BALAI PSDA KUANTAN INDRAGIRI
PELATIHAN HIDROLOGI DAN MANAJEMENT ASET BWRM_WISMP BWRM_WISMP 1
Panduan Perhitungan debit andalan
[Bukittinggi, 11-14 Agustus 2008]
Perhitungan Ketersediaan Air Perhitungan ketersediaaan air
Ketersediaan air yang dapat dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan air dan dihubungkan dengan probabilitas (kemungkinan terjadi) disebut debit andalan. Perhitungan debit andalan yang dipergunakan untuk perencanaan berbagai pemanfaatan SDA dan perencanaan pelaksanaan alokasi air mempunyai nilai probabilitas yang berbeda diantara jenis pemanfaatan SDA, misalnya untuk kebutuhan air irigasi biasanya digunakan debit yang mempunyai keandalan !" atau diharapkan terlampaui dengan probabilitas !", sedangkan kebutuhan air minum #$% , industri #!%, meningkatnya nilai probabilitas disebabkan agar ketersediaan air lebih terjamin karena kegagalan yang terjadi akibat dari tidak dapat terpenuhinya kebutuhan air tersebut akan menimbulkan dampak yang besar. Perhitungan debit andalan umumnya disesuaikan dengan sistem pemberian air yaitu debit sepuluh harian atau setengah bulanan maupun bulanan. %erdasarkan data debit rata&rata harian yang diperoleh dari pos hidrometri'pos duga air atau bending maka disusun seri data debit per satuan aktu (sepuluh harian'setengah bulanan'bulanan) Debit rata&rata setengah bulanan pertama dihitung mulai dari tanggal sampai tanggal $, dan setengah bulanan kedua mulai dari tanggal * sampai hari terakhir pada bulan itu. +ntuk sepuluh harian, debit sepuluh harian pertama di hitung mulai tanggal sampai ! sepuluh harian kedua mulai tanggal sampai -! dan sepuluh harian ketiga mulai tanggal - sampai akhir bulan. Data debit yang digunakan dalam perhitungan debit andalan harus memenuhi kriteria sbb a. /emiliki panjang data pencatatan data minimal ! tahun b. 0erhadap data yang akan dianalisa telah dilakukan pengujian data (1erifikasi'1alidasi terhadap data debit) c. %ilamana panjang data kurang dari ! tahun, maka perlu dilakukan analisa o Pengisian data kosong o Perpanjangan data debit dengan menggunakan model hujan & aliran Penentuan debit andalan (tersedia seri data debit minimum 1 Tahun!
0erdapat banyak jenis distribusi frekuensi, tetapi untuk penentuan debit andalan, distribusi normal biasanya dapat diterapkan dalam batas&batas kesalahan yang ajar.
[Type text]
Page -
a"
Distribusi N#rmal
2ontoh perhitungan debit andalan setengah bulanan dengan menggunakan metoda Distribusi 3ormal diberikan dalam tabel (halaman dan -). Debit !" untuk suatu tengah&bulanan tertentu dapat dihitung dari 4! 5 4rata&rata & !,6 7 SD Dimana
4! 4rata&rata SD
5 debit setengah&bulanan !" 5 debit rata&rata untuk setengah&bulanan 5 de1iasi standar
SD 5 ( ( Σ (8i & 8m)- ) ' (r&)!,$ Dimana
8i 8m r
5 nilai data untuk setengah bulanan i 5 rata&rata untuk semua nilai 8 5 jumlah tahun data.
Berikut langkah$langkah untuk melaksanakan %erhitungan debit andalan dengan &ara distribusi n#rmal Langkah 1 ' Susunlah satu tabel data setengah bulanan (lajur - sampai ) untuk semua data yang tersedia, seperti dicantumkan di 9alaman 0abel . :umlahkan debit bulanan selama periode pencatatan (lajur -). 9itung rata&rata (lajur ;) untuk tiap setengah bulanan. Langkah ' 9itunglah SD (De1isi Standar) seperti dalam persamaan diatas. /ula&mula, ambil 8i (debit tiap setengah bulanan) dan 8m (rata&rata debit setengah bulanan untuk periode pencatatan), yang sudah dihitung. Susunlah suatu tabel seperti dalam halaman - tabel Langkah ) ' 9itunglah 8i & 8m dan kuadratkan hasilnya, untuk tiap setengah bulanan dan untuk tiap tahun pencatatan (lajur 6 sampai -;). Langkah * ' :umlahkan lajur&lajur 6 sampai -; (kesalahan kuadrat rata&rata setengah bulanan), seperti dalam lajur -6. Langkah + ' %agilah jumlah tersebut dengan jumlah tahun pencatatan (r dalam persamaan ;.-) dikurangi (! tahun data kurang 5 #), seperti dalam lajur -$. Langkah , ' Ambil akar kuadrat dari hasilnya (akar kuadrat dari lajur -$) seperti dalam lajur -*. [Type text]
Page ;
Langkah - ' Dengan mengikuti persamaan (;.), Debit Andalan !" sama dengan 8m & !,6 7 SD. atau lajur ; dikurangi (!,6 7 lajur -*), seperti dalam lajur -<.
Dari debit andalan yang dihitung itu (lajur -<) dapat dilihat baha debit andalan setengah bulanan yang terendah untuk musim&musim tanam (diluar :uli sampai =ktober) adalah untuk :uni kedua yaitu !6 's.
b"
Lengkung kekera%an
Perhitungan debit andalan dengan cara menyusun data debit dari kecil ke besar. Debit andalan dengan prob !% ditentukan berdasarkan urutan data sesuai dengan rumus penetapan ranking sbb > 5 (3 ? !,-$) 7 P ? !,;<$ dimana > 5 ranking 3 5 :umlah data P 5 peluang' probabilitas kegagalan +ntuk perhitungan debit andalan , dimana kemungkinan terlampaui sebesar !% dan kegagalan yang mungkin terjadi adalah sebesar -!% , maka dalam hal ini nilai P adalah sebesar !,-
[Type text]
Page 6
Tabel ' .#nt#h merangking %erkiraan keandalan debit (m)/det!
0ahun #<< #< #<# #! # ##; #6 #$ #* #< # ## ##! ## ####; ##6 ##$ ##* ##<
2at.
Debit m *.; m .6 ;.$ m 6.!.! #.* *.! <.# <. -. ;. -.$ $.! $. -.; -.* -.# $.
>ank ; * + * < # ! ; 6 $ * < # -! -
0ahun ## ##! # #; ####< ##; #< # #< #! #$ #6 ## ##$ ##* #* ##6 #<< #<# #:umlah data >anking debit andalan !" Perkiraan debit andalan !"
Debit -. ;. ;.$ *" +" $. $. *.; <. <.# .6 #.* !.! -.$ -.* -.# *.! -.; / / / 6 6.-
m 5 data hilang
%erdasarkan data pada tabel - , maka jumlah data (3) adalah dan P 5 !,- maka > 5 (?!,-$)7!.-?!,;<$ 5 6,!-$ /aka Perkiraan debit andalan !" tersebut akan diperoleh pada data antara data ke 6 dan $ setelah rangking. Dengan menggunakan data yang ada maka yang mendekati nilai perhitungan tersebut adalah 6,- m;'det (lihat 0abel -)
[Type text]
Page $
Penentuan Debit Andalan Dengan Data Debit Kurang Dari 1 Tahun
Dimana hanya tersedia catatan data debit yang pendek, sedangkan data curah hujan jauh lebih panjang dari pada data debit. /aka perhitungan perkiraan debit andalan dapat dihitung dengan menggunakan model hujan @ aliran, yaitu dengan cara membandingkan curah hujan andalan dengan debit Dalam metode ini subyekti1itas dan asumsi baha trend curah hujan dan debit mempunyai trend yang sama merupakan bagian dari analisis, apabila data curah hujan dan debit menunjukan trend yang berbeda maka sebaiknya cara ini tidak dilakukan. %iasanya, cara yang paling baik untuk mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan, adalah dengan membandingkan hasil perhitungan dengan data hasil pengamatan untuk periode yang sama (kalibrasi). Kebutuhan Data $ 0inimum ' & ! tahun data curah hujan yang diperoleh dari hasil perhitungan metoda 0hiesen, isohyet atau aritmatika dari ilayah sungai.
&
- tahun data debit rata&rata harian di lokasi pengambilan (intake)
&
0ersedia data curah hujan dan data debit pada tahun yang sama.
Langkah langkah %erhitungan adalah sebagai berikut'
Sebelum melakukan perhitungan sebaiknya plot grafik hubungan antara curah hujan dan aliran untuk melihat hubungan keduanya dan pengecekan data yang dianggap tidak sesuai (dalam mm) seperti terlihat pada gambar Langkah 1 ' Susunlah satu tabel jumlah curah hujan setengah bulanan (lajur - sampai ) untuk semua tahun data yang tersedia, seperti dicantumkan dalam halaman 0abel .$. :umlahkan semua jumlah curah hujan setengah bulanan selama periode catatan (lajur -). 9itunglah rata&rata (lajur ;) untuk tiap setengah bulanan. Langkah ' 9itunglah SD (de1iasi standar) seperti dalam Persamaan ;.-. /ula&mula, ambil 8 (tiap jumlah curah hujan setengah bulanan) dan 8m (rata&rata jumlah curah hujan setengah bulanan untuk periode catatan). yang sudah dihitung, susunlah suatu tabel seperti dalam 9alaman - 0abel .$. Langkah ) ' 9itunglah 8i & 8m dan kuadratkan hasilnya, untuk setengah&bulanan dan untuk tiap tahun pencatatan (lajur 6 sampai -;). Langkah * ' :umlah lajur 6 sampai -; (kesalahan kuadrat rata&rata setengah bulanan), seperti dalam lajur -6. Langkah + '
[Type text]
Page *
%agilah jumlah itu dengan jumlah tahun pencatatan (r dalam persamaan ;.-) kurang (! tahun data dikurangi 5 #), seperti dalam lajur -$. Langkah , ' 0arik akar kuadrat dari hasilnya (akar kuadrat lajur -$) seperti dalam lajur -*. Langkah - ' /engikuti Persamaan ;.;, 2urah 9ujan Andalan !" sama dengan 8m & !,6 7 SD, atau lajur ; dikurangi (!,6 7 lajur -*), seperti dalam lajur -<. Langkah ' Susunlah satu tabel seperti 9alaman ; 0abel .$. 2urah 9ujan !" dari lajur -< 9alaman dipindahkan ke 9alaman ;, demikian juga untuk lajur&lajur ! dan dari 9alaman . Data debit yang tersedia untuk dua tahun yang sama kemudian ditambahkan pada tabel itu. Kedua tahun ini dipakai sebagai tahun contoh, dengan asumsi baha ada data &urah hu2an dan data debit untuk dua tahun tersebut. Langkah 3 ' %uatlah suatu perbandingkan antara curah hujan andalan !" (lajur -<) dengan data setengah bulanan yang sebenarnya (lajur ! dan ). Dalam contoh, curah hujan andalan setengah bulanan !" untuk :uni adalah $- mm. Angka itu dapat dilihat dalam lajur ! (##!) dan (##) baha curah hujan untuk :uni tersebut, masing&masing 6# mm dan $$ mm. 0erkecuali kalau kita dapat yakin tentang debit andalan, maka kita harus mengasumsikan hal yang lebih pesimistik. =leh karena itu, tahun yang dipakai untuk meakili curah hujan andalan !" haruslah tahun ##!, bukan tahun ##. Debit untuk :uni , ##! (lajur -) adalah #! 's. ni akan dipakai sebagai debit andalan yang diharapkan.
Kalau membandingkan pengamatan curah hujan setengah bulanan dengan perhitungan curah hujan andalan !", perbedaan harus tidak lebih dari !". Kalau lebih besar dari !", maka metoda ini dianggap tidak dapat diterima. Tabel 1
[Type text]
Page <
[Type text]
Page
Tabel 1 (lan2utan!
[Type text]
Page #
Tabel
[Type text]
Page !
Tabel (Lan2utan 1!
[Type text]
Page
Tabel (Lan2utan !
[Type text]
Page -
Gambar 1
[Type text]
Page ;
