perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
ANALISIS KEKERINGAN DAERAH ALIRAN SUNGAI KEDUANG
DENGAN MENGGUNAKAN METODE PALMER
DROUGHT ANALISYS OF KEDUANG WATERSHED
by PALMER METHOD
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh:
ADI PRASETYA NUGROHO
NIM I 0108001
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
ANALISIS KEKERINGAN DAERAH ALIRAN SUNGAI KEDUANG
DENGAN MENGGUNAKAN METODE PALMER
DROUGHT ANALISYS OF KEDUANG WATERSHED
by PALMER METHOD
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
ADI PRASETYA NUGROHO NIM I 0108001
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan:
Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT NIP. 19630120 198803 2 002
Dosen Pembimbing II
Ir. Susilowati, MSi NIP 19480610 198503 2 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
HALAMAN PENGESAHAN
ANALISIS KEKERINGAN DAERAH ALIRAN SUNGAI KEDUANG
DENGAN MENGGUNAKAN METODE PALMER
DROUGHT ANALISYS OF KEDUANG WATERSHED
by PALMER METHOD
SKRIPSI
Disusun Oleh :
ADI PRASETYA NUGROHO NIM I 0108001
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada hari :
Tanggal : 08 Juni 2012
1. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT __________________
NIP. 19630120 198803 2 002
2. Ir. Susilowati, MSi __________________ NIP. 19480610 198503 2 001 3. Ir. Suyanto, MM __________________ NIP. 19520317 198503 1 001 4. Ir. Sudarto, MSi __________________ NIP. 19570327 198603 1 002
Mengesahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19590823 198601 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRAK
Adi Prasetya Nugroho, Rr. Rintis Hadiani, Susilowati, 2012, Analisis Kekeringan Daerah Aliran Sungai Keduang Dengan Menggunakan Metode Palmer. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Sumber daya alam yang sangat dibutuhkan oleh manusia adalah air. Keberadaan air di bumi ini relatif tetap karena air melakukan perputaran atau biasa disebut siklus hidrologi. Perubahan iklim mempunyai pengaruh besar terhadap siklus hidrologi, salah satunya terjadi kekeringan di beberapa daerah seperti Daerah Aliran Sungai Keduang yang berada di Kabupaten Wonogiri Provinsi Jawa Tengah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi ketersediaan air dengan menggunakan rumus modifikasi dari metode rasional, indeks kekeringan menggunakan metode Palmer dan mengetahui kriteria kekeringan berdasarkan analog data debit yang terdiri dari debit normal rerata (Q50rerata) dan debit andalan rerata (Q80rerata) terhadap kriteria kering Palmer. Hasil analisis dan pembahasan menunjukkan bahwa ketersediaan air kurang dari threshold Q50rerata sebesar 16,966x 106 m3/ bulan terjadi pada Juni sampai dengan Oktober. Namun berdasarkan threshold Q80rerata sebesar 3,176x 106 m3/ bulan, tidak adanya ketersediaan air hanya pada Juni dan Agustus. Kekeringan terjadi pada 2002 dan 2003 karena ketersediaan air kurang dari threshold Q50rerata maupun threshold Q80rerata yang terjadi selama lebih dari enam bulan. Berdasarkan indeks Palmer, pada 2002 dan 2003 terjadi kekeringan dimana besaran indeks Palmer pada 2002 berkisar antara -7,530 yang setara dengan amat sangat kering sampai dengan 0,000 yang setara dengan kering sedangkan pada 2003 berkisar antara -10,190 yang setara dengan amat sangat kering sampai dengan 0,000 yang setara dengan kering. Kriteria kering berdasarkan data debit dan Palmer menunjukkan hasil yang tidak terlalu berbeda jauh dalam setiap bulannya, dimana 3,176x 106 m3/ bulan < Qtersedia < 16,966x 106 m3/ bulan atau setara dengan indeks kekeringan Palmer 0,00- (-2,99) yang berarti kering, bila besarnya debit tersedia antara 2,250x 106 m3/ bulan sampai 3,176x 106 m3/ bulan atau setara dengan indeks kekeringan Palmer -3,00- (-3,99) yang berarti sangat kering, dan apabila besarnya debit tersedia kurang dari 2,220x 106 m3/ bulan atau setara dengan indeks kekeringan Palmer -4,00 yang berarti amat sangat kering. Kata kunci : DAS Keduang, Kekeringan, Metode Palmer, Indeks Kekeringan, Kriteria Kering.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
ABSTRACT
Adi Prasetya Nugroho, Rr. Rintis Hadiani, Susilowati, 2012, Drought Analysis of Keduang Watershed by Palmer Method. Thesis, Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University Surakarta. Nature resources that human being needs the most is water. The existing of water in earth relatively constant because water does turn or it can be called hidrology cycle. Climate changing has a big influence to the hidrology cycle, one of the effect is drought in some area such as Keduang River Flow Area which is in Wonogiri Regency, Central Java. The purpose of this research is knowing the potential of available water using modification of rational method formula, drought index using Palmer Method and knowing the dryness criteria according to the discharge data analog that is consist of average of normal discharge (Q50rerata) and average of mainstay discharge (Q80rerata) toward Palmer dry criteria. The result of analysis and study shows that potential of available water less than the threshold Q50rerata= 16,966x 106 m3/ month happens in June to Oktober. However according to the threshold Q80rerata= 3,176x 106 m3
drought happens in 2002 and 2003 because of the unavailibility of water less than the threshold Q50rerata although the threshold Q80rerata that happens during more than six months. According Palmer index, on 2002 and 2003 drought happen when Palmer index on 2002 between -7,530 that mean totally dry to 0,000 that mean dry while Palmer index on 2003 between -10,190 that mean totally dry to 0,000 that mean dry. The dry criteria that come from analog dry criteria base on discharge data toward Palmer shows that the result is not much different in every month, it is when 3,176x 106 m3/ month < Qtersedia < 16,966x 106 m3/ month equal with Palmer dryness index 0,00-(-2,99) which is mean dry, if the available discharge between 2,250x 106 m3/ month to 3,176x 106 m3/ month with Palmer dryness index -3,00-(-3,99) means very dry, and when the available discharge less than 2,220x 106 m3/ month equa -4,00 mean totally dry. Keyword: Keduang Watershed, Drought, Palmer Method, Drought Index, Dry Criteria.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingg Analisis Kekeringan Daerah Aliran Sungai Keduang Dengan Menggunakan Metode Palmer guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan, dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta, 3. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT selaku dosen pembimbing I, 4. Ir. Susilowati, MSi selaku dosen pembimbing II, 5. Ir. Koosdaryani, MT selaku dosen pembimbing akademik, 6. Dosen Penguji skripsi, 7. Segenap bapak dan ibu dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta, 8. Segenap bapak dan ibu di BAPPEDA Kabupaten Wonogiri yang telah memberikan ijin
sehingga terlaksananya penulisan ini, 9. Segenap bapak dan ibu di Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten
Wonogiri yang telah memberikan data sehingga terlaksananya penulisan ini, 10. Segenap bapak dan ibu di Perusahaan Umum Jasa Tirta I Kabupaten Wonogiri yang telah
memberikan data sehingga terlaksananya penulisan ini, 11. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknik Sipil, 12. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis dengan tulus
ikhlas.
Penulis menyadari tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa mendatang dan semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, Juni 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR ISI
i
ii
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................................... iii
MOTTO .................................................................................................................................... iv
PERSEMBAHAN ........................................................................................................................v
ABSTRAK ................................................................................................................................ vi
ABSTRACT ............................................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ............................................................................................................... viii
DAFTAR ISI.............................................................................................................................. ix
DAFTAR TABEL ...................................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. xii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ............................................................................................ xiii
BAB 1 PENDAHULUAN........................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah .......................................................................................................... 3 1.4 Tujuan Penelitian ......................................................................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................................ 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI .................................................................. 4
2.1 Tinjauan Pustaka .......................................................................................................... 4 2.2 Dasar Teori .................................................................................................................. 6
2.2.1 Data ............................................................................................................... 6 2.2.2 DAS ( Daerah Aliran Sungai ) ........................................................................... 6 2.2.3 Analisis Konsistensi atau Kepanggahan Data ...................................................... 6 2.2.4 Analisis Hujan Titik Menjadi Hujan Wilayah ...................................................... 8 2.2.5 Evapotranspirasi Potensial ................................................................................ 9 2.2.6 Koefisisen Limpasan (C) ................................................................................ 11 2.2.7 Palmer Drought Severity Index (PDSI) ............................................................. 12 2.2.8 Prakiraan Potensi Ketersediaan Air (Qtersedia)...................................................... 15 2.2.9 Indeks Ketajaman Kekeringan (Kriteria Kering) ................................................ 16
BAB 3 METODE PENELITIAN ............................................................................................... 17
3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................................................ 17 3.2 Data .......................................................................................................................... 17 3.3 Alat Yang Digunakan ................................................................................................. 18 3.4 Tahapan Penelitian ..................................................................................................... 19
3.4.1 Perhitungan Potensi Ketersediaan Air ............................................................... 19 3.4.2 Perhitungan Evapotranspirasi Potensial Metode Thornthwaite ............................. 19
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
3.4.3 Perhitungan Indeks Kekeringan Palmer ............................................................ 19 3.4.4 Penentuan Kriteria Kering ............................................................................... 20
3.5 Bagan Alir Penelitian .................................................................................................. 21
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................................... 24
4.1 Uji Kepanggahan Data Hujan ....................................................................................... 24 4.1.1 Uji Kepanggahan Metode RAPS ...................................................................... 24 4.1.2 Uji Kepanggahan Metode Kurva Massa Ganda .................................................. 26
4.2 Hujan Wilayah ........................................................................................................... 28 4.3 Koefisien Limpasan .................................................................................................... 30 4.4 Evapotranspirasi Potensial Metode Thornthwaite ........................................................... 31 4.5 Indeks Kekeringan Palmer ........................................................................................... 35 4.6 Prakiraan Potensi Ketersediaan Air ............................................................................... 43
4.6.1 Potensi Ketersediaan Air Tiap Tahun ............................................................... 44 4.6.2 Potensi Ketersediaan Air Rerata Bulanan .......................................................... 44
4.7 Indeks Ketajaman Kekeringan (Kriteria Kering) ............................................................. 49
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................................... 51
5.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 51 5.2 Saran ........................................................................................................................ 52
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 53
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Nilai kritik Q dan R ....................................................................................................... 8
Tabel 2.2. Faktor penyesuaian untuk Persamaan Thornthwaite ........................................................ 10
Tabel 2.3. Koefisien Limpasan (C) ............................................................................................... 12
Tabel 2.4. Analog Kriteria Kering Palmer Berdasarkan Kriteria Kering Menurut Data Debit ............... 16
Tabel 4.1. Uji Kepanggahan Metode RAPS Sta. Ngadirojo (125f) .................................................... 25
Tabel 4.2. Hasil Uji Kepanggahan Metode RAPS ........................................................................... 26
Tabel 4.3. Uji Kepanggahan Metode Kurva Massa Ganda Sta. Ngadirojo (125f)................................ 27
Tabel 4.4. Data Hujan Bulanan Pada 2002 Untuk Sta. Ngadirojo, Jatisrono dan Jatiroto ..................... 28
Tabel 4.5. Data Hujan Bulanan Wilayah Pada 2002 ....................................................................... 30
Tabel 4.6. Koefisien Limpasan DAS Keduang ............................................................................... 31
Tabel 4.7. Suhu Udara Rata- Rata Bulanan Stasiun Klimatologi Dam Wonogiri ................................ 32
Tabel 4.8. Evapotranspirasi Potensial (PET) Metode Thornthwaite .................................................. 33
Tabel 4.9. Evapotranspirasi Potensial (PET) Terkoreksi Metode Thornthwaite .................................. 34
Tabel 4.10. Perhitungan Parameter Indeks Kekeringan Palmer ........................................................ 35
Tabel 4.11. Analisis Rerata Dalam Kurun Waktu 10 Tahun (2002- 2011) ......................................... 38
Tabel 4.12. Koefisien CAFEC (Climatically Appropriate for Existing Conditions) ............................. 39
Tabel 4.13. Nilai CAFEC ............................................................................................................ 40
Tabel 4.14. Analisis Indeks Kekeringan ........................................................................................ 42
Tabel 4.15. Prakiraan Potensi Ketersediaan Air ............................................................................. 43
Tabel 4.16. Ketersediaan Air Rerata Bulanan ................................................................................ 45
Tabel 4.17. Analog Kriteria Kering Berdasarkan Data Debit Dengan Kriteria Kering Palmer .............. 50
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Peta DAS Bengawan Solo .......................................................................................... 2
Gambar 2.1. Cara Poligon Thiessen ............................................................................................... 8
Gambar 3.1. Peta DAS Keduang .................................................................................................. 17
Gambar 3.2. Bagan Alir Penelitian ............................................................................................... 23
Gambar 4.1. Kurva Massa Ganda Sta. Ngadirojo (125f) ................................................................. 27
Gambar 4.2. Poligon Thiessen DAS Keduang Dengan Tiga Stasiun Hujan ........................................ 29
Gambar 4.3. Potensi Ketersediaan Air Pada DAS Keduang ............................................................. 44
Gambar 4.4. Debit Andalan (Q80rerata) ............................................................................................ 46
Gambar 4.5. Hubungan Qrerata dengan Q50rerata dan Q80rerata ................................................................ 47
Gambar 4.6. Potensi Ketersediaan Air Pada DAS Keduang Pada 2002- 2011 .................................... 48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
= koefisien evapotranspirasi, = koefisien pengisian lengas ke dalam tanah, = koefisien limpasan, = koefisien kehilangan air, = pendekatan terhadap pembobot iklim, = kelembaban tanah (mm) mewakili satuan volume per satuan wilayah, = perubahan lengas tanah lapisan atas, = perubahan lengas tanah lapisan bawah,
= periode waktu yang diperlukan untuk perhitungan (jam, hari, bulan), A = luas daerah tangkapan (km2),
= luas masing-masing poligon (km2),
C = koefisien limpasan, d = periode kelebihan dan kekurangan air, Dy = standar deviasi, D = rataan nilai mutlak dari d, ET = evapotranspirasi (mm/ tahun), ET = rata- rata evapotranspirasi,
ET = nilai evapotranspirasi CAFEC, I = indeks panas tahunan, K = karakter iklim sebagai faktor pembobot,
= pendekatan kedua terhadap nilai faktor K, L = kehilangan kelembaban tanah, L = p , L = rata- rata kehilangan kelembaban tanah,
L = nilai kehilangan lengas tanah CAFEC, m = ranking, n = jumlah data, N = jumlah stasiun pencatat hujan,
= hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm),
P = probabilitas, P = curah hujan (mm/ tahun), P50 = curah hujan probabilitas 50, PET = evapotranspirasi potensial (mm), PL = kehilangan kelembaban tanah potensial kedua lapisan, PLa = kehilangan kelembaban tanah potensial lapisan atas, PLb = kehilangan kelembaban tanah potensial lapisan bawah, PR = pengisian lengas ke dalam tanah potensial, PRO = aliran permukaan potensial,
= hujan wilayah (mm),
P = rata- rata presipitasi, PET = rata- rata evapotranspirasi potensial, PL = rata- rata kehilangan kelembaban tanah potensial,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
PR = rata- rata pengisisan lengas ke dalam tanah potensial, PRO = rata- rata aliran permukaan potensial,
P = nilai presipitasi CAFEC, Q = debit aliran (m3 , Qtersedia = potensi ketersediaan air (m3/ bulan), Q50 = debit probabilitas 50, Q80 = debit probabilitas 80, R = pengisian lengas ke dalam tanah, Ri = tinggi hujan pada stasiun i, RO = aliran permukaan, R = rata- rata pengisisan lengas ke dalam tanah, RO = rata- rata aliran permukaan,
R = nilai pengisisan lengas ke dalam tanah CAFEC,
RO = nilai aliran permukaan CAFEC, S = lengas tanah, Sa = lengas tanah lapisan atas, Sb = lengas tanah lapisan bawah,
'S = rata- rata kelembaban tanah, Ta = suhu rata- rata bulanan (oC) , X = indeks kekeringan, Yi = data hujan ke-i, Y = data hujan rerata i, z = penduga nilai Z, Z = indeks penyimpangan atau anomali lengas.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan sumber daya alam yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk
hidup khususnya manusia. Jumlah air di bumi relatif tetap karena mengikuti siklus
hidrologi dimana air melakukan perjalanan dari permukaan laut ke atmosfer
kemudian ke permukaan bumi dan kembali lagi menuju laut. Faktor iklim dan
energi panas matahari mempunyai pengaruh besar terhadap siklus hidrologi yang
menyebabkan adanya proses evaporasi atau penguapan dari permukaan laut,
tanah, tumbuh- tumbuhan dan sumber air lainnya. Sebagian uap air dari proses
evaporasi terkondensasi menjadi awan yang kemudian turun ke permukaan bumi
menjadi air hujan (Asdak, 2004).
Negara Indonesia khususnya pulau Jawa terletak di daerah khatulistiwa yang
sangat rentan terhadap perubahan iklim. Perubahan suhu udara, kenaikan muka air
laut, perubahan intensitas hujan, banjir dan kekeringan merupakan akibat dari
perubahan iklim yang dihadapi Indonesia (Susandi dkk, 2008).
Sungai Bengawan Solo merupakan sungai terpanjang dan terbesar di pulau Jawa,
terletak di antara dua provinsi yaitu Jawa Tengah dan Jawa Timur yang memiliki
empat daerah aliran sungai yaitu DAS Bengawan Solo, DAS Kali Grindulu dan
Kali Lorog di Pacitan, DAS kecil di kawasan pantai utara dan DAS Kali Lamong.
DAS Bengawan Solo merupakan DAS terluas, meliputi 3 Sub DAS yaitu Sub
DAS Bengawan Solo Hulu, Sub DAS Kali Madiun dan Sub DAS Bengawan Solo
Hilir (http//bulletin.penataanruang.net). DAS Bengawan Solo dapat dilihat pada
Gambar 1.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Sumber: The Study on Counter Measures for Sedimentation in the Wonogiri Multipurpose Dam
(2007)
Gambar 1.1. Peta DAS Bengawan Solo
Banjir pada musim penghujan dan kekeringan saat musim kemarau merupakan
suatu fenomena yang sering terjadi di sebagian besar wilayah pulau Jawa
khususnya pada Daerah Aliran Sungai Keduang yang merupakan Sub Daerah
Aliran Sungai Bengawan Solo Hulu 3. (http//www.tabloidkampus.com).
Berdasarkan uraian latar belakang tersebut, maka perlu dilakukan penelitian
tentang analisis kekeringan dengan menggunakan metode Palmer yang dilakukan
di Daerah Aliran Sungai Keduang kabupaten Wonogiri- Jawa Tengah.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang dapat diambil dari uraian latar belakang tersebut di atas
adalah:
1. Bagaimana potensi ketersediaan air Daerah Aliran Sungai Keduang?
2. Bagaimana indeks kekeringan menggunakan metode Palmer Daerah Aliran
Sungai Keduang?
3. Bagaimana kriteria kekeringan Daerah Aliran Sungai Keduang?
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
1.3 Batasan Masalah
Untuk membatasi masalah agar penelitian tidak meluas dan lebih terarah maka
perlu adanya pembatasan sebagai berikut:
1. Wilayah penelitian hanya dilakukan di Daerah Aliran Sungai Keduang
Kabupaten Wonogiri yang merupakan Sub Daerah Aliran Sungai Bengawan
Solo Hulu 3,
2. Hujan yang dipakai merupakan data curah hujan rata- rata harian selama 20
tahun (1992- 2011) untuk uji kepanggahan data dan data 10 tahun (2002-
2011) untuk analisis,
3. Data klimatologi yang digunakan selama 10 tahun (2002- 2011),
4. Analisis debit (ketersediaan air) didasarkan pada aliran mantap atau air larian
yang masuk ke Daerah Aliran Sungai Keduang.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui potensi ketersediaan air Daerah Aliran Sungai Keduang,
2. Mengetahui indeks kekeringan menggunakan metode Palmer Daerah Aliran
Sungai Keduang,
3. Menentukan kriteria kekeringan Daerah Aliran Sungai Keduang.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Manfaat teoritis: dapat memberikan informasi keilmuan dalam bidang teknik
sipil khususnya mengenai hidrologi, yaitu ketersediaan air dan indeks
kekeringan yang terjadi pada suatu DAS,
2. Manfaar praktis: dapat memberikan informasi tentang kekeringan dan potensi
ketersediaan air sehingga dapat langsung digunakan untuk mitigasi bencana
kekeringan dan juga dapat digunakan untuk sektor pertanian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Wilayah Indonesia terletak di bagian iklim tropis yang mempunyai ciri khusus
yaitu curah hujan tinggi pada musim penghujan dan curah hujan rendah saat
musim kemarau (Köppen, 1900 dalam Puradimaja, 2006) sehingga pada musim
penghujan sulit untuk mengendalikan air, namun sebaliknya saat musim kemarau
panjang sulit untuk memenuhi kebutuhan akan air.
Pemanasan global merupakan akibat adanya perubahan iklim, Indonesia
merupakan negara kepulauan yang sangat rentan terhadap perubahan iklim.
Perubahan curah hujan suhu udara dan kenaikan muka air laut merupakan dampak
yang diakibatkan oleh adanya perubahan iklim. Hingga tahun 2100 kenaikan muka
air laut di Indonesia diperkirakan hingga 1,1 m yang mengakibatkan hilangnya
daerah pantai dan pulau- pulau kecil (Susandi dkk, 2008).
Kekeringan adalah kejadian alam yang berpengaruh besar terhadap ketersediaan
air dalam tanah yang diperlukan oleh kepentingan pertanian maupun untuk
mencukupi kebutuhan makhluk hidup khususnya manusia (Suryanti, 2008). Di
pulau Jawa ketersediaan air hanya dapat dipenuhi pada musim penghujan
sedangkan pada musim kemarau terjadi defisit air yang menjadi indikator penting
terjadinya kekeringan (Sutopo, 2007).
Kekeringan menurut Wikipedia adalah suatu keadaan dimana kebutuhan air di
suatu wilayah tidak dapat terpenuhi dalam jangka waktu yang panjang (beberapa
bulan hingga tahunan). Kekeringan adalah suatu kondisi dimana curah hujan di
bawah normal dan terjadi dalam jangka waktu yang lama dan menyebabkan suatu
daerah kekurangan pasokan air (Balai Hidrologi, 2003).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
Kekeringan merupakan suatu keadaan dimana curah hujan sangat kecil atau tidak
terdapat curah hujan dalam jangka waktu yang lama dan lebih panjang dari musim
kemarau (Moreland, 1993). Kekeringan menyebabkan berbagai kerugian bagi
makhluk hidup khususnya manusia, seperti kekurangan air untuk berbagai
keperluan, gagal panen pada daerah pertanian dan berkurangnya pendapatan
masyarakat. Apabila kekeringan dapat diperkirakan, maka mitigasi bencana
kekeringan dapat diantisipasi. Perkiraan kekeringan dapat dilakukan berdasarkan
pola hujan, iklim maupun pola debit yang pernah terjadi (Hadiani, 2009).
Indeks kekeringan mempunyai banyak jenis seperti Crop Moisture Index (CMI),
Surface Water Supply Index (WSI), Palmer Drought Severity Index (PDSI),
Reclamation Drought Index (RDI), Standardized Precipitation Index (SPI) dan
masih banyak lainnya. Indeks kekeringan ini diciptakan tergantung daerah
penelitian, pengguna, proses, input dan output-nya (Suryanti, 2008).
Analisis indeks kekeringan telah dilakukan dengan berbagai metode, salah satunya
dengan menggunakan metode Indeks Palmer. Seperti yang telah dilakukan oleh
Sudibyakto (1985) dalam Suryanti (2008) di daerah Kedu Selatan, Jawa Tengah
dimana indeks kekeringan didasarkan pada perhitungan data curah hujan titik
sehingga menimbulkan indeks Palmer yang terlalu basah.
Suryanti (2008) melakukan penelitian kekeringan di daerah Banten yang
menunjukkan tingkat kekeringan yang bervariasi mulai dari -8.14 hingga 13.38,
berarti kondisi lengas tanah cukup beragam dari ekstrim kering hingga ekstrim
basah. Sebaran bulan terkering dan terbasah menunjukkan keadaan masih normal,
nilai indeks Palmer antara -0.21 hingga 1.23.
Kriteria Kering dapat ditentukan dengan berbagai cara antara lain kriteria kering
berdasarkan data debit normal sama dengan Q50 dengan kriteria (Hadiani, 2009):
1. Disebut kering (K) apabila Q80 < Q < Q50,
2. Disebut sangat kering (SK) apabila 71- 100% Q80,
3. Disebut amat sangat kering (ASK) apabila Q < 70% Q80.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
2.2 Dasar Teori
2.2.1 Data
Dalam setiap penelitian, data merupakan masukan terpenting untuk mendapatkan
hasil yang diharapkan. Ada dua macam data yang biasa digunakan dalam
penelitian, yaitu data primer dan data sekunder.
Data primer ialah sekumpulan data yang didapat secara langsung berdasarkan
pengamatan atau observasi di lapangan (lokasi penelitian). Sedangkan data
sekunder ialah sekumpulan data yang didapat tidak secara langsung karena
peneliti tidak melakukan pengamatan atau observasi secara langsung, peneliti
hanya mendapatkan data dari sumber atau instansi terkait. Dalam penelitian ini
data yang digunakan adalah data sekunder.
2.2.2 DAS ( Daerah Aliran Sungai )
Chay Asdak (2004) mendefinisikan daerah aliran sungai atau DAS sebagai suatu
wilayah daratan yang dibatasi oleh punggung- punggung gunung, menampung
dan menyimpan air hujan untuk kemudian mengalirkannya ke laut melalui sungai
utama. Wilayah daratan tersebut disebut daerah tangkapan air (DTA atau
catchment area) yaitu suatu ekosistem yang terdiri atas sumber daya alam (tanah,
air dan vegetasi) dan sumber daya manusia sebagai pemanfaat sumber daya alam.
2.2.3 Analisis Konsistensi atau Kepanggahan Data
Data hujan yang akan dipergunakan dalam suatu analisis sebelumnya harus
dilakukan uji konsistensi atau data di mana data yang tidak sesuai akibat
kesalahan pencatatan dan gangguan alat pencatat perlu dikoreksi dan data yang
hilang atau kosong diisi dengan menggunakan pembanding pos hujan sekitar yang
terdekat dan dianggap memiliki karakteristik yang sama (Sri Harto, 1993).
Dalam penelitian ini, metode yang digunakan untuk menguji konsistensi data
adalah Metode Kurva Massa Ganda (Double Mass Curve) dan Metode RAPS
(Rescaled Adjusted Partial Sums).
Metode kurva massa ganda berdasarkan perbandingan hujan tahunan kumulatif di
stasiun y terhadap stasiun referensi x, stasiun referensi merupakan nilai rerata
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
beberapa stasiun yang berada di dekatnya kemudian nilai kumulatif tersebut
digambarkan pada sistem koordinat x- y dan kurva yang telah digambar dilihat
apakah ada perubahan kemiringan, apabila garis yang terbentuk menunjukkan
garis lurus maka data dianggap panggah namun apabila terjadi kemelencengan
atau garis patah maka data tidak konsisten dan perlu dilakukan adanya koreksi.
Metode RAPS berdasarkan data curah hujan setempat, di mana data curah hujan
yang tersedia di sekitar lokasi proyek sangat terbatas. Bila nQ / yang didapat
lebih kecil dari nilai kritik untuk tahun dan confidence level yang sesuai, maka
data dinyatakan panggah (Sri Harto, 1993). Uji kepanggahan dapat dilakukan
dengan menggunakan persamaan:
k
iik YYS
1
* , dengan k = 1, 2, 3, ..., n (2.1)
0*0S (2.2)
y
kk D
SS
*** , dengan k = 0, 1, 2, 3, ...., n (2.3)
n
i
iy n
YYD
1
22 (2.4)
dengan : Yi = data hujan ke-i, Y = data hujan rerata i, Dy = deviasi standar, n = jumlah data.
Untuk uji kepanggahan digunakan cara statistik:
|| **kSmaksQ k n, atau (2.5)
**** min kk SimumSmaksimumR k n (2.6)
Nilai kritik Q dan R ditunjukkan dalam Tabel 2.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
Tabel 2.1. Nilai kritik Q dan R
n n
Q
n
R
90% 95% 99% 90% 95% 99% 10 1,05 1,14 1,29 1,21 1,28 1,38 20 1,10 1,22 1,42 1,34 1,43 1,60 30 1,12 1,24 1,46 1,40 1,50 1,70 40 1,13 1,26 1,50 1,42 1,53 1,74 50 1,14 1,27 1,52 1,44 1,55 1,78 100 1,17 1,29 1,55 1,50 1,62 1,86
1,22 1,36 1,63 1,62 1,75 2,00 Sumber: Sri Harto, 1993
2.2.4 Analisis Hujan Titik Menjadi Hujan Wilayah
Dalam penelitian ini menggunakan metode poligon Thiessen karena merupakan
cara yang paling umum dari beragam analisis. Metode ini memperhitungkan bobot
dari masing-masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya (Bambang
Triatmodjo, 2008). Hujan pada suatu luasan di dalam DAS adalah sama dengan
hujan yang terjadi pada stasiun terdekat, sehingga hujan yang tercatat pada suatu
stasiun mewakili luasan tersebut. Metode ini digunakan apabila penyebaran
stasiun hujan di daerah yang ditinjau tidak merata (Chow, dkk., 1988). Gambar
polygon Thiessen dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Cara Poligon Thiessen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Hujan rerata daerah aliran dapat dihitung sebagai berikut :
AA
RAA
RAA
RAA
R n....33
22
11 (2.7)
atau
n
i ii RAA
R1
.1
(2.8)
dengan : R = tinggi hujan rata-rata daerah aliran (areal rainfall) R, A = luas daerah aliran, Ai = luas daerah pengaruh stasiun i, Ri = tinggi hujan pada stasiun i.
2.2.5 Evapotranspirasi Potensial
Dalam penelitian ini perhitungan evapotranspirasi potensial menggunakan metode
Thornthwaite. Wanielista (1990) dalam Asdak (2004) menjelaskan bahwa metode
Thornthwaite memanfaatkan suhu udara sebagai indeks ketersediaan energi panas
untuk berlangsungnya proses ET (evapotranspirasi) dengan asumsi suhu udara
tersebut berkorelasi dengan efek radiasi matahari dan unsur lain yang
mengendalikan proses ET.
Evapotranspirasi menurut Asdak (2004) adalah keseluruhan jumlah air yang
dikembalikan lagi ke atmosfer dari permukaan tanah, sumber- sumber air dan
tanaman oleh adanya pengaruh faktor iklim dan fisiologis tanaman. Indeks
evapotranspirasi potensial (PET) yang hanya memerlukan data suhu udara
tersebut dikembangkan oleh Thornthwaite (1984) dalam Manning (1987) dengan
rumus matematis sebagai berikut:
PET = 1,6 [(10Ta)/ I]a (2.9)
dengan :
PET = evapotranspirasi potensial (mm), Ta = suhu rata- rata bulanan (oC), I = indeks panas tahunan.
12
1
5.1)]5/[(i
aiTI (2.10)
dengan :
a = 0.49 + 0.0179 I 0.0000771 I2 + 0.000000675 I3 (2.11)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
Nilai untuk evapotranspirasi potensial (PET) harus disesuaikan dengan jumlah
hari per bulan dan panjang hari (latitudinal adjustment). Faktor penyesuaian
panjang hari menurut letak lintang untuk persamaan Thornthwaite dapat dilihat
pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Faktor penyesuaian untuk Persamaan Thornthwaite
LU Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
0° 1,04 0,94 1,04 1,01 1,04 1,01 1,04 1,04 1,01 1,04 1,01 1,04
5° 1,02 0,93 1,03 1,02 1,06 1,03 1,06 1,05 1,01 1,03 0,99 1,02
10° 1,00 0,91 1,03 1,03 1,08 1,06 1,08 1,07 1,02 1,02 0,98 0,99
15° 0,97 0,91 1,03 1,04 1,11 1,08 1,12 1,08 1,02 1,01 0,95 0,97
20° 0,95 0,90 1,03 1,05 1,13 1,11 1,14 1,11 1,02 1,00 0,93 0,94
25° 0,93 0,89 1,03 1,06 1,15 1,14 1,17 1,12 1,02 0,99 0,91 0,91
30° 0,90 0,87 1,03 1,08 1,18 1,17 1,20 1,14 1,03 0,98 0,89 0,88
35° 0,87 0,85 1,03 1,09 1,21 1,21 1,23 1,16 1,03 0,97 0,86 0,85
40° 0,84 0,83 1,03 1,11 1,24 1,25 1,27 1,18 1,04 0,96 0,83 0,81
45° 0,80 0,81 1,02 1,13 1,28 1,29 1,31 1,21 1,04 0,94 0,79 0,75
50° 0,74 0,78 1,02 1,15 1,33 1,36 1,37 1,25 1,06 0,92 0,76 0,70
LS Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
5° 1,06 0,95 1,04 1,00 1,02 0,99 1,02 1,03 1,00 1,05 1,03 1,06
10° 1,08 0,97 1,05 0,99 1,01 0,96 1,00 1,01 1,00 1,06 1,05 1,10
15° 1,12 0,98 1,05 0,98 0,98 0,94 0,97 1,00 1,00 1,07 1,07 1,12
20° 1,14 1,00 1,05 0,97 0,96 0,91 0,95 0,99 1,00 1,08 1,09 1,15
25° 1,17 1,01 1,05 0,96 0,94 0,88 0,93 0,98 1,00 1,10 1,11 1,18
30° 1,20 1,03 1,06 0,95 0,92 0,85 0,90 0,96 1,00 1,12 1,14 1,21
35° 1,23 1,04 1,06 0,94 0,89 0,82 0,87 0,94 1,00 1,13 1,17 1,25
40° 1,27 1,06 1,07 0,93 0,86 0,78 0,84 0,92 1,00 1,15 1,20 1,29
45° 1,31 1,09 1,07 0,91 0,83 0,73 0,80 0,91 0,99 1,17 1,24 1,34
50° 1,37 1,12 1,08 0,89 0,77 0,67 0,74 0,88 0,99 1,19 1,20 1,41
Sumber: Bambang Triatmodjo, 2008
Hasil prakiraan evapotranspirasi potensial (PET) bersama- sama dengan curah
hujan dan kelembaban tanah dimanfaatkan untuk menghitung analisis neraca air
(water budget analysis). Model hidrologi lazim digunakan untuk menghitung
unsur neraca air tersebut di atas dalam skala DAS. Perhitungan analisis neraca air
penting untuk dapat mempelajari perilaku hubungan air- tanaman- tanah.
Transpirasi tanaman yang merupakan bagian penting dari evapotranspirasi yang
dapat mempengaruhi neraca air, infiltrasi dan air larian. Dengan asumsi aliran air
bawah permukaan yang masuk sama dengan yang keluar, dan panjang akar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
tanaman berada jauh di atas permukaan air tanah. Menurut Lane dan Stone (1983)
dalam Asdak (2004), persamaan neraca air dapat ditulis:
Q = P ET (2.12)
dengan:
Q = debit aliran (m3 , P = curah hujan (mm/ tahun), ET= evapotranspirasi (mm/ tahun), L , = kelembaban tanah (mm) mewakili satuan volume per satuan wilayah, = periode waktu yang diperlukan untuk perhitungan (jam, hari, bulan).
embaban tanah, sementara nilai
negatif menunjukkan penurunan kelembaban tanah di tempat yang bersangkutan.
masukan = air keluaran. Semakin besar ET, semakin kecil debit aliran. ET
dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain iklim dan jenis tumbuhan. Iklim
bersifat tidak dapat diubah oleh manusia dan oleh karena itu faktor jenis
tumbuhan inilah yang menjadi perhatian untuk pengelolaan sumber daya air.
2.2.6 Koefisisen Limpasan (C)
Koefisien Limpasan atau angka koefisien C menurut Asdak (2004) merupakan
bilangan perbandingan antara laju debit puncak dengan intensitas hujan yang
dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti laju infiltrasi, keadaan tata guna lahan
atau tutupan lahan, intensitas hujan, permeabilitas dan kemampuan tanah menahan
air. Nilai koefisien limpasan (C) dapat dilihat pada Tabel 2.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Tabel 2.3. Koefisien Limpasan (C)
No. Deskripsi Permukaan C 1 Kota, jalan aspal, atap genteng 0,7- 0,9 2 Kawasan industri 0,5- 0,9 3 Pemukiman multi unit, pertokoan 0,6- 0,7 4 Kompleks perumahan 0,4- 0,6 5 Villa 0,3- 0,5 6 Taman, pemakaman 0,1- 0,3 7 Pekarangan tanah berat: a. > 7% 0,25- 0,35 b. 2 - 7% 0,18- 0,22 c. < 2% 0,13- 0,17 8 Pekarangan tanah ringan: a. > 7% 0,15- 0,2 b. 2 - 7% 0,10- 0,15 c. < 2% 0,05- 0,10 9 Lahan berat 0,4 10 Padang rumput 0,35 11 Lahan budidaya pertanian 0,3 12 Hutan produksi 0,18
Sumber: Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 17, 2009
2.2.7 Palmer Drought Severity Index (PDSI)
Menurut Gutman et al., dalam Turyati (1995) menjelaskan bahwa metode indeks
ketajaman kekeringan Palmer berguna untuk mengevaluasi kekeringan yang telah
terjadi di daerah- daerah semiarid dan yang beriklim sub- humid kering. Palmer
masih lebih baik apabila digunakan pada wilayah penelitian yang luas dan
mempunyai topografi yang seragam (National Drought Mitigation Center, 2006).
Analisis indeks ketajaman kekeringan metode Palmer meliputi perhitungan
parameter utama dan perhitungan parameter iklim seperti berikut ini:
1. Analisis Parameter Utama, seperti:
a. P, hujan kumulatif bulanan wilayah efektif,
b. PET, evapotranspirasi potensial metode Thornthwaite,
c. Sa, perubahan lengas tanah lapisan atas,
d. Sb, perubahan lengas tanah lapisan bawah,
e. Sa, lengas tanah lapisan atas,
f. Sb, lengas tanah lapisan bawah,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
g. S, lengas tanah (available water content),
h. PR, jumlah air yang dapat diserap oleh tanah,
i. R, pengisisan lengas ke dalam tanah,
j. PLa, kehilangan kelembaban tanah potensial lapisan atas,
k. PLb, kehilangan kelembaban tanah potensial lapisan bawah,
l. PL, kehilangan kelembaban tanah potensial kedua lapisan,
m. L, kehilangan kelembaban tanah,
n. ET, evapotranspirasi,
o. PRO, aliran permukaan potensial,
p. RO, aliran permukaan.
2. Analisis Parameter Iklim (Palmer, 1965) dapat diuraikan seperti langkah di
bawah ini.
a. Menentukan nilai koefisien untuk mendapatkan nilai CAFEC (Climatically
Appropriate for Existing Conditions)
PETET / (2.13)
PRR / (2.14)
'// SROPRORO (2.15)
PLL / (2.16)
)/()( LPRPET (2.17)
dengan : = koefisien evapotranspirasi, = koefisien pengisian lengas ke dalam tanah, = koefisien limpasan, = koefisien kehilangan air, = pendekatan terhadap pembobot iklim,
ET = rata- rata evapotranspirasi, PET = rata- rata evapotranspirasi potensial, R = rata- rata pengisisan lengas ke dalam tanah, PR = rata- rata pengisisan lengas ke dalam tanah potensial, RO = rata- rata aliran permukaan, PRO = rata- rata aliran permukaan potensial,
'S = rata- rata kelembaban tanah, L = rata- rata kehilangan kelembaban tanah, PL = rata- rata kehilangan kelembaban tanah potensial, P = rata- rata presipitasi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
b. Nilai CAFEC
Nilai CAFEC merupakan dugaan dari parameter- parameter
evapotranspirasi, run off, recharge, presipitasi dan loss dimana secara
klimatologis sesuai dengan kondisi waktu dan daerah penelitian. Rumus
yang digunakan untuk parameter- parameter tersebut adalah sebagai
berikut:
PETET (2.18)
PRR (2.19)
PRORO (2.20)
PLL (2.21)
LRORETP (2.22)
dengan :
ET = nilai evapotranspirasi CAFEC,
R = nilai pengisisan lengas ke dalam tanah CAFEC,
RO = nilai aliran permukaan CAFEC,
L = nilai kehilangan lengas tanah CAFEC,
P = nilai presipitasi CAFEC, PET = evapotranspirasi potensial, PR = pengisian lengas ke dalam tanah potensial, PRO = aliran permukaan potensial, PL = kehilangan lengas tanah potensial.
c. Periode Kelebihan dan Kekurangan Hujan
Digunakan rumus sebagai berikut:
PPd (2.23)
d. Rataan Nilai Mutlak ( D )
D = rataan nilai mutlak dari d (2.24)
e.
50.0]6.25
/)80.2[(5.1' 10DLP
RORPETLogK (2.25)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
= '* KD (2.26)
f. Karakter Iklim sebagai Faktor Pembobot (K)
''*
'*12
1
KKD
KDK (2.27)
g. Penduga Nilai Z
*dz (2.28)
h. Indeks Penyimpangan atau anomali lengas (Z)
Z = d* K (2.29)
i. Indeks Kekeringan (X)
XZX i 1)3/( (2.30)
dengan:
1)3/(103.0)3/( ii ZZX (2.31)
2.2.8 Prakiraan Potensi Ketersediaan Air (Qtersedia)
Perhitungan prakiraan ketersediaan air atau debit tersedia dalam penelitian ini
berdasarkan aliran mantap atau air larian yang masuk ke Daerah Aliran Sungai
Keduang yang dipengaruhi oleh penggunaan lahan. Dimana aliran mantap atau
biasa disebut air larian merupakan bagian air hujan yang jatuh dan mengalir di
atas permukaan tanah ke tempat yang lebih rendah untuk kemudian masuk ke
dalam badan air seperti sungai, danau maupun lautan (Asdak, 2004). Dalam
perhitungan prakiraan potensi ketersediaan air menggunakan modifikasi dari
metode rasional dengan rumus sebagai berikut (Peraturan Menteri Negara
Lingkungan Hidup No. 17, 2009):
Qtersedia = 10 C x R x A (2.32)
dengan:
Qtersedia = potensi ketersediaan air (m3/bulan), R = curah hujan bulanan wilayah (mm/bulan), A = luas daerah tangkapan (ha), C = koefisien limpasan, 10 = faktor konversi dari mm.ha menjadi m3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
2.2.9 Indeks Ketajaman Kekeringan (Kriteria Kering)
Dalam penelitian ini, analisis kriteria kering merupakan analog dari kriteria kering
berdasarkan data debit dengan kriteria kering Palmer.
Berdasarkan kriteria data debit maka perlu dilakukan perhitungan debit andalan
(Q80) dan debit normal (Q50) dengan menggunakan metode ranking (rumus
Weibul). Prosedur perhitungan diawali dengan mengurutkan seri data debit dari
urutan terbesar hingga terkecil untuk masing- masing bulan pengamatan.
Selanjutnya diranking mulai dengan ranking pertama (m = 1) untuk data terbesar
dan seterusnya hingga data terkecil. Rumus Weibul adalah (Soemarto, 1987):
1Nm
P (2.34)
dimana:
P = probabilitas, m = ranking, N = jumlah data.
Analog kriteria kering Palmer berdasarkan kriteria kering menurut data debit
dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4. Analog Kriteria Kering Palmer Berdasarkan Kriteria Kering Menurut Data Debit
Indeks Kekeringan Klasifikasi 0.00 (-2.99) Kering -3.00 (-3.99) Sangat Kering
-4.00 Amat Sangat Kering
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian berada di DAS Bengawan Solo Hulu 3 pada DAS Keduang
yang terletak di Kabupaten Wonogiri seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Peta DAS Keduang
3.2 Data
Dalam penggunaan data hujan dan informasi iklim seringkali terjadi keterbatasan
jumlah, tidak lengkapnya data dan banyak bagian data yang hilang, rusak maupun
tidak tercatat. Seringkali untuk mengisi kekosongan data akibat data yang hilang
dapat dilakukan dengan memperkirakan data. Perkiraan data hujan dapat
diandaikan bahwa karakteristik hujan di stasiun hujan yang ditinjau memiliki
kesamaan dengan stasiun hujan yang berada di sekitarnya. Tidak jarang dalam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
suatu penelitian terjadi kesulitan untuk mendapatkan data hujan dan informasi
iklim di suatu DAS, sehingga harus menggunakan data dari stasiun lain yang
berdekatan (Sri Harto, 1993).
Masalah terhadap data selain tidak lengkapnya data hujan yang ada yaitu
ketidakpanggahan data hujan. Ketidakpanggahan data hujan yang didapat dari alat
pencatat disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu: alat diganti dengan alat yang
mempunyai spesifikasi lain, lokasi penempatan alat dipindahkan, lokasi alat
terganggu dan perubahan lingkungan di sekitar alat. Uji konsistensi atau
kepanggahan data dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: lengkung massa ganda
(double mass curve tasiun
(stand alone station) dengan cara RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) (Sri
Harto, 1993). Bila nQ / yang didapat lebih kecil dari nilai kritik untuk tahun dan
confidence level yang sesuai, maka data dinyatakan panggah.
Data yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data sekunder. Data- data
yang digunakan yaitu:
1. Peta Rupa Bumi Indonesia skala 1: 25000 dalam format shapefile ArcGIS,
2. Data curah hujan harian 3 stasiun hujan manual yaitu stasiun hujan Ngadirojo
(125f), stasiun hujan Jatisrono (131) dan stasiun hujan Jatiroto (130c) di DAS
Bengawan Solo Hulu 3 pada DAS Keduang dalam kurun waktu 20 tahun
(1992- 2011) untuk uji konsistensi data atau kepanggahan dan data curah
hujan 10 tahun (2002- 2011) untuk analisis kekeringan yang diperoleh dari
Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Wonogiri,
3. Data klimatologi dan data koordinat stasiun klimatologi di DAS Bengawan
Solo Hulu 3 pada DAS Keduang dalam kurun waktu 10 tahun (2002- 2011)
yang diperoleh dari Perusahaan Umum Jasa Tirta I Kabupaten Wonogiri.
3.3 Alat Yang Digunakan
Peralatan yang digunakan untuk proses analisis adalah sebagai berikut:
1. Microsoft Excel untuk analisis data,
2. Software AutoCAD atau ArcMAP untuk pengolahan peta DAS.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
3.4 Tahapan Penelitian
3.4.1 Perhitungan Potensi Ketersediaan Air
1. Melakukan uji kepanggahan untuk data curah hujan komulatif tahunan dengan
menggunakan metode kurva massa ganda dan metode RAPS pada setiap
stasiun hujan berdasarkan data curah hujan selama 20 tahun (1992- 2011),
2. Mempersiapkan Peta Rupa Bumi Indonesia skala 1:25000,
3. Melakukan plotting stasiun hujan pada peta Rupa Bumi Indonesia skala 1:
25000 dan membuat poligon Thiessen,
4. Menghitung curah hujan wilayah setelah mendapat persentase luas metode
poligon Thiessen,
5. Mempersiapkan data curah hujan bulanan dalam kurun waktu 10 tahun
terakhir dari data curah hujan wilayah,
6. Tata guna lahan dapat diketahui dari peta RBI skala 1: 25000 yang kemudian
dapat menghitung koefisien limpasan (C),
7. Menghitung potensi ketersediaan air (debit andalan) dengan menggunakan
data curah hujan bulanan dan koefisien limpasan.
3.4.2 Perhitungan Evapotranspirasi Potensial Metode Thornthwaite
1. Mempersiapkan data klimatologi dalam kurun waktu 10 tahun (2002- 2011),
2. Data klimatologi yang dibutuhkan adalah data suhu rata- rata bulanan,
3. Mempersiapkan peta Rupa Bumi Indonesia skala 1:25000,
4. Menentukan letak lintang stasiun klimatologi,
5. Menentukan faktor penyesuaian panjang hari berdasarkan letak lintang,
6. Menghitung evapotranspirasi potensial dengan menggunakan data suhu udara
rata- rata bulanan dan letak lintang.
3.4.3 Perhitungan Indeks Kekeringan Palmer
1. Menghitung parameter indeks kekeringan Palmer,
2. Menghitung nilai parameter iklim berdasarkan CAFEC (Climatically
Appropriate for Existing Conditions):
a. Menentukan nilai koefisien CAFEC meliputi koefisien evapotranspirasi,
koefisien pengisian lengas ke dalam tanah, koefisien limpasan, koefisien
kehilangan air dan pendekatan terhadap bobot iklim,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
b. Menghitung nilai CAFEC,
c. Menghitung periode kelebihan dan kekurangan hujan,
d. Menghitung rataan nilai mutlak periode kelebihan dan kekurangan hujan,
e. Menghitung pendekatan kedua terhadap nilai fak
f. Menghitung karakter iklim sebagai faktor pembobot (K),
g. Menghitung penduga nilai anomali lengas,
h. Menghitung indeks penyimpangan atau anomali lengas (Z),
i. Menghitung indeks kekeringan Palmer.
3.4.4 Penentuan Kriteria Kering
1. Mempersiapkan data prakiraan potensi ketersediaan air,
2. Mempersiapkan data indeks kekeringan Palmer,
3. Menentukan klasifikasi indeks ketajaman kekeringan (kriteria kering)
berdasarkan analog kriteria kering Palmer dengan kriteria kering berdasarkan
data debit.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
3.5
Bag
an A
lir P
enel
itia
n
TID
AK
A
Par
amet
er I
ndek
s K
eker
inga
n
MU
LA
I
Pet
a R
BI
1:25
000
Tat
a G
una
Lah
an
Koe
fisi
en L
impa
san
Plo
t St
a H
ujan
P
olyg
on T
hies
sen
Let
ak
Lin
tang
Dat
a K
lim
atol
ogi
Suh
u R
ata-
Rat
a B
ulan
an
Eva
potr
ansp
iras
i P
oten
sial
Dat
a C
urah
Huj
an H
aria
n
Cur
ah h
ujan
wil
ayah
Uji
Kep
angg
ahan
YA
Dat
a C
urah
Huj
an H
aria
n
Pot
ensi
Ket
erse
diaa
n A
ir
B
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Pendekatan Kedua Nilai Fakt
Penduga Nilai Anomali Lengas (Z)
Karakter Iklim Sebagai Faktor Pembobot (K)
Indeks Anomali Lengas (Z)
A
Nilai Koefisisen CAFEC
Nilai CAFEC
Periode Kelebihan dan Kekurangan
Hujan
Rataan Nilai Mutlak Periode Kelebihan dan
Kekurangan Hujan
C
Indeks Kekeringan Palmer
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Gambar 3.2. Bagan Alir Penelitian
C
Indeks Ketajaman Kekeringan
SELESAI
B
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Uji Kepanggahan Data Hujan
DAS Keduang merupakan DAS terbesar yang terdapat di DAS Bengawan Solo
Hulu 3 dan mempunyai delapan stasiun hujan manual (Agustin, 2008). Dalam
penelitian ini hanya menggunakan tiga stasiun hujan yaitu stasiun hujan Ngadirojo
(125f), stasiun hujan Jatisrono (131) dan stasiun hujan Jatiroto (130c) karena data
pada stasiun tersebut cukup lengkap. Untuk menguji kepanggahan atau validitas
data hujan tersebut digunakan metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums)
dan metode double mass curve (kurva massa ganda). Data hujan tahunan yang
digunakan untuk uji kepanggahan selama 20 tahun (2002- 2011).
4.1.1 Uji Kepanggahan Metode RAPS
Uji kepanggahan metode RAPS berdasarkan pada Persamaan 2.1, 2.2, 2.3 dan 2.4.
Contoh perhitungan untuk stasiun hujan Ngadirojo (125f) tahun 1992:
Hujan (i) = 2130,000 mm
Hujan (i) rerata selama 20 tahun = 20
000,35764 = 1788,200 mm
Sk* = 2130,000 1788,200 = 341,800
Sk* kumulatif = 0,000 + 341,800 = 341,800
Standar deviasi = 620,630
Sk** =
630,620800,341
= 0,550
Sk** Kumulatif = 0,000 + 0,550 = 0,550
| Sk** Kumulatif | = 0,550
Hasil uji kepanggahan untuk stasiun hujan Ngadirojo (125f) dengan cara RAPS
(Rescaled Adjusted Partial Sums) dapat dilihat pada Tabel 4.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Tabel 4.1. Uji Kepanggahan Metode RAPS Sta. Ngadirojo (125f)
Tahun i Sk* Kum Sk** Kum Absolut
1992 2130,000 341,800 341,800 0,550 0,550 0,550 1993 1120,000 -668,200 -326,400 -1,080 -0,530 0,530 1994 1334,000 -454,200 -780,600 -0,730 -1,260 1,260 1995 2553,000 764,800 -15,800 1,230 -0,030 0,030 1996 1888,000 99,800 84,000 0,160 0,140 0,140 1997 1633,000 -155,200 -71,200 -0,250 -0,110 0,110 1998 2251,000 462,800 391,600 0,750 0,630 0,630 1999 1978,000 189,800 581,400 0,310 0,940 0,940 2000 1812,000 23,800 605,200 0,040 0,980 0,980 2001 1642,000 -146,200 459,000 -0,240 0,740 0,740 2002 1084,000 -704,200 -245,200 -1,130 -0,400 0,400 2003 1204,000 -584,200 -829,400 -0,940 -1,340 1,340 2004 399,000 -1389,200 -2218,600 -2,240 -3,570 3,570 2005 1359,000 -429,200 -2647,800 -0,690 -4,270 4,270 2006 1513,000 -275,200 -2923,000 -0,440 -4,710 4,710 2007 2706,000 917,800 -2005,200 1,480 -3,230 3,230 2008 2769,000 980,800 -1024,400 1,580 -1,650 1,650 2009 1566,000 -222,200 -1246,600 -0,360 -2,010 2,010 2010 2415,000 626,800 -619,800 1,010 -1,000 1,000 2011 2408,000 619,800 0,000 1,000 0,000 0,000
Rerata 1788,200
SD 620,630
N 20,000
Q Abs 4,710
<
Nilai Kritik
Keterangan Maks Abs
Q/sqrt(n) 1,050
1.100 -->PANGGAH
Berdasarkan nilai yang didapat pada Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa nilai QRAPS
hit (maks) terdapat pada tahun 2006. Kemudian QRAPS hit (maks) / n = 1,050.
Nilai ini dibandingkan dengan nilai kritik yang terdapat pada Tabel 2.1 dengan n
= 20 dan confidence interval 90%, maka didapat QRAPS hit (maks) / n = 1,050 <
nilai QRAPS kritik = 1,100. Hasil ini menunjukkan bahwa data hujan pada stasiun
Ngadirojo (125f) panggah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Hasil perhitungan kepanggahan menggunakan metode RAPS dapat dilihat pada
Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Hasil Uji Kepanggahan Metode RAPS
No Stasiun Hujan Hasil RAPS 1. Ngadirojo (125f) Data Panggah 2. Jatiroto (130c) Data Panggah 3. Jatisrono (131) Data Panggah 4. Girimarto (SKT 57) Data Tidak Panggah 5. Girimarto (125b) Data Tidak Panggah 6. Sidoharjo (125e) Data Tidak Panggah 7. Jatipurno (130b) Data Tidak Panggah 8. Slogohimo Data Tidak Panggah
Untuk hasil perhitungan uji kepanggahan dengan metode RAPS selengkapnya
dapat dilihat pada Lampiran B- 1 sampai dengan Lampiran B- 7.
4.1.2 Uji Kepanggahan Metode Kurva Massa Ganda
Berdasarkan hasil dari Uji RAPS diperoleh 3 stasiun hujan yang dinyatakan
panggah, maka untuk membandingkan hasil kepanggahan tersebut dilakukan uji
kepanggahan menggunakan metode kurva massa ganda. Uji kepanggahan metode
kurva massa ganda berdasarkan perbandingan jumlah hujan tahunan kumulatif
stasiun hujan yang ditinjau dengan rerata hujan tahunan kumulatif dua atau lebih
stasiun hujan yang berada di sekitarnya. Contoh perhitungan untuk stasiun
Ngadirojo (125f) tahun 1992:
Hujan (i) = 2130,000 mm
Hujan (i) kumulatif = 0,000 + 2130,000 = 2130,000 mm
Sedangkan hujan tahunan rerata 2 stasiun hujan tahun 1992 yaitu stasiun hujan
Jatisrono (131) dan Jatiroto (130c) adalah sebagai berikut:
Hujan (i) rerata = 2
000,2292000,2405 = 2348,500 mm
Hujan (i) rerata kumulatif = 0,000 + 2348,500 = 2348,500 mm
Untuk hasil uji kepanggahan stasiun hujan Ngadirojo (125f) dengan cara double
mass curve (kurva massa ganda) dapat dilihat pada Tabel 4.3 dan Gambar 4.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
Tabel 4.3. Uji Kepanggahan Metode Kurva Massa Ganda Sta. Ngadirojo (125f)
Ngadirojo 125f Rerata 2 Sta Ref
i (mm/ tahun) Kumulatif
i (mm/ tahun) Kumulatif
1992 2130,000 2130,000 2348,500 2348,500 1993 1120,000 3250,000 2103,000 4451,500 1994 1334,000 4584,000 1554,500 6006,000 1995 2553,000 7137,000 2519,500 8525,500 1996 1888,000 9025,000 2104,500 10630,000 1997 1633,000 10658,000 1390,500 12020,500 1998 2251,000 12909,000 2731,500 14752,000 1999 1978,000 14887,000 2187,500 16939,500 2000 1812,000 16699,000 2346,500 19286,000 2001 1642,000 18341,000 1906,500 21192,500 2002 1084,000 19425,000 1121,500 22314,000 2003 1204,000 20629,000 1256,500 23570,500 2004 399,000 21028,000 1529,500 25100,000 2005 1359,000 22387,000 1241,000 26341,000 2006 1513,000 23900,000 1713,500 28054,500 2007 2706,000 26606,000 2302,500 30357,000 2008 2769,000 29375,000 1667,500 32024,500 2009 1566,000 30941,000 1966,000 33990,500 2010 2415,000 33356,000 2887,500 36878,000
2011 2408,000 35764,000 2013,000 38891,000
Gambar 4.1. Kurva Massa Ganda Sta. Ngadirojo (125f)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Berdasarkan Gambar 4.1 dapat disimpulkan bahwa stasiun hujan Ngadirojo (125f)
panggah dan dapat dipakai untuk analisis selanjutnya karena tidak ada data yang
melenceng dari trendline dan koefisien determinasi R2 mendekati 1. Hasil uji
kepanggahan dengan metode kurva massa ganda untuk stasiun hujan Jatisrono
(131) dan Jatiroto (130c) dapat dilihat pada Lampiran B- 8 sampai dengan
Lampiran B- 9 dan Lampiran C- 1.
4.2 Hujan Wilayah
Untuk menentukan hujan wilayah di DAS Keduang digunakan metode poligon
Thiessen, Sebagai contoh diambil data hujan bulanan pada tahun 2002 di tiga
stasiun hujan yaitu Ngadirojo (125f), Jatisrono (131) dan Jatiroto (130c) yang
dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4. Data Hujan Bulanan Pada 2002 Untuk Sta. Ngadirojo, Jatisrono dan
Jatiroto
No Tahun Bulan Hujan (mm/ bulan)
Ngadirojo (125f)
Jatisrono (131)
Jatiroto (130c)
1 2002 Januari 0 0 0
2 Februari 259 216 474
3 Maret 178 0 0 4 April 0 218 276 5 Mei 79 43 40
6 Juni 0 0 0 7 Juli 0 0 0 8 Agustus 0 0 0 9 September 0 0 0
10 Oktober 0 67 67 11 Nopember 180 121 110
12 Desember 388 293 355 Sumber: Dinas Pengairan Kabupaten Wonogiri
Data hujan bulanan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran A- 1 sampai
dengan Lampiran A- 3.
Poligon Thiessen di DAS Keduang dengan menggunakan tiga stasiun hujan dapat
dilihat pada Gambar 4.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
Gambar 4.2. Poligon Thiessen DAS Keduang Dengan Tiga Stasiun Hujan
Dari poligon Thiessen tersebut dapat dihitung luasan masing- masing wilayah
stasiun hujan dengan menggunakan tool yang ada pada program AutoCAD.
Perhitungan menunjukkan luas pengaruh hujan:
Stasiun Hujan Ngadirojo (125f) = 96,447 km2,
Stasiun Hujan Jatisrono (131) = 220,170 km2,
Stasiun Hujan Jatiroto (130c) = 104,365 km2,
DAS Keduang = 420,982 km2.
Kemudian menentukan koefisien Thiessen berdasarkan luasan masing- masing
stasiun hujan:
Stasiun Hujan Ngadirojo (125f) = 229,0982,420
447,96
Stasiun Hujan Jatisrono (131) = 523,0982,420170,220
Stasiun Hujan Jatiroto (130c) = 248,0982,420365,104
Contoh perhitungan untuk mendapatkan hujan wilayah bulanan pada bulan
Februari 2002:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
mmP
xxxP
810,289
248,0474523,0216229,0259
Dengan menggunakan Persamaan 2.7 hujan bulanan wilayah pada DAS Keduang
dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5. Data Hujan Bulanan Wilayah Pada 2002
No Tahun Bulan
Hujan Hujan
Wilayah (mm/ bulan)
Ngadirojo Jatisrono Jatiroto
0,229 0,523 0,248
1 2002 Januari 0,000 0,000 0,000 0,000
2 Februari 59,340 112,970 117,510 289,810
3 Maret 40,780 0,000 0,000 40,780
4 April 0,000 114,010 68,420 182,440
5 Mei 18,100 22,490 9,920 50,500
6 Juni 0,000 0,000 0,000 0,000 7 Juli 0,000 0,000 0,000 0,000
8 Agustus 0,000 0,000 0,000 0,000
9 September 0,000 0,000 0,000 0,000 10 Oktober 0,000 35,040 16,610 51,650
11 Nopember 41,240 63,280 27,270 131,790
12 Desember 88,890 153,240 88,010 330,130
Untuk perhitungan hujan bulanan wilayah tahun yang lain dapat dilihat pada
Lampiran A- 4 sampai dengan Lampiran A- 8.
4.3 Koefisien Limpasan
Koefisien limpasan diperlukan untuk mengetahui besarnya intensitas hujan yang
melimpas di permukaan. Koefisien limpasan dihitung dengan memperkirakan
jenis tata guna lahan pada DAS Keduang dengan program ArcGIS.
Contoh perhitungan koefisien limpasan untuk tata guna lahan hutan:
Luas DAS Keduang = 42098,200 Ha
Luas tata guna lahan hutan = 350,550 Ha
Persentase hutan = 100200,42098
550,350x = 0,833
Koefisien limpasan untuk hutan diambil berdasarkan Tabel 2.3 sebesar 0,180.
Maka, koefisien limpasan hutan = 0,833 x 0,180 = 0,150
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Hasil dari perhitungan koefisien limpasan dapat dilihat pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6. Koefisien Limpasan DAS Keduang
No Tata Guna Lahan C Luas (Ha) Persentase C Rata2
(%)
1 Air Tawar 1,000 168,700 0,401 0,401 2 Hutan 0,180 350,550 0,833 0,150 3 Kebun 0,400 5046,390 11,987 4,795 4 Padang Rumput 0,350 53,240 0,126 0,044 5 Pemukiman 0,700 11072,210 26,301 18,411 6 Sawah tadah hujan 0,300 0,000 0,000 0,000 7 sawah 0,150 12714,890 30,203 4,530 8 semak belukar 0,150 228,620 0,543 0,081 9 tegalan 0,400 12279,0980 29,168 11,667
Jumlah 16691,09 100,000 40,100
Nilai koefisien limpasan (C) untuk masing- masing tata guna lahan berdasarkan
Tabel 2.3 sehingga didapat nilai koefisien limpasan (C) di DAS Keduang sebesar
0,401 seperti terlihat pada Tabel 4.6.
4.4 Evapotranspirasi Potensial Metode Thornthwaite
Evapotranspirasi potensial metode Thornthwaite hanya tergantung pada suhu
udara rata- rata bulanan dan letak lintang. Pada penelitian ini menggunakan
stasiun klimatologi Dam Wonogiri yang terletak antara 07° 50' 010" LS dan 110°
55' 023" BT. Data iklim berupa suhu udara rata- rata bulanan yang terukur selama
kurun waktu 10 tahun terakhir yaitu dari tahun 2002- 2011 dapat dilihat pada
Tabel 4.7.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
Tab
el 4
.7. S
uhu
Uda
ra R
ata-
Rat
a B
ulan
an S
tasi
un K
limat
olog
i Dam
Won
ogir
i
Tah
un
Suhu
Bul
anan
(°C
)
Jan
Feb
M
ar
Ap
r M
ei
Jun
Jul
Ags
t Se
p O
kt
Nov
D
es
2002
29
,000
28
,700
29
,300
28
,800
29
,300
28
,300
28
,100
27
,600
28
,600
30
,200
30
,300
29
,300
20
03
28,5
00
28,3
00
29,0
00
29,9
00
28,8
00
28,5
00
27,4
00
27,6
00
28,9
00
29,6
00
29,0
00
28,2
00
2004
28
,900
28
,300
28
,700
30
,900
29
,300
27
,700
28
,000
27
,700
28
,700
29
,600
30
,000
28
,500
20
05
28,2
00
29,4
00
29,4
00
29,2
00
29,3
00
29,3
00
28,5
00
28,3
00
29,7
00
29,4
00
30,1
00
28,2
00
2006
28
,400
28
,700
28
,700
28
,600
29
,000
27
,900
27
,000
27
,600
28
,000
29
,800
30
,400
29
,800
20
07
29,0
00
28,7
00
28,8
00
29,0
00
28,9
00
28,2
00
27,5
00
27,7
00
28,3
00
29,2
00
28,5
00
28,2
00
2008
28
,300
27
,500
27
,900
28
,800
28
,400
28
,800
27
,200
28
,500
29
,200
29
,300
28
,400
27
,800
20
09
28,1
00
27,4
00
28,9
00
29,4
00
28,7
00
28.2
40
27,7
00
27,9
00
29,0
00
29,1
00
29,6
00
28,8
00
2010
2
8.43
0 28
.300
28
.730
2
9.16
0 28
.880
28
,600
28
,800
28
,900
28
,900
28
,600
28
,600
27
,900
20
11
27,5
00
27,7
00
27,9
00
27,8
00
28,2
00
26,9
00
27,1
00
27,0
00
28,5
00
29,4
00
28,7
00
28,0
00
Rer
ata
28,4
30
28,3
00
28,7
30
29,1
60
28,8
80
28,2
40
27,7
30
27,8
80
28,7
80
29,4
20
29,3
60
28,4
70
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Perhitungan evapotranspirasi potensial (PET) berdasarkan Persamaan 2.9,
2.10,dan 2.11, Contoh perhitungan PET bulan Januari:
Ta rata- rata = 28,430 °C
I bulan Januari = 5.1
5430,28
= 15,360
I satu tahun = 164,320
a = 0,490 + 0,0179 (164,320) 0,0000771 (164,320)2+
0,000000675 (164,320)3
= 4,340
PET = 34.4
320,164430,2810
6,1x
= 17,325 cm = 173,250 mm
Hasil perhitungan PET metode Thornthwaite dapat dilihat pada Tabel 4.8.
Tabel 4.8. Evapotranspirasi Potensial (PET) Metode Thornthwaite
No Bulan Suhu Udara (°C)
Indeks Panas PET (mm)
1 Januari 28,430 13,560 173,250 2 Februari 28,300 13,470 169,750 3 Maret 28,730 13,780 181,340 4 April 29,160 14,080 193,200 5 Mei 28,880 13,880 185,330 6 Juni 28,240 13,430 168,310 7 Juli 27,730 13,060 155,390 8 Agustus 27,880 13,170 159,080 9 September 28,780 13,810 182,620 10 Oktober 29,420 14,270 200,930
11 Nopember 29,360 14,230 199,150
12 Desember 28,470 13,590 174,230
Jumlah 164,320
Berdasarkan letak lintang stasiun Klimatologi Dam Wonogiri yang terletak pada
07° 50' 010" LS = 7,840° LS, maka evapotranspirasi potensial harus disesuaikan
dengan letak lintang berdasarkan Tabel 2.2. Contoh perhitungan PET bulan
Januari yang telah disesuaikan berdasarkan letak lintang:
PET = 173,250 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Letak lintang dan faktor penyesuainnya:
5° LS = 1,060
10° LS = 1,080
7,84° LS terletak diantara 5° dan 10° LS maka harus dilakukan interpolasi dengan
perhitungan sebagai berikut:
060,1080,1
5840,7840,710
xx
060,1080,1
840,2160,2
xx
060,1080,1
761,0x
x
0,761x 0,807= 1,080 x
1,761x = 1,887
Koreksi (x) = 1,070
PET koreksi = 173,250 x 1,070 = 185,610 mm
Hasil perhitungan PET terkoreksi selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.9.
Tabel 4.9. Evapotranspirasi Potensial (PET) Terkoreksi Metode Thornthwaite
No Bulan Suhu Udara (°C) Indeks Panas PET
(mm)
PET Koreksi
(mm)
1 Januari 28,430 13,560 173,250 185,610 2 Februari 28,300 13,470 169,750 163,190 3 Maret 28,730 13,780 181,340 189,620 4 April 29,160 14,080 193,200 192,100 5 Mei 28,880 13,880 185,330 187,990 6 Juni 28,240 13,430 168,310 163,760 7 Juli 27,730 13,060 155,390 156,740 8 Agustus 27,880 13,170 159,080 162,040 9 September 28,780 13,810 182,620 182,620 10 Oktober 29,420 14,270 200,930 212,120
11 Nopember 29,360 14,230 199,150 207,390
12 Desember 28,470 13,590 174,230 188,630
Jumlah 164,320
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
4.5 Indeks Kekeringan Palmer
Indeks Kekeringan Palmer merupakan kekeringan yang dihitung menurut defisit
air pada lapisan di bawah permukaan tanah yang dikemukakan oleh Palmer pada
tahun 1965, perhitungan ini mempunyai tujuan untuk mengetahui kelembaban
tanah berdasarkan tinggi curah hujan bulanan efektif yaitu tinggi curah hujan
bulanan yang telah dikalikan dengan koefisien limpasan (C).
Parameter utama yang digunakan untuk perhitungan adalah evapotranspirasi,
pengisian lengas ke dalam tanah (recharge), kehilangan kelembaban tanah (loss),
kelembaban tanah (available water content) sampai kedalaman zone perakaran
yaitu 500 mm (Asdak, 2004) dimana lapisan tanah atas (Sa = 100 mm) dan
lapisan tanah bawah (Sb = 400 mm) dan aliran permukaan (run off). Beberapa
parameter lain yang terkait perhitungan antara lain evapotranspirasi potensial
(potential evapotranspiration) yang didapat dengan menggunakan metode
Thornthwaite, pengisian lengas ke dalam tanah potensial (potential recharge),
aliran permukaan potensial (potential run off) dan kehilangan kelembaban tanah
potensial (potential loss).
Perhitungan parameter indeks kekeringan Palmer untuk tahun 2002 dapat dilihat
pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10. Perhitungan Parameter Indeks Kekeringan Palmer
No Thn Bln P
(mm) PET (mm)
Sa (mm)
Sb (mm)
Sa (mm)
Sb (mm)
S (mm)
PR (mm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 2002 Jan 0,000 185,610 -185,610 0,000 100,000 400,000 500,000 0,000
2 Feb 116,210 163,190 -46,980 0,000 53,020 400,000 453,020 0,000
3 Mar 16,350 189,620 -173,270 0,000 0,000 400,000 400,000 46,980
4 Apr 73,160 192,100 -118,950 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
5 Mei 20,250 187,990 -167,730 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
6 Jun 0,000 163,760 -163,760 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
7 Jul 0,000 156,740 -156,740 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
8 Agst 0,000 162,040 -162,040 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
9 Sept 0,000 182,620 -182,620 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
10 Okt 20,710 212,120 -191,400 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
11 Nop 52,850 207,390 -154,540 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
12 Des 132,380 188,630 -56,250 0,000 0,000 400,000 400,000 100,000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Tabel 4.10. Lanjutan
No Thn Bln R (mm)
PLa (mm)
PLb (mm)
PL (mm)
L (mm)
ET (mm)
PRO (mm)
RO (mm)
1 10 11 12 13 14 15 16 17
1 2002 Jan 0,000 185,610 0,000 185,610 185,610 185,610 500,000 0,000
2 Feb 0,000 100,000 50,550 150,550 46,980 163,190 453,020 0,000
3 Mar 0,000 53,020 109,280 162,300 173,270 189,620 400,000 0,000
4 Apr 0,000 0,000 153,680 153,680 118,950 192,100 400,000 0,000
5 Mei 0,000 0,000 150,390 150,390 167,730 187,990 400,000 0,000
6 Jun 0,000 0,000 131,010 131,010 163,760 163,760 400,000 0,000
7 Jul 0,000 0,000 125,390 125,390 156,740 156,740 400,000 0,000
8 Agst 0,000 0,000 129,640 129,640 162,040 162,040 400,000 0,000
9 Sept 0,000 0,000 146,100 146,100 182,620 182,620 400,000 0,000
10 Okt 0,000 0,000 169,690 169,690 191,400 212,120 400,000 0,000
11 Nop 0,000 0,000 165,910 165,910 154,540 207,390 400,000 0,000
12 Des 0,000 0,000 150,910 150,910 56,250 188,630 400,000 0,000
Indeks kekeringan Palmer dihitung berdasarkan air yang masuk ke dalam tanah
dan air yang hilang maupun diserap oleh tanaman pada suatu lokasi tertentu.
Perhitungan yang terdapat pada Tabel 4.10 dapat dijelaskan:
Kolom 1 = menjelaskan periode bulan pengamatan,
Kolom 2 = P, hujan kumulatif bulanan wilayah efektif,
Kolom 3 = PET, evapotranspirasi potensial yang dihitung menggunakan
metode Thornthwaite karena sesuai dengan analisis indeks
kekeringan metode Palmer dan masih andal bila dipakai di
Indonesia,
Kolom 4 = Sa, perubahan lengas tanah lapisan atas (mm) yang dihitung
dengan syarat:
a. Bila P<PET, maka dSa=Sa bulan sebelumnya atau PET-P
(pilih terkecil)
b. Bila P>PET, maka dSa=P-PET,
Kolom 5 = Sb, perubahan lengas tanah lapisan bawah (mm)
= (PET-P+ Sa)*Sbi-1/ AWC,
Kolom 6 = Sa, lengas tanah lapisan atas yang ditentukan sebesar 100 mm,
Kolom 7 = Sb, lengas tanah lapisan bawah yang ditentukan sebesar 400 mm,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Kolom 8 = S, lengas tanah (available water content) yang ditentukan
sedalam zone perakaran padi yaitu 500 mm,
Kolom 9 = PR, potential recharge, jumlah air yang dapat diserap oleh tanah
= AWC S bulan sebelumnya,
Kolom 10 = R, recharge, dihitung dengan syarat:
a. Bila PR=0,maka R=0
b. Sa+ Sb
c. ,
Kolom 11 = PLa, kehilangan kelembaban tanah potensial lapisan atas
= PET atau Sai-1 dipilih yang paling kecil,
Kolom 12 = PLb, kehilangan kelembaban tanah potensial lapisan bawah
= (PET Pla)*Sbi-1/ AWC,
Kolom 13 = PL, kehilangan kelembaban tanah potensial kedua lapisan (mm)
= PLa + PLb,
Kolom 14 = L, kehilangan kelembaban tanah (mm), dihitung dengan syarat:
a. Bila P>PET,maka L=0
b. Bila P<PET,maka L=| Sa|+| Sb|,
Kolom 15 = ET, evapotranspirasi (mm) dihitung dengan syarat:
a. Bila P>PET,maka ET=PET
b. Bila P<PET,maka ET=P+L,
Kolom 16 = PRO, aliran permukaan potensial
= AWC- PR,
Kolom 17 = RO, aliran permukaan dihitung dengan syarat:
a. Bila S>AWC,maka RO= P-(PET+PR)
b. Bila S<AWC,maka RO= 0,
Untuk perhitungan parameter utama secara lebih lengkap selama kurun waktu
analisis tahun 2002- 2011 dapat dilihat pada Lampiran B- 10 sampai dengan
Lampiran B- 19.
Berdasarkan parameter utama tersebut dilakukan analisis rerata dalam kurun
waktu 10 tahun terakhir yaitu pada tahun 2002- 2011. Contoh perhitungan analisis
rerata pada bulan Januari adalah sebagai berikut:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
mmPET 610,18510
100,1856
mmET 610,18510
100,1856
mmR 720,110200,17
mmPR 230,7610
300,762
mmRO 000,010000,0
mmS 490,41510
900.4154
mmL 020,8610
200,860
mmPL 960,15410
600,1549
mmP 310,10110
100,1013
Untuk hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.11.
Tabel 4.11. Analisis Rerata Dalam Kurun Waktu 10 Tahun (2002- 2011)
No Bln
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
1 Jan 185,610 185,610 1,720 76,230 0,000 415,490 86,020 154,960 101,310
2 Feb 163,190 163,190 3,290 84,510 0,000 412,510 32,800 133,650 133,680
3 Mar 189,620 189,620 0,000 87,490 0,000 402,450 92,490 154,200 97,130
4 Apr 192,100 192,100 0,000 97,550 0,000 400,000 123,920 154,170 68,190
5 Mei 187,990 187,990 0,000 100,000 0,000 400,000 135,720 150,390 52,270
6 Jun 163,760 163,760 0,000 100,000 0,000 400,000 147,480 131,010 16,280
7 Jul 156,740 156,740 0,000 100,000 0,000 400,000 155,210 125,390 1,520
8 Agt 162,040 162,040 0,000 100,000 0,000 400,000 158,280 129,640 3,760
9 Sep 182,620 182,620 0,000 100,000 0,000 400,000 172,560 146,100 10,060
10 Okt 212,120 212,120 0,000 100,000 0,000 400,000 181,290 169,690 30,830
11 Nop 207,390 207,390 0,000 100,000 0,000 400,000 144,570 165,910 62,820
12 Des 188,630 188,630 15,540 100,000 0,000 413,770 82,780 150,910 121,390
N 10
Koefisien CAFEC (Climatically Appropriate for Existing Conditions) berdasarkan
dengan Persamaan 2.13, 2.14, 2.15, 2.16 dan 2.17.
PET ET RO L PR PR S PL
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Contoh perhitungan koefisien CAFEC pada bulan Januari:
000,1
610,185610,185
020,0230,76
720,1
000,0490,415
000,0
560,0960,154020,86
000,1020,86310,101
720,1610,185
Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.12.
Tabel 4.12. Koefisien CAFEC (Climatically Appropriate for Existing Conditions)
No Bulan 1 Jan 1,000 0,020 0,000 0,560 1,000 2 Feb 1,000 0,040 0,000 0,250 1,000 3 Mar 1,000 0,000 0,000 0,600 1,000 4 Apr 1,000 0,000 0,000 0,800 1,000 5 Mei 1,000 0,000 0,000 0,900 1,000 6 Jun 1,000 0,000 0,000 1,130 1,000 7 Jul 1,000 0,000 0,000 1,240 1,000 8 Agst 1,000 0,000 0,000 1,220 1,000 9 Sep 1,000 0,000 0,000 1,180 1,000
10 Okt 1,000 0,000 0,000 1,070 1,000 11 Nop 1,000 0,000 0,000 0,870 1,000 12 Des 1,000 0,160 0,000 0,550 1,000
Perhitungan nilai CAFEC yang merupakan dugaan dari parameter- parameter
evapotranspirasi, run off, recharge, presipitasi dan loss dimana secara
klimatologis sesuai dengan kondisi waktu dan daerah penelitian. Perhitungan
berdasarkan Persamaan 2.18, 2.19, 2.20, 2.21 dan 2.22. Contoh perhitungan nilai
CAFEC pada bulan Januari:
mmxET 610,185610,185000,1^
mmxR 000,0000,0020,0^
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
mmxRO 000,0000,500000,0^
mmxL 040,103610,185560,0^
mmP 570,82040,103000,0000,0610,185^
Perhitungan nilai CAFEC untuk tahun 2002 dapat dilihat pada Tabel 4.13.
Tabel 4.13. Nilai CAFEC
No Tahun Bulan
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
1 2002 Januari 185,610 0,000 0,000 103,040 82,570
2 Februari 163,190 0,000 0,000 36,950 126,240
3 Maret 189,620 0,000 0,000 97,350 92,270
4 April 192,100 0,000 0,000 123,530 68,580
5 Mei 187,990 0,000 0,000 135,720 52,270
6 Juni 163,760 0,000 0,000 147,480 16,280
7 Juli 156,740 0,000 0,000 155,210 1,520
8 Agustus 162,040 0,000 0,000 158,280 3,760
9 September 182,620 0,000 0,000 172,560 10,060
10 Oktober 212,120 0,000 0,000 181,290 30,830
11 Nopember 207,390 0,000 0,000 144,570 62,820
12 Desember 188,630 15,540 0,000 82,780 121,390
Hasil perhitungan nilai CAFEC secara lebih lengkap dapat dilihat pada Lampiran
B- 20 sampai dengan Lampiran B- 24.
Kemudian melakukan analisis indeks kekeringan dengan menghitung periode
kelebihan dan kekurangan hujan (Persamaan 2.23), rerata nilai mutlak (Persamaan
2.24), pendekatan kedua terhadap nilai faktor K (Persamaan 2.25 dan 2.26),
karakter iklim sebagai faktor pembobot (Persamaan 2.27), penduga nilai Z
(Persamaan 2.28), indeks penyimpangan atau anomali lengas tanah (Persamaan
2.29) dan indeks kekeringan (Persamaan 2.30 dan 2.31). Contoh perhitungan
indeks kekeringan pada bulan Januari:
570,82570,82000,0d
240,51D
770,15,0240,51600,25
/8,2020,86310,101
000,0000,0610,1855,1' LogK
ET R RO L P
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
273,0770,1830,588
)770,1240,51(x
xK
570,82000,1)570,82( xz
580,22273,0)570,82( xZ
530,73580,22
3Z
000,0000,0103,03
103,01
xZ
i
530,7000,0530,7X
530,7)530,7(000,0X
Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.14.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
Tab
el 4
.14.
Ana
lisis
Ind
eks
Kek
erin
gan
No
Tah
un
Bul
an
P d
K'
K
z Z
Z
/3
X
1 20
02
Janu
ari
0,00
0 -8
2,57
0 51
,240
1,
770
0,27
3 -8
2,57
0 -2
2,58
0 -7
,530
0,
000
-7,5
30
-7,5
30
2 Fe
brua
ri
116,
210
-10,
030
29,5
80
1,39
0 0,
098
-10,
030
-0,9
80
-0,3
30
0,78
0 0,
450
-7,0
80
3 M
aret
16
,350
-7
5,92
0 47
,320
1,
730
0,23
9 -7
5,92
0 -1
8,18
0 -6
,060
0,
030
-6,0
30
-6,3
50
4 A
pril
73,1
60
4,58
0 30
,790
1,
470
0,11
2 4,
580
0,51
0 0,
170
0,62
0 0,
800
-5,2
70
5 M
ei
20,2
50
-32,
010
32,3
30
1,51
0 0,
125
-32,
010
-4,0
00
-1,3
30
-0,0
20
-1,3
50
-1,1
80
6 Ju
ni
0,00
0 -1
6,28
0 16
,680
1,
110
0,03
5 -1
6,28
0 -0
,570
-0
,190
0,
140
-0,0
50
-1,3
90
7 Ju
li 0,
000
-1,5
20
2,13
0 -0
,210
0,
002
-1,5
20
0,00
0 0,
000
0,02
0 0,
020
-0,1
70
8 A
gust
us
0,00
0 -3
,760
6,
060
0,47
0 0,
002
-3,7
60
-0,0
10
0,00
0 0,
000
0,00
0 0,
000
9 Se
ptem
ber
0,00
0 -1
0,06
0 13
,950
1,
000
0,02
4 -1
0,06
0 -0
,240
-0
,080
0,
000
-0,0
80
-0,0
80
10
Okt
ober
20
,710
-1
0,12
0 26
,170
1,
390
0,08
6 -1
0,12
0 -0
,870
-0
,290
0,
010
-0,2
80
-0,3
60
11
Nop
embe
r 52
,850
-9
,970
34
,460
1,
550
0,14
0 -9
,970
-1
,400
-0
,470
0,
030
-0,4
40
-0,7
30
12
Des
embe
r 13
2,38
0 10
,990
77
,010
2,
030
0,54
0 10
,990
5,
940
1,98
0 0,
050
2,03
0 1,
560
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Berdasarkan perhitungan di atas pada bulan dengan nilai bertanda negatif berarti
mengalami kekeringan, sedangkan pada bulan dengan nilai bertanda positif
mengalami surplus air.
Perhitungan indeks kekeringan lebih lengkap selama kurun waktu 10 tahun (2002-
2011) dapat dilihat pada Lampiran B- 25 sampai dengan Lampiran B- 34.
4.6 Prakiraan Potensi Ketersediaan Air
Prakiraan potensi ketersediaan air merupakan analisis tentang seberapa besar
ketersediaan air yang ada di DAS Keduang dengan menggunakan Persamaan 2.32
dengan luas DAS Keduang sebesar 42098,200 ha dan koefisien limpasan sebesar
0,401. Contoh perhitungan prakiraan potensi ketersediaan air pada bulan Februari
tahun 2002 adalah sebagai berikut:
Qtersedia = 10x 0,401x 289,810 x 42098,200 = 48,920x 106 m3/ bulan
Sehingga prakiraan potensi ketersediaan air tahun 2002 dapat dilihat pada Tabel
4.15.
Tabel 4.15. Prakiraan Potensi Ketersediaan Air
No Tahun Bulan Hujan Wilayah (mm/ bulan)
Potensi Ketersedian Air (x106 m³/ bulan)
1 2002 Januari 0,000 0,000
2 Februari 289,810 48,920 3 Maret 40,780 6,880
4 April 182,440 30,800 5 Mei 50,500 8,530 6 Juni 0,000 0,000 7 Juli 0,000 0,000
8 Agustus 0,000 0,000 9 September 0,000 0,000 10 Oktober 51,650 8,720
11 Nopember 131,790 22,250
12 Desember 330,130 55,730
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
4.6.1 Potensi Ketersediaan Air Tiap Tahun
Untuk mengetahui ketersediaan air pada setiap tahun menggunakan data debit
normal (Q50) atau nilai tengah dari data debit tiap tahun. Contoh perhitungan debit
normal pada 2002:
1. Mengurutkan data ketersediaan air pada tahun 2002 dari terkecil 0,000
sampai dengan 55,730x 106 m3/ bulan.
2. Menghitung Q50 = (6,880+ 8,530)/ 2
= 7,700x 106 m3/ bulan
3. Mengeplotkan data ketersediaan air normal pada grafik ketersediaan
air tahun 2002 seperti pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Potensi Ketersediaan Air Pada DAS Keduang
Hasil perhitungan ketersediaan air tiap tahun secara lengkap dapat dilihat pada
Lampiran B- 35 sampai dengan Lampiran B- 39 sedangkan grafik ketersediaan air
tiap tahun selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran C- 2 sampai dengan
Lampiran C- 6.
4.6.2 Potensi Ketersediaan Air Rerata Bulanan
Ketersediaan air rerata bulanan dihitung berdasarkan potensi ketersediaan air
rerata bulanan dibandingkan dengan threshold debit normal rerata (Q50rerata) dan
threshold debit andalan rerata (Q80rerata).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
1. Perhitungan potensi ketersediaan air rerata bulanan
Contoh perhitungan ketersediaan air rerata bulan Januari:
Qrerata= (0,000+ 50,000+ 64,210+ 2,380+ 54,720+21,710+ 30,350+
59,980+ 57,760+ 85,370) x 106 / 10
= 42,650 x 106 m3/ bulan
Untuk hasil perhitungan ketersediaan air rerata bulanan seperti pada Tabel
4.16.
Tabel 4.16. Ketersediaan Air Rerata Bulanan
No. Bulan Ketersediaan Air Rerata Bulanan (x 106 m3/ bulan)
1. Januari 42,650 2. Februari 56,280 3. Maret 40,890 4. April 28,700 5. Mei 22,000 6. Juni 6,850 7. Juli 0,640 8. Agustus 1,580 9. September 4,240
10. Oktober 12,980 11. November 26,450 12. Desember 51,100
2. Perhitungan debit normal rerata (Q50rerata)
Debit normal rerata merupakan rerata dari debit normal tiap tahun selama
kurun waktu pengamatan (2002- 2011):
Q50rerata= (7,700+ 5,270+ 9,260+ 4,390+ 12,810+ 21,010+ 17,170+
30,010+ 37,350+ 24,670) x 106 / 10
= 16,966x 106 m3/ bulan
3. Perhitungan debit andalan rerata (Q80rerata)
Debit andalan rerata dihitung berdasarkan ketersediaan air rerata bulanan
dengan menggunakan Persamaan 2.34:
a. Mengurutkan data dari urutan terbesar hingga terkecil, yaitu dari 56,28x
106 m3/ bulan sampai 0,640 x 106 m3/ bulan
b. Meranking dimulai dengan ranking pertama (m=1) untuk data debit
terbesar hingga urutan terkecil dengan probabilitas sebesar:
692,7100112
1xP
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
c. Kemudian melakukan interpolasi debit andalan (probabilitas 80) antara
probabilitas 76,923 dengan 84,615:
240,4580,1
923,76000,80000,80615,84
xx
240,4580,1
077,3615,4
xx
1,499x- 6,356= 1,580- x
x= 3,176x 106 m3/ bulan
Sehingga besarnya Q80rerata= 3,176x 106 m3/ bulan.
Dari hasil perhitungan tersebut debit andalan rerata dapat dilihat pada Gambar
4.4.
Gambar 4.4. Debit Andalan (Q80rerata)
Kemudian berdasarkan perhitungan di atas dapat disajikan dalam grafik hubungan
ketersediaan air rerata bulanan (Qrerata) dengan debit normal rerata (Q50rerata) dan
debit andalan rerata (Q80rerata) seperti pada Gambar 4.5.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
Gambar 4.5. Hubungan Qrerata dengan Q50rerata dan Q80rerata
Seperti terlihat pada Gambar 4.5, ketersediaan air kurang dari threshold Q50rerata
sebesar 16,966x 106 m3/ bulan terjadi pada Juni sampai dengan Oktober. Namun
berdasarkan threshold Q80rerata sebesar 3,176x 106 m3/ bulan, tidak adanya
ketersediaan air hanya pada Juni dan Agustus.
Potensi ketersediaan air dalam kurun waktu analisis 10 tahun (2002- 2011)
berdasarkan pada perbandingan data ketersediaan air dengan debit normal rerata
(Q50rerata) dan debit andalan rerata (Q80rerata) seperti dapat dilihat pada Gambar 4.6.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Gam
bar 4
.6. P
oten
si K
eter
sedi
aan
Air
Pad
a D
AS
Ked
uang
Pad
a 20
02-
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
Berdasarkan Gambar 4.5 dapat diketahui bahwa kekeringan terjadi pada tahun
2002 dan 2003 dimana ketersediaan air kurang dari threshold Q50rerata maupun
threshold Q80rerata yang terjadi selama lebih dari enam bulan.
4.7 Indeks Ketajaman Kekeringan (Kriteria Kering)
Kriteria kering dalam penelitian ini berdasarkan pada analog kriteria kering
menurut data debit dengan kriteria kering Palmer (Tabel 2.5). Dalam kriteria
kering menurut data debit dibagi menjadi tiga kriteria seperti pada Bab 2.1.8.
Dari perhitungan debit normal rerata (Q50rerata), debit andalan rerata (Q80rerata) dan
perhitungan indeks Palmer dapat dilakukan analisis kriteria kering berdasarkan
analog data ketersediaan air yang tersedia di DAS Keduang dengan kriteria kering
Palmer.
Hasil analisis kriteria kering dapat dilihat pada Tabel 4.17.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
Tab
el 4
.17.
Ana
log
Kri
teri
a K
erin
g B
erda
sark
an D
ata
Deb
it D
enga
n K
rite
ria
Ker
ing
Palm
er
No
Tah
un
Bul
an
Inde
ks
Kek
erin
gan
Q x
106 m
³/Bul
an)
Kri
teri
a K
erin
g
(Qte
rsed
ia)
Q80
Q
50
Q80
(71%
) Q
80 (
70%
) B
erda
sark
an
Deb
it
Ber
dasa
rkan
P
alm
er
1 20
02
Jan
-7,5
30
0,00
0 3,
176
16,9
66
2,25
0 2,
220
AS
K
AS
K
2
Feb
-7,0
80
48,9
20
3,17
6 16
,966
2,
250
2,22
0 B
A
SK
3
M
ar
-6,3
50
6,88
0 3,
176
16,9
66
2,25
0 2,
220
K
AS
K
4
Apr
-5
,270
30
,800
3,
176
16,9
66
2,25
0 2,
220
B
AS
K
5
Mei
-1
,180
8,
530
3,17
6 16
,966
2,
250
2,22
0 B
K
6
Ju
n -1
,390
0,
000
3,17
6 16
,966
2,
250
2,22
0 A
SK
K
7
Jul
-0,1
70
0,00
0 3,
176
16,9
66
2,25
0 2,
220
AS
K
K
8
Ags
t 0,
000
0,00
0 3,
176
16,9
66
2,25
0 2,
220
ASK
K
9
Sep
-0,0
80
0,00
0 3,
176
16,9
66
2,25
0 2,
220
ASK
K
10
O
kt
-0,3
60
8,72
0 3,
176
16,9
66
2,25
0 2,
220
K
K
11
N
op
-0,7
30
22,2
50
3,17
6 16
,966
2,
250
2,22
0 B
K
12
D
es
1,56
0 55
,730
3,
176
16,9
66
2,25
0 2,
220
B
B
Ket
eran
gan:
K
=
Ker
ing,
A
SK
= A
mat
San
gat K
erin
g,
SK
= Sa
ngat
Ker
ing,
B
= B
asah
.
Dap
at d
iket
ahui
dar
i an
alog
kri
teri
a ke
ring
ber
dasa
rkan
dat
a de
bit
deng
an k
rite
ria
keri
ng P
alm
er t
idak
ter
lalu
ber
beda
jau
h. U
ntuk
has
il
anal
isis
kri
teri
a ke
ring
yan
g le
bih
leng
kap
dapa
t dili
hat p
ada
Lam
pira
n B
- 40
sam
pai d
enga
n L
ampi
ran
B-
44.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan
sebagai berikut:
1. Prakiraan potensi ketersediaan air di DAS Keduang bervariasi, ketersediaan
air kurang dari threshold Q50rerata sebesar 16,966x 106 m3/ bulan terjadi pada
Juni sampai dengan Oktober. Namun berdasarkan threshold Q80rerata sebesar
3,176x 106 m3/ bulan, tidak adanya ketersediaan air hanya pada Juni dan
Agustus. Kekeringan yang terjadi pada 2002 dan 2003 dimana ketersediaan air
kurang dari threshold Q50rerata maupun threshold Q80rerata yang terjadi selama
lebih dari enam bulan,
2. Berdasarkan indeks Palmer, pada 2002 dan 2003 terjadi kekeringan dimana
besaran indeks Palmer pada 2002 berkisar antara -7,530 yang setara dengan
amat sangat kering sampai dengan 0,000 yang setara dengan kering sedangkan
pada 2003 berkisar antara -10,190 yang setara dengan amat sangat kering
sampai dengan 0,000 yang setara dengan kering,
3. Kriteria kering berdasarkan data debit dan Palmer menunjukkan hasil yang
tidak terlalu berbeda jauh dalam setiap bulannya, dimana 3,176x 106 m3/ bulan
< Qtersedia < 16,966x 106 m3/ bulan atau setara dengan indeks kekeringan
Palmer 0,00- (-2,99) yang berarti kering, bila besarnya debit tersedia antara
2,250x 106 m3/ bulan sampai 3,176x 106 m3/ bulan atau setara dengan indeks
kekeringan Palmer -3,00- (-3,99) yang berarti sangat kering, dan apabila
besarnya debit tersedia kurang dari 2,220x 106 m3/ bulan atau setara dengan
indeks kekeringan Palmer -4,00 yang berarti amat sangat kering.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
5.2 Saran
Penelitian ini merupakan penelitian awal terhadap kekeringan yang dilakukan di
DAS Keduang.
1. Saran bagi peneliti selanjutnya:
a. Menggunakan metode lain seperti metode Blaney- Criddle maupun
Penman dalam perhitungan evapotranspirasi potensial,
b. Data hujan dan klimatologi yang digunakan dapat diubah periodenya
sesuai kebutuhan, seperti mingguan, sepuluh harian atau lima belas harian,
c. Penelitian ini hanya menggunakan data sekunder, untuk penelitian
selanjutnya dapat menggunakan data primer yaitu dengan melakukan
observasi langsung terhadap data- data yang menjadi asumsi dalam
penelitian ini.
2. Saran bagi pengguna langsung (aplikator):
a. Dengan mengetahui potensi ketersediaan air yaitu surplus maupun defisit
air, maka dapat digunakan untuk mitigasi bencana kekeringan seperti
pembuatan tampungan air atau embung.
b. Pada sektor pertanian, dapat digunakan untuk penentuan awal masa tanam.