Materi Standar

Modul Pelatihan Analisis Debit Andalan PSDA JATIM

III. ANALISIS DEBIT ANDALAN / KETERSEDIAAN AIR

I.Tujuan, Persyaratan dan Permasalahan yang Sering Timbul

1.1 Tujuan Instruksional

Tujuan instruksional umum pada modul analisis debit andalan ini adalah memberikan pembekalan bagaimana melakukan analisis debit andalan / ketersediaan air untuk mendukung analisis hidrologi pada khususnya dan analisis sumber daya air pada umumnya.

Tujuan Instruksional Khusus pada modul analisis debit andalan / ketersediaan air ini adalah memberikan pembelajaran dan bekal pengetahuan kepada peserta pelatihan untuk melakukan analisis debit andalan / ketersediaan air untuk menunjang pengelolaan dan pengembangan sumber daya air.

Setelah selesainya pelatihan ini peserta akan mampu untuk melakukan analisis debit andalan / ketersediaan air dari suatu DAS / Sub DAS untuk kebutuhan analisis hidrologi dan Pengelolaan Sumber Daya Air.1.2Persyaratan Peserta

Untuk dapat mengikuti pelatihan analisis debit andalan ini, peserta pelatihan perlu mempunyai / memiliki hal-hal sebagai berikut: Bekerja dalam bidang pengelolaan hidrologi dan pengelolaan SDA

Berpendidikan minimal D3

Pengalaman dalam pengolahan data hidrologi Pernah mengikuti pelatihan operasional hidrologi

Mempunyai komputer dan memahami program office dan fortran Memiliki komputer, scanner, printer dan peralatan pengolahan data Waktu yang diperlukan untuk pelatihan analisis debit andalan adalah 3 hari.1.3Permasalahan yang sering dihadapi.

Ketersediaan data yang sangat terbatas

Pengujian kualitas data hidrologi

Penggunaan Model Rainfall Runoff / stokastik untuk pembangkitan data debit

Manfaat data hidrologi dalam pengelolaan sumber daya air.

IIData yang diperlukan, Kriteria Data dan Pemanfaatan Data

2.1Data yang diperlukan

Data yang diperlukan dalam perhitungan debit andalan dengan metode Kekerapan adalah :

Uraian umum daerah aliran sungai yang akan dihitung, topographi dan luas DAS Lokasi yang akan ditinjau dan lokasi pos duga air yang ada didekatnya;

Data debit berbagai interval waktu pada pos duga air yang akan digunakan dalam perhitungan.

2.2Kriteria data

Data debit yang digunakan dalam menghitung debit andalan harus memenuhi kriteria sbb: Memiliki panjang pencatatan data minimal 10 tahun dengan interval waktu sesuai maksud penggunaan;

Bila data debit yang tersedia kurang dari 10 tahun maka dilakukan pengisian data dengan mengikuti pedoman no. Pd. T-24-2004-A dengan judul pengisian kekosongan data hujan dengan metode korelasi distandarisasi non linier bertingkat;

Bila data kurang dari 10 tahun maka perlu memperpanjang data debit dengan model hujan limpasan;

Data debit yang akan digunakan harus diuji secara statistik;

Data debit bulanan atau 2 mingguan atau 10 harian digunakan untuk perhitungan debit andalan pada perencanaan irigasi;

Data debit bulanan digunakan untuk perhitungan debit andalan pada perencanaan PLTA dan air baku untuk kasus tanpa waduk;

Data debit harian digunakan untuk perhitungan debit andalan pada perhitungan sedimentasi.

2.3 Pemanfaatan

Perhitungan debit andalan dengan analisis lengkung kekerapan digunakan untuk perencanaan berbagai pemanfaatan air dimana probabilitas yang digunakan disesuaikan dengan persyaratan dalam perencanaan tersebut, misalnya :

a) Debit andalan pada perencanaan PLTA menggunakan lengkung kekerapan dengan data debit bulanan menerus, pada probabilitas 50%, 95% sedangkan untuk perencanaan air minum menggunakan probabilitas 95%; Dengan probabilitas 95% berarti rata-rata sekali dalam 20 tahun energi listrik yang dihasilkan diijinkan untuk kurang dari seharusnya (debit andalan).

b) Debit andalan pada perencanaan irigasi diperoleh dengan menerapkan lengkung kekerapan pada deret data bulan Januari selanjutnya Februari dan seterusnya sampai Desember, sehingga didapat debit andalan setiap bulan dengan probabilitas 80%. Atau dengan perkataan lain dalam kurun waktu rata-rata sekali dalam 5 tahun debit andalan tidak tercapai. Hal yang sama dapat diterapkan pula pada deret data setengah bulanan, sehingga diperoleh 24 lengkung kekerapan.III Pendekatan dan Metodologi, Formula dan Prosedur Perhitungan

3.1Pendekatan dan Metodologi

Pendekatan dan metodologi yang dapat digunakan untuk menentukan debit andalan sangat tergantung pada ketersediaan data.

Data yang diperlukan untuk analisis ketersediaan air adalah data debit tahunan, bulanan atau harian dengan periode pencatatan cukup panjang yaitu lebih besar dari 10 tahun untuk analisis harian, 20 tahun untuk analisis bulanan dan 30 tahun untuk analisis tahunan.

Untuk ketelitian yang lebih tinggi, sangat disarankan menggunakan data observasi harian dengan panjang data lebih besar dari 30 tahun. Data harus merupakan hasil rekaman pos duga air di lokasi bendungan atau dekat di sebelah hulu atau hilirnya.

Bilamana data yang tersedia sangat pendek lebih kecil dari 10 tahun, dan data curah hujan tidak tersedia atau perioda pengamatannya mendekati perioda pengamatan debit maka metoda yang dapat digunakan adalah metoda stohastik.

Bila data debit tersedia dalam perioda yang tidak panjang sedangkan data curah hujan yang ada pada DPS tersebut cukup panjang maka dapat digunakan metoda deterministic dengan model rainfall-runoff dimana data hujan yang panjang dikonversikan ke data debit dengan menggunakan model tersebut setelah melewati tahapan kalibrasi. 3.2Prosedur Perhitungan

3.2.1 Tahapan perhitungan lengkung kekerapan untuk data menerus

Tahapan perhitungan menggunakan lengkung kekerapan dengan data menerus dapat disusun sebagai berikut :

a) Kumpulkan data debit dengan interval waktu sesuai tujuan perhitungan;

b) Uji data debit yang akan digunakan secara statistik;

c) Periksa panjang pencatatan data debit, jika data yang tersedia lebih dari 10 tahun dapat langsung digunakan, jika panjang pencatatan data kurang dari 10 tahun maka perlu dilakukan pengisian data mengikuti pedoman no. Pd. T-24-2004-A dengan judul pengisian kekosongan data hujan dengan metode korelasi distandarisasi non linier bertingkat;

d) Susun seluruh data debit dari besar ke kecil;

e) Tentukan nomor urut data;

f) Hitung probabilitas dari setiap data berdasarkan nomor urut data dengan menggunakan rumus (3.1);

Formula yang digunakan untuk memplot lengkung aliran durasi dapat dinyatakan sebagai berikut :

FN [x(i)] = (i-() / (N+1-2() (3.1)

Dimana x(i) adalah observasi terbesar, N adalah jumlah data, sedangkan i adalah nomor urut dari 1 s/d Jumlah data (N), Data debit diurut dari besar ke Kecil dan ( adalah parameter yang sangat tergantung pada fungsi distribusi dari datanya.

(= 3/8 (Blom Formula, Normal Distribusi)

( = 0.44 (Gringorten Formula, Gumble Distribusi)

( = 0 (Weibull Formula)

( = (Hazen Formula)

( = 2/5 (Cunnane Formula)

Formula Weibull banyak digunakan untuk analisis hidrologi.g) Hitung debit andalan berdasarkan probabilitas yang diinginkan, bila probabilitas yang ada tidak sesuai dengan yang diinginkan maka dapat dilakukan interpolasi.

h) Rubah probabilitas dari debit andal menjadi kala ulang dengan menggunakan rumus (3.2).

(3.2)

T adalah jumlah tahun yang menunjukkan probabilitas kegagalan (debit yang terjadi ( x m3/det) rata-rata sekali dalam T tahun, dapat disebut sebagai kala ulang.

P adalah probabilitas yang didapat dari persamaan 3.1.

Untuk lebih jelasnya tahapan perhitungan dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram alir perhitungan lengkung kekerapan untuk data menerus

3.2.2 Prosedur perhitungan lengkung kekerapan untuk data tidak menerus (terbagi dalam suatu jangka waktu)

Tahapan perhitungan debit andalan menggunakan lengkung kekerapan untuk deret data menerus (bulan perbulan atau 10 hari persepuluh hari atau 2 minggu perdua minggu) dapat disusun sebagai berikut :

a) Kumpulkan data debit dengan interval waktu sesuai tujuan perhitungan;

b) Uji data debit yang akan digunakan secara statistik;

c) Periksa panjang pencatatan data debit, jika data yang tersedia lebih dari 10 tahun dapat langsung digunakan, jika panjang pencatatan data kurang dari 10 tahun maka perlu dilakukan pengisian data mengikuti pedoman no. Pd. T-24-2004-A dengan judul pengisian kekosongan data hujan dengan metode korelasi distandarisasi non linier bertingkat;

d) Susun data debit dari besar ke kecil untuk setiap selang waktu yang akan digunakan, misal data bulan Januari dan seterusnya atau tengah bulan pertama bulan Januari dan seterusnya sampai Desember;

e) Tentukan nomor urut data;

f) Hitung probabilitas dari setiap data berdasarkan nomor urut data dengan menggunakan rumus (1);

g) Hitung debit andalan berdasarkan probabilitas yang diinginkan, bila probabilitas yang ada tidak sesuai dengan yang diinginkan maka dapat dilakukan interpolasi;

h) Hitung kala ulang dari debit andalan menggunakan rumus (3.2).

Untuk lebih jelasnya tahapan perhitungan dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Diagram alir perhitungan lengkung kekerapan untuk data tidak menerus

IV.Contoh Perhitungan Debit Andalan / Ketersediaan Air

4.2 Contoh Perhitungan Debit Andal / Ketersediaan Air Tidak Menerus (Setiap bulan)

Data Asli

NoTahun 19

858788899091929395969799

15,1815,45,146,4812,59,296,8310,24,334,9710,93,65

28,5812,56,28,817,3515,26,2116,16,4365,144,53

36,636,976,128,016,516,466,173,625,644,833,812,75

464,23,934,554,054,065,068,574,153,813,121,71

53,532,454,445,124,912,53,668,463,751,932,021,12

64,481,61,533,435,251,83,424,532,961,521,590,92

71,860,830,882,072,521,461,342,591,51,481,170,62

81,50,431,192,52,160,81,671,750,671,40,760,49

950,370,952,32,580,672,641,650,81,340,720,49

104,420,573,942,331,662,345,271,692,12,540,810,77

118,371,183,682,421,564,956,915,083,53,621,371,51

124,462,796,354,415,695,718,366,243,693,75,721,97

Tahap 1 : Pengelompokan Data berdasarkan kurun waktu (bulan)

NoBulan ke-

123456789101112

15,188,586,636,003,534,481,861,505,004,428,374,46

215,4012,506,974,202,451,600,830,430,370,571,182,79

35,146,206,123,934,441,530,881,190,953,943,686,35

46,488,818,014,555,123,432,072,502,302,332,424,41

512,507,356,514,054,915,252,522,162,581,661,565,69

69,2915,206,464,062,501,801,460,800,672,344,955,71

76,836,216,175,063,663,421,341,672,645,276,918,36

810,2016,103,628,578,464,532,591,751,651,695,086,24

94,336,435,644,153,752,961,500,670,802,103,503,69

104,976,004,833,811,931,521,481,401,342,543,623,70

1110,905,143,813,122,021,591,170,760,720,811,375,72

123,654,532,751,711,120,920,620,490,490,771,511,97

Tahap 2 : Pengurutan data dari besar ke kecil

NoBulan ke-

123456789101112

115,4016,108,018,578,465,252,592,505,005,278,378,36

212,5015,206,976,005,124,532,522,162,644,426,916,35

310,9012,506,635,064,914,482,071,752,583,945,086,24

410,208,816,514,554,443,431,861,672,302,544,955,72

59,298,586,464,203,753,421,501,501,652,343,685,71

66,837,356,174,153,662,961,481,401,342,333,625,69

76,486,436,124,063,531,801,461,190,952,103,504,46

85,186,215,644,052,501,601,340,800,801,692,424,41

95,146,204,833,932,451,591,170,760,721,661,563,70

104,976,003,813,812,021,530,880,670,670,811,513,69

114,335,143,623,121,931,520,830,490,490,771,372,79

123,654,532,751,711,120,920,620,430,370,571,181,97

Tahap 3 : Perhitungan Probabilitas dengan rumus P=m/(n+1),

NoProbabilitas Bulan ke-

123456789101112

10,0815,4016,108,018,578,465,252,592,505,005,278,378,36

20,1512,5015,206,976,005,124,532,522,162,644,426,916,35

30,2310,9012,506,635,064,914,482,071,752,583,945,086,24

40,3110,208,816,514,554,443,431,861,672,302,544,955,72

50,389,298,586,464,203,753,421,501,501,652,343,685,71

60,466,837,356,174,153,662,961,481,401,342,333,625,69

70,546,486,436,124,063,531,801,461,190,952,103,504,46

80,625,186,215,644,052,501,601,340,800,801,692,424,41

90,695,146,204,833,932,451,591,170,760,721,661,563,70

100,774,976,003,813,812,021,530,880,670,670,811,513,69

110,854,335,143,623,121,931,520,830,490,490,771,372,79

120,923,654,532,751,711,120,920,620,430,370,571,181,97

Tahap 4 : Perhitungan debit andal (probabilitas 80 % atau kala ulang 5 tahun),

Probabilitas Bulan ke-

123456789101112

0,84,715,663,733,531,981,530,860,600,600,791,453,33

DAFTAR PUSTAKA DEBIT ANDALAN / KETERSEDIAAN AIR 1) Dep. PU., 1986 : Perencanaan Jaringan Irigasi, Standar Perencanaan Irigasi KP 01 dan KP 04, Penerbit CV galang Persada, Bandung.

2) Elizabeth M. Shaw, 1980 : Hydrology in Practice, Chapman and Hall, London.

3) Linsley, R. K.,M.A. Kohler,and J.L.H. Paulus 1982 : Hydrology for Engineers, 3d.Ed.Mc.Graw Hill, New York.

4) Mutreja. K.M, 1990 : Applied Hydrology, Tata Mc. Graw Hill, New Delhi.

5) Nemec, 1970 : Engineering Hydrology, Mc. Graw Hill, New York.

6) Rob. Van der Weert, 1994 : Hydrologycal Conditions in Indonesia, Delft Hydraulic, Netherland.

7) Santosh, K.G., 1977 : Water Resources and Hidrology, Khana Pub. New Delhi.

8) Schults, E.F., 1973 : Problem Applied Hydrology, Water Resources Publication,

9) Seyhan, E., 1977 : Fundamental of Hydrology, Free University, The Netherland.

10) Soewarno, 2000 : Hidrologi Operasional ; - jilid I, Penerbit PT Citra Aditya Bakti, Bandung.

11) Varshney, R.S., 1974 : Engineering Hydrology, Nem Chand & Bros, Roorke.

12) Victor Miguel Ponce, 1989 : Engineering Hydrology Principles and Practices, Prentice Hall, New Jersey.

13) Wilson, E.M., 1990 : Engineering Hydrology, The Macmillan Press. LTD.

Penyusunan Data dari Besar ke Kecil untuk seluruh data

Debit Andalan

Perhitungan Besarnya Probabilitas/ Kala ulang untuk setiap data debit

Pengujian Data

Pengumpulan Data

Pengisian atau Perpanjangan Data

Jumlah Data

(N )>10 Tahun ?

Debit Andalan

Tidak

Ya

Perhitungan Besarnya Probabilitas/ Kala ulang untuk setiap data debit (per bulan, 2 mingguan, dll)

Penyusunan Data dari Besar ke Kecil untuk setiap selang waktu

Pengujian Data

Pengumpulan Data

Jumlah Data

(N )>10 Tahun ?

Tidak

Ya

PAGE III-1ABI

_1161461584.unknown