Perbandingan Model Hujan-Aliran Menggunakan Nreca dan Tangki di Sub DAS Dinoyo Kabupaten Jember

Abstract

Keterbatasan data aliran merupakan kendala yang sering terjadi pada analisa ketersediaan air. Besarnya ketersediaan air pada suatu DAS biasanya ditentukan berdasarkan data debit pada suatu pos duga air secara series dan panjang. Selama beberapa tahun Sub DAS Dinoyo mengalami curah hujan yang tinggi hingga menyebabkan banjir bandang, juga rusaknya jembatan di beberapa wilayah di Kecamatan Panti, Kabupaten Jember. Sehingga dibutuhkan suatu pemodelan hujan-aliran sebagai salah satu cara untuk alih ragam dari hujan ke debit aliran dilapangan untuk mengetahui potensi sumberdaya air di Sub DAS Dinoyo. Penelitian ini digunakan pemodelan hujan-aliran yaitu Model Nreca dan Model Tangki untuk mensimulasikan hujan ke debit. Kedua model tersebut dioptimasi terlebih dahulu sebelum digunakan untuk analisis. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui besar penyimpangan dan keandalan dari kedua model yang optimal. Analisis perhitungan hidrologi untuk kedua model ini diawali dengan menghitung curah hujan rerata wilayah menggunakan metode Polygon Thiessen dan menghitung evapotranspirasi menggunakan motode Penman Modifikasi. Model Nreca strukturnya dibagi menjadi dua tampungan, yaitu tampungan kelengasan (moisture storage) dan tampungan air tanah (groundwater storage). Prinsip kerja Model Nreca adalah debit aliran yang masuk berasal dari hujan yang turun di dalam daerah tangkapan air (DTA). Sebagian dari hujan tersebut menguap sebagian lagi turun ketanah. Hujan turun ke permkaan tanah sebagian masuk ke dalam tanah akan mengisi poir-pori tanah, sebagian mengalir di atas permukaan tanah (Limpasan permukaan). Jika pori sudah mengalami kejenuhan, air akan masuk ke dalam tampungan air tanah. Gerakan ini disebut perkolasi. Tampungan air tanah diperoleh dari kelebihan kelangasan, sedangkan kelengasan tanah itu sendiri dipengaruhi oleh curah hujan dan evapotranspirasi potensia yang terjadi. Tampungan air tanah sedikit demi sedikit mengalir keluar sebagai mata air menuju alur sungai dan disebut dengan aliran dasar. Aliran air tanah ini merupakan tampungan air tanah akhir yang kumulatif dari tampungan air tanah dan tampungan tanah awal. Sisa dari curah hujan diatas permukaan bersama aliran dasar begerak masuk menuju alur sungai. Aliran total yang ada kemudian dikalikan dengan Luas DAS, hasil dari perkalian keduannya merupakan keluaran dari model Nreca yang berupa debit aliran sungai sesuai dengan periode yang direncanakan. Model Tangki strukturnya Prinsip kerja Model Tangki adalah hujan jatuh ke permukaan tanah hingga tanah jenuh yang menyebabkan terjadinya suatu aliran. Air yang masuk yaitu pada tangki A keluar melalui lubang a1 disebut dengan aliran permukaan (surfaceflow) serta lubang a2 disebut dengan aliran subpermukaan (sub-surfaceflow) dan meresap melalui a0 dan masuk dalam tangki B. Air pada tangki B sebagian akan keluar melewati lubang b1 yang disebut aliran antara (intermediate flow) dan meresap ke tangki C. Sebagian air akan keluar melalui lubang c1 yang disebut aliran sub-dasar (sub-base flow). Air yang meresap ke tangki D akan keluar melalui lubang d1 yang disebut aliran dasar (base flow). Debit total adalah air yang terkumpul dari berbagai sumber tersebut dan membentuk suatu aliran sungai. Selanjutnya kedua model ini dianalisis dengan masing-masing masukan parameter hingga mendapatkan hasil yang optimal. Kemudian hasil yang didapatkan dianalisis kalibrasi dan validasinya menggunakan RMSE (Root Mean Square Error) dan ME (Mean Error) dengan syarat mendekati satu (1) serta NSE (Nash Stuch-liffe) dan R² (Koefisien Determinasi) dengan syarat mendekati nol (0). Hasil dari perhitungan Model Nreca didapat rata-rata kalibrasi model selama empat tahun (2010 – 2013) dengan RMSE sebesar 8,391, ME sebesar 4,506, NSE sebesar 0,579 dan R² sebesar 0,802. Rata-rata validasi model selama empat tahun yakni (2014 – 2017) dengan RMSE sebesar 10,828 ME sebesar 5,873, NSE sebesar 0,425 dan R² sebesar 0,735. Sedangkan hasil dari perhitungan Model Tangki didapat rata-rata kalibrasi model selama empat tahun (2010 – 2013) dengan RMSE sebesar 5,59, ME sebesar 0,87, NSE sebesar 0,767 dan R² sebesar 0,825. Rata-rata validasi model selama empat tahun yakni (2015 – 2017) dengan RMSE sebesar 6,01, ME sebesar 1,467, NSE sebesar 0,696 dan R² sebesar 0,770. Berdasarkan hasil perhitungan diatas dapat disimpulakan bahwa Model Tangki lebih andal dibandingkan dengan Model Nreca dalam menduga debit di Sub DAS Dinoyo, Kabupaten Jember.