presentasi hidrologi terapan bab 6 modeling
Post on 01-Mar-2018
261 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
1/15
1
HIDROLOGIHIDROLOGI TERAPANTERAPANMODEL HIDROLOGIMODEL HIDROLOGIHIDROLOGIHIDROLOGI TERAPANTERAPANMODEL HIDROLOGIMODEL HIDROLOGI
TIK Pengenalan dan pemahaman model
dasar hidrologi terkait dengananalisis hidrologi
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
2/15
2
Model dalam SDA Dalam kegiatan analisis hidrologi untuk berbagai
kepentingan dalam pengembangan sumberdaya air,dalam banyak kasus diperlukan data hujan ataupundata debit dengan jangka waktu yang cukuppanjang dibandingkan dengan jangkauan data yangtersedia.
Dalam hal ini diperlukan pemahaman yang baikterhadap DAS tertentu sebagai sistem yangmengalihragamkan masukan menjadi keluaran debitatau hidrograf.
Dooge (1973) menyebutkan bahwa model adalahstruktur, alat, skema atau prosedur nytaatau abstrak, yang menghubungkanmasukan, sebab atau rangsangan, tenagaatau informasi, dan keluaran, pengaruh
atau tanggapan dalam referensi waktutertentu.
Ponce (1989) secara spesifik menakrifkan model(matematik) sebagai satu set pernyataan-pernyataan matematik yang menyatakanhubungan antara fase-fase dari siklushidrologi dengan tujuan mensimulasikantransformasi hujan menjadi limpasan.
MODEL
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
3/15
3
Clarke (1973) mendifinisikan model sebagaisimplifikasi dari suatu sistem yang kompleks, baik
berupa fisik, analog atau matematik1. Model fisik
Dibuat sebagai model dengan skala tertentuuntuk menirukan prototipenya, model ini mempunyai3 bagian terpenting yaitu: rain simulator, runoffsurface dan alat-alat ukurnya.2. Model Analog
Model analog disusun dengan menggunakanrangkaian resistor-kapasitor untuk memecahkanpersamaan-persamaan deferensial yang mewakiliproses hidrologi, dasar analognya adalah:I = O S3. Model Matematik
Menyajikan sistem dalam rangkaian persamaandan kadang-kadang dengan ungkapan-ungkapanyang menyajikan hubungan antarvariabel danparameter.
Tiruan proses hidrologi untuk keperluan analisis tentangkeberadaan air menurut aspek jumlah, waktu,tempat, probabilitas dan runtun waktu (time series).
merupakan integrasi dari semua proses hidrologi. mensimulasikan transpormasi hujan menjadi aliran(rainfall runoff model): jumlah/waktu padatempat tertentu.
diperlukan untuk analisis, perencanaan,perancangan, perkiraan jangka panjang danperamalan, terutama bila data yang tersediaterbatas.
KOMPONEN MODEL
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
4/15
4
1. Pemilihan jenis model yang tepat
2. Formulasi dan penyusunan model
3. Pengujian model, yang dilakukandengan 2 cara yaitu kalibrasi danverifikasi.
4. Pemakaian model setelah melaluiberbagai pengujian.
SYARAT MODEL
JENIS MODEL1. Model Stokastik merupakan bagian dari model
probabilistik yang dapat berupa model statistik danmodel stokastik. Model ini lebih menekankan padatime-dependency variabel hidrologi.
2. Model Empirik adalah model yang hubungan antar
parameternya diperoleh dengan cara coba-coba,tanpa memerlukan pemahaman proses yangsebenarnya terjadi.
3. Model Konseptual merupakan model yang beradaantara model teoritik dan empirik, yang menyajikanproses fisik dengan penyederhanaan.
4. Model Deterministik adalah model yang disusunberdasarkan kaidah-kaidah ilmu fisika yangmenunjukkan hubungan sebab akibat.
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
5/15
5
5. Model Parametrik, termasuk didalamnya model
empiric misalnya model kotak hitam (black boxmodel) merupakan model yang paling sederhanayang didasarkan pada pengamatan dan percobaan
6. Model yang bersifat linier dalam pengertianteori system adalah model yang didalamnyaberlaku asas superposisi.
7. Lumped model adalah model yang tidakmemperhitungkan variabilitas-ruang baikvariabel masukan maupun parameter sistem DAS.
8. Event model adalah model yang hanya dirancanguntuk perkiraan limpasan sesaat.
9. Continuous Model adalah model yang didasarkanpada proses menerus dari semua komponenproses.
PERTIMBANGAN UMUM PROSEDURANALISIS HIDROLOGI
Ketersediaan data
Kualitas data
Tingkat ketelitian hasil yangdikehendaki
Kesesuaian cara dengan DAS yangditinjau
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
6/15
6
KEBUTUHAN DAN PERKIRAAN
1. kualitas dan kuantitas data yag kurang memadai,2. kurangcocoknya berbagai model terhadap kasus-kasus
spesifik di Indonesia,3. ketidakpuasan terhadap pemakaian cara-cara lama yang
didasarkan pada cara-cara empirik atau model-model yangdidasarkan hanya pada faktor geografik, karena dalampengujian ternyata mengandung kesalahan yang cukupbesar,
4. perkembangan hardware komputer dan perkembanganperangkat matematik untuk analisis data dan penyusunanmodel,
5. ketersediaan dana untuk penelitian dan pengembangancara-cara baru,6. kesenjangan antara beberapa pengertian tentang sistem
hidrologi,7. kompleksnya sistem yang dianalisis, dan8. timbulnya kesalahan dalam peramalan dan perkiraan.
Dua cara pendekatan Method non optimasi (nonoptimizing
method)Dalam model ini peranan data sangatmenentukan, pertanyaan yang selaluterkait dengan data ini adalah:
ketersediaan data dan kualitas data.Dua istilah yang sering digunakan dalampraktek adalah: data simulasi (simulateddata) adalah data yang dihasilkansebagai keluaran oleh sebuah model dandata sintetik (syntethic data) adalahdata yang dihasilkan oleh analisisstokastik.
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
7/15
7
Dua cara pendekatan Method optimasi (optimizing method)
Dalam model optimasi, semua aspekdalam semua bentuk dan sifatnya, baikindividu maupun sifat hubungan antarvariabel/parameternya dikaitkan untukmemperoleh hasil terbaik setelahmemperhitungkan semua hambatan,pertimbangan, baik untung ruginya,kualitatif maupun kuantitatif. Dalam
kaitan ini masalahnya dapat menjadisangat kompleks, karena bila tujuan danhambatannya cukup banyak, makapemilihan hasil yang paling baik menjadisangat sulit.
Tergantung dari tingkat kebutuhan danketelitian yang dikehendaki, penyimpangandalam analisis tersebut dapat diperlakukandengan dua cara:
membiarkan saja penyimpangan tersebutterjadi dengan menganggap bahwa hal ini
merupakan hal yang wajar, karena sifatalami yang tidak mungkin dapatdimodelkan secara sempurna.
melakukan modifikasi model yangdikembangkan agar dapat memberikanunjuk raga yang lebih baik.
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
8/15
8
STRUKTUR MODEL1. Struktur Komponen
Hidrometeorologi
2. Struktur Komponen Permukaan
3. Struktur Komponen Bawahpermukaan
4. Struktur Komponen Sungai
Struktur Komponen Hidrometeorologi
Hujan Hujan
HujanRancangan
Hujan
Hujan TiapElemen DAS
Pola ElemenDAS
Struktur sederhanakomponen hujan
Komponen hujan sebagaimasukan distributed
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
9/15
9
Struktur Komponen Permukaan
Hujan
Intersepsi
Aliran Limpasan
Penguapan
Hujan
TampunganPermukaan
Penguapan
Hujan
Infiltrasi Aliran Limpasan
Tampungan BawahPermukaan
Struktur model dengansatu tampungan
Struktur Komponen Bawah Permukaan
Infiltrasi
(lateralflow)
Tampungan
Infiltrasi
LimpasanPermukaan
LimpasanLangsung
Hujan(netto)
AliranAntara
Struktur model denganpenggabungan aliran antaradan limpasan permukaan
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
10/15
10
Struktur Komponen Sungai
Di sungai terjadi 2 proses yaitu proses pembangkitanaliran (fow generation) dan proses penelusuran(routing)
Aliran Antara
Limpasan
Limpasan Permukaan
Penelusuran
Aliran Dasar
KALIBRASI kalibrasi dilakukan untuk memastikan
besaran-besaran/parameter-parametermodel. Kalibrasi dilakukan untukmenemukan besaran/parameter yangbelum diketahui agar keluaran model
dekat dengan keluaran DASprototipnya (observed characteristics).
Kalibrasi dapat dilakukan denganbeberapa cara, baik cara manual (trialand error), otomatik (automaticcalibration) atau gabungan antarakeduanya.
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
11/15
11
VERIFIKASI Untuk menguji ulang (menguji akhir)
unjuk kerja model, diperlukan tahapverifikasi. Dalam tahap in, modeldengan semua parameter yang telahdiperoleh dalam tahap kalibrasi diujidengan menggunakan data yang belumdigunakan dalam kalibrasi. Misalnyatersedia data sepanjang sepuluh tahun,
maka data lima tahun pertamadigunakan untuk kalibrasi, sedangkandata lima tahun terakhir digunakanuntuk verifikasi.
MODEL HIDROLOGISEDERHANA
Rainfall runoff model
Frequency analysis
Stochastic analysis
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
12/15
12
Prinsip pemodelan: tata baku dan imbangan air
Kegunaan: perkiraan ketersediaan air(continuous flow) dan debit/hidrograf aliranbesar/banjir (event flow)
Contoh: SSARR, SHE, MOCK, NASH, HEC-HMS,
dll.
Rainfall runoff modelRainfall runoff model
Even Flow
Aliran Puncak(Debit Banjir)
Data Record
Hidrograf Satuan
Hidrograf Satuan Sintetik
Analisis Frekuensi & Rasional
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
13/15
13
Penelusuran elemen event flow
Hujan
Permukaan TanahBadan AirBadan Air
Aliran Air disungai
Infiltrasi
Debit di DAS
AliranAntara
Aliran di permukaantanah
Evapotranspirasi
Lapisan Tanah
AliranDasarLapisan Akuifer
Air TAnah
Continuous Flow
Data Record
Aliran Rendah(Debit Andalan)
Model Tangki
Model Mock
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
14/15
14
Penelusuran elemen continuous flow
Vegetasi Permukaan
tanah
Badan Air
Lapisan Tanah
Aquifer airtanah
Aliran dibadan air
transpirasi
evaporasi
evaporasi
evaporasi
infiltrasiAir kapiler
perkolasiAir kapiler
Debit dalamDAS
banjir
Aliranantara
Aliran
dasarsimpanan
Aliran
permukaan
tanah
Presipitasi
Aliran
Frequency analysis Prinsip pemodelan: fungsi distribusi
probabilitas. Kegunaan: perkiraan besaran hidrologi
sebagai nilai besaran rancangan dengankala ulang tertentu (banjir rancangan,hujan rancangan).
Contoh: distribusi Normal, Log-Normal,Gumbel, Pearson III, dll.
-
7/26/2019 Presentasi Hidrologi Terapan Bab 6 Modeling
15/15
Stochastic analysis Prinsip pemodelan: perilaku komponen
perulangan (tetap), trend dan simpangan(error)
Kegunaan: pembangkitan data hidrologi(hujan, debit) untuk input evaluasi unjukkerja design capacity atau pedomanoperasi bangunan air
Contoh: Thomas Fiering, Matallas, ARIMA,dll.
TERIMAKASIHTERIMAKASIHTERIMAKASIHTERIMAKASIH
top related