II. TINJAU HIDROLOGI & PENGEMBANGAN INFRASTRUKTUR SUMBER DAYA AIR

Capita Selekta Infrastruktur 1

2.1. SUMBER AIR & HIDROLOGI Fenomena banjir dan kekeringan merupakan fenomena siklus hidrologi air, selayaknya diteliti dengan kaidah-kaidah ilmu hidrologi. Ilmu hidrologi didefinisikan ilmu yang memperlajari pergerakan air di muka bumi baik kualitas dan kwantitas dalam ruang dan waktu. Hal ini mengantar kita , pandangan tentang sumber air berkelanjutan dan Pengembangan Infrastruktur Sumber Daya Air. Sumber air adalah sumber daya alam yang dapat diperbaharui melalui siklus hidrologi, dipengaruhui oleh iklim, tergantung faktor kosmik, regional dan lokal membentuk rezim hidrologi, berkarakter acak dan stokhastik, dan di pesisir pantai landai pengaliran air ke laut merupakan fenomena deterministik. (Gamb 2.1. dan Gamb 2.2)

Capita Selekta Infrastruktur 2

10

IKLIM DAN POLA HUJAN WILAYAH INDONESIA

Posisi Geografis Indonesia Antara 6 ° 08’ LU - 11 ° 15’ LS dan 94 ° 45’ BT - 141 ° 05’BT Berada pada zona konvergensi

antartropik ( InterTropical Convergence Zone - ITCZ ) Antara dua benua Asia dan Australia

Musim hujan yang dipengaruhi oleh posisi ITCZ dengan posisi geografis Indonesia menghasilkan tiga tipe hujan dominan berdasarkan pola hujan : MOONSON - EQUATORIAL - LOKAL ( Tjasyono dan Bannu , 2003) Monsoon dan pergerakan ITCZ berkaitan dengan variasi curah hujan tahunan dan semi tahunan di Indonesia ( seasonal ) , [ Aldrian , 2003].

Antara dua Samodera Indonesia dan Lautan Pasifik o Fenomena ENSO o Fenomena Dipole Mode

Fenomena El - Nino dan Dipole Mode berkaitan dengan variasi curah hujan antar - tahunan di Indonesia ( interannual ), [Visa, 2007].

Capita Selekta Infrastruktur FTSL 2010 3

KAWASAN PELAYANAN(Kepuasan Konsumen )

• Kualitas Air Bersih• Kuantitas Air Bersih• Kontinuitas• Harga jual kompetitif• Laju kebutuhan air

RESPON TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR

• Respon Teknologi Air Bersih• Maintenance operation

SUMBER AIR BAKU

• Fresh water (Gol A/B)• Randow variabel• Keandalan Sumber Air( Kuantitas

& Kualitas Air )

Sumber Air Baku dan Pengembangan SPAM Perkotaan

Manajemen Sumber Air Sumber air adalah sumber daya alam yang dapat diperbaharui

melalui siklus hidrologi fungsi ruang dan waktu, tergantung iklim (subtropis/tropis) dimana dipengaruhi oleh faktor kosmik, regional dan lokal membentuk rezim hidrologi. Dimana komponen hidrologi (hujan dan debit) bersifat acak dan cenderung stokastik dan pengaliran air pesisir landai menuju ke laut fenomena deterministik

• (Sumber : Arwin, 2009 ”Pidato Guru Besar di MGB-ITB”)

Pengemb.infrastruktur sumber air spy berkelanjutan (Kuantitas & Kualitas )

Konstrain : Ketidakpastian debit air (kuantitas & kualitas ) Rekayasa Teknologi Adaptasi Konsep Debit Air Rencana ( Banjir & kekeringan )

I

PIDATO ILMIAH 5

2.2 Pembagian Ruang Hidrologi

HYDROLOGY MODEL

Kawasan Hulu

Boundary Hilir

Q Boundary Hulu

Persamaan Saint Venant :

( ) 01 2

=

+

∂∂

+∂

∂+

∂∂

fSxhhgB

xhQ

BtQ

bthB

xQ

=∂∂

+∂∂

DAS HULU (Watershed Model)

DAS HILIR ,aliran permukaanbebas (Deterministik Model)

PIDATO ILMIAH 6

Rezim Aliran Air & DAS Hulu -Hilir

PIDATO ILMIAH 7

• Model Deterministik gelombang banjir– Persamaan Kontinuitas

– Persamaan Momentum

bthB

xQ

=∂∂

+∂∂ b=0 (asumsi tidak ada aliran lateral)

Model gelombang banjir

( ) 01 2

=

+

∂∂

+∂

∂+

∂∂

fSxhhgB

xhQ

BtQ

(asumsi tidak ada aliran lateral, wind-shear, dan eddy losses, serta b = 1)Q = debit aliran (m3/s)A = luas penampang saluran (m2)x = jarak memanjang dari hulu saluran (m)t = waktu (s)h = tinggi muka air dari datum (m)B = lebar penampang saluran (m)Sf = kemiringan energi akibat gaya gesek dasar salurang = percepatan gravitasi (m/s2)

PIDATO ILMIAH 8

• Diskretisisasi model gelombang banjir dengan implisit beda tengah:– Persamaan Kontinuitas

– Persamaan Momentum

022

111

1111

1 =∆

−−++

∆−+− +

++++

+++

thhhhB

xQQQQ j

ij

ij

ij

ij

ij

ij

ij

i

Model Numerik gelombang banjir

( ) ( ) ( ) ( )

021

21

21

2

1111

11

21

21211

21

111

=

+

∆−

+

+

∆−

+

∆−+−

+

∆

−−+

++++

++

+

++

++++

+

jif

ji

jij

ijif

ji

jij

i

ji

ji

ji

ji

ji

ji

ji

ji

Sx

hhhSxhhhgB

xhQhQhQhQ

BtQQQQ

PIDATO ILMIAH 9

Obyektif pengembangan Infrastruktur sumber Daya Air untuk mengendalikan air banjir /kekeringan dengan pendekatan konsep debit rencana sesuai kriteria perencanaan infrastruktur SDA yang Lazim digunakan di lingkungan jajaran Kementrian Pekerjaan Umum. Infrastruktur terbangun akan berlanjutan dimungkinkan bila dilakukan pengendalian air dalam ruang dan waktu secara terus –menerus baik kwantitas dan kualitas. Untuk mengetahui pengaruh Perubahan iklim terhadap rezim hidrologi tercatat berturut-turut melalui pos hujan, pos duga debit air, dan pos observasi elevasi muka laut . Dari data time series debit sumber air dari pos duga air Q DAS tsb diatas : menunjukkan kejadian besaran debit air tidak menentu dalam berjalannya waktu (t). Ketidakpastian besaran debit air proses waktu, dalam ilmu statistik karakter tsb disebut Variabel acak (Lihat Gambar 2.3 ).

PIDATO ILMIAH 10

Gambar 2.3 . Fluktuasi debit sumber air permukaan Q ( 1994-2006)

0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Time Series

Deb

it (m

3/de

t)

Debit Harian

PIDATO ILMIAH 11

2.3. ADAPTASI DAN MITIGASI

Perubahan ikli/cuaca mempengaruhi variabel siklus Hidrologi : terutama Curah Hujan (P), setelah sampai dipermukaan tanah , hujan terdistribusi fungsi tutupan lahan terinfiltrasi dalam tanah setelah jenuh terjadi limpasan air permukaan. Seiring dampak perubahan iklim terhadap keberlanjutan sumber air (Water Sustainable), respon dilakukan dengan dua langkah utama, yaitu adaptasi dan mitigasi.

Adaptasi , Ketidakpastian besaran debit air dalam proses waktu mengantar para ahli Hidrolologi dan Manajemen sumber air melakukan proses penyesuaian dengan memperhatikan efektitas fungsi Infarstruktur Sumber Air , dengan menggunakan konsep debit rencana banjir/kekeringan Mitigasi adalah upaya mempertahan keberlanjutan sumber air di daerah Aliran Sungai, bentuk konkrit upaya mitigasi secara undirect : penerbitan peraturan/UU pengendalian limpasan/pencemaran air dan direct : Insentif & dissentif, sbb: Upaya ini dapat dilakukan dengan perencanaan tata ruang : Keppres No.114 1999 Kawasan Konservasi Bopuncur), reboisasi, artificial recharge , pengendalian pencemaran , sbb:

PIDATO ILMIAH 12

1.Un Direct (Tak langsung ) penerbitan UU & Peraturanpengendalian air. UUD 45 fasal 33 ayat 3 air di kuasi negara utk dimanfaatkan orang banyak UU no 26 th. 2007 tentang Penataan ruang UU no 7 th 2004 tentang Sumber daya air UU Kehutanan No.41 Tahun 1999 Pasal 18 Ayat 2 yang menyatakan bahwa :

‘…..luas hutan suatu DAS minimal 30% dengan sebaran yang proporsional’. UU Lingkungan hidup /UU SDA/ PP Amdal PP 82 thn 2001 perihal Kualitas Air PP No. 16 tahun 2005 tentang Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum Keppres 114 th 1999 Kawasan Konservasi air dan tanah Bopuncur SK Gub.Jabar No. 181.1/SK.1624-Bapp/1982. Kawasan konservasi air Wilayah Inti

Bandung Raya bagian Utara

2. Direct (Langsung ) : Insentif ( keringanan )dan Dissentif (hukuman ,denda)

2.3.1 Pengendalian Sumber Air

13

Kualitas sumber air wadukFisik, kimia, biologi

Aktivitas konversi lahansuksesif--pertanian--peternakan--pembuangan sampah--Pesticides / Herbicides--Transportasi--Industri

Beban--Nutrients--Bacteria/Pathogens--Metals/Organics--Senyawa humus

Kualitas Air minumPP 82 tahun 2001

Proses akuatik perairan dalampemulihan kembali

EKOSISTEM AIR – DEGRADASI KUALITAS AIR

Pemakaianmulti sektor

14

Self Purification • Dari Bendung Curug BTB 10 menunjukkan kondisi

defisit oksigen (DO > BM). Oksigen terlarut dalamsungai telah habis digunakan untuk menguraikansenyawa organik. Tingginya senyawa organikditunjukkan dengan nilai BOD > BM.

15

Perairan

Spectrum of quality

Spectrum of quality

Spectrum of quality

Spectrum of quality

A

B

CA = Water treatmentB = Domestic useC = Sewage treatment

TIME SEQUENCE (no scale)

QU

ALI

TY O

F W

ATER Surface water

GroundwaterSpring

Manajemen Sumber Air di DAS (1) Processes include sedimentation, chemical coagulation, filtration, and sterilization

(2) Processes include sedimentation, activated sludge, trickling filter, chlorination pond and disinfection

(3) Eflfuent returned to resource pool

(2)

(1)

(3)

PIDATO ILMIAH 16

2.4. DEBIT RENCANA INFRASTRUKTUR SUMBER DAYA AIR

Komponen siklus Hidrologi berkarakter acak ( Variabel acak) adalah suatu kejadian dimana besarannya tidak menentu dalam proses ruang dan waktu. Ketidakpastian komponen utama Hidrologi (P,Q) terukur melalui pengamatan (pos hujan atau pos duga air) , hal ini mengantar para ahli meneliti perilaku debit air historikal untuk dapat mengetahui ambang batas besaran kejadian debit air masa depan. Pengendalian banjir dan kekeringan ke masa depan , ditempuh langkah “adaptasi” dengan pendekatan konsep debit rencana . Hubungan Keandalan keberhasilan dan periode ulang diekspresikan, sbb: (1-P )= 1/R , dimana : P= keandalan /keberhasilan komponen Hidrologi ( %) dan R= periode Ulang kejadian. Misalnya : Suplai sumber air untuk memenuhi sektor irigasi : keandalan/ keberhasilan P= 80 % maka ekivalen dengan periode Ulang (R = 100/20 = 5 thn ), berarti dalam selang 100 (seratus ) tahun terjadi 20 kali dan setiap 5(tahun) terjadi 1(satu) kali nilai ambang batas dilampaui.

PIDATO ILMIAH 17

Pengendalian banjir & kekeringan :

• Drainase mikro ( Drainase permukiman perkotaan) : QR= 2-15 tahun • Drainase makro ( Drainase alamiah –sungai ) : QR =20-50 thn • Drainase Rel Kereta api/ Jalan TOL :QR=50 thn • Drainase bandara udara : Q R= 50 -100 tahun • Spill way waduk QR = 50 -100 thn • Intake air baku untuk sektor irigasi : QR =5 thn • Intake air baku untuk sektor DMI ( Domestik ,Municipallity ,industri) : QR= 10-20 thn.

Kebijakan Pengembangan Air Minum Jakarta & sekitarnya ( Tangerang & Bekasi)

Waduk Jatiluhur

Waduk Karian

Kawasan Konservasi Air

TOPOGRAFI LANDAI DI WILAYAH HILIR

PETA DAS CILIWUNG DAN CISADANE

PIDATO ILMIAH 21

Massa air adalah tetap terdistribusi menjadi : P = I+ R dimanaP : curah hujanI : fraksi air hujan tertahan dibawah permukaan tanahR : fraksi air hujan menjadi limpasan air permukaan

Perubahan tutupan lahan alami , dari hutan berturut-turut menjadi budidaya , permukiman pedesaan dan urban berdampak semakin besar R pada musim hujan dan sebaliknya I dalam tanah semakin kecil (input ) sehingga penyimpanan air tanah (∆S ) semakin kecil . Hal ini berpengaruh pada besaran aliran air tanah (output) terutama limpasan aliran tanah menyentuh permukaan bebas (B**) seperti : mata air dan aliran dasar sungai

Dari hukum kekekalan masa air , ketersediaan sumber air sangat tergantung sejauh mana massa air hujan tersimpan menjadi cadangan air tanah (I= P-R), sehingga persamaan ketersediaan air:

∆S = I – E – B* - B**

2.4. Konservasi Lahan

2.4.1. Indikator Konversi Lahan

PIDATO ILMIAH 22

Ketersediaan air alamiah bertahan apabila jumlah air hujan tertahan di permukaan tanah (I) , lebih besar daripada evapotrapirasi potensial (E) : I > E sehingga pengendalian konversi tutupan lahan perlu lebih dicermati dimasa depan (reformasi pengendalian tata ruang )

Hujan yang jatuh dipermukaan bumi relatif konstan dan tunduk pada hukum kekekalan massa air bila keseimbangan massa P = I+R dibuat non dimensi maka persamaan massa air menjadi IK + C= 1 dimana IK adalah fraksi massa air hujan tertahan dalam tanah selanjut disebut indeks konservasi sedangkan C= fraksi masa air hujan menjadi limpasan air permukaan selanjut disebut C = Koefisien limpasan air.

tutupan lahan yang bertahan terhadap alam (iklim) adalah tanaman keras diekspresikan : IkA ( indeks konservasi alami) kemudian oleh sentuhan peradaban manusia tutupan lahan mengalami konversi lahan secara suksesive menjadi lahan budidaya, permukiman dan urban diekspresikan : IkC ( indeks konservasi aktual ) .

2.4.2. Indikator Konversi Lahan

PIDATO ILMIAH 23

Prambahan hutan alam ( IkA) menjadi budidaya pertanian,permukiman dan urban Metropolitan ( IKc ) menimbulkan degradasi penyimpanan air ( tersimpan air hujan ) dibawah permukaan tanah seperti diperlihatkan pada tabel 2.1. Selanjutnya IK digunakan sebagai instrumen pengendalian konversi lahan di kawasan konservasi air .(Keppres No 114 Kawasan konservasi Bopuncur)

Tabel 2. 1. : Indeks Konservasi tutupan lahan No Kualitas tutupan

lahan Indeks Konservasi

(IKAIKc) 1 Hutan 0,8-0,9 2 Budidaya 0,4-0,5 3 Pemukiman pedesaan 0.5-0,6 4 Urban Metropolitan 0,0-01

2.4.3 Indikator Konversi Lahan

PIDATO ILMIAH 24

Indeks Konservasi Alami (IKA) digunakan indikantor konversi lahan , yaitu suatu koefisien yang menunjukkan kemampuan yang alami pada suatu wilayah untuk menyerap air hujan yang jatuh ke permukaan tanah sebelum ada sentuhan peradaban manusia.

Indeks Konservasi Aktual (IKC), yaitu suatu koefisien yang menunjukkan kemampuan lahan yang terkonversi oleh kegiatan manusia (aktual) pada suatu wilayah untuk menyerap air hujan yang jatuh ke permukaan tanah ( Keppres 114/99)

2.4.4. Indeks Konservasi

Tabel 2.2 Penilaian kondisi kawasan terbangun dengan Indeks Konservasi

Perbandingan Indeks Konservasi Penilaian kondisi kawasan

IKC + ∆Ik > IKA Baik

IKC = IKA Normal

IKC < IKA Kritis

Analisa Hidrologi Analisa Kependudukan Analisa SIG

DATA CURAH HUJAN

Analisis korelasi antar stasiun

hujan

DATA DEBITQrerata Qmax Qmin

DATA KEPENDUDUKAN

Analisa kepadatan penduduk

PETA PENGGUNAAN LAHAN 1990

PETA ISOHYET

PETA JENIS TANAH

PETA GEOLOGIPETA LERENG

PETA KETINGGIAN TEMPAT

OVERLAY

INDEKS KONSERVASI AKTUAL (IKC)

INDEKS KONSERVASI ALAMI (IKA)

PENILAIAN KONDISI LAHAN

DIGITASI & EDITING

Nilai Rata-rata Indeks Konservasi pada DAS

ARAHAN PENGGUNAAN LAHAN DAN ALTERNATIF PENANGANAN

Analisis kecenderungan debit

KLASIFIKASI & SKORING

PETA PENGGUNAAN LAHAN 1999

Menghitung curah hujan

wilayah

∑=

=n

iin RR

1

1

Analisis kecenderungan IK

bPAIPAQ K +−=

Analisa tekanan penduduk

LrPofZTP

t)1(. +×=

PIDATO ILMIAH 26

Keberhasilan ketersediaan air di DAS tercapai apabila IkC + ∆Ik > IkA dengan demikian win-win solution dapat tercapai antara kepentingan kawasan Hulu dan kawasan Hilir.

Sedangkan pengendalian kawasan lahan terbangun, dapat dilaksanakan dengan pengendalian fungsi hidrologi lahan ( IK): antara lain Pengendalian luas bangunan terbangun (BCR) dan ∆Ik dengan vegetatif dan non vegetative(rekayasa engineering).

Upaya rekayasa engineering , antara lain : Sumur resapan , waduk resapan dan sistim drainase lingkungan . Ide paling sederhana dalam konservasi di lahan terbangun disebut zero limpasan.

Zero limpasan adalah suatu upaya konservasi di lahan terbangun dengan mengendalikan limpasan air hujan dalam suatu persil atau kawasan supaya limpasan air hujan terkendali Zero .

PIDATO ILMIAH 27

Konversi lahan terbangun di permukiman umumnya direspon dengan pdengan drainase yang konvensional yaitu menyalurkan air limpasan secepatnya akibat konversi lahan terbangun ke badan air penerima

Bangunan peresap buatan (Artificial Recharge) merupakan infrastruktur drainase lingkungan dalam mewujudkan pengendalian limpasan air hujan berwawasan lingkungan.

Sumur resapan adalah sumur yang dibuat sebagai tempat penampungan air hujan berlebih agar memiliki waktu dan ruang untuk meresapkan ke dalam tanah melalui proses infiltrasi dan perkolasi .Sumur resapan ini merupakan sumur kosong yang memiliki kapasitas atau volume cukup besar untuk menampung air hujan sementara sebelum diresapkan ke dalam tanah

2.5. Drainase Lingkungan

PIDATO ILMIAH 28

KOMPARASI METODE ARTIFICIAL RECHARGE

Parameter Sunjoto(1988) SNI (1990) Soenarto (1995)

−=

−21

.R

FKT

eKF

QH π LKDAAkDAiD

Hs

st

......

+−

= Vp dt – Vr dt = A

dH

H = tinggi muka air dalam sumur (m) H = Kedalaman Sumur (m)

H = tinggi muka air dalam sumur (m)

R = jari-jari sumur (m) L = Keliling Penampang sumur (m)

F = faktor geometrik (m) As = Luas penampang sumur (m2)

A = luas penampang sumur

(m2)

Q = debit air masuk (m3/dtk) i = Intensitas hujan (m/jam) Vp = volume air hujan yang masuk dalam waktu dt

K = koefisien permeabilitas tanah (m/dtk)

K = Koefisien Permeabilitas tanah (m/jam)

Vr = volume air hujan yang

terinfiltrasi ke dasar dan dinding sumur pada waktu

dt (m3) dt= waktu yang diambil sebagai

dasar perhitungan (det)

Penentuan

dimensi sumur resapan

T = waktu pengaliran (detik)

D = Durasi hujan (jam)

Perbandingan metode penentuan dimensi sumur resapan

PIDATO ILMIAH 29

Metode Sunjoto (1988 )

Volume dan efisiensi sumur resapan dihitung berdasarkan keseimbangan air yang

masuk ke dalam sumur dan air yang meresap ke dalam tanah. Persamaannya dapat

ditulis sebagai berikut :

−=

−21

.R

FKT

eKF

QH π

Dimana :

H = tinggi muka air dalam sumur (m)

F = faktor geometri (m)

Q = debit air masuk (m3/dtk)

T = waktu pengaliran (detik)

K = koefisien permeabilitas tanah (m/dtk)

R = jari-jari sumur (m)

Faktor geometrik (F) sumur resapan dapat dilihat pada Tabel 2.4 . Nilai F ini

tergantung dari konstruksi sumur serta luas geometri bidang resapan

PIDATO ILMIAH 30

Untuk menghitung debit run-off (Q) maka formula yang dipakai adalah sebagai berikut:

Q = C I A

dimana :

Q = Debit air masuk dari atap/lahan (run-off) (m3/s)

C = Koefisien aliran permukaan atap/lahan

I = Intensitas hujan (m/s)

A = Luas atap/lahan (m2)

- Nilai/angka C adalah merupakan angka koefisien limpasan (runoff) yang

besarnya tergantung dari jenis material tanah atau areal yang dilalui oleh aliran

air tersebut. Pada penelitian ini, nilai C yang digunakan adalah koefisien

runoff untuk bahan atap, yaitu C = 0.95 (Sunjoto,1995)

- Intensitas hujan didapat secara statistik, dalam hal ini intensitas fungsi dari

durasi hujan serta periode ulang yang direncanakan.

PIDATO ILMIAH 31

KAWASAN PELAYANAN(Kepuasan Konsumen )

• Kualitas Air Bersih• Kuantitas Air Bersih• Kontinuitas• Harga jual kompetitif• Laju kebutuhan air

RESPON TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR

• Respon Teknologi Air Bersih• Maintenance operation

SUMBER AIR BAKU

• Fresh water (Gol A/B)• Randow variabel• Keandalan Sumber Air( Kuantitas

& Kualitas Air )

2.6. Sumber Air Baku dan Pengembangan SPAM Perkotaan

• Untuk mengetahui keandalan sungai

• Diperlukan perhitungan debit ekstrim dengan periode ulang tertentu

• Mengikuti Fungsi Distribusi Frekuensi Teoritis

• Perlu diuji kesesuaian distribusi frekuensi data dengan distribusi frekuensi teoritis

Sumber Air Sungai Desain Sumber Air

Debit Air Suksesif

Kering

Domestik Irigasi Industri

1-7

hari

10-20

tahun

15-30

hari

5

tahun 1-2 hari

20

tahun

Kriteria desain air baku

Sumber: Modifikasi Kriteria Disain Air Baku MBA PU Cipta Karya (1994) dalam Sabar (2008)

Penentuan Debit Rencana Air Baku

33

Q = C (P.A)+ b

C= f( P,I,f, Tutupan lahan)

P : variabel bebas ( Random variabel)

A : Luas tangkapan hujan

Q: variabel tergantung( Random variabel)

b : aliran dasar ( tutupan lahan, batuan )

Seleksi data & urutan data debit air 1,2,7,15,30 dan setengahbulanan kalender

Pemilihan dsitribusi teoritis(Normal Gumbel, dan LogPearson Tipe III) yang cocokdengan Uji Goodness of Fit

Hitung debit air minum PeriodeUlang 5, 10, 20, 50 tahundengan distribusi teoritis terpilih

Debit air minimum denganPeriode Ulang 5,10,20 dan 50tahun

Kurva peluang debit air minimum ekstrem kering

Debit Rencana Air Baku

1

2

3

4

5

6

Kajian Sumber Air Sungai

PIDATO ILMIAH 34

Pedoman Alokasi Air Sungai untuk Irigasi dan Domestik

PROSESSifat tanah, batuan, morfologi, topografi

dan tutupan lahan

OUTPUTDebit dan cadangan

air tanah

Perubahan besaran komponenhidrologi fungsi waktu, tercatat di

Pos Hujan , Pos debit, SWL

Parameter komponen berubah,

F (µ,σ)

35

Pengaruh Iklim (kosmik, regional dan lokal) Hukumkeseimbangan

massa air

Besaran InputVariabel Acak/Stokastik

Besaran OutputVariabel Acak/Stokastik

INPUTCurah Hujan

Lumped Model : Model fisik sistem input-output DAS

Sumber : Arwin (2008), Suripin (2004) dengan modifikasi

iak x

30,4167dd ×=

Penyesuaian Hari Perbulan

dengan : dk = Data curah hujan/debit bulanan hasil kore da = Data curah hujan/debit bulanan asli pada xi = Jumlah hari bulan i i = Jan, feb, …, des

XX kSXX lnlnln +=

SzXX .+=

( )( )1

22

−

−= ∑ ∑

nnXXn

S

Z =fungsi dari peluang atau periode ulang,X =rata-rata sampelS = standar deviasi sampel.

nX

X i∑=log

log

5.02

1)log(log

−

−= ∑

nXX

s i

DISTRIBUSI NORMAL

DISTRIBUSI LOG NORMAL

DISTRIBUSI LOG PEARSON TIPE III

Distribusi Normal

Distribusi Log-Normal

Distribusi Gumbel

Distribusi Log-Pearson III

Distribusi DebitDistribusi Debit

Distribusi NormalDistribusi Log-Normal

Distribusi Gumbel Distribusi Log-Normal

Uji K-SMenetapkan suatu titik dimana

terjadi simpangan terbesar antara distribusi teoritis dan sampel.

Dn = Maksimum IFo(X)-Sn(X)I

Dimana,Dn : Penyimpangan TerbesarFo(X) : Suatu fungsi distribusi

teoritis yang ditentukanSn(X) : Distribusi Kumulatif

Sampel

Uji χ2

Mengukur perbedaan relatif antaraFrekuensi hasil pengamatan

Dengan frekuensi yang diharapkan

Dimana,k : Jumlah variabel Oi : Frekuensi hasil pengamatanEi : Frekuensi distribusi teoritisn : jumlah dataPi : Peluang dari distribusi teoritis

χ2 = ∑=

−k

i i

ii

EEO

1

2)(

Uji Goodness Of The Fittest

Uji Goodness-of-Fit X2

χ2

Grafik Distribusi Teoritis (expected)

Distribusi Frekuensi Data (observed)

Variable: gdk_Jan , Distribution: NormalChi-Square test = 8.76148, df = 2, p = 0.01252

0.0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5

Category (upper limits)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Rel

ativ

e Fr

eque

ncy

(%)

Uji Goodness-of-FitKolmogorov-Smirnov

Grafik Distribusi Frekuensi Teoritis

Distribusi Frekuensi Kumulatif Data

Dn

GRAFIK FREKUENSI KUMULATIF

KOLMOGOROV-SMIRNOV

PIDATO ILMIAH 42

Menurut UU No. 7 tahun 2004 pasal 34 ,ayat (1): pengembangan sumber daya air ditujukan untuk kemanfaatan sumber daya air memenuhi kebutuhan air baku untuk rumah tangga(domestik), pertanian(irigasi) ,industri dstnya dan untuk berbagai keperluan lainnya.

Pengembangan SPAM dari sumber air sungai, perlu suatu kriteria disain air baku untuk multisektor : domestik, irigasi dan Industri. Sebagai pedoman kriteria disain air baku permukaan Metropolitan Bandung Urban Development Program MBUDP, 2004

Tabel 2.5. Kriteria Desain Air Baku Permukaan

Sumber Air Sungai Desain Sumber Air Baku

Domestik Irigasi Industri

Debit Air Suksesif Kering 1-7 hari 10-20 tahun 15-30 hari 5 tahun 1-2 hari 20 tahun

Sumber: Modifikasi Kriteria Disain Air Baku MBA PU Cipta Karya (1994)

2.9.Manajemen Waduk (Gestion des Reservoir )

1. Environnement Economic ( Lingkungan Ekonomi Waduk )

2. Gestion Short term ( Avenir connu )Pengoperasian Intuitif ( Deterministik Debit rencana )

3. Gestion Long term ( Avenir aleatoire )Pengoperasian Waduk Aktual dengan Ketidakpastian debit air masa depan(acak )Metode Kontinu Prakiraan Debit air & Metode Diskret Markov)

Fungsi Produk Utilitas waduk (Instrumen Finansial & Ekonomi ) Contoh• Pengelolaan Waduk PLTA EDF (Electric de

France)Fungsi Produk Utilitas Energi Listrik NP(Niveau de prix) berubah fungsi Kosmik & permintaan

• Pengelolaan Waduk PLTA PLN Fungsi Produk Utilitas Energi Listrik NP(Niveau de prix ) Konstan

PIDATO ILMIAH 44

PENENTUAN VOLUME WADUK

A)DEBIT RENCANA:• Waduk Tunggal : Vol Waduk PLTA Saguling (Q R-2)• Waduk Multiguna : Vol Waduk Gajah Mungkur ( Ekstrem

basah QR-5 )

B) FENOMENA HURST• Bendungan Aswan ,Mesir

PIDATO ILMIAH 45

PIDATO ILMIAH 46

Pengembangan Waduk Multiguna

Semakin ekstrim debit air menyebabkan krisis ketersedian sumber air baku pada musim kemarau dan banjir pada musim penghujan di kawasan Hulu

membalik ancaman banjir dan kekeringan menjadi bermanfaat dengan optimasi pemanfaatan sumber daya air ,pembangunan waduk multiguna ( Sumber air baku, banjir , PLTA ) dengan menggunakan metode Fenomena Hurs diuraikan sebagai berikut: Ω optimum = k T n

dimana : Ω = volume tampungan T = tahun-tahun air ( T = 1,2,5,10,20,30 dan 60 tahun)n = koefisien Hurst ( 0,5 <n < 1) n= 0,5...... indenpendent

Keseimbangan air waduk : Ω t+1 = Ω t + Qin – QTdimana: W = variabel determinan

t = langkah waktuQin = variabel acakQT= variabel keluaran (variavel di komandokan)

Telah mengembangkan metode Prakiraan debit air input waduk disebut metode kontinu parakiraan debit air, didasarkan pada korelasi spartial komponen utama siklus hidrologi hujan dan debit air.

Manajemen Waduk (Gestion des Reservoir )

1. Environnement Economic ( Lingkungan Ekonomi Waduk )

2. Gestion Short term ( Avenir connu )Pengoperasian Intuitif ( Deterministik Debit rencana )

3. Gestion Long term ( Avenir aleatoire )Pengoperasian Waduk Aktual dengan Ketidakpastian debit air masa depan(acak )Metode Kontinu Prakiraan Debit air & Metode Diskret Markov)

Manajemen Waduk .

a) Lingkungan Tampungan:

Q InQOut Pompa

E

Smaks

Smin

Obyektifitas : Pengelolaan waduk menjamin pasokan air di down stream

Konstrain :1.Hukum kekekalan masa air : St+1 = St + Qin – Qout – E2.Batasan Volume Tampungan : S min < S < S maks3.Debit air masukan : Q in ( debit rencana / debit air acak )4.Batasan Debit air keluaran : Q Pompa , Turbin5.Evaporasi permukaan air : E = 1.1 EtDimana :S : variabel ditetapkan ( Volume waduk )Q in : variabel acak ,E : variabel ditetapkanQout : variabel ditentukan (dikomandokan )t : waktu

(Kedalam Pipa Isap pompa )Stok Efektif (hidup)

IPA

Instrumen Finansial & Ekonomi Produk utilitas Infrastruktur SDA ( Waduk PLTA) • $ P Energi Listrik Konstan :Pengusahaan air

waduk ditetapkan intrumen keseimbangan masa Air

• $ P Energi Listrik berubah :Pengusahaan air waduk ditetapkan Instrumen Dinamic Programming Bellman

PIDATO ILMIAH 49

Manajemen Waduk Fungsi Utilitas Produk Infrastruktur $ ( Kontan)

HASIL DAN PEMBAHASAN

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0 50 100 150 200 250 300 350 400Time series

Q (

m3

/s)

Sumber Air

Sungai

Desain Sumber Air Baku

Domestik Irigasi Industri

Debit Air Suksesif Kering

1-7 hari

10-20 tahun

15-30 hari

5 tahun

1-2 hari

20 tahun

Tabel 3. Kriteria Desain Alokasi Air Baku Permukaan

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30

Durasi (15 Harian)

Debi

t (m

3/det

)

TR=2 TR=5 TR=10 TR=20

Gambar 11. Debit Setengah Bulanan Historik Sungai(1993-2006)

Gambar 12. Debit Rencana Kering Setengah Bulanan Pos sungai (1993-2006)

Debit Andalan

Sumber: Modifikasi Kriteria Desain Air Baku MBA PU Cipta Karya oleh Arwin Sabar (1994)

PENGUSAHAAN WADUK AIR

Gambar : Debit input air Manajemen waduk Intuitif

Debit input pulai (R-5)

Keandalan air waduk

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15 20 25 30

Time series

Q (m

3/s)

Q80% Qirigasi Qdomestik 95 %

Vol cadangan

Pedoman Pengusahaan WadukSidang Sarjana Teknik Lingkungan, Maret 2009

-50000000.00

0.00

50000000.00

100000000.00

150000000.00

200000000.00

250000000.00

300000000.00

350000000.00

0 5 10 15 20 25 30

Durasi (Bulan)

Vlin

tasa

n

Lintasan waduk PU 5 tahun

Gambar 19. Pedoman Lintasan Waduk dengan Debit Input Qmin Setengah Bulanan PU 5 Tahun 0.00

50000000.00

100000000.00

150000000.00

200000000.00

250000000.00

300000000.00

350000000.00

Des Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov

Lintasan Waduk PU 5 Tahun

Gambar 20. Pedoman Lintasan Waduk dengan Debit Input Qmin Bulanan PU 5 Tahun

Grafik Perbandingan Fluktuasi Debit Hasil Pengukuran-Metoda Mock- Metode Kontinu Regresi Ganda Pos Katulampa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Fluktuasi debit Katulampa

Mock Ukur reg ganda

Kalibrasi Debit Bangkitan Model Kontinu dan Debit Historik (1994-2006)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

Jan-93 Oct-95 Jul-98 Apr-01 Jan-04 Oct-06 Jul-09

Durasi (Bulan)

Q

(m3

/s)

Qhistorik Qsintetik

HASIL DAN PEMBAHASAN

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

Ja

n-7

8

Ja

n-8

0

Ja

n-8

2

Ja

n-8

4

Ja

n-8

6

Ja

n-8

8

Ja

n-9

0

Ja

n-9

2

Ja

n-9

4

Ja

n-9

6

Ja

n-9

8

Ja

n-0

0

Ja

n-0

2

Ja

n-0

4

Ja

n-0

6

Durasi (Bulan)

Q (

m3

/s)

0.915

Gambar . Kalibrasi Debit Bangkitan Model Kotinu dan Debit Historik (1994-2006)

Gambar . Debit Bulanan Pos Kalibawang S. Progo (1978-2007)

Pembangkitan Data Debit

Bulan Jenis Korelasi Koefisien Persamaan

Januari PPPQ 0.848 Qt = 56.8 + 0.256P3(t) - 0.094P1(t) - 0.044P7(t)

Februari PPQ'Q 0.695 Qt = 23.006 + 0.499Q(t-1) - 0.033P4(t) - 0.141P5(t)

Maret PPQ'Q 0.819 Qt = (-7.812) + 0.677Q(t-1) - 0.085P4(t) + 0.164P5(t)

April PPQ'Q 0.586 Qt = (-5.125) + 0.435Q(t-1) + 0.066P4(t) + 0.125P5(t)

Mei PPPQ 0.431 Qt = 52.442 + 0.101X2(t) + 0.09P4(t) - 0.147P5(t)

Juni PPQ'Q 0.957 Qt = (-1.506) + 0.596Q(t-1) + 0.131P3(t) + 0.186P8(t)

Juli PPQ'Q 0.888 Qt = 1.419 + 0.638Q(t-1) + 0.066P3(t) + 0.011P7(t)

Agustus PPQ'Q 0.852 Qt = 5.442 + 0.577Q(t-1) + 0.259P2(t) - 0.296P3(t)

September PPQ'Q 0.948 Qt = 2.633 + 0.761Q(t-1) + 0.019P1(t) - 0.009P7(t)

Oktober PPQ'Q 0.945 Qt = 9.969 + 0.26Q(t-1) + 0.03P4(t) + 0.054P5(t)

November PPQ'Q 0.906 Qt = 1.017 + 0.913Q(t-1) - 0.023P3(t) + 0.09P4(t)

Desember PPQ'Q 0.748 Qt = (-9.959) + 0.761Q(t-1) + 0.102P3(t) + 0.072P6(t)

Pengelolaan Waduk AktualHASIL DAN ANALISIS

Tabel 8. Pengelolaan Waduk Aktual Pedoman Lintasan Bulanan PU 5 Tahun 1994-1995

Historik Prediksi Historik PrediksiPedoman Input

Rata-rata Vol. Aktual m3 m3/d m3/d m3Nov-94 21.00 29.23 55188000.00 76814074.80 0.00 0.00 2599354.80 29.83 74214720.00 0.00 0.00Des-94 33.20 78.32 87249600.00 205811820.00 2599354.80 37364802.92 80059654.80 46.98 128351520.00 0.00 0.00Jan-95 86.90 82.17 228373200.00 215933824.80 80059654.80 101596969.90 159477814.80 56.98 148955040.00 0.00 0.00Feb-95 116.00 123.62 304848000.00 324865999.65 159477814.80 234316776.79 259387014.45 78.45 224956800.00 0.00 0.00Mar-95 87.30 112.17 229424400.00 294791079.91 259387014.45 346932603.67 341599174.36 70.90 212578920.00 0.00 0.00Apr-95 72.90 95.28 191581200.00 250405563.60 341599174.36 424065061.52 409884337.96 64.52 182120400.00 0.00 0.00

May-95 59.70 52.18 156891600.00 137118002.40 409884337.96 405409866.29 420000000.00 40.57 105698160.00 41077777.96 15.63Jun-95 66.30 44.21 174236400.00 116194549.32 420000000.00 360369732.71 420000000.00 28.76 73426320.00 100810080.00 38.36Jul-95 33.10 45.17 86986800.00 118712522.19 420000000.00 286974460.09 420000000.00 21.22 53400960.00 65311562.19 24.85

Aug-95 22.80 25.90 59918400.00 68068879.20 420000000.00 190702819.53 420000000.00 16.94 42231960.00 25836919.20 9.83Sep-95 21.90 19.91 57553200.00 52315538.55 420000000.00 85004691.67 420000000.00 15.25 37948320.00 19604880.00 7.46Oct-95 41.20 26.42 108273600.00 69436490.40 420000000.00 11169368.32 420000000.00 16.06 38920680.00 69352920.00 26.39Nov-95 82.80 78.09 217598400.00 205208431.20 420000000.00 0.00 420000000.00 29.83 74214720.00 143383680.00 54.56Dec-95 76.30 87.85 200516400.00 230868223.20 420000000.00 37364802.92 420000000.00 46.98 128351520.00 102516703.20 39.01

Qlimpas

Volume Awal (m3)

Volume Akhir Qoutput

Bulan

Debit Input Debit Input (m3)

St+1 = St +Qin - Qout

Pengelolaan Optimal Waduk dgn ketidakpastian debit masa depan (1998-2002)

0

100

200

300

400

500

600

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60

Bulan

Juta

m3

Lintasan Aktual Lintasan Pedoman

LINGKUNGAN EKONOMI JATILUHUR

• Luas Waduk = 83 km2

• Kapasitas tampungan = 2.448 Juta m3

• Kapasitas tampungan efektif = 1.869 Juta m3 (2005).• Tinggi muka air maksimum = +107 m DPL.• Tinggi muka air minimum = +75 m DPL.• Tinggi muka air awal operasi = + 90.71 m DPL.• Tinggi efektif = +77 m DPL.

SISTEM KASKADE CITARUM

GRAFIK PENGUSAHAAN

WADUK JATILUHUR

Kurva Distribusi Kumulatif

Q kering

Q normal

Q basah

Matrik Transisi Stokastik Markov Orde Satu Multiklas ( Basah, Normal & kering ) dari Komponen Utama Siklus Hidrologi ( P.Q)

Kondisi ThnIklin Tahun (t) Kondisi Tahun Depan (t+1)

0 1 2

0 α 01 α 02 α 03 1 P0N

1 α 10 α 11 α 12 1 P1N

2α 20 α 21 α 22 1 P2N

PNN

PN0 PN1 PN2 PNN

Matrik Transisi Stokastik Markov Multiklas Orde 1 ( Iklim Tahun : Basah ,Normal ,kering )

Matrik Transisi Stokastik Orde 1 - 3 Klas

Kondisi Thndebit (t) Kondisi Tahun Debit (t+1)

0 1 2

0 0.6000 0.0000 0.4000 1.0000 P0N

1 0.5000 0.5000 0.0000 1.0000 P1N

2 0.1667 0.3333 0.5000 1.0000 P2N

1.2667 0.8333 0.9000 3.0000 PNN

PN0 PN1 PN2 PNN

Sumber : Hasil Perhitungan

Model Kontinu Prakiraan Debit AirKetidakpastian Masa Depan( Avenir Aleatoire)

Dibangun berdasarkan korelasi antara dua variabelacak, yaitu :

* Stasiun pengamat hujan (P )* Stasiun pengamat debit (Q )

Model dengan nilai koefisien Korelasi (R)terbesar dipilih sebagai model yang paling baikuntuk membangun data debit.

Tabel Matrik Koef Korelasi Komponen utama (P,Q) siklus Hidrologi fungsi ruang dan waktu

Nilai P1 P2 P3 Qt Qt+1 Qt-1

P1 1

P2 ρ P2P1 1

P3 ρ P3 P1 ρ P3 P2 1

Qt ρ Qt P1 ρ Qt P2 ρ Qt P3 1

Qt+1 ρ Qt+1 P1 ρ Qt+1 P2 ρ Qt+1 P3 ρ Qt+1 Qt 1

Qt-1 ρ Qt-1 P1 ρ Qt-1 P2 ρ Qt-1 P3 ρ Qt-1 Qt ρ Qt-1 Qt+1 1

Catatan : time step waktu bersamaan t( P1,P2, P3 dan Q t)

Korelasi 2 variabel

xyρ = Koefisien korelasi 2 variabel xy

iX iY = nilai Variabel X atau Yke–i

yxσσ , = Simpangan baku variabel X dan Y

n = Jumlah populasi ,bila n<10 maka (n-1)

yx

n

iii

xy n

YYXX

σσρ

∑=

−−= 0

))((

Persamaan Regresi Linier Model Biner :x1 = r2x2 + εKoefisien Determinasi Dinyatakan sbb :

R = ρ12ε2 = 1 – R2

ρ12

X1

X2 (Q1)P (Q1)Q

Model 2 Variabel (Biner)

Koefisien Korelasi Parsiil Dinyatakan sbb

223

ρ123ρ

13

ρ

12

ρ

2r −

−=

223

ρ123

ρ

12

ρ

13

ρ

3r −

−=

Model 3 Variabel (Terner) (Lanjutan)

Persamaan Regresi Linier Model Terner :x1 = r2x2 + r3x3 + ε

Koefisien Determinasi Dinyatakan sbb :

(Q1)PP (Q1)QP (Q1)QQ

ρ12

X1

X2

X3ρ13

ρ23

223

ρ123

ρ13

ρ122 ρ2

13

ρ212

ρ

2R−

−+=

Model 3 Variabel (Terner)

Persamaan Regresi Linier Model Kuaterner :x1 = r2x2 + r3x3 + r4x4 + ε

Koefisien Determinasi Dinyatakan sbb :ε2 = 1 – R2

ε = 1 + r22 + r32 + r42 – 2(r2ρ12 + r3ρ13 + r4ρ14) + 2(r2r3ρ23 + r2r4ρ24 + r3r4ρ34)

(Q1)PPP (Q1)QPP (Q1)QQP (Q1)QQQX1

X3

X4ρ14

ρ34

X2

ρ12

ρ23ρ2

4

ρ2

4

Model 4 Variabel (Kuaterner)

Koefisien Korelasi Parsiil Dinyatakan sbb

Δ = 1 – (ρ232 + ρ242 + ρ342) + 2ρ23ρ24 ρ34

Δ2 = ρ12(1- ρ342) – ρ13(ρ23 – ρ24 ρ34) – ρ14(ρ24 - ρ23 ρ34)

Δ3 = ρ13(1- ρ242) – ρ12(ρ23 – ρ24 ρ34) – ρ14(ρ34 - ρ23 ρ24)

Δ4 = ρ14(1- ρ232) – ρ12(ρ24 – ρ23 ρ34) – ρ13(ρ34 - ρ23 ρ24)

Δ2Δ

2r = Δ

3Δ

3r = Δ

4Δ

4r =

Model 4 Variabel (Lanjutan)Metodologi

INDIKANTOR PEMILIHAN MODEL PEMBANGKIT

4 Variabel(Kuaterner)

3 Variabel(Terner)

2 Variabel(Biner)

R >>>

MODEL PEMBANGKITAN DEBIT TERPILIH

KorelasiSpartial komponen Hidrologi

Model Diskrit CHAIN MARKOV

Konsep CHAIN MARKOV : Probabilitas kejadian pada suatu waktu tertentu

bergantung/ditentukan hanya dari kejadian waktu sebelumnya.

Jika t0 < t1 < … < tn , (n = 0,1,2…) > titik-titik waktu, maka kumpulan variabel acak X(tn) merupakan Proses Markov jika memenuhi kondisi sbb :Pij = PX(tn) = j / X(tn-1) = i > Probabilitas Transisi peluang kejadian j terjadi jika diketahui kejadian i terjadi.

Model Diskrit CHAIN MARKOV

Data Debit Bulanan

Klasifikasi Debit

MatrikTransisi

Analisis Frekuensi &Dist. Probabilitas

Simulasi

Debit Antisipasi

Dist. Normal

Dist. Log-Normal

Dist. Gumbel Uji K-S

Klas 0Qkering

Klas 1Qnormal

Klas 2Qbasah

Kurva Distribusi Kumulatif

Dist. Gamma

Dist. Log-Person III

Metodologi

Kurva Distribusi Kumulatif

Q kering

Q normal

Q basah

Matrik Transisi

Kondisi Debit

Waktu tn-1

Kondisi Debit Waktu tn Jumlah KeadaanDebit tn-1

0 1 2

0 N00 N01 N02N0 =N00 + N01 + N02

1 N10 N11 N12N1 =N10 + N11 + N12

2 N20 N21 N22N2 =N20 + N21 + N22

Jumlah KeadaanDebit tn

N0’=N00 + N10 + N20

N1’ =N01 + N11+ N21

N2’=N02 + N12 + N22

N= N0 + N1 + N2= N0’ + N1’ + N2’

Matrik Transisi (Lanjutan)

untuk seluruh nilai i ;Pij ≥ 0 untuk seluruh nilai i dan j

∑ =j

ijP 1∑∑=

j

ijij n

nP

Matrik P diatas > matrik transisi homogenatau matrik stokhastik karena semua transisiprobabilitas Pij adalah tetap dan independenterhadap waktu.

Probabilitas Pij harus memenuhi kondisi :

Simulasi

Prinsip dasar simulasi:Zt = Xt.YtXt = Keadaan debit pada bulan tYt = Tinggi debit pada bulan t

Untuk menumbuhkan variabilitas debit tahunan danmengerjakannya sesuai dengan realitas dari fenomenafisik meteorologi, digunakan dua tarikan perbulan yaitu :

Menentukan keadaan debit pada waktu t denganmenggunakan fungsi distribusi debit air historik.

Menentukan besaran debit air dengan menggunakanmatrik stokhastik.

Metodologi

Goodnes-of-Fit

K-S

Chi Kuadrat Uji Parametrik

Uji Non-Parametrik

Uji Normalitas

Tidak semua data Debit terdistribusi Normal

Test Goodness-of-Fit

Batas Kelas Debit Bulanan DAS Citarum-Saguling (m3/detik)

Bulan Debit Kering (0) Debit Normal (1) Debit Basah (2)Januari 0.00 - 118.96 118.97 - 159.26 159.27 - 238.18Februari 0.00 - 116.99 117.00 - 151.67 151.68 - 245.77Maret 0.00 - 129.15 129.16 - 178.51 178.52 - 240.27April 0.00 - 146.78 146.79 - 187.16 187.17 - 257.91Mei 0.00 - 80.27 80.28 - 106.54 106.55 - 152.53Juni 0.00 - 50.62 50.63 - 75.23 75.24 - 111.64Juli 0.00 - 30.03 30.04 - 50.66 50.67 - 138.84Agustus 0.00 - 14.91 14.92 - 29.39 29.40 - 59.29September 0.00 - 15.18 15.19 - 30.54 30.55 - 79.60Oktober 0.00 - 27.66 27.67 - 56.61 56.62 - 127.80November 0.00 - 83.33 83.34 - 143.81 143.82 - 262.35Desember 0.00 - 91.07 91.08 - 130.77 130.78 - 199.90

Sumber : Hasil Perhitungan

Debit Rata-Rata Kelas Bulanan DAS Citarum-Saguling (m3/detik)

Sumber : Hasil Perhitungan

Bulan Debit Kering (0) Debit Normal (1) Debit Basah (2)

Januari 99.1508 137.6421 191.0761

Februari 101.8011 132.4318 182.7710

Maret 101.3649 153.2866 210.5728

April 124.8484 166.1509 215.7136

Mei 67.2757 92.4771 127.1190

Juni 35.2609 62.9267 90.5925

Juli 21.6710 39.0049 70.2036

Agustus 8.9862 21.3239 41.9706

September 8.9901 21.9567 43.9998

Oktober

Klasifikasi Debit Input Bulanan DAS Citarum-Saguling Tahun 1986 - 2002

Sumber : Hasil Perhitungan

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des

1986 1 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 1

1987 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 2

1988 2 1 1 0 2 1 0 1 0 2 1 0

1989 2 2 0 1 2 2 2 2 1 0 0 1

1990 0 2 0 1 1 1 1 2 1 0 0 2

1991 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 2 2

1992 1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2

1993 2 2 2 2 0 1 1 2 1 0 0 2

1994 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0

1995 0 0 1 1 1 2 2 0 1 2 2 1

1996 1 0 0 1 0 0 1 1 2 2 2 2

1997 1 0 0 0 1 0 2 0 0 0 0 0

1998 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1

1999 1 0 0 0 1 0 0 0 0 2 1 1

Matrik Transisi Tiga Kelas Orde Satu Debit Total Das Citarum-Saguling

Matrik Transisi Tiga Kelas Orde Satu (Desember/Januari)

Kondisi Bulan Kondisi Bulan Januari (t+1)

Desember (t)

0 1 2

0 0.6000 0.0000 0.4000 1.0000 P0N

1 0.5000 0.5000 0.0000 1.0000 P1N

2 0.1667 0.3333 0.5000 1.0000 P2N

1.2667 0.8333 0.9000 3.0000 PNN

PN0 PN1 PN2 PNN

Sumber : Hasil Perhitungan

Data Debit Bulanan DAS Citarum-Saguling Tahun 1986 – 2002 Hasil Pembangkitan Chain Markov (Uji Elastisitas)

Sumber : Hasil Perhitungan

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des

1986 137.64 101.80 153.29 215.71 92.48 90.59 70.20 41.97 44.00 82.18 181.55 110.35

1987 99.15 101.80 101.36 166.15 92.48 35.26 39.00 8.99 8.99 16.13 45.58 157.01

1988 191.08 182.77 153.29 166.15 127.12 90.59 39.00 8.99 44.00 16.13 113.57 69.32

1989 99.15 182.77 210.57 166.15 92.48 90.59 70.20 41.97 21.96 16.13 45.58 157.01

1990 99.15 101.80 210.57 166.15 92.48 90.59 39.00 41.97 21.96 16.13 45.58 157.01

1991 191.08 101.80 101.36 166.15 67.28 35.26 21.67 8.99 8.99 16.13 45.58 157.01

1992 191.08 101.80 210.57 215.71 127.12 90.59 70.20 41.97 44.00 82.18 113.57 110.35

1993 191.08 182.77 210.57 215.71 127.12 35.26 39.00 41.97 21.96 16.13 45.58 157.01

1994 191.08 182.77 210.57 215.71 127.12 35.26 21.67 8.99 8.99 16.13 45.58 157.01

1995 99.15 101.80 101.36 166.15 92.48 90.59 70.20 41.97 8.99 16.13 181.55 110.35

1996 137.64 101.80 101.36 166.15 67.28 35.26 39.00 21.32 44.00 82.18 181.55 157.01

1997 191.08 101.80 101.36 124.85 92.48 35.26 39.00 41.97 8.99 16.13 45.58 157.01

1998 99.15 101.80 210.57 215.71 127.12 90.59 70.20 41.97 44.00 82.18 113.57 110.35

1999 137 64 101 80 101 36 124 85 92 48 35 26 21 67 8 99 8 99 16 13 113 57 110 35

Matrik

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60

Bulan

Juta m

3

HISTORIS NORMAL REGRESI MARKOV

Perbandingan Model Pembangkitan DebitModel Kontinu – Model Diskrit Waduk Saguling

Debit hasil peramalan dengan model kontinu dan model diskritdapat mengikuti fluktuasi debit historis yang ada. Elastisitas debit antisipasi terbaik ⇒ Metode Diskrit Chain

Markov. Metode peramalan terpilih ⇒ Pengelolaan Waduk Aktual

Tabel : Persamaan Regresi Linier Ganda Model Hujan-Debit Heterogen Q(1)PPP

Bulan Persamaan Regresi Ganda

Januari Qn+1 = -0.2714 Pn3 + 0.6869 Pn6 - 0.4202 Pn10 + 195.5179 Februari Qn+1 = 0.4285 Pn2 + 0.4338 Pn10 - 0.2653 Pn11 + 21.5284 Maret Qn+1 = 0.8444 Pn6 - 0.8100 Pn10 + 0.2995 Pn11 + 48.5559 April Qn+1 = 0.7888 Pn2 - 0.5617 Pn7 - 0.4267 Pn8 + 76.6542 Mei Qn+1 = -0.5834 Pn6 + 0.5974 Pn8 + 0.7358 Pn9 - 20.0044 Juni Qn+1 = 1.2112 Pn2 - 0.8824 Pn4 - 0.1693 Pn11 + 11.1823 Juli Qn+1 = 0.9247 Pn6 + 0.3902 Pn8 - 0.8419 Pn10 + 13.3979 Agustus Qn+1 = -0.6908 Pn2 + 0.6469 Pn5 + 0.9290 Pn11 + 8.8445 September Qn+1 = -1.2519 Pn3 + 0.9167 Pn5 + 0.9589 Pn11 - 10.1159 Oktober Qn+1 = 0.4996 Pn3 - 0.3895 Pn4 + 0.8626 Pn7 - 8.2072 November Qn+1 = -0.4947 Pn3 + 0.9778 Pn6 - 0.6167 Pn9 + 115.4179 Desember Qn+1 = 0.9712 Pn2 + 0.2627 Pn5 - 1.0085 Pn6 + 103.8751

Sumber : Hasil Perhitungan Keterangan : P1 = Cicalengka, P2 = Paseh, P3 = Chinchona, P4 = Ciparay, P5 = Ujung Berung P6 = Bandung, P7 = Cililin, P8 = Montaya, P9 = Sukawana, P10 = Saguling Dam P11 = Cisondari