pengembangan model hidrograf satuan sintetis snyder untuk daerah aliran sungai di jawa timur

13 Pages·2012·0.27 MB·Indonesian

PENGEMBANGAN MODEL HIDROGRAF SATUAN SINTETIS
SNYDER UNTUK DAERAH ALIRAN SUNGAI DI JAWA TIMUR

Hari Siswoyo

Jurusan Pengairan, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
e-mail : [email protected]

ABSTRAK

Model hidrograf satuan sintetis (HSS) telah banyak dikembangkan oleh para pakar,
antara lain HSS Snyder yang dikembangkan berdasarkan karakteristik sejumlah Daerah
Aliran Sungai (DAS) di kawasan pegunungan Appalachian Amerika Serikat. Dalam Model
HSS Snyder tersebut terdapat 2 parameter non fisik yang merupakan fungsi dari
karakteristik DAS yaitu C dan C . Penggunaan metode ini untuk kondisi di Jawa Timur
t p
sangatlah sulit karena penentuan besarnya koefisien tersebut memerlukan proses kalibrasi
untuk tiap daerah yang berbeda. Untuk mengatasi masalah tersebut HSS Snyder perlu
dikembangkan dengan karakteristik, kondisi, dan pola hujan pada DAS-DAS di Jawa
Timur. Pemodelan dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan model statistika
regresi yang mencari hubungan antara unsur-unsur hidrograf satuan dengan karakteristik
DAS yang diteliti. Dari hasil pemodelan diperoleh Model HSS Snyder dengan
menggunakan koefisien-koefisien regresi yang sesuai dan lebih mendekati karakteristik
hidrograf satuan untuk DAS di Jawa Timur.

Kata Kunci : Hidrograf Satuan Sintetis, Karakteristik DAS

ABSTRACT

Many Synthetic Unit Hydrograph methods have been developed by hydrologist.
One of them is Snyder’s Synthetics Unit Hydrograph which was developed based on the
characteristics of some watershed in the area of Appalachian Highlands of the United
States. In the Snyder’s equation, there are two non-physical parameters, which are the
function of watershed characteristic, i.e. C and C . It is difficult to apply this method to
t p
Eat Java condition since deciding the coefficient need calibration process for every
different area. To solve the problem, Snyder’s Synthetic Unit Hydrograph must be
developed to meet the characteristic, condition, and modes of rainfall of the watersheds in
East Java. Modeling in this research was done using statistical regression analysis to find
the relationship between the components of unit hydrograph and the characteristic of the
watershed being studied. The modeling resulted in an model of Snyder’s Synthetic Unit
Hydrograph using regression coefficient suitable with and close to unit hydrograph
characteristics for the rivers in East Java.

Key Words : Synthetic Unit Hydrograph, Watershed Characteristic

PENDAHULUAN dari hasil pengalihragaman hujan menjadi
hidrograf limpasan tersebut. Sejauh ini
Penentuan banjir rancangan akan
penurunan hidrograf satuan dari hidrograf
memberikan hasil lebih bermanfaat bila
banjir pengamatan merupakan salah satu
disajikan dalam bentuk hidrograf banjir.
cara yang dianggap akurat. Meskipun
Banyak informasi yang bisa diberikan
demikian kendala yang sering ditemui
adalah sulitnya memperoleh data diharapkan memperoleh suatu perumusan
hidrograf banjir pengamatan. banjir yang memadai.
Tidak semua sungai mempunyai data
pengukuran debit yang dapat digunakan TINJAUAN PUSTAKA
sebagai dasar untuk menurunkan  
Hidrograf dapat digambarkan
hidrograf satuan, hanya sungai-sungai
sebagai penyajian grafis antara salah satu
yang DAS-nya telah dikembangkan
unsur aliran dengan waktu. Hidrograf ini
mempunyai data pengukuran debit yang
menunjukkan tanggapan menyeluruh
cukup. Dengan demikian berkembang
DAS terhadap masukan tertentu. Sesuai
penurunan hidrograf satuan sintetis yang
dengan sifat dan perilaku DAS yang
yang didasarkan atas karakteristik fisik
bersangkutan, hidrograf aliran selalu
dari suatu DAS.
berubah sesuai dengan besaran dan waktu
Model hidrograf satuan sintetis telah
terjadinya masukan. Beberapa macam
banyak dikembangkan oleh para pakar,
hidrograf yang dikenal (Sri Harto, 1993):
antara lain Hidrograf Satuan Sintetis
1. Hidrograf muka air (stage
(HSS) Snyder yang dikembangkan
hydrograph), yaitu hubungan antara
berdasarkan karakteristik DAS-DAS di
perubahan tinggi muka air dengan
dataran tinggi Appalachian Amerika
waktu. Hidrograf ini tidak lain adalah
Serikat oleh F.F. Snyder pada tahun
merupakan hasil rekaman Automatic
1938. Model HSS Snyder bila diterapkan
Water Level Record (AWLR).
pada suatu DAS di Indonesia belum tentu
2. Hidrograf debit (discharge
sesuai. Hal ini dikarenakan adanya
hydrograph), yaitu hubungan antara
perbedaan karakteristik, kondisi, dan pola
debit dengan waktu. Dalam
hujan antara DAS-DAS di Indonesia
pengertian sehari-hari, bila tidak
(khususnya di Jawa Timur) dengan
disebut lain, hidrograf debit ini sering
daerah dimana model ini dikembangkan.
disebut sebagai ‘hidrograf’. Hidrograf
Dalam model HSS Snyder termuat 2
ini dapat diperoleh dari hidrograf
parameter non fisik yaitu C dan C
t p
muka air dan rating curve.
dimana merupakan koefisien-koefisien
3. Hidrograf sedimen (sediment
yang bergantung pada satuan dan ciri
hydrograph), yaitu hubungan antara
DAS (Wilson, 1993). Besaran nilai C
t
kandungan sedimen dengan waktu.
dan C tersebut diperoleh Snyder dari
p
Hidrograf terdiri dari tiga bagian (Sri
sejumlah DAS di dataran tinggi
Harto, 1993), yaitu sisi naik (rising limb),
Appalachian Amerika Serikat. Koefisien-
puncak (crest), dan sisi resesi (recession
koefisien C dan C harus ditentukan
t p
limb). Bentuk hidrograf dapat ditandai
secara empirik, karena besarnya berubah-
dengan tiga sifat pokoknya, yaitu waktu
ubah antara daerah yang satu dengan
naik (time of rise), debit puncak (peak
daerah yang lain. Dengan demikian maka
discharge), dan waktu dasar (base time).
terjadi kesulitan dalam pemakaian
Waktu naik (TR) adalah waktu yang
metode tersebut, khususnya untuk
diukur dari saat hidrograf mulai naik
pemakaian pada sungai-sungai di Jawa
sampai waktu terjadinya debit puncak.
Timur.
Debit puncak adalah debit maksimum
Untuk lebih dapat diterima di daerah
yang terjadi pada suatu kasus tertentu.
penelitian (Jawa Timur), maka model
Waktu dasar adalah waktu yang diukur
HSS Snyder harus disesuaikan dengan
dari saat hidrograf mulai naik sampai
karakteristik dan kondisi setempat.
waktu dimana debit kembali pada suatu
Penelitian ini menggunakan sejumlah
besaran yang ditetapkan. Besaran-besaran
DAS di Jawa Timur yang dianggap
tersebut dapat digunakan sebagai
memenuhi syarat untuk diteliti dan
petunjuk tentang kepekaan sistem DAS
mewakili kondisi yang ada, sehingga
terhadap pengaruh masukan hujan.
Bentuk hidrograf pada umumnya Untuk memperoleh hidrograf satuan
sangat dipengaruhi oleh sifat hujan yang dalam suatu kasus banjir, maka
terjadi, akan tetapi juga dapat diperlukan data sebagai berikut:
dipengaruhi oleh sifat DAS yang lain. 1. rekaman AWLR
Menurut Kennedy dan Watt pada tahun 2. pengukuran debit yang cukup
1967 (dalam Sri Harto, 1993) sifat hujan 3. data hujan biasa (manual)
yang sangat mempengaruhi bentuk 4. data hujan otomatis
hidrograf ada 3 macam, yaitu intensitas Selanjutnya perlu dipilih kasus yang
hujan, lama hujan, dan arah gerak hujan. menguntungkan dalam analisis, yaitu
dipilih hidrograf yang terpisah dan
mempunyai satu puncak dan hujan yang
Puncak 
cukup serta distribusi jam-jamannya.
Syarat di atas sebenarnya bukan
merupakan keharusan, kecuali untuk
mempermudah hitungan yang dilakukan.
Analisis numerik untuk memisahkan
hidrograf satuan dari banjir pengamatan
Sisi Turun  dapat dilakukan dengan Metode Collins.
Sisi Naik 

Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
Untuk mendapatkan suatu hidrograf
satuan seperti diuraikan dengan prosedur
di atas perlu tersedia data yang baik,
Gambar 1 Hidrograf (Sumber: Sri Harto, 1993) yaitu data AWLR, data pengukuran debit,
Hidrograf Satuan data hujan harian, dan data hujan jam-
Teori klasik hidrograf satuan berasal jaman. Yang menjadi masalah adalah
dari hubungan antara hujan efektif bahwa karena berbagai sebab data ini
dengan limpasan langsung. Hubungan sangat sulit diperoleh atau tidak tersedia.
tersebut merupakan salah satu komponen Untuk mengatasi hal ini maka
model watershed yang umum. Teori dikembangkan suatu cara untuk
hidrograf satuan merupakan penerapan mendapatkan hidrograf satuan tanpa
pertama teori sistem linier dalam mempergunakan data tersebut di atas (Sri
hidrologi (Soemarto, 1987). Harto, 1993). Salah satu cara tersebut
Sherman pada tahun 1932 (dalam Sri dikembangkan oleh F.F. Snyder dari
Harto, 1993) mengemukakan bahwa Amerika Serikat pada tahun 1938 yang
dalam suatu sistem DAS terdapat suatu memanfaatkan parameter DAS untuk
sifat khas yang menunjukkan sifat memperoleh hidrograf satuan sintetis.
tanggapan DAS terhadap suatu masukan Sejumlah DAS yang diteliti oleh Snyder
tertentu. Tanggapan ini diandaikan tetap berada di dataran tinggi Appalachian
untuk masukan dengan besaran dan dengan luas DAS berkisar antara 30
penyebaran tertentu. Tanggapan yang sampai 30.000 km2 (Chow, et al, 1988).
demikian dalam konsep model hidrologi Snyder mengembangkan model
dikenal dengan hidrograf satuan. dengan koefisien-koefisien empirik yang
Hidrograf satuan suatu DAS (Soemarto, menghubungkan unsur-unsur hidrograf
1995) adalah suatu limpasan langsung satuan dengan karakteristik DAS. Hal
yang diakibatkan oleh satu satuan volume tersebut didasarkan pada pemikiran
hujan yang efektif yang terbagi rata bahwa pengalihragaman hujan menjadi
dalam waktu dan ruang. aliran baik pengaruh translasi maupun
tampungannya dapat dijelaskan
dipengaruhi oleh sistem DAS-nya (Sri
Harto, 1993). Hidrograf satuan tersebut Menurut hasil penelitian Hoffmeister
ditentukan dengan unsur yang antara lain dan Weisman pada tahun 1977 (dalam Sri
Q (m3/detik), T (jam), dan t (jam) dan Harto, 1985), bahwa pemakaian
p b p
t (jam). Unsur-unsur hidrograf tersebut parameter L oleh Snyder disebabkan
r c
dihubungkan dengan: karena bagian hulu suatu DAS dianggap
A = luas DAS (km2) tidak berpengaruh terhadap debit puncak
L = panjang aliran sungai utama (km) suatu hidrograf. Mengenai unsur debit
L = panjang sungai utama diukur dari puncak, penelitian yang telah dilakukan
c
tempat pengukuran (pelepasan) Morgan dan Johnson pada tahun 1962
sampai titik di sungai utama yang (Sri Harto, 1985) dan Sri Harto (1993)
terdekat dengan titik berat DAS menyatakan bahwa persamaan Snyder
(km) memberikan debit puncak paling kecil
Dengan unsur-unsur tersebut di atas dibandingkan dengan cara lain seperti US
Snyder membuat model hidrograf satuan SCS, Common, Mitchell, Nakayasu, &
sintetis sebagai berikut (Gray, 1970; Gama I.
Chow, et al, 1988; Bedient and Huber, Pemakaian cara Snyder ini dibatasi
1992): hanya untuk dataran tinggi Appalachian
t = 0,75⋅C ⋅(L⋅L )0,3 (1) Amerika Serikat. Pemakaian cara tersebut
p t c
untuk daerah lain diperlukan ralat dan
t
t = p (2) penyesuaian (Sri Harto, 1985).
r 5,5 Snyder hanya membuat model untuk
C ⋅A untuk menghitung debit puncak dan
Q = 2,75⋅ p (3) waktu yang diperlukan untuk mencapai
p t
p puncak dari suatu hidrograf saja,
5,56
sehingga untuk mendapatkan lengkung
T = 72+3⋅t atau T = (4)
b p b q hidrografnya memerlukan waktu untuk
pR
menghitung parameter-parameternya.
dimana :
Untuk mempercepat pekerjaan
t = waktu kelambatan (time lag)
p
tersebut diberikan rumus Alexejev, yang
(jam)
Q = debit puncak (m3/detik) memberikan bentuk hidrograf satuannya.
p
Persamaan Alexejev adalah sebagai
T = waktu dasar (jam)
b
berikut (Soemarto, 1995):
q = debit per satuan luas
pR
(m3/detik/km2) 1. Q = f(t) (5)
C dan C adalah koefisien-koefisien Q
t p
2. Y = (6)
yang bergantung pada satuan dan ciri Q
p
DAS (Wilson, 1993). Koefisien-koefisien
t
Ct dan Cp harus ditentukan secara dan X = (7)
T
empirik, karena besarnya berubah-ubah
p
antara daerah yang satu dengan daerah (1−x)2
−a
yang lain. Dalam sistem metrik besarnya 3. Y = 10 x (8)
Ct antara 0,75 sampai 3,00, sedangkan Cp dengan a diperoleh dari persamaan
berada antara 0,90 sampai 1,40 berikut:
(Soemarto, 1995). Besaran nilai Ct dan Cp Q ⋅T
p p
tersebut diperoleh Snyder untuk sejumlah λ = (9)
h⋅A
DAS di dataran tinggi Appalachian
h = tinggi hujan = 1 mm
Amerika Serikat, dimana bila nilai C
p a = 1,32⋅λ2 +0,15λ+0,045 (10)
mendekati nilai terbesar maka nilai C
t
akan mendekati nilai terkecil, demikian Sebuah pembaharuan (inovation)
pula sebaliknya (Wilson 1993). pernah dilakukan di Amerika Serikat
juga, yaitu dalam penggunaan metode
Snyder dengan parameter (karakteristik) W = lebar hidrograf pada saat 50%
50
hidrograf satuan pada suatu daerah. tercapainya debit puncak (menit)
Espey, Altman, dan Graves pada tahun W = lebar hidrograf pada saat 75%
75
1977 (dalam Chow, et al, 1988) tercapainya debit puncak (menit)
mengembangkan satu set persamaan United States Corps of Engineers
umum untuk menyusun hidrograf satuan (USCE) menetapkan kembali hubungan
dengan meneliti 41 DAS dengan luasan waktu kelambatan (time lag). Persamaan
berkisar antara 0,014 – 15 mil2. Lokasi yang diberikan adalah sebagai berikut
dari 41 DAS yang diteliti meliputi 16 (Schulz, 1978):
lokasi di Texas, 9 lokasi di North 0,38
⎛L⋅L ⎞
Carolina, 6 lokasi di Kentucky, 4 lokasi t = C ⋅⎜ c ⎟ (16)
c t
⎝ S ⎠
di Indiana, 2 lokasi masing-masing di
Colorado dan Mississippi, dan 1 lokasi Untuk persamaan tersebut, USCE
masing-masing di Tennessee dan memberikan nilai koefisien waktu (Ct)
Pennsylvania. Persamaan yang dari persamaan Snyder sebagai berikut:

dihasilkan:
Tabel 2.1 Nilai C Persamaan Snyder
t
T = 3,1⋅L0,23⋅S−0,25⋅I−0,18⋅Φ1,57 (11)
p Tipe DAS (kondisi) C
t
Q = 31,62×103⋅A0,96 ⋅T −1,07 (12) Daerah Pegunungan 1,20
p p
Daerah Perbukitan (kaki bukit) 0,72
T = 125,89×103⋅A⋅Q −0,95 (13)
b p Daerah Lembah 0,35
W = 16,22×103⋅A0,93⋅Q −0,92 (14) Daerah Perkotaan 0,08
50 p
Sumber: (Schulz, 1978)
W = 3,24×103⋅A0,79⋅Q −0,78 (15)
75 p
Gole, Das, dan Hussain (dalam
dimana:
Mutreja, 1986) melakukan penelitian
L = panjang total sungai utama (feet)
terhadap sejumlah DAS di India dengan
S = kemiringan sungai utama,
luasan di atas 570 km2. Dari penelitian
didefinisikan sebagai H/0,8L,
tersebut diperoleh model waktu
dimana H adalah perbedaan elevasi
kelambatan (t ) dan debit puncak (Q )
p b
A dan B. A adalah titik pada dasar
sebagai berikut:
sungai di bagian hulu yang berjarak
0,2769
⎛L⋅L ⎞
0,2L dari ujung sungai. B adalah
t = 1,13⋅⎜ c ⎟ (17)
titik pada dasar sungai di bagian p ⎝ S ⎠
hilir di tempat pengukuran (feet per
Q = 0,315⋅A0,93⋅S0,53 (18)
foot) p
Hasil pengembangan model HSS Snyder
I = prosentase daerah kedap air di
yang dibuat oleh Gole, Das, dan Hussain
dalam suatu DAS (%), diasumsi
baik pada persamaan t maupun Q telah
sama dengan 5% dari luasan DAS p p
mereduksi parameter C dan C . Sehingga
yang belum dikembangkan. t p
dengan adanya bentuk modifikasi ini
φ = dimensi faktor pengangkutan,
pemakaian persamaan Snyder lebih
dimana merupakan fungsi dari
mudah dan sederhana (untuk daerah
prosentase daerah kedap air dan
setempat).
kekasaran. (tanpa satuan)
Belakangan ini banyak pula
T = waktu naik yang diukur dari
p digunakan model HSS Snyder yang telah
permulaan limpasan sampai puncak
diubah, dan telah banyak digunakan di
hidrograf satuan (menit)
Indonesia (Soemarto, 1995). Perubahan
Q = debit puncak hidrograf satuan
p tersebut terletak pada:
(cfs/menit)
1. Pangkat 0,3 pada rumus (1) diganti
T = waktu dasar hidrograf satuan
b dengan n, sehingga menjadi
(menit)
( )n kasus banjir pengamatan di lokasi
t = C ⋅ L⋅L (19)
p t c penelitian.
2. tr pada rumus (2) diganti dengan t
e 2. Mengetahui tingkat keandalan model
yang merupakan durasi curah hujan
yang dikembangkan di lokasi
efektif, sedangkan t = 1 jam
r penelitian.
t

p
t = (20)
e 5,5 METODOLOGI

3. Hubungan t , t , t, dan T adalah
e p r p 1. Lokasi Penelitian
sebagai berikut :
Penelitian ini dilakukan pada 17
(cid:153) Bila t > t maka t ’ = t + 0,25 (t-
e r p p r DAS yang ada di Provinsi Jawa Timur,
t ), sehingga
e dimana 14 DAS digunakan untuk
T = t ’ + 0,5 (21)
p p membangun model dan 3 DAS untuk uji
(cid:153) Bila t < t
e r keandalan model. DAS yang diteliti
T = t + 0,5 (22)
p p memiliki kisaran luas antara 53,19 –
4. q = 0,278⋅Cp (23) 696,16 km2.
p T Pemilihan lokasi penelitian
p
didasarkan atas ketersediaan dan
dan Q = q ⋅A untuk hujan 1
p p kelengkapan data yang dapat menunjang
mm/jam (2-25)
akurasi dari hasil penelitian. Pada
dimana:
masing-masing DAS disyaratkan:
q = puncak hidrograf satuan
p − Terdapat data pengukuran debit
(m3/det/mm/km2)
(AWLR)
Q = debit puncak (m3/detik/mm)
p − Terdapat data pencatatan hujan dari alat
t = waktu antara titik berat curah hujan
p penakar hujan otomatis
hingga puncak hidrograf (jam)
− Terdapat data pencatatan hujan dari alat
T = waktu yang diperlukan antara
p penakar hujan manual
permulaan hujan hingga mencapai
− Tidak terdapat waduk/tampungan di
puncak hidrograf (jam)
bagian hulu dari stasiun hidrometri
Dari tinjauan pustaka terhadap teori-
(AWLR) pada DAS yang bersangkutan.
teori yang ada, maka model HSS Snyder
perlu dikembangkan untuk
mempermudah pemakaiannya
(khususnya untuk karakteristik DAS pada
sungai-sungai di Jawa Timur). Penentuan
nilai C dan C dalam bentuk pendekatan
t p
persamaan dengan menggunakan model
regrasi dianggap penting. Hal ini
mengingat nilai-nilai tersebut akan
berbeda antara DAS yang satu dengan
yang lain, sehingga dalam setiap

penggunaan (aplikasi) model ini selalu Gambar 2. Lokasi Penelitian
dilakukan kalibrasi untuk tiap daerah 2. Tahapan Penelitian
yang berbeda. Secara garis besar penelitian ini
terdiri dari 6 tahapan, yaitu:
TUJUAN PENELITIAN i. Analisis data karakteristik DAS,
data curah hujan, dan data
1. Mengembangkan model HSS Snyder
pengukuran AWLR
yang mendekati bentuk hidrograf
Analisis data karakteristik DAS
satuan yang diturunkan dari kasus-
berdasarkan peta topografi dilakukan
untuk menentukan karakteristik fisik
DAS yang digunakan dalam Kalibrasi model dilakukan dengan
penelitian. tujuan untuk memeriksa ketepatan-
Analisis data hujan dilakukan dengan ketepatan parameter hidrograf satuan
menghitung hujan rerata daerah dan sintetis yang dimodelkan. Kalibrasi
penentuan hujan efektif pada masing- dilakukan dengan menggunakan tolok
masing DAS yang diteliti. ukur ketelitian NASH (KN).
Analisis data pengukuran AWLR Verifikasi model dilakukan untuk
dilakukan untuk mengalihragamkan mengetahui apakah model yang
hidrograf muka air yaitu hubungan dibuat layak digunakan atau tidak.
antara perubahan tinggi muka air Verifikasi model ini dilakukan
dengan waktu (yang dicatat oleh terhadap data yang tidak dipakai
AWLR) menjadi hidrograf debit yaitu dalam pembuatan model.
hubungan antara debit sungai dengan v. Menentukan parameter C dan C
t p
waktu. dalam bentuk persamaan
ii. Analisis Hidrograf Satuan dari C dan C ditentukan dari persamaan-
t p
tiap-tiap DAS yang diteliti persamaan waktu puncak dan debit
Analisis ini dilakukan dengan tujuan puncak hasil pemodelan dengan
untuk memisahkan hidrograf satuan menyesuaikan pada persamaan asli
dari hidrograf banjir pengamatan HSS Snyder. Parameter-parameter
(yang telah dihitung pada tahapan yang ada pada model dan tidak
sebelumnya). Analisis numerik terdapat pada persamaan asli HSS
dilakukan dengan untuk Metode Snyder dituliskan dalam suatu
Collins. persamaan yang menyatakan besarnya
iii. Penyesuaian model HSS Snyder di C dan C .
t p
daerah penelitian vi. Membuat kesimpulan penelitian
Untuk menyesuaikan dengan Pembuatan kesimpulan hasil
karakteristik di lokasi penelitian, penelitian dengan cara menampilkan
perameter-parameter yang dipakai hasil pemodelan HSS Snyder yang
mengacu pada parameter yang telah sesuai dengan karakteristik DAS
digunakan oleh Snyder untuk di daerah penelitian dan tingkat
membuat model HSS Snyder. ketelitiannya. Model ini dibuat
Pemodelan ini dilakukan dengan dengan sederhana, efisien, dan
menggunakan model statistika regresi seoptimal mungkin.
yang mencari hubungan antara unsur-
unsur hidrograf satuan (waktu HASIL PENELITIAN
puncak, debit puncak, dan waktu
1. Pemodelan Waktu Puncak (T )
dasar) dengan karakteristik dari DAS p
Model waktu puncak dalam HSS
yang diteliti (A, L, L , S, dan
c
Snyder dirumuskan dengan parameter L
karakteristik lain yang diduga
dan L . Untuk menyesuaikan dengan
berhubungan erat dengan unsur-unsur c
karakteristik DAS pada sungai-sungai di
hidrograf satuan). Tahapan analisis di
Jawa Timur, penulis mengkombinasikan
atas diselesaikan dengan bantuan
dengan parameter S (kemiringan rata-rata
Paket Program SPSS for Windows.
sungai utama), L (panjang maksimum
iv. Uji keandalan hasil penelitian b
DAS sepanjang aliran sungai utama), W
Setelah dilakukan pemodelan regresi, r
(lebar rata-rata DAS sepanjang aliran
langkah selanjutnya adalah
sungai utama), dan FD (faktor bentuk
melakukan analisis sensitivitas,
DAS). Keempat parameter tersebut
pemilihan model terbaik, uji statistika
diduga atau berdasarkan penelitian-
regresi, dan uji asumsi.
penelitian terdahulu dapat membentuk
model waktu puncak dengan tingkat − Pengujian Koefisien Regresi
hubungan yang tinggi. Pengujian koefisien regresi secara
Untuk memperoleh suatu model individual digunakan untuk
yang lebih mendekati kondisi yang membuktikan apakah koefisien regresi
sebenarnya dilakukan pemilihan model β = 0 atau tidak. Uji yang digunakan
i
terbaik. Pemilihan ini dilakukan dengan adalah uji-t. Dari hasil pengujian ini
melihat besarnya R2’ dari berbagai dapat dinyatakan bahwa masing-
alternatif atau kemungkinan transformasi masing variabel prediktor dapat
parameter dan uji abnormalitas terhadap mempengaruhi besarnya waktu
model regresi awal. Transformasi puncak (T ) pada model regresi.
p
parameter merupakan proses pengubahan Pengujian asumsi pada model regresi
data natural menjadi bentuk logaritma, terpilih dalam studi ini dilakukan dengan
invers, eksponen, dan yang lainnya guna 3 uji yaitu:
menjajagi kemungkinan adanya − Uji Asumsi Heteroskedastisitas
hubungan linier setelah proses Tujuan dari uji ini adalah untuk
transformasi. Pengujian abnormalitas menguji apakah dalam model waktu
dimaksudkan untuk menentukan data puncak (T ), terjadi ketidaksamaan
p
yang mempunyai simpangan yang sangat varians dari residual dari satu
besar terhadap garis regresi, sehingga pengamatan ke pengamatan yang lain.
menghasilkan kemampuan penjajagan
− Uji Asumsi Normalitas
model yang rendah atau koefisien
Tujuan dari uji ini adalah untuk
determinasi yang rendah. Model terbaik
menguji apakah dalam model waktu
yang dipilih adalah model yang memiliki
puncak (T ), variabel dependent,
p
koefisien determinasi terkoreksi yang
variabel independent, atau keduanya
terbaik (terbesar).
mempunyai distribusi normal atau
Dari hasil analisis statistik diperoleh
tidak.
model regrasi terbaik untuk Waktu
− Uji Asumsi Autokorelasi
Puncak (T ): (24)
p Tujuan dari uji ini adalah untuk
T = 0,2857.L-2,7939.L 0,4040.(√S)-
p c menguji apakah dalam model waktu
0,6910.L 2,6078.W0,3494
b r puncak (T ) ada korelasi antara
p
dengan R = 98,1%, R2 = 94,0%, R2’ =
kesalahan pengganggu pada periode t
93,7% dan kesalahan standar dari
dan periode t-1 (sebelumnya).
perkiraan (SE ln T ) = 0,1306 jam. Pada
p Dari hasil pengujian ini dapat
model ini semua variabel mempunyai
dinyatakan bahwa: model regresi T tidak
p
angka signifikan di bawah 0,05, sehingga
terjadi heteroskedastisitas, mempunyai
semua variabel dalam model tersebut
distribusi data normal, dan tidak terdapat
cukup signifikan mempengaruhi besarnya
masalah autokorelasi.
waktu puncak untuk α = 5%.
Pengujian statistika regresi pada 2. Pemodelan Debit Puncak (Qp)
model terpilih dalam studi ini dilakukan Model debit puncak dalam HSS
dengan 2 uji yaitu : Snyder dirumuskan dengan parameter A
− Pengujian Koefisien Determinasi dan tp. Untuk menyesuaikan dengan
Tujuan dari uji ini adalah untuk karakteristik DAS di lokasi penelitian,
menguji derajat kepercayaan koefisien penulis mengkombinasikan dengan
determinasi regresi berganda. Uji yang parameter Ai (luas DAS sebelah hilir), L
digunakan adalah uji-F. Dari hasil (panjang sungai utama), dan K (keliling
pengujian ini dapat dinyatakan bahwa DAS). Ketiga parameter tersebut diduga
terdapat hubungan nyata antara atau berdasarkan penelitian terdahulu
variabel yang digunakan dalam dapat membentuk model debit puncak
analisis model regresi T . dengan tingkat hubungan yang tinggi.
p
Dari hasil analisis statistik dan 5. Verifikasi Model
prosedur pengujian model regresi seperti Verifikasi model dilakukan untuk
yang dilakukan pada pemodelan waktu mengetahui apakah model HSS Snyder
puncak (T ), diperoleh model regrasi yang sudah disesuaikan/dikembangkan
p
terbaik untuk Debit Puncak (Q ): (25) berdasarkan karakteristik DAS pada
p
Q = 0,0878.(A.A)0,5194.(L.T )- lokasi penelitian layak digunakan atau
p i p
0,8327.K0,8300 tidak. Verifikasi model ini dilakukan
dengan R = 96,2%, R2 = 92,6%, R2’ = pada DAS Klero, DAS Pekalen dan DAS
90,1% dan kesalahan standar dari Setail. Ketiga DAS ini tidak dipakai
perkiraan (SE ln Q ) = 0,2690 m3/detik. dalam pembuatan model regresi.
p
Dengan menggunakan persamaan
3. Pemodelan Waktu Dasar (T )
b dari model regresi terpilih, komponen
Model waktu dasar dalam HSS
hidrograf satuan untuk ketiga DAS
Snyder dirumuskan dengan parameter T
p tersebut dapat ditentukan. Hasil
saja. Untuk menyesuaikan dengan
perhitungan dan tingkat keandalan model
karakteristik DAS di lokasi penelitian,
pada tiga DAS tersebut :
penulis mengkombinasikan dengan
− DAS Klero
parameter A (luas DAS), Q (debit
p T = 4,95 jam; T = 4,00 jam;
p model p terukur
puncak), L (panjang sungai utama), dan S
dengan ketelitian = 76,17%
(kemiringan rata-rata sungai utama). Q = 4,10 m3/detik; Q = 4,21
p model p terukur
Keempat parameter tersebut diduga atau m3/detik; dengan ketelitian = 97,43%
berdasarkan penelitian terdahulu dapat T = 19,42 jam; T = 25,00 jam;
b model b terukur
membentuk model waktu dasar dengan dengan ketelitian = 77,70%
tingkat hubungan yang tinggi. − DAS Pekalen
Dari hasil analisis statistik dan T = 1,83 jam; T = 2,75 jam;
p model p terukur
prosedur pengujian model regresi seperti dengan ketelitian = 66,47%
yang dilakukan pada pemodelan waktu Qp model = 10,65 m3/detik; Qp terukur = 10,60
m3/detik; dengan ketelitian = 99,55%
puncak (T ), diperoleh model regrasi
p
T = 20,17 jam; T = 19,00 jam;
terbaik untuk Waktu Dasar (T ): b model b terukur
b dengan ketelitian = 93,84%
T = 2,7832.A0,3750.Q -0,5699.L0,4364 (26)
b p − DAS Setail
dengan R = 91,0%, R2 = 82,2%, R2’ =
T = 1,59 jam; T = 2,00 jam;
77,1% dan kesalahan standar dari p model p terukur
dengan ketelitian = 79,34%
perkiraan (SE ln Tb) = ± 0,1411 jam. Q = 8,88 m3/detik; Q = 7,89
p model p terukur
m3/detik; dengan ketelitian = 87,51%
4. Kalibrasi Model
T = 21,21 jam; T = 17,00 jam;
b model b terukur
Setelah diperoleh model regresi
dengan ketelitian = 75,23%
terpilih dari waktu puncak (T ), debit
p
puncak (Q ), dan waktu dasar (T )
p b PEMBAHASAN
tahapan selanjutnya adalah dilakukan

kalibrasi model. Tujuan kalibrasi model Faktor-faktor penting yang
ini adalah untuk memeriksa ketepatan- menentukan besarnya waktu puncak
ketepatan parameter hidrograf satuan untuk model HSS Snyder pada lokasi
yang dimodelkan. Dari proses kalibrasi penelitian adalah S, L , dan W.
b r
yang dilakukan berdasarkan Kriteria Parameter tersebut dikombinasikan
NASH (KN), diperoleh nilai ketelitian dengan parameter utama L dan L .
c
untuk : Keberadaan parameter L dikarenakan
− Model waktu puncak (T ), KN = bahwa waktu pengaliran di sungai
p
96,90% ditentukan oleh panjang sungai dan
− Model debit puncak (Q ), KN = 82,72% kecepatan aliran. Jika aliran di sungai
p
mengalir dengan kecepatan tertentu maka
− Model waktu dasar (T ), KN = 85,44%
b
sungai yang lebih panjang dalam
pencapaian debit puncak (terkumpulnya parameter yang dinyatakan oleh penulis
air di stasiun pengukuran) akan lebih maka dihasilkan suatu model regresi
lama, untuk sungai yang pendek terbaik untuk perkiraan waktu puncak
sebaliknya. Dengan demikian sangat seperti dituliskan dalam persamaan (24).
besar pengaruh L terhadap lamanya Persamaan ini dapat juga dinyatakan
waktu untuk mencapai debit puncak suatu dalam bentuk:
banjir. Parameter khas yang digunakan T = C’ . (L-9,3130 . L 1,3467)0,3 (27)
p t c
oleh Snyder dalam model hidrografnya dimana:
adalah L . Berdasarkan penelitian, C’ = fungsi dari karakteristik DAS (S,
c t
menurut Hoffmeister dan Weisman pada L , dan W) pada sungai-sungai di
b r
tahun 1977 (dalam Sri Harto, 1985) lokasi penelitian yang
pemakaian parameter L oleh Snyder berpengaruh terhadap akurasi
c
disebabkan karena bagian hulu suatu pemakaian model waktu puncak
DAS dianggap tidak berpengaruh HSS Snyder
terhadap terjadinya debit puncak suatu 0,2854×L 2,6078×W0,3494
= b r
hidrograf. ( )0,6910
S
Pemakaian 2 parameter dari Snyder
tidak cukup akurat untuk dimodelkan di Faktor-faktor penting yang
lokasi penelitian, sehingga untuk menentukan besarnya debit puncak untuk
menyesuaikan model hidrograf tersebut model HSS Snyder pada lokasi penelitian
dikombinasikan dengan 3 karakteristik adalah Ai, L, dan K. Parameter tersebut
DAS yang diduga berpengaruh terhadap dikombinasikan dengan parameter utama
waktu tercapainya debit puncak, yaitu S, A dan Tp. Luas DAS (A) merupakan sifat
L , dan W. Pemakaian parameter S DAS yang paling berpengaruh terhadap
b r
didasarkan atas keterkaitan antara waktu bentuk hidrograf. Hampir setiap peneliti
pengaliran dengan kecepatan aliran. memasukkan luas DAS ke dalam
Semakin cepat aliran maka waktu persamaan debit puncak hidrograf satuan
pengaliran akan semakin singkat. Dengan sintetis yang ditelitinya. Model-model
kemiringan dasar saluran yang besar hidrograf yang ada dan dalam
(curam) maka aliran akan lebih cepat. penggunaan telah diakui keandalannya
Untuk parameter L , penulis mengkaitkan (Nakayasu, US SCS, FSR, Gama I, dan
b
dengan sumbu panjang DAS dimana lain-lain) pada persamaan Qp selalu
turunnya hujan merupakan masukan memuat parameter A dan Tp. Hasil
utama dalam proses hidrologi maka analisis statistika menyatakan bahwa 2
parameter panjang DAS (sumbu panjang parameter ini cukup signifikan terhadap
elips) yang menurut Melchior terjadinya debit puncak.
berpengaruh dalam perhitungan hujan Untuk menyesuaikan model debit
rerata DAS dianggap cukup penting puncak hidrograf satuan di lokasi
untuk mempengaruhi puncak suatu penelitian, 2 parameter tersebut di atas,
banjir. Untuk parameter W, dapat dikombinasikan dengan 3 karakteristik
r
dinyatakan bahwa proses masuknya DAS yang diduga berpengaruh terhadap
limpasan permukaan juga dimungkinkan tercapainya debit puncak, yaitu Ai, L, dan
berasal dari arah kiri dan kanan sungai. keliling DAS yang merupakan penentu
Parameter W yang merupakan jarak dari faktor bentuk DAS (K). Penentuan
r
tempuh limpasan langsung akibat hujan parameter Ai didasari dugaan bahwa
dari arah melintang sungai dianggap bagian hilir dari DAS yang merupakan
cukup berpengaruh terhadap besaran kawasan urban memberikan kontribusi
waktu puncak. limpasan yang lebih besar terhadap
Dari kombinasi parameter yang tercapainya debit puncak suatu banjir.
dikemukakan oleh Snyder dengan 3 Hipotesis ini juga diperkuat oleh