03 bab3_hidrologi a

LAPORAN AKHIR

BAB III

HIDROLOGI

3.1. STASIUN HUJAN

Semua lokasi sumber air yang teridentifikasi pada pekerjaan ini diambil

dari Pos Hidrologi di hulu aliran Sungai Ciwulan dan di hilir aliran Sungai

Ciwulan yaitu Cikunten II, Padawaras dan Karangnunggal. Untuk lebih

jelasnya lokasi stasiun hujan atau Pos Hidrologi tersebut ditunjukkan pada

Gambar 3.1.

Gambar 3. 1. Lokasi Pos Hidrologi

3.2. CURAH HUJAN

Data hujan yang dipergunakan untuk analisa adalah data hujan rerata

bulanan selama 10 tahun terakhir yaitu dari tahun 2003 s/d 2013. Curah

KAJIAN POTENSI IRIGASI D.I. CIKALONG KABUPATEN TASIKMALAYA III - 1

Cikunten II

PadawarasKarangnunggal;

LAPORAN AKHIR

hujan rerata bulanan di lokasi pekerjaan bervariasi dari 26.16 mm sampai

dengan 236.06 mm.

3.3. KLIMATOLOGI

Kondisi iklim di lokasi pekerjaan secara umum beriklim tropis dan

dipengaruhi oleh angin muson dimana musim penghujan terjadi pada

bulan November hingga Mei, sedangkan musim kemarau terjadi pada

bulan Juni hingga Oktober. Perbedaan musim dalam setahun tersebut

menyebabkan terjadinya perubahan suhu dan kelembaban. Suhu udara

berkisar antara 23 o – 28 o C dengan kelembaban nisbi rata-rata berkisar

80%.

Berikut adalah data rata-rata bulanan klimatologi tahun 2013 dari Stasiun

Klimatologi Cikatomas.

Data Klimatologi Tahun 2013


DATA KLIMATOLOGI RATA-RATA BULANAN TH 2013STASIUN : Cikatomas

GARIS LINTANG : 06 O 55' LS

GARIS BUJUR : 107 O 36' BTTINGGI DPL : 791 m

(oC) (%) (%) (jam) (Knot) (m/dt)

Januari 23.1 85.0 47.0 5.6 6.0 3.1Februari 23.5 83.0 67.0 8.0 6.0 3.1

Maret 23.9 82.0 57.0 6.8 5.0 2.6April 23.5 83.0 60.0 7.2 5.0 2.6Mei 23.3 80.0 67.0 8.0 4.0 2.1Juni 22.7 77.0 76.0 9.1 5.0 2.6Juli 23.0 78.0 77.0 9.2 5.0 2.6

Agustus 22.6 76.0 89.0 10.7 5.0 2.6September 23.6 73.0 83.0 10.0 6.0 3.1

Oktober 24.4 72.0 77.0 9.2 6.0 3.1November 24.8 78.0 65.0 7.8 4.0 2.1Desember 23.2 88.0 42.0 5.0 2.0 1.0

Sumber : Stasiun Klimatologi Cikatomas

SUHU UDARA

LEMBAB NISBIBULAN

LAMA PENYINARAN KEC ANGIN RATA 2

LAPORAN AKHIR

3.4. DEBIT DAN KUALITAS AIR

Data sumber air merupakan suatu hal yang sangat diperlukan dalam

pengoperasian dan pemeliharaan sumber air. Dengan adanya data

sumber air ini, maka kita dapat menentukan langkah-langkah yang

diperlukan dalam mengoperasikan dan memelihara sumber air.

Di samping itu dengan adanya data sumber air (khususnya data debit

sumber air), maka kita dapat menentukan berapa sebenarnya debit

sumber air tersebut, sehingga dengan demikian kita dapat mengetahui

berapa debit air baku yang dapat diolah.

Demikian juga untuk mengetahui dosis pembubuhan kimia, perlu

diketahui kualitas air sumber. Hal ini perlu dilakukan, karena pada

umumnya debit dan kualitas air sumber tidak selalu tetap. Di samping itu

dengan mengetahui data sumber air ini, maka kita dapat memperkirakan

kecenderungan sumber air tersebut pada masa yang akan datang.

Dengan adanya data debit dan kualitas sumber air yang tercatat maka kita

dapat menganalisa kecenderungan debit dan kualitas sumber air pada

masa yang akan datang. Bilamana kita mempunyai data masa lalu yang

memperlihatkan kecenderungan debit/kualitas sumber air, maka kita akan

lebih mudah memperkirakan keadaaa sumber air pada masa yang akan

datang.

Sebagai contoh dapat dijelaskan sebagai berikut: Pada setiap pengukuran

debit suatu mata air memperlihatkan kecenderungan menurun. Dari data

ini dapat dibuat grafik debit sumber air. Dengan cara tertentu maka kita

dapat memperkirakan kecenderungan debit sumber air tersebut pada

masa yang akan datang.


LAPORAN AKHIR

Gambar 3. 2. Kecenderungan Data Debit Sumber Air

Sedangkan untuk penerimaan kualitas air yang nantinya akan

dipergunakan, disesuaikan dengan standar yang mengacu pada tabel

berikut ini :


LAPORAN AKHIR

3.5. ANALISA DEBIT ANDALAN

3.5.1.UMUM

Debit andalan adalah debit yang dipakai sebagai andalan persediaan air

sumber pada daerah studi, karena di lokasi studi tidak terdapat stasiun

duga air, maka debit andalan dihitung dengan menggunakan metode

simulasi hujan menjadi aliran (Rainfall - runoff model). Pada studi ini untuk

memperkirakan debit sumber air dengan memakai simulasi metode

“NRECA”.

Untuk perhitungan NRECA pada daerah studi dibutuhkan input data:

Curah hujan bulanan selama 10 tahun, dari 3 Stasiun Hujan dengan

periode pencatatan dari tahun 2003 sampai dengan tahun 2013.

Evapotranspirasi dihitung dengan data temperatur, kelembaban relatif,

kecepatan angin dan lama penyinaran matahari dari Stasiun Badan

Meteorologi dan Geofisika Bandung.

Nilai evapotranspirasi dihitung dengan menggunakan rumus Penman.

Nilai tampungan kelengasan awal, nilainya didapat dengan trial and

error.

Tampungan air tanah awal, nilainya didapat dengan trial and error.

3.6. EVAPOTRANSPIRASI

Evaporasi dan transpirasi merupakan faktor penting dalam studi

pengembangan sumbar daya air. Evaporasi adalah proses fisik yang

mengubah suatu cairan atau bahan padat menjadi gas. Sedangkan


LAPORAN AKHIR

transpirasi adalah penguapan air yang terjadi melalui tumbuhan. Jika

kedua proses tersebut saling berkaitan disebut dengan evapotranspirasi.

Sehingga evapotranspirasi merupakan gabungan antara proses penguapan

dari permukaan tanah bebas (evaporasi) dan penguapan yang berasal dari

daun tanaman (transpirasi).

Besarnya nilai evaporasi dipengaruhi oleh iklim, sedangkan untuk

transpirasi dipengaruhi oleh iklim, varietas, jenis tanaman serta umur

tanaman.

Dalam studi ini untuk menghitung besarnya evapotranspirasi digunakan

metode Penman Modifikasi yang telah disesuaikan dengan keadaan

daerah Indonesia (Suhardjono, 1990: 54).

Eto = c x Eto*

Eto* = W (0.75.Rs – Rn1) + (1 – W). f(u). (ea – ed)

Rumus penyederhanaan Penman ini mempunyai ciri khusus sebagai

berikut:

W = faktor yang berhubungan dengan suhu (t) dan elevasi daerah

Rs = radiasi gelombang pendek (mm/hari)

= (0,25 + 0,54. n/N). Ra

Ra = radiasi gelombang pendek yang memenuhi batas luar

atmosfir (angka angot)

Rn1 = radiasi bersih gelombang panjang (mm/hari)

= f(t) . f(ed) . f(n/N)

f(T) = fungsi suhu = . Ta4

f(ed) = fungsi tekanan uap

= 0,34 – 0,044 . (ed)1/2

f(n/N) = fungsi kecerahan

= 0,1 + 0,9 . n/N


LAPORAN AKHIR

f(u) = fungsi kecepatan angin angin pada ketinggian 2 meter

(m/det)

= 0,27 (1 + 0,864 .u)

(ea–ed) = perbedaan tekanan uap jenuh dengan uap sebenarnya

ed = ea . RH

RH = kelembaban udara relatif (%)

C = angka koreksi Penman yang besarnya melihat kondisi siang

dan malam

Prosedur perhitungan ETo berdasarkan rumus Penman Modifikasi adalah

sebagai berikut :

1. Mencari data suhu rerata bulanan (t)

2. Berdasar nilai (t) cari nilai (ea), (W), (1–W) dan f(t) dengan tabel

3. Cari data kelembaban relatif (RH)

4. Berdasar nilai (ea) dan RH cari (ed)

5. Berdasar nilai (ed) cari nilai f(ed)

6. Cari letak lintang daerah yang ditinjau

7. Berdasar letak lintang cari nilai (Ra)

8. Cari data kecerahan matahari (n/N)

9. Berdasar nilai (Ra) dan (n/N) cari besaran (Rs)

10. Berdasar nilai (n/N) cari nilai f(n/N)

11. Cari data kecepatan angin rerata bulanan (u)

12. Berdasar nilai (u) cari besaran f(u)

13. Hitung besar Rn1 = f(t).f(ed).f(n/N)

14. Cari besarnya angka koreksi (c)

15. Hitung Eto*

16. Hitung Eto


KELEMBABAN (% )

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

Jan Peb Mar Apr Mei Juni Juli Agt Sep Okt Nop Des

SUHU UDARA (OC)

21.50

22.00

22.50

23.00

23.50

24.00

24.50

25.00


LAPORAN AKHIR

Berdasarkan rumus tersebut diatas, maka perhitungan evapotranspirasi

disajikan pada tabel-tabel berikut:

Tabel 3. 1. Data Klimatologi

Gambar 3. 3. Grafik Suhu Udara


LAMA PENYINARAN (jam)

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00


KECEPATAN ANGIN (m/ dt)

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50


LAPORAN AKHIR

Gambar 3. 4. Grafik Kelembaban

Gambar 3. 5. Grafik Penyinaran


EVAPOTRANSPIRASI

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00


Bulan

mm

/hari

LAPORAN AKHIR

Gambar 3. 6. Grafik Kecepatan Angin

Tabel 3. 2. Perhitungan Evapotranspirasi Metode Penman


LAPORAN AKHIR

Gambar 3. 7. Grafik Modifikasi Penman

3.7. DEBIT ANDALAN

Langkah perhitungan mencakup 18 tahapan, untuk mempermudah hitungan dibuatlah kolom-perkolom dari kolom (1) hingga (18) seperti dibawah ini (Ibnu Kasiro dkk, 1994) :

(1) Nama bulan Januari sampai Desember (dipakai periode bulanan)

(2) Nilai hujan harian (Rb) dalam 1 periode

(3) Nilai evapotranspirasi (PET = Penguapan Peluh Pontensial)

(4) Nilai tampungan kelengasan awal (w0), nilainya didapat dengan cara try and error, dan pada percobaan pertama di bulan Januari diambil 600 (mm).

(5) Rasio tampungan tanah (soil storage ratio – wi) dihitung dengan rumus :

Wi =

Nominal = 100+0,2 Ra

Ra = hujan tahunan (mm)

(6) Rasio Rb / PET = kolom (2) : kolom (3)

(7) Rasio AET / PET

AET = Penguapan Peluh Aktual, nilainya tergantung dari rasio Rb / PET (kolom 6) dan Wi (kolom 5)

(8) AET =

= kolom(7) x kolom(3) x koefisien reduksi


LAPORAN AKHIR

Koefisien reduksi diperoleh dari menghitung beda elavasi hulu dengan elevasi lokasi sumber (dalam m) dibagi jarak (km). Adapun nilai koefisien reduksi berdasarkan kemiringannya adalah sebagai berikut :

Koefisien Reduksi

Kemiringan (m/ mk) Koef. Reduksi0 – 50 m /km 0,951 - 100 m/km 0,8101 – 200 m/km 0,6

> 200 m/km 0,4

(9) Neraca air =Rb – AET =kolom (2) – kolom (8)

(10) Rasio kelebihan kelegasan (excess moisture) yang dapat diperoleh sebagai berikut:

- Jika neraca air kolom (9) positif, maka rasio tersebut dapat diperoleh dengan memasukkan nilai tampungan kelengasan tanah (Wi) dikolom 5.

- Jika neraca negatif, rasio 0

(11) Kelebihan kelengasan

= rasio kelebihan kelengasan x neraca air

= kolom (10) x kolom (11)

(12) Perubahan tampungan

= neraca air – kelebihan kelengasan

= kolom (9) x kolom(11)

(13) Tampungan air tanah

= P1 x kelebihan kelengasan


LAPORAN AKHIR

= P1 x kolom (11)

P1 = parameter yang menggambarkan karateristik tanah permukaan (kedalaman 0-2 m), nilainya 0,1 – 0,5 tergantung dari sifat lulus air lahan.

P1 = 0,1 bila bersifat kedap air

P1 = 0,5 bila bersifat lulus air

(14) Tampungan air tanah awal yang harus dicoba–coba dengan nilai awal = 2

(15) Tampungan air tanah akhir

= tampungan air tanah + tampungan air tanah awal

= kolom (13) x kolom (14)

(16) Aliran air tanah

= P2 x tampungan tanah akhir

= P2 x kolom (15)

P2 = parameter seperti P1 tetapi untuk lapisan tanah dalam (kedalamam 0 – 10 m)

P2 = 0,9 bila bersifat kedap air

P2 = 0,5 bila bersifat lulus air

(17) Larian langsung (direct runoff)

= kelebihan kelengasan

= kolom (11) – kolom (13)

(18) Aliran total

= aliran langsung + aliran air tanah

= kolom (17) + kolom (16) dalam mm/periode

= kolom (18) dalam mm x 10 x luas tadah hujan (ha), m3/ periode

Untuk perhitungan periode berikutnya diperlukan nilai tampungan dan kelengasan (kolom 4) untuk periode berikutnya dan tampungan air tanah


LAPORAN AKHIR

(kolom 14) periode berikutnya yang dapat dihitung dengan mengunakan rumus berikut :

a. Tampungan kelengasan = tampungan kelengasan periode sebelumnya + perubahan tampungan = kolom (4) + kolom (12), semuanya dari periode sebelumnya.

b. Tampungan air tanah = tampungan air tanah periode sebelumnya – aliran air tanah = kolom (15) – kolom (16), semuanya dari periode sebelumnya.

Sebagai kontrol diakhir perhitungan, nilai tampungan kelengasan awal (bulan Januari) harus mendekati tampungan kelengasan akhir (bulan Desember). Jika perbedaan keduanya cukup jauh (> 200 mm) perhitungan perlu diulang mulai awal bulan Januari lagi dengan mengambil nilai tampungan kelengasan awal (Januari) = tampungan kelengasan bulan Desember.

Gambar 3. 8. Rasio AET/PET


LAPORAN AKHIR

Gambar 3. 9 Rasio Tampungan Kelengasan Tanah

3.8. KETERSEDIAAN AIR

Dengan menggunakan masukan hujan dan evapotranspirasi pada DAS

Ciwulan, berdasarkan parameter model Sacramento yang diperoleh pada

tahap kalibrasi dan verifikasi, maka diperoleh ketersediaan air pada setiap

DAS Ciwulan sebagai berikut.

Diperoleh hasil bahwa pada DAS Ciwulan, jumlah air tersedia adalah 1.7

milyar m3 /tahun atau setara dengan 56.46 m3/s. Sedangkan debit andalan

Q80% adalah sebesar 1.1 milyar m3 /tahun atau setara dengan 35.92 m3/s.


LAPORAN AKHIR

Gambar 3. 1. Neraca Air Untuk DAS Ciwulan ( D.I. Cikalong)


03 bab3_hidrologi a

Documents