30
V-1 Bab V Analisa dan Diskusi V.1 Pemilihan data Pemilihan lokasi studi di Sungai Citarum, Jawa Barat, didasarkan pada kelengkapan data debit pengkuran sungai dan data hujan harian. Kalibrasi pemodelan debit akan dilakukan dengan menggunakan data dari sungai tersebut pada Stasiun Debit Nanjung. Pada DAS Citarum terdapat 11 stasiun pengamatan curah hujan jam-jaman yang digunakan untuk menghitung debit aliran Sungai Citarum, sehingga dapat dihitung nilai rata-rata untuk mendapatkan nilai curah hujan wilayah pad atiap sub das. Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. Letak dan daerah pengaruh dari masing-masing pos pengamatan curah hujan DAS Citarum dapat dilihat pada Gambar III.9. Pos Hujan DAS Citarum. Perhitungan hujan-limpasan adalah penyederhanaan dari proses terjadinya debit pada suatu DAS. Debit merupakan fungsi dari hujan, tanpa adanya tampungan. Dengan demikian, jika hujan = 0, maka debit hasil perhitungan pun akan = 0. Hal seperti ini tidak terjadi di lapangan. Dalam kondisi aktual di lapangan, data debit pengamatan di Nanjung menunjukkan bahwa meskipun tidak terjadi hujan, debit sungai tidak pernah menunjukkan harga nol. Selain itu, dalam kondisi aktual di lapangan, suatu kejadian hujan tidak selalu diikuti oleh timbulnya debit, dan demikian pula sebaliknya. Perhitungan curah hujan wilayah untuk tiap sub das didasarkan pada kejadian hujan yang berbeda-beda untuk tiap sub das dan disediakannya input hujan untuk tiap sub das dalam model penelitian ini.

Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

  • Upload
    dangdat

  • View
    224

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-1

Bab V

Analisa dan Diskusi

V.1 Pemilihan data

Pemilihan lokasi studi di Sungai Citarum, Jawa Barat, didasarkan pada

kelengkapan data debit pengkuran sungai dan data hujan harian. Kalibrasi

pemodelan debit akan dilakukan dengan menggunakan data dari sungai tersebut

pada Stasiun Debit Nanjung.

Pada DAS Citarum terdapat 11 stasiun pengamatan curah hujan jam-jaman yang

digunakan untuk menghitung debit aliran Sungai Citarum, sehingga dapat

dihitung nilai rata-rata untuk mendapatkan nilai curah hujan wilayah pad atiap sub

das. Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum

dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. Letak dan daerah pengaruh

dari masing-masing pos pengamatan curah hujan DAS Citarum dapat dilihat pada

Gambar III.9. Pos Hujan DAS Citarum.

Perhitungan hujan-limpasan adalah penyederhanaan dari proses terjadinya debit

pada suatu DAS. Debit merupakan fungsi dari hujan, tanpa adanya tampungan.

Dengan demikian, jika hujan = 0, maka debit hasil perhitungan pun akan = 0. Hal

seperti ini tidak terjadi di lapangan. Dalam kondisi aktual di lapangan, data debit

pengamatan di Nanjung menunjukkan bahwa meskipun tidak terjadi hujan, debit

sungai tidak pernah menunjukkan harga nol. Selain itu, dalam kondisi aktual di

lapangan, suatu kejadian hujan tidak selalu diikuti oleh timbulnya debit, dan

demikian pula sebaliknya.

Perhitungan curah hujan wilayah untuk tiap sub das didasarkan pada kejadian

hujan yang berbeda-beda untuk tiap sub das dan disediakannya input hujan untuk

tiap sub das dalam model penelitian ini.

Page 2: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-2

V.2 Analisa Topografi

V.2.1 Pendekatan DEM

Dari analisa data topografi berdasarkan peta titik elevasi, elevasi lahan di

catchment area DAS Citarum dengan outlet di Stasiun Debit Nanjung bervariasi

antara sekitar +2400 hingga + 600 di atas permukaan laut rata-rata.

a) Gambar 3D Kondisi Topografi DAS Citarum

b) Topografi DAS Citarum dalam format DEM

Gambar V.1. Kondisi Topografi DAS Citarum

Page 3: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-3

V.2.2 Analisa Outlet, dan Pit

Pemodelan dalam penelitian ini tidak mengakomodasi adanya detensi aliran pada

anak sungai. Hal tersebut disebabkan penyederhanaan yang dilakukan dan untuk

penyesuaian terhadap skema teoritis yang digunakan dalam pemodelan.

Skema teoritis Kinematic Wave tidak mengakomodasi adanya detensi aliran.

Ketidakmampuan skema Kinematic Wave dalam perhitungan aliran dinamis

seperti fenomena backwater menjadi kelemahan dari skema ini. Pertimbangan

pemakaian skema Kinematic Wave dalam perhitungan overland flow dan channel

flow pada anak sungai disebabkan oleh faktor kemiringan lahan yang sangat

dominan dalam perhitungan aliran pada anak-anak sungai di lokasi studi.

Selain itu, penyederhanaan yang dilakukan dalam pemodelan ini berkaitan dengan

keterbatasan data elevasi yang tersedia sehingga ukuran grid terkecil yang bisa

dihasilkan adalah 1 km2. Apabila diterapkan mass balance equation akan

terhambat pada ukuran grid yang ada. Akumulasi aliran dari grid sebelumnya

hanya akan mengisi genangan pada grid yang ditinjau dan tidak sampai mengalir

ke arah grid terendah di sekeliling grid yang ditinjau.

Dua hal tersebut di atas menyebabkan perlunya penghilangan pit atau grid yang

memiliki elevasi terendah dibandingkan dengan delapan grid yang

mengelilinginya. Grid ini menyebabkan putusnya akumulasi aliran ke hilir.

Sebagai contoh penyesuaian elevasi untuk menghilangkan pit digunakan Sub Das

Cimahi yang mempunyai dua buah pit. Dari analisa data DEM, didapatkan arah

aliran sebagai berikut:

Page 4: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-4

6.00 6.00 6.00 6.00 5.00 2.00

6.00 6.00 6.00 6.00 4.00 5.00

6.00 6.00 6.00 6.00 5.00 6.00

6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 4.00

6.00 6.00 6.00 5.00 6.00 4.00

6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00

6.00 6.00 5.00 6.00 4.00 5.00

6.00 6.00 6.00 6.00 4.00 5.00

6.00 5.00 6.00 4.00 5.00 6.00

6.00 4.00 5.00 4.00 4.00 4.00

4.00 5.00 6.00 3.00 3.00 3.00

3.00 9.00 7.00 4.00 5.00 6.00

5.00 6.00 6.00 6.00 6.00 4.00

9.00 7.00 4.00 5.00 6.00 6.00

5.00 6.00 4.00 5.00 6.00 4.00

5.00 6.00 6.00 5.00 4.00 5.00

5.00 6.00 4.00 4.00 5.00 6.00

Gambar V.2. Arah aliran hasil analisa DEM

Pada Gambar V.2. Arah aliran hasil analisa DEM terlihat bahwa terdapat dua

titik pada ruang lingkup data yang menunjukkan kode arah aliran yang bernilai 9

yang merupakan jalur channel flow dari Sungai Cimahi.

Page 5: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-5

Karena dua titik tersebut berada dalam jalur channel flow Sungai Cimahi, maka

titik-titik tersebut merupakan pit, yang terjadi pada proses perata-rataan harga

elevasi pada saat pembentukan DEM.

6.00 6.00 6.00 6.00 5.00 2.00

6.00 6.00 6.00 6.00 4.00 5.00

6.00 6.00 6.00 6.00 5.00 6.00

6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 4.00

6.00 6.00 6.00 5.00 6.00 4.00

6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00

6.00 6.00 5.00 6.00 4.00 5.00

6.00 6.00 6.00 6.00 4.00 5.00

6.00 5.00 6.00 4.00 5.00 6.00

6.00 4.00 5.00 4.00 4.00 4.00

4.00 5.00 6.00 3.00 3.00 3.00

3.00 9.00 7.00 4.00 5.00 6.00

5.00 6.00 6.00 6.00 6.00 4.00

9.00 7.00 4.00 5.00 6.00 6.00

5.00 6.00 4.00 5.00 6.00 4.00

5.00 6.00 6.00 5.00 4.00 5.00

5.00 6.00 4.00 4.00 5.00 6.00

Gambar V.3. Arah aliran, outlet, pit, dan batas sub das Cimahi (grid 1000 m x 1000 m)

Pada Gambar V.3. Arah aliran, outlet, pit, dan batas sub das Cimahi (grid 1000 m

x 1000 m) terlihat jelas dua titik tersebut merupakan pit. Pada gambar di atas,

secara sederhana terlihat bahwa pit dapat teridentifikasi melalui letak dalam

daerah pemodelan.

Page 6: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-6

Untuk menghilangkan pit tersebut dilakukan beberapa prosedur sebagai berikut:

1. Cek elevasi lahan berdasarkan analisa DEM.

2. Cek peta elevasi berdasarkan peta sub das dan cek kemungkinan arah aliran

berdasarkan peta tersebut.

3. Penyesuaian harga elevasi lahan pada DEM untuk menghilangkan pit.

Berikut ditampilkan penyesuaian data elevasi pada titik DEM (i=2, j=12) dan

(i=1, j=14).

a) Sebelum modifikasi b) Setelah modifikasi

Gambar V.4. Ilustrasi penyesuaian data DEM (i=2, j=12) dan (i=1, j=14)

Sesuai prosedur sederhana yang telah disebutkan sebelumnya, maka penyesuaian

data untuk menghilangkan pit tersebut dilakukan sebagai berikut untuk titik (i=2,

j=12):

1. Cek elevasi lahan berdasarkan analisa DEM.

Dari Gambar V.4. a). terlihat bahwa pada titik (i=2, j=12) terjadi akumulasi

aliran yang diidentifikasi sebagai pit. Elevasi lahan pada titik tersebut adalah

+689,00 yang merupakan titik terendah dibandingkan dengan delapan titik

yang terdapat di sekelilingnya. Aliran pada titik tersebut tidak dapat mengalir

ke titik di sekelilingnya dan seakan-akan aliran air terkumpul dalam suatu

sumur atau pit.

1 2 3 4 5 6

10 724.00 719.00 726.00 743.00 725.00 742.00

11 711.00 708.00 706.00 726.00 705.00 704.00

12 702.00 689.00 707.00 717.00 716.00 715.00

13 692.00 691.00 696.00 697.00 695.00 706.00

14 677.00 685.00 688.00 690.00 703.00 697.00

15 678.00 680.00 681.00 679.00 685.00 690.00

16 672.00 674.00 677.00 673.00 679.00 679.00

17 665.00 667.00 671.00 668.00 670.00 668.00

ij 1 2 3 4 5 6

10 724.00 719.00 726.00 743.00 725.00 742.00

11 711.00 708.00 706.00 726.00 705.00 704.00

12 702.00 698.50 707.00 717.00 716.00 715.00

13 692.00 691.00 696.00 697.00 695.00 706.00

14 684.50 685.00 688.00 690.00 703.00 697.00

15 678.00 680.00 681.00 679.00 685.00 690.00

16 672.00 674.00 677.00 673.00 679.00 679.00

17 665.00 667.00 671.00 668.00 670.00 668.00

ij

Page 7: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-7

2. Cek peta elevasi berdasarkan peta sub das dan cek kemungkinan arah aliran

berdasarkan peta tersebut.

Dari peta titik elevasi yang dioverlapkan dengan peta sub das pada Gambar

V.3. Arah aliran, outlet, pit, dan batas sub das Cimahi (grid 1000 m x 1000 m)

titik (i=2, j=12) merupakan bagian dari sub das Sungai Cimahi, dengan

kecenderungan bergerak ke arah selatan.

3. Penyesuaian harga elevasi lahan pada DEM untuk menghilangkan pit.

Penyesuaian dilakukan untuk mengakomodasi kondisi yang lebih mungkin

terjadi di lapangan, yakni arah aliran dari titik (i=2, j=12) menuju selatan. Dari

Gambar V.4. a) terlihat bahwa di sekeliling titik (i=2, j=12) kita tinjau dua

titik yang berpengaruh terhadap arah aliran yakni:

Titik (i=3, j=11), dengan elevasi lahan +706,00

Titik (i=2, j=13), dengan elevasi lahan +691,00

Diperkirakan air dari titik (i=2, j=12) akan mengalir menuju titik (i=2, j=13).

Dengan demikian, penyesuaian elevasi lahan DEM dilakukan pada titik (i=2, j

=12) yakni dengan memberi nilai elevasi dengan ketentuan +691,00< elevasi

< +706,00. Secara sederhana, elevasi titik (i=2, j=12) diambil dari harga rata-

rata antara +691,00 dan +706,00, yakni +698,50.

Hasil penyesuaian ini dapat dilihat pada Gambar V.4. b), dimana arah aliran dari

titik (i=15, j =10) mengarah ke barat daya, dan sudah tidak terdapat lagi pit.

V.2.3 Karakteristik Sub Das/Pengaruh Parameter DAS

Parameter utama yang digunakan dalam perhitungan model penelitian ini antara

lain persamaan dan perbedaan karakteristik antara sub das yang terlihat pada

aspek-aspek sebagai berikut:

1. Pengaruh jaringan sungai pada sub das

Model yang disusun ini dapat mengakomodasi pengaruh jaringan sungai pada

suatu sub das. Pengaruh adanya beberapa cabang akumulasi aliran sebelum

outlet terlihat dari adanya beberapa puncak pada hidrograf akhir.

Page 8: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-8

Sementara itu pada outlet sub das dimana mempunyai jaringan sungai yang

lebih sederhana menghasilkan hidrograf outlet dengan jumlah puncak debit

satu buah akibat akumulasi aliran yang relatif terus-menerus dalam satu

cabang aliran.

2. Pengaruh kondisi topografi

Sebagaimana telah diuraikan pada bab sebelumnya, model ini menggunakan

Metoda Kinematic Wave sebagai aplikasi untuk menghitung overland flow dan

channel flow pada anak sungai. Sementara untuk perhitungan channel flow di

sungai utama digunakan dynamic wave. Beberapa asumsi yang digunakan

sehubungan dengan perhitungan overland flow dan channel flow pada anak

sungai serta channel flow di sungai utama dalam penelitian ini antara lain

adalah:

Koefisien aliran (C) yang berupa harga konstan, merupakan perbandingan

antara hujan yang menjadi limpasan dan hujan yang jatuh tidak digunakan

dalam model ini. Hujan yang terjadi sudah diperhitungkan sebagai hujan

efektif yang akan menjadi limpasan.

Harga koefisien kekasaran lahan untuk overland flow (N) diakomodasi

sebagai input untuk tiap grid.

Harga koefisien kekasaran saluran untuk channel flow (n) di anak sungai

maupun sungai utama digunakan harga rata-rata untuk kekasaran dasar

sungai di lokasi studi yang berupa saluran alami berkecenderungan lurus

berbatu dan banyak tumbuhan.

Harga koefisien kemiringan lahan untuk overland flow (S0) diakomodasi

sebagai input untuk tiap grid.

Harga koefisien kemiringan dasar saluran untuk channel flow (S0) di anak

sungai digunakan harga rata-rata pada kemiringan dasar saluran tiap anak

sungai.

Harga koefisien kemiringan dasar saluran untuk channel flow (S0) di

sungai utama digunakan harga rata-rata pada kemiringan dasar saluran

pada sungai utama.

Page 9: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-9

Pada model ini, penggunaan Metoda Kinematic Wave sebagai metoda routing

terdistribusi antar grid pada anak sungai memberikan volume kumulatif yang

tidak selalu sama dengan volume hujan efektif yang turun. Faktor-faktor yang

mengakibatkan selisih jumlah volume antara hasil perhitungan model dengan

volume hujan efektif antara lain adalah sebagai berikut:

Debit perhitungan Metoda Kinematic Wave merupakan fungsi dari besaran

intensitas hujan dan durasi hujan.

Routing Kinematic Wave pada overland flow maupun channel flow

merupakan fungsi dari kondisi topografi/kemiringan lahan/saluran. Untuk

ukuran grid yang sama, semakin besar kemiringan lahan/saluran, semakin

kecil pula harga waktu travel time yang berkaitan dengan waktu

konsentrasi. Secara umum, pada grid dengan harga kemiringan

lahan/saluran tinggi (curam) perhitungan menghasilkan debit puncak yang

besar. Begitu pula sebaliknya, pada grid dengan harga kemiringan

lahan/saluran rendah (landai) perhitungan menghasilkan debit puncak yang

kecil.

Faktor kekasaran Manning (n) untuk overland flow dan (N) untuk channel

flow sangat berpengaruh terhadap kecepatan aliran dan debit yang

dihasilkan. Kondisi lahan/saluran yang kasar dan berisikan benda-benda

yang dapat menghalangi aliran seperti sampah, potongan dahan-dahan, dan

lain sebagainya dapat mengurangi kecepatan aliran sehingga menghasilkan

nilai debit yang relatif rendah.

3. Pengaruh Koefisien Corak

Koefisien corak merupakan perbandingan antara luas DAS dengan panjang

sungai. Secara umum koefisien corak menggambarkan proporsi overland flow

dibandingkan dengan channel flow. Semakin besar proporsi overland flow

dibandingkan dengan channel flow, harga debit puncak semakin kecil, namun

waktu resesi hidrograf semakin panjang. (hidrograf lama naik dan lama turun).

Sementara itu, semakin kecil proporsi overland flow dibandingkan dengan

channel flow, harga debit puncak semain besar, dan waktu resesi hidrograf

semaikin pendek (hidrograf cepat naik dan cepat turun).

Page 10: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-10

Pada model ini tiap sub das perhitungan debit dilakukan dengan overland flow

sebagai lateral inflow untuk tiap grid dan dirouting dengan channel flow sampai

dengan muara tiap anak di sungai utama. Kemudian routing dilakukan sepanjang

sungai utama (Citarum) sebagai channel flow.

Berikut adalah hasil model untuk visualisasi 2-D, 3-D, dan arah aliran untuk

masing-masing sub das.

Gambar V.5. Kondisi 3-D Sub Das Cimahi

Gambar V.6. Kondisi 2-D Sub Das Cimahi Gambar V.7. Arah aliran di Sub Das Cimahi

Page 11: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-11

Gambar V.8. Kondisi 3-D Sub Das Cibeureum

Gambar V.9. Kondisi 2-D Sub Das Cibeureum

Gambar V.10. Arah aliran di Sub Das Cibeureum

Page 12: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-12

Gambar V.11. Kondisi 3-D Sub Das Citepus

Gambar V.12. Kondisi 2-D Sub Das Citepus

Gambar V.13. Arah aliran di Sub Das Citepus

Page 13: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-13

Gambar V.14. Kondisi 3-D Sub Das Cikapundung

Gambar V.15. Kondisi 2-D Sub Das Cikapundung

Gambar V.16. Arah aliran di Sub Das Cikapundung

Page 14: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-14

Gambar V.17. Kondisi 3-D Sub Das Cicadas

Gambar V.18. Kondisi 2-D Sub Das Cicadas

Gambar V.19. Arah aliran di Sub Das Cicadas

Page 15: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-15

Gambar V.20. Kondisi 3-D Sub Das Cidurian

Gambar V.21. Kondisi 2-D Sub Das Cidurian

Gambar V.22. Arah aliran di Sub Das Cidurian

Page 16: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-16

Gambar V.23. Kondisi 3-D Sub Das Cipamokolan

Gambar V.24. Kondisi 2-D Sub Das Cipamokolan

Gambar V.25. Arah aliran di Sub Das Cipamokolan

Page 17: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-17

Gambar V.26. Kondisi 3-D Sub Das Cikeruh

Gambar V.27. Kondisi 2-D Sub Das Cikeruh

Gambar V.28. Arah aliran di Sub Das Cikeruh

Page 18: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-18

Gambar V.29. Kondisi 3-D Sub Das Ciwidey

Gambar V.30. Kondisi 2-D Sub Das Ciwidey

Gambar V.31. Arah aliran di Sub Das Ciwidey

Page 19: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-19

Gambar V.32. Kondisi 3-D Sub Das Cibolerang

Gambar V.33. Kondisi 2-D Sub Das Cibolerang

Gambar V.34. Arah aliran di Sub Das Cibolerang

Page 20: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-20

Gambar V.35. Kondisi 3-D Sub Das Cisangkuy

Gambar V.36. Kondisi 2-D Sub Das Cisangkuy

Gambar V.37. Arah aliran di Sub Das Cisangkuy

Page 21: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-21

Gambar V.38. Kondisi 3-D Sub Das Citarum Hulu

Gambar V.39. Kondisi 2-D Sub Das Citarum Hulu

Gambar V.40. Arah aliran di Sub Das Citarum Hulu

Page 22: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-22

Gambar V.41. Kondisi 3-D Sub Das Citarik

Gambar V.42. Kondisi 2-D Sub Das Citarik Gambar V.43. Arah aliran di Sub Das

Citarik

Page 23: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-23

Berikut adalah rekapitulasi luas masing-masing sub das berdasarkan pemodelan

dalam penelitian ini dalam format DEM yang telah dibuat.

Tabel V.1. Perbandingan luas sub das existing dan pemodelan

V.3 Kalibrasi dan Verifikasi Model

V.3.1 Kalibrasi dan Verifikasi I (dengan 1 orde sungai dynamic wave)

Koefisien-koefisien dalam aliran, seperti N kekasaran lahan, C koefisien

pengaliran lahan, dan n Manning kekasaran dasar saluran, mempunyai range nilai

untuk suatu kondisi. Misalnya koefisien kekasaran dasar saluran n, pada kondisi

sungai kecil, berkelok-kelok, bertebing, dengan tanaman pengganggu dan berbatu,

mempunyai nilai antara 0,06 sampai dengan 0,08.

Pada tahap ini dilakukan running model untuk mendapatkan koefisien-koefisien

dalam aliran yang sesuai sehingga debit model yang didapat sesuai dengan hasil

debit observasi.

NO SUB DAS Luas Existing (km2)

Luas dalam pemodelan (km2)

1 CIMAHI 32,61 31 2 CIBEUREUM 61,31 70 3 CITEPUS 36,52 38 4 CIGEDE/CIKAPUNDUNG 145,40 142 5 CICADAS 29,72 27 6 CIDURIAN 33,95 33 7 CIPAMOKOLAN 42,23 42 8 CIKERUH 190,33 194 9 CIWIDEY 228,37 227 10 CIBOLERANG 60,87 60 11 CISANGKUY 280,95 277 12 CITARUM HULU 363,44 364 13 CITARIK 257,49 260

TOTAL 1.763,19 1.765

Page 24: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-24

Berikut adalah data koefien-koefisien dalam aliran yang dihasilkan:

Tabel V.2. Nilai-nilai koefisien lahan yang dipakai

Pada tahap ini dilakukan running model selama 15x24 jam sesuai dengan data

hujan dan debit observasi. Data intensitas hujan yang digunakan sebagai input

adalah data hujan jam-jaman tiap sub das.

Hasil pemodelan dapat dilihat pada gambar-gambar di bawah ini.

Inflow Lateral Masing-masing Sub DAS

02468

10121416

0 2 4 6 8 10 12 14

Waktu (jam)

Q (m

3/s)

Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9Q10Q11Q12Q13

Gambar V.44. Inflow lateral dari masing-masing sub das hasil verifikasi

NO Kondisi lahan Kekasaran lahan (N)

Koefisien Pengaliran (C)

1 PEMUKIMAN 0,04 0,80 2 PERKEBUNAN 0,10 0,52 3 KEBUN CAMPUR 0,10 0,52 4 HUTAN PRIMER 0,60 0,25 5 HUTAN SEKUNDER 0,60 0,25 6 SAWAH 0,20 0,50 7 TANAH KOSONG 0,09 0,60 8 LADANG 0,20 0,50 9 PERTAMBANGAN 0,08 0,80 10 KAW. INDUSTRI 0,06 0,60 11 PADANG RUMPUT 0,20 0,51 12 SEMAK BELUKAR 0,20 0,51

Page 25: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-25

Pada Gambar V.44. terlihat inflow lateral yang terjadi dari Sungai Citarik jauh di

atas anak-anak sungai lainnya. Hal ini dikarenakan selain luas sub das Citarik

yang besar (260 km2), hujan yang terjadi di sub das ini jauh di atas hujan yang

terjadi di sub das-sub das lain.

Hasil Debit Perhitungan dan Observasi

050

100150200250300350400450500

0 5 10 15

Waktu (hari)

Q (m

3/s) Perhitungan

Observasi

Gambar V.45. Debit pada Sungai Citarum hasil verifikasi I

Terlihat pada Gambar V.45. Debit pada Sungai Citarum hasil debit di Nanjung

mempunyai nilai debit yang secara keseluruhan lebih kecil dari debit observasi.

Perbedaan yang terjadi disebabkan oleh pemakaian kinematic wave pada

perhitungan di tiap sub das. Slope dari alur anak sungai di daerah mendekati

muara tiap sub das di Sungai Citarum (sungai utama) cenderung datar. Skema

kinematic wave yang mengabaikan suku-suku dinamis menyebabkan momentum

yang membawa massa dari air cenderung kecil (hanya mengandalkan slope, suku-

suku dinamis diabaikan). Volume DRO hasil perhitungan adalah 1,87x107 m3 atau

sekitar 44% dari volume DRO debit observasi yaitu 4,25x107 m3.

Menurut Woolhiser dan Liggett (1967) yang menganalisa karakteristik dari

hidrograf naik hasil kinematic wave dan memberikan suatu kajian bahwa suku-

suku dinamis dari dynamic wave dapat diabaikan jika:

Page 26: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-26

0 02 210, 10S L S Lgk atau

yFr v= > >

dimana:

L = panjang dari bidang grid,

Fr = bilangan Froude,

y = kedalaman air di akhir grid,

S0 = kemiringan lahan/saluran,

k = bilangan aliran kinematis tak berdimensi.

Gambar V.46. Efek nilai k pada hidrograf naik (Woolhiser dan Liggett, 1967)

Untuk routing DAS besar seperti Citarum dengan jumlah grid perhitungan yang

besar, error perhitungan akan terakumulasi dari tiap grid ke grid seterusnya

sampai ke grid paling hulu menghasilkan debit hasil perhitungan seperti pada

Gambar V.45. Debit pada Sungai Citarum.

Selain itu perbedaan bentuk hidrograf hasil model dan observasi disebabkan

bentuk aliran sungai di masing-masing sub das yang kurang sesuai kondisi

existing akibat grid yang diaplikasikan dalam model terlalu besar (1x1 km) dan

juga pada model ini tidak memperhitungkan debit yang diambil atau ditambahkan

pada sungai selain dari hujan.

Page 27: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-27

Pengambilan atau penambahan debit pada sungai sebagai lokasi studi dapat

menyebabkan perubahan debit pada suatu saat di titik tertentu sepanjang sungai.

V.3.2 Kalibrasi dan Verifikasi II (dengan 2 orde sungai dynamic wave)

Untuk mengatasi permasalahan slope yang kecil di daerah muara, dilakukan

penambahan 1 orde sungai lagi yang dihitung menggunakan dynamic wave.

Hasil pemodelan dapat dilihat pada gambar-gambar di bawah ini.

Debit Hasil Perhitungan dan Observasi

050

100150200250300350400450500

0 5 10 15

Waktu (hari)

Q (m

3/s) Perhitungan

Observasi

Gambar V.47. Debit pada Sungai Citarum hasil verifikasi II

Terlihat pada Gambar V.47. Debit pada Sungai Citarum hasil verifikasi II hasil

debit di Nanjung dengan penambahan 1 orde sungai yang dihitung dengan

dynamic wave mempunyai nilai debit yang mirip dengan debit observasi.

Slope dari alur anak sungai di daerah mendekati muara tiap sub das di Sungai

Citarum (sungai utama) yang cenderung datar tidak terlalu berpengaruh lagi

karena suku-suku dinamis dari persamaan momentum diperhitungkan semua.

Page 28: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-28

Volume DRO hasil perhitungan adalah 3,51x107 m3 atau sekitar 83% dari volume

DRO debit observasi yaitu 4,25x107 m3. Pengaruh pengabaian suku-suku dinamis

untuk perhitungan grid di luar orde ke-2 masih terlihat dengan adanya deviasi

volume DRO hasil perhitungan dan observasi.

Page 29: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-29

Bab V ...................................................................................................................... 1 Analisa dan Diskusi ............................................................................................... 1

V.1 Pemilihan data ....................................................................................... 1 V.2 Analisa Topografi .................................................................................. 2

V.2.1 Pendekatan DEM .......................................................................... 2 V.2.2 Analisa Outlet, dan Pit .................................................................. 3 V.2.3 Karakteristik Sub Das/Pengaruh Parameter DAS .................... 7

V.3 Kalibrasi dan Verifikasi Model ......................................................... 23 V.3.1 Kalibrasi dan Verifikasi I (dengan 1 orde sungai dynamic wave) 23 V.3.2 Kalibrasi dan Verifikasi II (dengan 2 orde sungai dynamic wave) 27

Gambar V.1. Kondisi Topografi DAS Citarum ....................................................... 2 Gambar V.2. Arah aliran hasil analisa DEM ......................................................... 4 Gambar V.3. Arah aliran, outlet, pit, dan batas sub das Cimahi (grid 1000 m x

1000 m) ........................................................................................................... 5 Gambar V.4. Ilustrasi penyesuaian data DEM (i=2, j=12) dan (i=1, j=14) ......... 6 Gambar V.5. Kondisi 3-D Sub Das Cimahi .......................................................... 10 Gambar V.6. Kondisi 2-D Sub Das Cimahi Gambar V.7. Arah aliran di Sub Das

Cimahi 10 Gambar V.8. Kondisi 3-D Sub Das Cibeureum .................................................... 11 Gambar V.9. Kondisi 2-D Sub Das Cibeureum .................................................... 11 Gambar V.10. Arah aliran di Sub Das Cibeureum ............................................... 11 Gambar V.11. Kondisi 3-D Sub Das Citepus ........................................................ 12 Gambar V.12. Kondisi 2-D Sub Das Citepus ........................................................ 12 Gambar V.13. Arah aliran di Sub Das Citepus .................................................... 12 Gambar V.14. Kondisi 3-D Sub Das Cikapundung .............................................. 13 Gambar V.15. Kondisi 2-D Sub Das Cikapundung .............................................. 13 Gambar V.16. Arah aliran di Sub Das Cikapundung ........................................... 13 Gambar V.17. Kondisi 3-D Sub Das Cicadas ....................................................... 14 Gambar V.18. Kondisi 2-D Sub Das Cicadas ....................................................... 14 Gambar V.19. Arah aliran di Sub Das Cicadas ................................................... 14 Gambar V.20. Kondisi 3-D Sub Das Cidurian ..................................................... 15 Gambar V.21. Kondisi 2-D Sub Das Cidurian ..................................................... 15 Gambar V.22. Arah aliran di Sub Das Cidurian .................................................. 15 Gambar V.23. Kondisi 3-D Sub Das Cipamokolan .............................................. 16 Gambar V.24. Kondisi 2-D Sub Das Cipamokolan .............................................. 16 Gambar V.25. Arah aliran di Sub Das Cipamokolan ........................................... 16 Gambar V.26. Kondisi 3-D Sub Das Cikeruh ....................................................... 17 Gambar V.27. Kondisi 2-D Sub Das Cikeruh ....................................................... 17 Gambar V.28. Arah aliran di Sub Das Cikeruh .................................................... 17 Gambar V.29. Kondisi 3-D Sub Das Ciwidey ....................................................... 18 Gambar V.30. Kondisi 2-D Sub Das Ciwidey ....................................................... 18 Gambar V.31. Arah aliran di Sub Das Ciwidey ................................................... 18 Gambar V.32. Kondisi 3-D Sub Das Cibolerang .................................................. 19 Gambar V.33. Kondisi 2-D Sub Das Cibolerang .................................................. 19 Gambar V.34. Arah aliran di Sub Das Cibolerang .............................................. 19

Page 30: Bab V Analisa dan Diskusi - digilib.itb.ac.id · Perhitungan curah hujan wilayah pada tiap sub das di DAS Citarum dilakukan dengan menggunakan Poligon Thiessen. ... terhambat pada

V-30

Gambar V.35. Kondisi 3-D Sub Das Cisangkuy ................................................... 20 Gambar V.36. Kondisi 2-D Sub Das Cisangkuy ................................................... 20 Gambar V.37. Arah aliran di Sub Das Cisangkuy ................................................ 20 Gambar V.38. Kondisi 3-D Sub Das Citarum Hulu ............................................. 21 Gambar V.39. Kondisi 2-D Sub Das Citarum Hulu ............................................. 21 Gambar V.40. Arah aliran di Sub Das Citarum Hulu .......................................... 21 Gambar V.41. Kondisi 3-D Sub Das Citarik ........................................................ 22 Gambar V.42. Kondisi 2-D Sub Das Citarik ........................................................ 22 Gambar V.43. Arah aliran di Sub Das Citarik ..................................................... 22 Gambar V.44. Inflow lateral dari masing-masing sub das hasil verifikasi ....... 24 Gambar V.45. Debit pada Sungai Citarum hasil verifikasi I ............................. 25 Gambar V.46. Efek nilai k pada hidrograf naik (Woolhiser dan Liggett, 1967) .. 26 Gambar V.47. Debit pada Sungai Citarum hasil verifikasi II ............................ 27

Tabel V.1. Perbandingan luas sub das existing dan pemodelan .......................... 23 Tabel V.2. Nilai-nilai koefisien lahan yang dipakai ............................................. 24