air

    • $ P Energi Listrik berubah :Pengusahaan air

      waduk ditetapkan Instrumen Dinamic Programming Bellman

    PIDATO ILMIAH

      Manajemen Waduk Fungsi Utilitas Produk Infrastruktur $ ( Kontan) HASIL DAN PEMBAHASAN 250.00

      Tabel 3. Kriteria Desain Alokasi Air Baku

      Permukaan ) 200.00 3 /s 150.00 m

      Desain Sumber Air Baku Q ( Sumber

      100.00 Air Sungai Domestik Irigasi Industri

      50.00

      0.00 50 100 150 200 250 300 350 400 Debit Air

      Time series Suksesif 1-7 10-20 15-30 5 1-2

      20 Gambar 11. Debit Setengah Bulanan Historik Sungai 120 Kering hari tahun hari tahun hari tahun

      (1993-2006) 100 Sumber: Modifikasi Kriteria Desain Air Baku MBA PU Cipta Karya oleh Arwin Sabar (1994)

      ) 80 et d

      Debit Andalan

      3/ m 60 it ( eb 40 D 20 5 10 15 20 25 30 TR=2 TR=5 TR=10 TR=20 Durasi (15 Harian)

      Gambar 12. Debit Rencana Kering Setengah Bulanan Pos sungai (1993-2006)

      PENGUSAHAAN WADUK AIR

    90 Debit input pulai (R-5)

      80

      70

      60 ) /s

      50

      3 Vol Keandalan air waduk

      40 Q (m cadangan

      30

      20

      10

      5

      10

      

    15

      20

      25

      30 Time series Q80% Qirigasi Qdomestik 95 % Gambar : Debit input air Manajemen waduk Intuitif

      Pedoman Pengusahaan Waduk Sidang Sarjana Teknik Lingkungan, Maret 2009

      0.00 50000000.00 100000000.00 150000000.00 200000000.00 250000000.00 300000000.00 350000000.00

      5

      10

      15

      20

      25

    30 Durasi (Bulan)

    • 50000000.00

      V li n tasan Lintasan waduk PU 5 tahun

      Gambar 19. Pedoman Lintasan Waduk dengan Debit

      Input Qmin Setengah Bulanan PU 5 Tahun

      0.00 50000000.00 100000000.00 150000000.00 200000000.00 250000000.00 300000000.00 350000000.00

      Des Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Lintasan Waduk PU 5 Tahun Gambar 20. Pedoman Lintasan Waduk dengan

      Debit Input Qmin Bulanan PU 5 Tahun

      

    Grafik Perbandingan Fluktuasi Debit Hasil Pengukuran-Metoda Mock- Metode

    Kontinu Regresi Ganda Pos Katulampa

    Fluktuasi debit Katulampa

      40

      35

      30

      25

      20

      15

      10

    5 Mock Ukur reg ganda

      Kalibrasi Debit Bangkitan Model Kontinu dan Debit Historik (1994-2006) HASIL DAN PEMBAHASAN 250.00

      0.915 200.00

      ) /s 150.00

      3 m 100.00

      Q ( 300.00

      50.00 250.00 s) 200.00

      0.00 3/ m 150.00 Jan-93 Oct-95 Jul-98 Apr-01 Jan-04 Oct-06 Jul-09 Q ( 100.00

      Durasi (Bulan) Qhistorik Qsintetik

      50.00

      0.00 Gambar . Kalibrasi Debit Bangkitan Model Kotinu dan 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 02 04 06 Debit Historik (1994-2006) J J J J J J J J J J J J J J J an- an- an- an- an- an- an- an- an- an- an- an- an- an- an- Durasi (Bulan) Gambar . Debit Bulanan Pos Kalibawang S.

      Progo (1978-2007) Pembangkitan Data Debit Bulan Jenis Korelasi Koefisien Persamaan

      Januari PPPQ 0.848 Qt = 56.8 + 0.256P3(t) - 0.094P1(t) - 0.044P7(t) Februari PPQ'Q 0.695 Qt = 23.006 + 0.499Q(t-1) - 0.033P4(t) - 0.141P5(t)

      Maret PPQ'Q 0.819 Qt = (-7.812) + 0.677Q(t-1) - 0.085P4(t) + 0.164P5(t) April PPQ'Q 0.586 Qt = (-5.125) + 0.435Q(t-1) + 0.066P4(t) + 0.125P5(t)

      Mei PPPQ 0.431 Qt = 52.442 + 0.101X2(t) + 0.09P4(t) - 0.147P5(t) Juni PPQ'Q 0.957 Qt = (-1.506) + 0.596Q(t-1) + 0.131P3(t) + 0.186P8(t)

      Juli PPQ'Q 0.888 Qt = 1.419 + 0.638Q(t-1) + 0.066P3(t) + 0.011P7(t) Agustus PPQ'Q 0.852 Qt = 5.442 + 0.577Q(t-1) + 0.259P2(t) - 0.296P3(t)

      September PPQ'Q 0.948 Qt = 2.633 + 0.761Q(t-1) + 0.019P1(t) - 0.009P7(t) Oktober PPQ'Q 0.945 Qt = 9.969 + 0.26Q(t-1) + 0.03P4(t) + 0.054P5(t)

      November PPQ'Q 0.906 Qt = 1.017 + 0.913Q(t-1) - 0.023P3(t) + 0.09P4(t) Desember PPQ'Q 0.748 Qt = (-9.959) + 0.761Q(t-1) + 0.102P3(t) + 0.072P6(t)

      Pengelolaan Waduk Aktual HASIL DAN ANALISIS Tabel 8. Pengelolaan Waduk Aktual Pedoman Lintasan Bulanan PU 5 Tahun 1994-1995

      9.83 Sep-95

      15.63 Jun-95

      66.30 44.21 174236400.00 116194549.32 420000000.00 360369732.71 420000000.00 28.76 73426320.00 100810080.00

      38.36 Jul-95

      33.10 45.17 86986800.00 118712522.19 420000000.00 286974460.09 420000000.00 21.22 53400960.00 65311562.19

      24.85 Aug-95

      22.80 25.90 59918400.00 68068879.20 420000000.00 190702819.53 420000000.00 16.94 42231960.00 25836919.20

      21.90 19.91 57553200.00 52315538.55 420000000.00 85004691.67 420000000.00 15.25 37948320.00 19604880.00

      0.00 May-95

      7.46 Oct-95

      41.20 26.42 108273600.00 69436490.40 420000000.00 11169368.32 420000000.00 16.06 38920680.00 69352920.00

      26.39 Nov-95

      82.80 78.09 217598400.00 205208431.20 420000000.00 0.00 420000000.00 29.83 74214720.00 143383680.00

      54.56 Dec-95

      76.30 87.85 200516400.00 230868223.20 420000000.00 37364802.92 420000000.00 46.98 128351520.00 102516703.20

      39.01 Qlimpas Volume Awal (m3) Volume Akhir Qoutput Bulan Debit Input Debit Input (m3)

      59.70 52.18 156891600.00 137118002.40 409884337.96 405409866.29 420000000.00 40.57 105698160.00 41077777.96

      0.00

      Historik Prediksi Historik Prediksi

    Pedoman Input

    Rata-rata Vol. Aktual m3 m3/d m3/d m3

      0.00

      Nov-94

      21.00 29.23 55188000.00 76814074.80

      0.00 0.00 2599354.80 29.83 74214720.00

      0.00

      0.00 Des-94

      33.20 78.32 87249600.00 205811820.00 2599354.80 37364802.92 80059654.80 46.98 128351520.00

      0.00 Jan-95

      72.90 95.28 191581200.00 250405563.60 341599174.36 424065061.52 409884337.96 64.52 182120400.00

      86.90 82.17 228373200.00 215933824.80 80059654.80 101596969.90 159477814.80 56.98 148955040.00

      0.00

      0.00 Feb-95 116.00 123.62 304848000.00 324865999.65 159477814.80 234316776.79 259387014.45 78.45 224956800.00

      0.00

      0.00 Mar-95 87.30 112.17 229424400.00 294791079.91 259387014.45 346932603.67 341599174.36 70.90 212578920.00

      0.00

      0.00 Apr-95

      St+1 = St +Qin - Qout

      

    Pengelolaan Optimal Waduk dgn ketidakpastian

    debit masa depan (1998-2002)

      600 500 400

      3

      300

      a m Jut

      200 100

      6

      12

      18

      24

      30

      36

      42

      48

      54

      60 Bulan Lintasan Aktual Lintasan Pedoman

    LINGKUNGAN EKONOMI

      JATILUHUR

      2

    • Luas Waduk = 83 km

      3

    • Kapasitas tampungan = 2.448 Juta m

      3 ( 2005) .

    • Kapasitas tampungan efektif = 1.869 Juta m
    • >Tinggi muka air maksimum = + 107 m DPL.
    • Tinggi muka air minimum = + 75 m DPL.
    • Tinggi muka air aw al operasi = + 90.71 m DPL .
    • Tinggi efektif = + 77 m DPL.

      SISTEM KASKADE CITARUM

    GRAFIK

    PENGUSAHAAN

    WADUK

    JATILUHUR Kurva Distribusi Kumulatif Q kering

      Q normal Q basah Matrik Transisi Stokastik Markov Orde Satu Multiklas ( Basah, Normal & kering ) dari Komponen Utama Siklus Hidrologi ( P.Q) Kondisi Thn Iklin Tahun (t) Kondisi Tahun Depan (t+1)

      1

      2

      1 P α α α

      0N

      01

      02

      03

      1

      1 P α α α

      1N

      10

      11

      12 α α α

      20

      21

      22

      2

      1 P

      2N P NN P P P P N0 N1 N2 NN Matrik Transisi Stokastik Markov Multiklas Orde 1 ( Iklim Tahun : Basah ,Normal ,kering ) Matrik Transisi Stokastik Orde 1 - 3 Klas Kondisi Thn debit (t) Kondisi Tahun Debit (t+1)

      1

      2 0.6000 0.0000 0.4000 1.0000 P

      0N 1 0.5000 0.5000 0.0000 1.0000 P

      1N 2 0.1667 0.3333 0.5000 1.0000 P

      2N 1.2667 0.8333 0.9000 3.0000 P

      NN P P P P N0 N1 N2 NN Sumber : Hasil Perhitungan

      Model Kontinu Prakiraan Debit Air Ketidakpastian Masa Depan( Avenir Aleatoire) Dibangun berdasarkan korelasi antara dua variabel acak, yaitu :

    • Stasiun pengamat hujan (P )
    • Stasiun pengamat debit (Q )

       Model dengan nilai koefisien Korelasi (R) terbesar dipilih sebagai model yang paling baik untuk membangun data debit.

      Tabel Matrik Koef Korelasi Komponen utama (P,Q) siklus Hidrologi fungsi ruang dan waktu

      Qt P2 ρ

      ρ Qt-1 Qt+1

      ρ Qt-1 Qt

      ρ Qt-1 P3

      ρ Qt-1 P2

      ρ Qt-1 P1

      1 Q t-1

      ρ Qt+1 Qt

      ρ Qt+1 P3

      ρ Qt+1 P2

      ρ Qt+1 P1

      1 Q t+1

      Qt P3

      Qt P1 ρ

      Nilai P

      1 Qt ρ

      P3 P2

      P3 P1 ρ

      3 ρ

      1 P

      P2P1

      2 ρ

      1 P

      1

      3 Q t Q t+1 Q t-1 P

      2 P

      1 P

      1 Catatan : time step waktu bersamaan t( P1,P2, P3 dan Q t) Korelasi 2 variabel xy

      ρ =

      Koefisien korelasi 2 variabel xy i

      X i

      Y = nilai Variabel X atau Yke–i y x

      σ σ , = Simpangan baku variabel X dan Y n = Jumlah populasi ,bila n<10 maka (n-1) y x n i i i xy n Y Y

      X X σ σ ρ

      ∑ =

      − − = ) )( (

    • (Q1)P
    • (Q1)Q
    • Persamaan Regresi Linier Model Biner :

      x

      1 = r

      2 x

      2

    • + ε
      • Koefisien Determinasi Dinyatakan sbb :

      R = ρ

      12 ε

      2 = 1 – R

      2 ρ

      12 X

      1 X

      2

      

    Model 2 Variabel (Biner) Model 3 Variabel (Terner) (Lanjutan) Dinyatakan sbb

      Koefisien Korelasi Parsiil

    • ρ ρ ρ

      −

      12

      13

      23 r =

      ρ

      2

      2

      1 −

      23 ρ ρ ρ

      −

      13

      12

      23 r =

      ρ

      3

      2

      1 −

      23

      X

    • 2

      (Q1)PP ρ ρ

      

    23

      12

    • (Q1)QP
    • (Q1)QQ

      X ρ

      

    X

      1

      13

    3 Model 3 Variabel (Terner)

    • Persamaan Regresi Linier Model Terner :

      x = r x + r x

    • + ε

      1

      2

      2

      3

      3

    • Koefisien Determinasi Dinyatakan sbb :

      ρ ρ ρ ρ ρ

      2

      2

      2 − +

      2

      12

      13

      12

      13

      23 R = ρ

      2

      1 −

      23

      ρ

      X

      3 (Q1)PPP

      23 X

    • 2

      ρ

      2 ρ

      2

      4

    • (Q1)QPP

      4 ρ ρ

      34

      12

    • (Q1)QQP

      ρ

      X

    • (Q1)QQQ

      1

      14 X

      4 Model 4 Variabel (Kuaterner)

    • Persamaan Regresi Linier Model Kuaterner :

      x = r x + r x + r x

    • + ε

      1

      2

      2

      3

      3

      4

      4

    • Koefisien Determinasi Dinyatakan sbb :

      2

      2 = 1 – R ε

    • + 22

      ρ ρ ρ

      32

      42

      2

      12

      3

      13

      4

      14 2(r r + r r + r r ) ρ ρ ρ

    • + r + r – 2(r + r r ) + ε = 1 + r

      2

      3

      23

      2

      4

      24

      3

      4

      34

       Model 4 Variabel (Lanjutan)

      Dinyatakan sbb Koefisien Korelasi Parsiil

    • Δ Δ Δ

      3 r r r = =

      = Δ2

      Δ Δ4

      2

      3

      4 Δ = 1 – ( ρ232 + ρ242 + ρ342 ) + 2 ρ23ρ24 ρ34 Δ2 = ρ12 ( 1- ρ342 ) – ρ13 ρ23 ρ24 ρ34 ) – ρ14 – ( ρ24 ρ23 ρ34 ) - ( Δ3 =

      ρ13 ( 1- ρ242 ) – ρ12 ( ρ23 ρ24 ρ34 ) – ρ14 ( ρ34 ρ23 ρ24 –

    • )

      Δ4 = ρ14 ( 1- ρ232 ) – ρ12 ( ρ24 ρ23 ρ34 ) – ρ13 ( ρ34 ρ23 ρ24 ) - –

      

    INDIKANTOR PEMILIHAN MODEL

    PEMBANGKIT Korelasi Spartial komponen Hidrologi

    2 Variabel

      4 Variabel (Biner)

      (Kuaterner )

    3 Variabel

      (Terner) R >>> MODEL PEMBANGKITAN DEBIT TERPILIH Model Diskrit CHAIN MARKOV Konsep CHAIN MARKOV :Probabilitas kejadian pada suatu waktu tertentu

    bergantung/ditentukan hanya dari kejadian waktu

    sebelumnya.

      

    Jika t0 < t1 < … < tn , (n = 0,1,2…) > titik-titik waktu,

    maka kumpulan variabel acak {X(tn)} merupakan Proses Markov jika memenuhi kondisi sbb : Pij = P{X(tn) = j / X(tn-1) = i} > Probabilitas Transisi peluang kejadian j terjadi jika diketahui kejadian i terjadi. Model Diskrit CHAIN MARKOV Dat a Debit Bulanan

      Klasif ikasi Debit

      Analisis Frekuensi & Dist . Probabilit as Simulasi

      Debit Ant isipasi Dist. Normal Dist. Log-Normal Dist. Gumbel Uj i K-S

      Klas 0 Qkering Klas 1 Qnormal Klas 2 Qbasah Kurva Dist ribusi Kumulat if

      Dist. Gamma Dist. Log-Person III Kurva Distribusi Kumulatif Q kering

      Q normal Q basah Matrik Transisi Kondisi Kondisi Debit Waktu t Jumlah n Debit

      Keadaan

      1

      2 Waktu t Debit t n-1 n-1 N =

      N N N

      00

      01

      02 N + N + N

      00

      01

      02 N =

      1

      1 N N N

      10

      11

      12 N + N + N

      10

      11

      12 N =

      2

      2 N N N

      20

      21

      22 N + N + N

      20

      21

      22 Jumlah N N ’ = N1’ = N ’ =

      2 Keadaan = N + N + N

      1

      2 N + N + N N + N + N N + N + N

      00

      10

      20

      01

      11

      21

      02

      12

      22 Debit t = N ’ + N ’ + N ’ n

      1

      2 Matrik Transisi (Lanjutan) 

      Matrik P diatas > matrik transisi homogen atau matrik stokhastik karena semua transisi probabilitas Pij adalah tetap dan independen terhadap waktu. n ij

      P =

      1 ∑ ij

      ∑ P = ij j n j

      ∑ 

      Probabilitas Pij harus memenuhi kondisi : untuk seluruh nilai i ; Pij ≥ 0 untuk seluruh nilai i dan j

       Simulasi

      Prinsip dasar simulasi: Zt = Xt.Yt X = Keadaan debit pada bulan t t

      Y = Tinggi debit pada bulan t t

      Untuk menumbuhkan variabilitas debit tahunan dan mengerjakannya sesuai dengan realitas dari fenomena

    fisik meteorologi, digunakan dua tarikan perbulan yaitu :

     Menentukan keadaan debit pada waktu t dengan menggunakan fungsi distribusi debit air historik.  Menentukan besaran debit air dengan menggunakan matrik stokhastik.

      Test Goodness-of-Fit Chi Kuadrat Uji Parametrik Uji Normalitas Goodnes-of-Fit K-S Uji Non-Parametrik Tidak semua data Debit terdistribusi Normal Batas Kelas Debit Bulanan DAS Citarum-Saguling (m3/detik) Bulan Debit Kering (0) Debit Normal (1) Debit Basah (2) Januari

      0.00 - 118.96 118.97 - 159.26 159.27 - 238.18 Februari

      0.00 - 116.99 117.00 - 151.67 151.68 - 245.77 Maret

      0.00 - 129.15 129.16 - 178.51 178.52 - 240.27 April

      0.00 - 146.78 146.79 - 187.16 187.17 - 257.91 Mei

      0.00 - 80.27 80.28 - 106.54 106.55 - 152.53 Juni

      0.00 - 50.62 50.63 - 75.23 75.24 - 111.64 Juli

      0.00 - 30.03 30.04 - 50.66 50.67 - 138.84 Agustus

      0.00 - 14.91 14.92 - 29.39 29.40 -

      59.29 September 0.00 - 15.18 15.19 - 30.54 30.55 -

      79.60 Oktober 0.00 - 27.66 27.67 - 56.61 56.62 - 127.80 November

      0.00 - 83.33 83.34 - 143.81 143.82 - 262.35 Desember

      0.00 - 91.07 91.08 - 130.77 130.78 - 199.90 Sumber : Hasil Perhitungan Debit Rata-Rata Kelas Bulanan DAS Citarum-Saguling (m3/detik) Bulan Debit Kering (0) Debit Normal (1) Debit Basah (2) Januari

      99.1508 137.6421 191.0761 Februari

      101.8011 132.4318 182.7710 Maret

      101.3649 153.2866 210.5728 April

      124.8484 166.1509 215.7136 Mei

      67.2757 92.4771 127.1190 Juni

      35.2609 62.9267 90.5925 Juli

      21.6710 39.0049 70.2036 Agustus

      8.9862 21.3239 41.9706 September

      8.9901 21.9567 43.9998 Sumber : Hasil Perhitungan Klasifikasi Debit Input Bulanan DAS Citarum-Saguling Tahun 1986 - 2002 Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des 1986

      1

      1

      2

      1

      1

      2

      2

      2

      2

      2

      2

      1 1987

      1

      1

      1

      2 1988

      2

      1

      1

      2

      1

      1

      2

      1 1989

      2

      2

      1

      2

      2

      2

      2

      1

      1 1990

      2

      1

      1

      1

      1

      2

      1

      2 1991

      1

      1

      1

      2

      2 1992

      1

      2

      2

      2

      2

      2

      1

      2

      2

      2

      1

      2 1993

      2

      2

      2

      2

      1

      1

      2

      1

      2 1994

      2

      2

      2

      2 1995

      1

      1

      1

      2

      2

      1

      2

      2

      1 1996

      1

      1

      1

      1

      2

      2

      2

      2 1997

      1

      1

      2 1998

      2

      2

      2

      2

      2

      2

      2

      2

      2

      1

       Sumber : Hasil Perhitungan

      

    Matrik Transisi Tiga Kelas Orde Satu Debit Total

    Das Citarum-Saguling Matrik Transisi Tiga Kelas Orde Satu (Desember/Januari) Kondisi Bulan Kondisi Bulan Januari (t+1) Desembe

      1

      2 r (t) 0.6000 0.0000 0.4000 1.0000 P

      0N 1 0.5000 0.5000 0.0000 1.0000 P

      1N 2 0.1667 0.3333 0.5000 1.0000 P

      2N 1.2667 0.8333 0.9000 3.0000 P

      NN P P P P N0 N1 N2 NN Sumber : Hasil Perhitungan Data Debit Bulanan DAS Citarum-Saguling Tahun

    1986 – 2002 Hasil Pembangkitan Chain Markov (Uji

    Elastisitas)

      Sumber : Hasil Perhitungan

    Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des

      35.26

      90.59

      92.48

      99.15 101.80 101.36 166.15

      16.13 45.58 157.01 1995

      8.99

      8.99

      21.67

      16.13 45.58 157.01 1994 191.08 182.77 210.57 215.71 127.12

      41.97

      21.96

      41.97

      39.00

      35.26

      191.08 182.77 210.57 215.71 127.12

      44.00 82.18 113.57 110.35 1993

      41.97

      70.20

      8.99 16.13 181.55 110.35 1996

      90.59

      39.00

      41.97

      70.20

      90.59

      99.15 101.80 210.57 215.71 127.12

      16.13 45.58 157.01 1998

      8.99

      41.97

      35.26

      137.64 101.80 101.36 166.15

      92.48

      191.08 101.80 101.36 124.85

      44.00 82.18 181.55 157.01 1997

      21.32

      39.00

      35.26

      67.28

      70.20

      191.08 101.80 210.57 215.71 127.12

      1986 137.64 101.80 153.29 215.71

      39.00

      44.00 16.13 113.57

      8.99

      39.00

      90.59

      16.13 45.58 157.01 1988 191.08 182.77 153.29 166.15 127.12

      8.99

      8.99

      35.26

      99.15 182.77 210.57 166.15

      92.48

      99.15 101.80 101.36 166.15

      44.00 82.18 181.55 110.35 1987

      41.97

      70.20

      90.59

      92.48

      69.32 1989

      92.48

      16.13 45.58 157.01 1992

      21.96

      8.99

      8.99

      21.67

      35.26

      67.28

      191.08 101.80 101.36 166.15

      16.13 45.58 157.01 1991

      41.97

      90.59

      39.00

      90.59

      92.48

      99.15 101.80 210.57 166.15

      16.13 45.58 157.01 1990

      21.96

      41.97

      70.20

      44.00 82.18 113.57 Perbandingan Model Pembangkitan Debit Model Kontinu – Model Diskrit Waduk Saguling

      800 700 600 500

      3 400 a m Jut

      300 200 100

      6

      12

      18

      24

      30

      36

      42

      48

      54

      60 HISTORIS NORMAL REGRESI MARKOV Bulan

     Debit hasil peramalan dengan model kontinu dan model diskrit

    dapat mengikuti fluktuasi debit historis yang ada.

     Elastisitas debit antisipasi terbaik ⇒ Metode Diskrit Chain

    Markov.  Metode peramalan terpilih ⇒ Pengelolaan Waduk Aktual

      Matrik

      

    Tabel : Persamaan Regresi Linier Ganda Model Hujan-Debit Heterogen Q(1)PPP

    Bulan Persamaan Regresi Ganda

      5 + 0.9290 P

      n

      5 + 0.9589 P

      n

      3 + 0.9167 P

      n

      = -1.2519 P

      n+1

      11 + 8.8445 September Q

      n

      n

      n+1

      2 + 0.6469 P

      n

      = -0.6908 P

      n+1

      10 + 13.3979 Agustus Q

      n

      8 - 0.8419 P

      n

      6 + 0.3902 P

      n

      11 - 10.1159 Oktober Q

      = 0.4996 P

      n+1

      n

      6 + 103.8751

      n

      5 - 1.0085 P

      n

      2 + 0.2627 P

      n

      = 0.9712 P

      n+1

      9 + 115.4179 Desember Q

      6 - 0.6167 P

      n

      n

      3 + 0.9778 P

      n

      = -0.4947 P

      n+1

      7 - 8.2072 November Q

      n

      4 + 0.8626 P

      n

      3 - 0.3895 P

      = 0.9247 P

      11 + 11.1823 Juli Q

      Januari Q

      2 + 0.4338 P

      n

      6 - 0.8100 P

      n

      = 0.8444 P

      n+1

      11 + 21.5284 Maret Q

      n

      10 - 0.2653 P

      n

      n

      n

      = 0.4285 P

      n+1

      10 + 195.5179 Februari Q

      n

      6 - 0.4202 P

      n

      3 + 0.6869 P

      n

      = -0.2714 P

      n+1

      10 + 0.2995 P

      11 + 48.5559 April Q

      n

      n

      4 - 0.1693 P

      n

      2 - 0.8824 P

      n

      = 1.2112 P

      n+1

      9 - 20.0044 Juni Q

      n

      8 + 0.7358 P

      6 + 0.5974 P

      n+1

      n

      = -0.5834 P

      n+1

      8 + 76.6542 Mei Q

      n

      7 - 0.4267 P

      n

      2 - 0.5617 P

      n

      = 0.7888 P

      Sumber : Hasil Perhitungan Keterangan : P1 = Cicalengka, P2 = Paseh, P3 = Chinchona, P4 = Ciparay, P5 = Ujung Berung P6 = Bandung, P7 = Cililin, P8 = Montaya, P9 = Sukawana, P10 = Saguling Dam P11 = Cisondari

Dokumen baru

Aktifitas terkini

Download (85 Halaman)
Gratis

Tags

Kebutuhan Infrastruktur Sumber Daya Air Pw Hidrologi Air Permukaan Rawa Strategi Pengelolaan Sumber Daya Air Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Kebijakan Pengelolaan Sumber Daya Air Pw Hidrologi Debit Air Permukaan Sungai Manajemen Sumber Daya Air Pdf Pengembangan Sumber Daya Air Docx Makalah Pengembangan Sumber Daya Air Pengembangan Sumber Daya Air Sedimenta
Show more