Tugas Ekohidrologi

Nama : Luvia Arlenlilia

NIM : E151150281

1. Buatkan batas daerah tangkapan air dari lokasi pengukuran SPAS di Sungai Motakan

(Lokasi SPAS). Buat minimal menjadi 3 sub DAS. Berapa luas daerah tangkapan air lokasi

SPAS ?

Stasiun lokasi pengamatan aliran sungai (SPAS) Matokan terletak di perbatasan

kabupaten Jember dan kabupaten Purbolinggo. Pembuatan batas daerah tangkapan air dibuat

dengan 5 sub DAS.

Gambar 1 Proses pembuatan batas daerah tangkapan air

Berdasarkan hasil pembatasan ini didapatkan luas daerah tangkapan air (catchment

area) untuk SPAS Matokan sebesar 219.42 ha (Gambar 2).

Gambar 2 Daerah Tangkapan Air SPAS Matokan

Luas daerah tangkapan air ini dibentuk dari penggunaan model SWAT dengan menggunakan data DEM (Digital Elevation Model), jaringan sungai dan lokasi output. Hasil ini dihasilkan berdasarkan threshold area sebesar 16.3638 sehingga menghasilkan 5 Sub DAS (SubBasin).

2. Jelaskan, Bagaimana karakteristik masing-masing sub DAS (output dari parameterisasi watershed).

Setiap subbasin yang terbentuk memiliki karakteristik masing-masing. Dari hasil ini berdasarkan threshold area sebesar 16.3638 sehingga menghasilkan 5 Sub DAS (SubBasin). Luas terbesar berada di Subbasin 1 sebesar 79.49 ha dan juga memiliki ketinggian tertinggi sedangkan luasan terkecil di subbasin 5 sebesar 12.08 ha yang juga memiliki ketinggian terendah. Subbasin terlebar dan slope tertinggi berada di subbasin 1. Kerakteristik di setiap subbasin dapat dilihat di Gambar 3.

Gambar 3 Karakteristik Subbasin

3. Jelaskan karakteristik HRU di masing-masing sub DAS (output dari parameterisasi watershed).

Hidrological Response Unit (HRU) merupakan hasil dari overlay antara peta tutupan

lahan, jenis tanah dan kelas kelerengan. Persentase threshold area yang digunakan untuk

tutupan lahan, jenis tanah dan kelas kelerengan masing-masing sebesar 0%. Berdasarkan

jenis tutupan lahan, jenis tanah dan klasifikasi kelas kelerengan dapat dilihat di Gambar 4.

Gambar 4 Jenis tutupan lahan, jenis tanah dan kelas kelerengan

Gambar 5 Jenis tutupan lahan, jenis tanah dan kelerengan

Berdasarkan Gambar 5 Jenis tutupan lahan terbesar di daerah tangkapan air SPAS Matokan

didominasi tutupan lahan Agricultural land Generic sebesar 120.33 ha, jenis TNH3 sebesar

182.80 dan kelerengan 0-8% (datar) sebesar 63.40 ha.

Subbasin 1 merupakan subbasin terbesar yang di didominasi oleh tutupan lahan

Agricultural Land Generic dengan karakteristik tanah yakni TNH3 dan kelerengan 15-25% (agak

curam). Kondisi sebaran HRU di Subbasin 1 dapat dilihat di Gambar 6.

Gambar 6 Kondisi sebaran HRU di Subbasin 1

4. Lakukan kalibrasi dan analisis sensitivitas model. Parameter model yang dikalibrasi adalah

sebagai berikut:

a) v__SHALLST.gw b) v__ALPHA_BF.gw c) v__GW_DELAY.gw d) v__GWQMN.gw e) v__CH_N2.rte f) v__CH_K2.rte g) v__GWHT.gw

h) v__CH_K1.sub i) v__CH_N1.sub j) v__SURLAG.bsn

k) v__SOL_K().sol l) v__SOL_AWC().sol m) v__SOL_BD().sol

a. Berapa nilai R2 (koefesien determinasi) dan NSE sebelum dan setelah kalibrasi?

Hasil R² sebelum input parameter kalibrasi yaitu sebesar 0.37. Fungsi tujuan lain

sebelum input parameter kalibrasi dapat dilihat di Gambar 7.

Gambar 7 Hasil Model Statistik Sebelum Input Parameter

Hasil R² setelah input parameter kalibrasi yaitu sebesar 0.62 pada selang kepercayaan

95% dengan nilai alpha=5%. Hal ini berarti model dapat menjelaskan 62% kejadian yang ada

dilapangan dengan 38% dijelaskan oleh pengaruh-pengaruh lain pada selang kepercayaan

95%. Hasil ini didapatkan pada simulasi iterasi ke 9 dari 20 kali iterasi. Hasil fungsi tujuan lain

setelah input parameter kalibrasi dapat dilihat di Gambar 8.

Gambar 8 Hasil Model Statistik Setelah Input Parameter

b. Diantara parameter yang dikalibrasi, parameter mana yang sensitive (3 parameter).

Jelaskan

Proses kalibrasi model dilakukan agar parameter model simulasi sesuai dengan kondisi

dilapangan. Penyesuaian model ini melibatkan parameter-parameter yang dianggap mampu

menyesuaian model yang ada. Berdasarkan Gambar 9, 3 parameter yang paling sensitive yaitu

CH_K2, Alpha_BF, GWHT. Hal ini dikarenakan jika semakin mendekati Pvalue=0 maka

parameter yang diinput pada kalibrasi akan semakin sensitive sehingga apabila parameter

tersebut dirubah nilai dan rangenya maka akan berpengaruh terhadap model cukup besar.

Parameter tersebut dapat dilihat di Gambar 9.

Gambar 9 Parameter kalibrasi

c. Buatkan grafik antara debit simulasi dan pengukuran SPAS sebelum dan setelah

kalibrasi

Periode kalibrasi dilakukan dengan menggunakan extention SWAT-CUP (SWAT- Calibration Uncertainty Program) 5.1.6.2 dengan menggunakan Sequential Uncertainty Fitting Version2 (SUFI2). Kondisi hidrograf sebelum input parameter kalibrasi ditunjukan di Gambar 10.

Gambar 10 hidograf sebelum input parameter

Kondisi hidrograf setelah melakukan input parameter kalibrasi ditunjukan di Gambar 11.

Gambar 11 Hidograf setelah input parameter

5. Buatkan scenario perubahan tutupan lahan AGRL dan URMD menjadi FRST. Bandingkan

debit sungai hasil simulasi kondisi eksisting dan scenario perubahan tutupan. Jelaskan.

Berdasarkan simulasi perubahan tutupan lahan. Sebelum dilakukan perubahan tutupan

lahan dihasilkan neraca air seperti gambar 12.

Gambar 12 Skenario neraca air dalam kondisi eksisting

Setelah dilakukan skenario perubahan tutupan lahan dengan kriteria seperti gambar 13.

Gambar 13 Skenario perubahan tutupan lahan

Sehingga menghasilkan perubahan kondisi neraca air seperti Gambar 14.

Gambar 14 Skenario neraca air dalam scenario perubahan tutupan

Dapat dilihat akibar sekenario perubahan terjadi penurunan surface runoff sebesar

13%, peningkatan baseflow sebesar 13%, dan penurunan aliran sungai sebesar 35 %.

Sebelum melakukan perubahan skenario debit yang dihasilkan sebesar 2583.86, setelah

melakukan perubahan tutupan lahan debit sungai sebesar 2413.02. Hal ini diakibatkan karena

pada simulasi perubahan tutupan lahan akan meningkatkan nilai CN , semakin besar CN akan

menurunkan nilai satuan debit sungai yang ada sehingga perubahan tutupan lahan dari

pemukiman dan pertanian menjadi hutan akan menurunkan besaran debit yang ada pada DAS

tersebut.