ANALISIS KEKERINGAN HIDROLOGI MENGGUNAKAN METODE …

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

ANALISIS KEKERINGAN HIDROLOGI MENGGUNAKAN

METODE SURFACE WATER SUPPLY INDEX (SWSI) di

DAERAH ALIRAN SUNGAI ALANG WONOGIRI

Analysis of Hydrological Drought with Surface Water Supply Index (SWSI)

in Alang Watershed District Wonogiri

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun Oleh :

NUR ENDAH TRISNAWATI

I0114088

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2018

commit to user


commit to user


iv

MOTTO

“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi

(pula) kamu menyukai sesuatu, padahal ia amat buruk bagimu; Allah mengetahui,

sedang kamu tidak mengetahui.”

(QS. Al Baqarah: 216)

“Niatkan hanya karena Allah, sesungguhnya setiap amal itu bergantung pada

niatnya”

(HR. Bukhori)

“Barang siapa yang memudahkan kesulitan seorang mu’min dari berbagai kesulitan-

kesulitan dunia, Allah akan memudahkan kesulitan-kesulitannya pada hari kiamat.

Dan siapa yang memudahkan orang yang sedang dalam kesulitan niscaya akan Allah

mudahkan baginya di dunia dan akhirat”

(HR. Muslim)

commit to user


v

PERSEMBAHAN

Puji Syukur atas berkat rahmat Allah SWT atas nikmat iman, nikmat sehat dan nikmat

ilmu sehingga penyusun dapat menyelesaikan pengerjaan laporan skripsiini. Dengan

penuh rasa hormat, pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada :

1. Allah Subhanahu wa Ta’ala, yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan

kemudahan sehingga dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini.

2. Orang tua tercinta, Ibu Rahmawati dan Bapak Sutrisno, atas segala dukungan, kasih

sayang, doa, perhatian, serta motivasi dalam kondisi apapun sehingga skripsi ini

dapat terselesaikan.

3. Ibu Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M.T. beserta Bapak Setiono, S.T.,M.Sc. selaku dosen

Pembimbing skripsi yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dengan

penuh kebaikan dan kesabaran. Semoga Allah selalu mencurahkan rahmat kepada

Ibu Rintis dan Bapak Setiono.

4. Teman-teman tim Hidrologi yang selalu menghibur dan mendukung dalam

pengerjaan skripsi.

5. Teman-teman Teknik Sipil UNS angkatan 2014 dan angkatan lainnya, yang banyak

membantu saya dalam bidang akademis maupun non akademis.

commit to user


vi

ABSTRAK

Nur Endah Trisnawati, 2018. Analisis Kekeringan Hidrologi Menggunakan

Metode Surface Water Supply Index (SWSI) di Daerah Aliran Sungai Alang

Wonogiri. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

Kejadian alam di bumi ini sering terjadi dikarenakan keberadaan air. Terjadinya banjir

dan kekeringan merupakan dampak dari perubahan iklim. Wonogiri adalah salah satu

wilayah yang memeiliki sebaran curah hujan yang tidak merata, khususnya di DAS

Alang yang sering mengalami kekeringan. Penduduk di DAS Alang banyak yang

memanfaatkan lahan di sekitar DAS untuk bertani. Dengan adanya aliran DAS Alang

yang berhilir ke waduk Gajah Mungkur dapat memepengaruhi irigasi usaha bertani

masyarakat sekitar. DAS Alang yang memiliki 5 kecamatan diantaranya pacimantoro,

song putri, nawangan, giritontro dan trukan.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui indeks kekeringan di DAS Alang pada tahun

2003-2017 dengan metode Surface Water Supply Index (SWSI). Metode SWSI

merupakan hasil jumlah dari debit dan base flow sungai tahun yang di tinjau. Debit

bulanan dianalisis dengan Metode F.J Mock.

Dari hasil analisis hubungan indeks kekeringan dan debit bulanan didapatkan rentang

nilai debit yang sesuai dengan kriteria kekeringan dengan keandalan 72,72 % yaitu

amat sangat kering 8,78-1,31 m3/detik, sangat kering adalah 16,66 – 8,81 m3/detik,

kriteria kering adalah 27,06 – 16,04m3/detik, kriteria normal adalah 59,16 – 27,20

m3/detik, kriteria basah adalah ≥ 73,10 m3/detik. Berdasaran perhitungan dan pemetaan

peneliti selama 15 tahun (2003-2017), kekering terparah terjadi pada bulan November

tahun 2007 yaitu dengan indeks SWSI -4,12 dengan debit 1,31 m3/detik. Sedangkan

bulan terbasah terjadi pada bulan Februari 2013 dengan indeks 4,12 dengan debit

122,00 m3/detik.

Kata kunci : DAS Alang, Kekeringan, Debit Bulanan, SWSI, Indeks Kekeringan,

Hubungan Indeks dan Debit.

commit to user


vii

ABSTRACT

Nur Endah Trisnawati, 2018. Analysis of Hydrological Drought with Surface

Water Supply Index (SWSI) in Alang Watershed District Wonogiri, Thesis. Civil

Engineering . Faculty of Engineering,Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Natural events on this earth often occur due to the presence of water. The occurrence

of floods and droughts is the impact of climate change. Wonogiri is one area that has

an uneven distribution of rainfall, especially in Alang watersheds that often experience

drought. Residents in the Alang watershed use a lot of land around the watershed for

farming. With the flow of watershed Alang which flows to the Gajah Mungkur reservoir,

it can affect the irrigation of the farming business of the surrounding community. Alang

watershed which has 5 sub-districts including pacimantoro, song putri, nawangan,

giritontro and trukan.

This study aims to determine the drought index in the Alang watershed in 2003-2017

with the Surface Water Supply Index (SWSI) method. The SWSI method is the result of

the amount of the river discharge and base flow of the year being reviewed. Monthly

discharge were analyzed by the F.J Mock Method.

From the results of analysis, the relations of drought index and monthly discharge

obtained a range of discharge values in accordance with the criteria of drought with a

reliability of 72.72% which is extreme drought 8.78-1,31 m3 / second, severe drought

is 16.66 - 8.81 m3 / second, moderate drought criteria are 27.06 - 16.04 m3 / second,

the normal criteria are 59.16 - 27.20 m3 / sec, the wet criteria is ≥ 73.10 m3 / second.

Based on calculations and mapping of researchers for 15 years (2003-2017), the worst

dryness occurred in November 2007 with the SWSI -4.12 index with a debit of 1.31 m3

/ second. While the wettest month occurred in February 2013 with an index of 4.12 with

a debit of 122.00 m3 / second.

Keywords: Alang Watershed, Drought, Monthly Debit, SWSI, Drought Index,

relations of drought index and monthly discharge.

commit to user


viii

PENGANTAR

Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu wa Ta’ala, yang

telah memberikan rahmat, hidayah, dan kemudahan sehingga dapat menyelesaikan

penyusunan skripsi ini dengan judul “Analisis Kekeringan Hidrologi Menggunakan

Metode Surface Water Supply Index (SWSI) di Daerah Aliran Sungai Alang

Kabupaten Wonogiri”. Sholawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada

Nabi Muhammad Shallallahu ‘alaihi wa sallam. Penelitian ini merupakan syarat

meraih gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak banyak

kendala yang sulit untuk penyusun hadapi sehingga terselesaikannya penyusunan

skripsi ini. Oleh karena itu penyusun ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Wibowo, S.T, DEA selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret.

2. Ibu Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiyani, M.T. dan Bapak Bapak Setiono, S.T.,M.Sc. yang

telah membimbing, mengarahkan dan memberi masukan dalam penyusunan

skripsi ini.

3. Bapak Ir. Kuswanto Nurhadi, MSP selaku Dosen Pembimbing Akademik yang

telah membimbing, mengarahkan dan menasehati selama masa studi penulis.

4. Seluruh staff pengajar serta pengelola/laboran Laboratorium Program Studi

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini mesih banyak kekurangan.

Penyusun berharap dengan segala kerendahan diri saran dan kritik yang bersifat

membangun. Akhir kata penyusun berharap semoga skripsi ini berguna dan

bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

Surakarta , Agustus 2018

Nur Endah Trisnawati

commit to user


viii

commit to user


x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iii

MOTTO ................................................................................................................ iv

PERSEMBAHAN ................................................................................................. v

ABSTRAK ............................................................................................................ vi

ABSTRACT .......................................................................................................... vii

PRAKATA ............................................................................................................ viii

LEMBAR KOMUNIKASI ................................................................................... ix

DAFTAR ISI ......................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xv

DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... ix

BAB 1 : PENDAHULUAN

1.1 ... Latar Belakang............................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah .......................................................................................... 2

1.4 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3

BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 4

2.2 Landasan Teori ............................................................................................ 13

2.2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) ............................................................... 13

2.2.2 Data Klimatologi .................................................................................. 13

2.2.3 Pengisian Data Hujan yang Hilang ...................................................... 14

commit to user


xi

2.2.4 Analisis Kepanggahan Data ................................................................. 14

2.2.5 Evapotranspirasi ................................................................................... 16

2.2.6 Metode MOCK (KP 01,2013) .............................................................. 18

2.2.7 Surface Water Supply Index (SWSI) .................................................. 22

2.2.8 Sistem Informasi Geografis .................................................................. 23

BAB 3 : METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian .......................................................................................... 27

3.2 Lokasi Penelitian............................................................................................ 27

3.3 Data yang Dibutuhkan ................................................................................... 28

3.4 Alat yang Digunakan ..................................................................................... 29

3.5 Tahap Penelitian ............................................................................................ 29

3.5.1 Pengumpulan Data .................................................................................. 29

3.5.2 Perhitungan Data Hujan yang Hilang dan Hujan Wilayah Bulanan ....... 29

3.5.3 Uji Konsistensi Data Hujan ..................................................................... 30

3.5.4 Perhitungan Debit Bulanan ..................................................................... 30

3.5.5 Perhitungan Indeks Kekeringan SWSI .................................................... 30

3.5.6 Hubungan Debit Bulanan dengan Indeks Kekeringan SWSI................. 30

3.5.7 Pemetaan Kriteria Kekeringan ................................................................ 31

3.6 Diagram Alir Penelitian................................................................................. 32

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengumpulan Data........................................................................................... 34

4.2 Simulasi Data Hujan dengan Metode Reciprocal............................................ 36

4.3 Uji Konsistensi Data Hujan............................................................................. 38

4.4 Perhitungan Hujan Wilayah............................................................................. 40

4.4.1 Perhitungan Koefisien Thiessen............................................................... 40

4.4.2 Hujan Wilayah Bulanan............................................................................ 41

4.4.3 Perhitungan Evapotranspirasi................................................................... 42

4.5 Perhitungan Debit dengan Metode F.J. Mock.................................................. 43

4.6 Perhitungan Indeks Kekeringan Metode Surface Water Supply Indeks (SWSI) 48

4.7 Hubungan Debit Bulanan dengan Indeks Kekeringan SWSI.......................... 51

commit to user


xii

4.8 Pemetaan Kriteria Kekeringan......................................................................... 59

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 62

5.2 Saran ............................................................................................................... 63

PENUTUP............................................................................................................. 64

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 65

LAMPIRAN .......................................................................................................... 68

commit to user


xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Novelty Penelitian mengenai analisis kekeringan di beberapa wilayah

diantaranya pada Tabel 2. .................................................................. 7

Tabel 2.2 Nilai kritik Q dan R .......................................................................... 18

Tabel 2.3 Klasifikasi nilai indeks SWSI............................................................. 24

Tabel 4.1 Koordinat Staiun Hujan Das Alang .................................................... 34

Tabel 4.2. Data Curah Hujan (mm) Bulanan Stasiun Song Putri pada

Tahun 2003-2017 ............................................................................... 35

Tabel 4.3. Data Curah Hujan (mm) Bulanan Stasiun Pracimantoro pada

Tahun 2003-2017 ............................................................................... 35

Tabel 4.4. Data Curah Hujan (mm) Bulanan Stasiun Nawangan pada

Tahun 2003-2017 ............................................................................... 36

Tabel 4.5. Data Hasil Simulasi Reciprocal di Stasiun Song Putri (mm) ............ 37

Tabel 4.6. Data Hasil Simulasi Reciprocal di Stasiun Pracimantoro (mm) ........ 37

Tabel 4.7. Data Hasil Simulasi Reciprocal di Stasiun Nawangan (mm) ............ 38

Tabel 4.8. Uji Konsistensi Data Bulanan dengan Metode RAPS Tahun 2003 ... 39

Tabel 4.9. Perhitungan Koefisien Thiessen ........................................................ 41

Tabel 4.10. Hujan Wilayah bulanan Data Das Alang (mm) ................................. 41

Tabel 4.11. Perhitungan Evapotranspirasi ............................................................ 43

Tabel 4.12 Data Parameter Das Alang dan Verifikasi Model Mock .................... 43

Tabel 4.13. Perhitungan Debit dengan metode F.J Mock Tahun 2003................. 47

Tabel 4.14. Perhitungan indeks kekeringan kekeringan dengan metode Surface

Water Supply Indeks (SWSI) pada tahun 2003 ................................. 49

Tabel 4.15. Kategori indeks kekeringan ............................................................... 49

Tabel 4.16. Ploting Indeks Kekeringan................................................................. 50

Tabel 4.17. Hasil Analisis Kekeringan SWSI dan Debit Bulanan

Tahun 2003-2017 ............................................................................... 51

commit to user


xiv

Tabel 4.18. Hasil hubungan Indeks dan Debit Bulanan........................................ 56

Tabel 4.19. Hasil Perhitungan Trial Rentang Nilai Debit Bulanan ..................... 58

Tabel 4.20. Warna Kriteria Kekeringan ................................................................ 59

Tabel 4.21. Pemetaan kriteria kekeringan pada tahun 2007 ................................. 60

commit to user


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Peta Daerah Aliran Sungai Alang Normal........………………….. 25

Gambar 2.2 Peta Daerah Aliran Sungai Alang Kering………………………… 25

Gambar 2.3 Peta Daerah Aliran Sungai Alang Sangat Kering………………… 26

Gambar 2.4 Peta Daerah Aliran Sungai Alang Sangat Amat Kering……….… 26

Gambar 3.1 Peta Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo, Balai Pusdataru

Bengawan Solo………………………………............................... 27

Gambar 3.2 Peta Daerah Aliran Sungai Alang, Balai Pusdataru

Bengawan Solo ...........................………………………………... 28

Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian.................................................................. 32

Gambar 4.1 Peta Stasiun Hujan Das Alang......................................................... 34

Gambar 4.2 Poligon Thiessen DAS Alang.......................................................... 40

Gambar 4.3 Hubungan Debit dan Indeks............................................................. 58

commit to user


xvi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan

𝛾 Konstanta psikrometrik kPa/°C

𝜎𝑗 simpangan baku tahun j

∆ Kemiringan kurva tekanan uap air terhadap suhu kPa/°C

𝐴 Luas area total km2

𝐴1, 𝐴2, …𝐴𝑛 Luas daerah pengaruh pos 1,2,…n km2

𝑑 Tinggi hujan rata-rata mm

𝑑1, 𝑑2, … 𝑑𝑛 Tinggi hujan di pos 1,2,…n mm

𝐷𝑦 Standar deviasi

𝑒𝑎 Tekanan uap air aktual kPa

𝑒𝑠 Tekanan uap air jenuh kPa

𝐸 Evapotranspirasi mm

𝐸𝑇𝑂 Evapotranspirasi tanaman acuan mm/hari

K Faktor resensi aliran tanah

𝑛 Jumlah data

𝑃 Tinggi hujan bulanan mm

𝑃1 Aliran permukaan mm

𝑃2 Kedalaman hujan akibat pengurangan 𝑆2 − 𝑆𝑎 mm

𝑃3 Kedalaman hujan total (𝑃1 + 𝑃2) mm

𝑄 Debit runoff mm

qt Aliran air tanah pada waktu periode ke t

qo Aliran air tanah pada awal periode

𝑅 Nilai routing mm

𝑅𝑛 Radiasi matahari netto di atas permukaan tanaman MJ/m2/hari

𝑆 Kelengasan awal tanah mm

𝑆1 Kelengasan tanah akibat presipitasi mm

𝑆2 Kelengasan tanah akibat presipitasi dan

evapotranspirasi mm

𝑆𝑎 Kelengasan tanah akibat infiltrasi ke lapisan tanah mm

𝑇 Suhu udara rata-rata °C

𝑈2 Keceptan angin pada ketinggian 2 m di atas

permukaan tanah m/s

Vn Volume air tanah periode ke n

vn Perubahan volume aliran air tanah

𝑥 data tinggi hujan

�̅� jumlah rata-rata tinggi hujan

X1 Kapasitas simpanan kelembaban tanah (SMC)

X2 Koefisien penyebaran air tanah.

𝑋1 Kelengasan maksimum tanah mm

𝑋𝑖𝑗 hujan bulanan bulan ke-i tahun ke-j

�̅�𝑗 hujan tahun j, rata-rata

𝑌 Data hujan rerata ke-i

𝑌𝑖 Data hujan ke-i

commit to user


xvii

DAFTAR SINGKATAN

DAS = Daerah Aliran Sungai

GIS = Geographic Information System

RAPS = Rescaled Adjusted Partial Sums

SMC = Soil Moisture Capacity

SWSI = Surface Water Supply Index

ANALISIS KEKERINGAN HIDROLOGI MENGGUNAKAN METODE …

Documents

Transcript of ANALISIS KEKERINGAN HIDROLOGI MENGGUNAKAN METODE …