Pemodelan matematik hujan-aliran berbasis model Dawdy-O'Donnell

SUSILOWATI, Kartini, Dr.Ir. Fatchan Nurrochmad, M.Agr

2004 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Salah satu kendala yang banyak di jumpai dalam pengembangan sumberdaya air di Indonesia adalah kekuranglengkapan data aliran di suatu satuan wilayah sungai Ketersediaan data hujan relatif lebih baik dan lengkap dibandingkan dengan data aliran sungai. Dengan keterbatasan data yang ada dibutuhkan model- model hidrologi untuk mcngalihragamkan hujan menjadl aliran. Model yang ideal akan dapat menetapkan secara lengkap sifat dan proses yang terjadi pada seluruh komponen terkait dari DAS. Spesifikasi diberikan dalam bentuk parameter fisik dan akan mencakup seluruh hubungan perilaku dalam DAS. Salah satu dari model hujan-aliran yang memulai dcngan model konseptual fisik dan yang pertama kali mengestimasi parameter secara otomatis pada DAS adalah Model Dawdy- O’Donnell. Model ini telah dikembangkan untuk studi sensitivitas parameter model dan optimisasi. Model Dawdy-O’Donnell adalah model hujan-aliran konseptual-lump, yang menyajikan siklus hidrologi di seluruh daerah aliran sungai. Diprogram untuk menghasilkan data aliran sungai jam-jaman dengan menggunakan data evaprotranspirasi harian dan data hujan jamjaman. Tujuan utama dari Model Dawdy-O‘Donnell adalah untuk memperkirakan aliran sungai menerus bagi DAS tanpa setasiun pengukur. Model ini diaplikasikan pada 2 (dun) Daerah Aliran Sungai (DAS) di Propinsi Jawa Tengah, Indonesia. Satu sebagai DAS referensi dengan setasiun pengukur dan satunya lagi sebagai DAS uji tanpa setasiun pengukur. Untuk tujuan meramalkan aliran menerus pada DAS tanpa setasiun pengukur, pada mulanya model diaplikasikan pada DAS dengan setasiun pengukur. Setelah itu, model diuji pada DAS tanpa setasiun pengukur tanpa kalibrasi dengan mentransfer nilai parameter dari DAS referensi setelah diatur sesuai dengan karakteristik DAS uji tanpa setasiun pengukur. Analisis sensitivitas dari beberapa parameter disertakan untuk menyelidiki pengaruh parameter-parameter ini pada simulasi model dan untuk meningkatkan efisiensi proses kalibrasi. Puncak aliran simulasi tidak bertepatan dalam waktu dan jarak dibandingkan dengan terukur, namun semua bentuk hidrograf aliran baik di musim kering dan musim hujan dapat disimulasikan dengan hasil yang cukup memuaskan yaitu Volume Error (VE) untuk aliran jam-jaman berkisar antara 2.4% sampai 7.1% dan untuk aliran harian berkisar antara 2% sampai 7.6%. Sedangkan untuk DAS uji Volume Error aliran jam-jamam dan harian sebesar 12,8% dan 11,3% secara berturut-turut. Untuk aliran harian nilai koefisien antara hasil simulasi dan terukur yaitu berkisar antara 0.411 sampai dengan 0.730

Lack of discharge in a river basin is a major problem in water resources development in Indonesia. The availability of series rainfall data on river basin unit is relatively better and more complete than streamflow data. The availability of complete data is needed for a purpose of water resources development in a region. The most commonly problem happened in Indonesia due to hydrological data is the lack of data itself Regarding this condition, hydrologic modelling such as rainfall-runoff model is used to overcome this problem. A number of rainfall- runoff models has been developed ranging from simple conceptual models to complex distributed models. One of the rainfall-runoff models in the early of physical conceptual model and first automated estimation of parameters for a given catchments is Dawdy-O‘Donnell Model. This model was originally developed for the study of model parameter sensitivity and optimization. The Dawdy-O'Donnell model is a conceptual-lump rainfall-runoff model and aimed at representing the whole of the land phase of the hydrologic cycle. It is programmed to produce hourly sreamflow data using daily cvapotransporation and hourly precipitation data. The main purpose of the Dawdy-O’Donnell model is to predict the continuous stream flow for an ungauged watershed. This model was applied in to two catchments in Central Java, Indonesia One as a “reference” gauged watershed and the other as “ungauged” test watershed. For the purpose of predicting the continuous runoff at ungauged watershed, initially the model was applied at the gauged watershed. Then, the model was tested to ungauged watershed wihout calibration by transferring calibrated parameters value of a gauged watershed afler being adjusted according to the characteristics of ungauged watershed. Sensitivity analysis of some parameters is carried out to investigate the effect of these parameters on the model simulation and to increase the efficiency of the calibration process. Although the simulated peak flow does not perfectly coincide to time and magnitude compared with observed one, overall shape hydrographs simulation both dry and wet season can be simulated quite well. The comparation between simulated and observed runoff flow shows that the model can be used to predict a continuous runoff for gauged and ungauged watershed with satisfying result. especially daily flow i-e volume error (VB) for hourly flows are about 2.6% to 7.1%, and for daily flows are about 2% to7.6%. The correlation coefficient for daily flows for both catchment IS about 0.41 l to 0.763.

Kata Kunci : Sumberdaya Air,Siklus Hidrologi,Model Hujan Aliran,Dawdy O'Donnell, hydrological cycle, water budget. optimization. sensitivity analysis