aplikasi software hec-hms

Laboratorium Komputasi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

APLIKASI SOFTWARE HEC-HMS

Oleh :

Ir. Joko Sujono, M.Eng., Ph.D. Dr.Ir.Rachmad Jayadi, M.Eng.

Manual HEC=HMS

DAFTAR ISI

JUDUL i

DAFTAR ISI ii

I. PENDAHULUAN

A. SEKILAS HEC HMS 1

B. KOMPONEN HEC-HMS 1

C. PENGINSTALAN PROGRAM 3

II. CARA PENGOPERASIAN

A. UMUM 4

B. MEMBUAT PROJECT BARU 7

C. MEMASUKAN GAGE DATA 8

D. MEMBUAT BASIN MODEL 9

E. MEMBUAT METEOROLOGICAL MODEL 18

F. MEMBUAT CONTROL SPECIFICATIONS 19

G. SIMULASI DAN TAMPILAN HASIL 21

H. KELUAR DARI PROGRAM 21

I. KELUAR DARI PROGRAM 22

III. APLIKASI SOFTWARE UNTUK FLOOD DESIGN

A. GAMBARAN KASUS 25

B. SINGLE CATCHMENT 27

C. MULTI CATCHMENT 39

IV. APLIKASI SOFTWARE UNTUK LOW FLOW ANALYSIS

A. GAMBARAN KASUS 45

B. MASUKAN PROJECT 46

ii

Manual HEC-HMS

BAB I

PENDAHULUAN

A. UMUM

Software HEC-HMS (Hydrologic Modelling System) ini dirancang untuk

menghitung proses hujanaliran suatu sistem DAS. Software ini dikembangkan

oleh Hydrologic Engineering Center (HEC) dari US Army Corps of Engineering.

HEC-HMS ini merupakan pengembangan program HEC-1. Dalam HEC-

HMS terdapat fasilitas kalibrasi, kemampuan simulasi model distribusi, model

kontinyu dan kemampuan membaca data GIS.

B. KOMPONEN HEC-HMS

Simulasi hujan-runoff-routing dalam program HEC-HMS ini mempunyai

komponen model sebagai berikut ini:

1. hujan,

2. loss models yang menghitung volume runoff,

3. model-model direct runoff,

4. model-model baseflow

5. hydrologic routing models,

6. model-model dari water-control measures meliputi diversions dan storage

fasilities.

Metode simulasi dalam program HEC-HMS disajikan pada Tabel 1.1.

berikut ini.

1

Manual HEC-HMS

Tabel 1.1. Metode Simulasi dalam Program HEC-HMS

No Model Metode

1 Hujan User hyetograph User gage weighting Inverse-distance gage weights Gridded precipitation Frequency storm Standard project storm

2 Volume runoff Initial and constant-rate SCS curve number Gridded SCS curve number Green and Ampt Deficit and constant rate Soil moisture accounting Gridded SMA

3 Direct runoff User-specified unit hydrograph (UH) Clarks UH Snyders UH SCS UH Modclark Kinematic wave

4 Baseflow Constant monthly Exponential recession Linear reservoir

5 Routing Kinematic wave Lag Modified Puls Muskingum Muskingum-Cunge Standard Section Muskingum-Cunge 8- point section

Ilustrasi dari bagan alir/struktur pada simulasi proses transformasi hujan-

aliran untuk kondisi waktu yang panjang long-term simulation dapat dilihat pada

Gambar 1.1. di bawah ini.

2

Manual HEC-HMS

Vegetation Land surface

Water body

Soil

Groundwater

aquifer

Stream channel

Stemflow & throughfall

transpiration

evaporation

evaporation evaporation

infiltration capillary rise

percolation capillary rise

Watershed discharge

flood

interflow

baseflow

recharge

Overland flow

Precipitation

Gambar 1.1. Bagan alir Model Aliran

C. PENGINSTALAN PROGRAM

Program ini dapat diinstall pada komputer dengan sistem Microsoft

Windows 98 dan 95, Microsoft Windows NT 3.51 atau lebih tinggi dan Sun Solaris

2.5 atau lebih tinggi

Komponen hardware minimum untuk penginstalan di Microsoft Windows

mempunyai spesifikasi sebagai berikut di bawah ini.

o Processor Intel 80486 o Memory 16 MB o Hard disk space 15 MB

o Monitor VGA 15 o Mouse yang sesuai

Spesifikasi komponen hardware yang disarankan untuk penginstalan di

Microsoft Windows sebagai berikut di bawah ini

o Processor Intel Pentium o Memory 32 MB o Hard disk space 25 MB

o Monitor VGA 17 o Mouse yang sesuai

3

Manual HEC-HMS

4

Manual HEC-HMS

BAB II

CARA PENGOPERASIAN

A. UMUM

Cara membuka program ini ada dua cara. Cara pertama dengan memilih

ProgramHECHEC-HMS 2.1.1 pada start menu di pojok kiri bawah layar windows desktop. Cara kedua dengan double click icon HEC-HMS 2.1.1 pada

layar windows desktop.

Layar yang muncul pada saat pertama kali kita membuka program adalah

layar Project Definition. Layar Project Definition ini digunakan untuk membuat

dan mengatur projects.

Tampilan layar Project Definition dapat dilihat pada Gambar 2.1. di bawah

ini. Tombol-tombol menu di Project Definition adalah menu File, menu

Component, menu Data, menu View, menu Tool dan menu Help.

Gambar 2.1. Tampilan Layar Project Definition

Menu File berisi item-item untuk membuat dan mengatur project. Empat

project terakhir yang telah dibuka akan terlihat di menu File bagian bawah. Klik

pada salah satu nama project maka secara atomatis akan membuka project dengan

nama tersebut. Item-item di dalam menu File seperti yang terdapat dalam Tabel

2.1. di bawah ini.

4

Manual HEC-HMS

Tabel 2.1. Item-item dalam Menu File

Item Fungsi

New Project Membuat project baru

Open Project Membuka daftar project

Save Project Menyimpan project

Copy Project Mengkopi project

Rename Project Mengganti nama project

Delete Project Menghapus project

Project Attribut Mengeset the project description dan atribut yang lain

Import HEC-1 Mengimpor sebuah file HEC 1 ke project

Exit Keluar dari program

Menu Component berisi item-item untuk mengatur komponen model.

Komponen model ini berupa Basin Model, Meteorologic Model dan Control

Spesification. Item-item dalam menu Component dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Item-item dalam Menu Component

Item Fungsi

Basin Model New Membuat basin model baru Basin Model Open Membuka basin model Basin Model Delete Menghapus basin model dari project Basin Model Import Mengimpor basin model ke project Meteorologic Model New Membuat model meteorologi baru Meteorologic Model Open Membuka model meteorologi yang sudah ada Meteorologic Model Delete Menghapus model meteorologi dari project Meteorologic Model Import Mengimpor model meteorologi yang ada ke

project

Control Specification New Membuat control specification baru Control Specification Open Membuka control specification baru Control Specification Delete Menghapus control specification dari project

5

Manual HEC-HMS

Menu Data berisi item-item untuk memasukan time series dan mengatur

data yang lain. Item pada menu Data dapat dilihat pada Tabel 2.3 di bawah ini.

Tabel 2.3. Item-item pada Menu Data

Item Fungsi

Precipitation Gages Membuka Precipitation Gage Manager

Discharge Gages Membuka Discharge Gage Manager

Soil Moisture Accounting Units Membuka Soil Moisture Accounting Unit Manager

Menu View berisi item-item untuk mengakses log files. Project log berisi

informasi selama project dibuka.

Menu Tool berisi item untuk simulasi dan Optimization Runs. Item-item

pada menu Tool dapat dilihat pada tabel 2.4. di bawah ini.

Tabel 2.4. Item-item pada Menu Tool

Item Fungsi

Run Configuration Membuat run yang baru

Run Manager Mengatur run termasuk menghitungnya

Optimization Run Configuration Membuat optimization run yang baru

Optimization Manager Mengatur optimization run termasuk membu-at trials, parameter, dan mengeksekusinya

Menu Help berisi item-item untuk online help dan menampilkan

informasi tentang program. Item menu Help dapat dilihat pada Tabel 2.5. di

bawah ini.

Tabel 2.5. Item-item pada Menu Help

Item Fungsi

Contents Membuka tabel isi di online help

Search For Help On Membuka indeks di online help

Using help Membuka topik tentang penggunaan online help system

About HEC-HMS Memperlihatkan nomor versi dan license agreement program

6

Manual HEC-HMS

B. PROJECT BARU

Project baru dibuat dengan cara memilih FileNew Project di layar Project Definition. Jumlah karakter maksimum untuk nama project adalah 20

karakter dan untuk optional description terdiri 1024 karakter. Nama dan deskripsi

project dimasukan pada layar New Project.

Tekan tombol OK untuk membuat project atau tekan tombol Cancel jika

ingin membatalkan project. Jika tombol OK ditekan maka project baru akan

dibuat dan secara otomatis akan muncul di layar Project Definition.

Sebuah project dapat dibuka dengan cara memilih menu FileOpen Project di layar Project Definition. Layar Open Project menampilkan daftar

project-project yang telah dibuat. Pemilihan project yang akan dibuka dengan

mengklik nama project dalam tabel dan tekan tombol Open atau dengan double-

clicking nama project dalam tabel.

Sebuah project dihapus dengan cara memilih FileDelete Project pada menu di layar Project Definition. Layar Delete Project menampilkan seluruh

project yang telah dibuat. Pemilihan project yang akan dihapus dengan mengklik

nama project dalam tabel dan tekan tombol Delete atau dengan double clicking

pada nama project dalam tabel.

Project yang aktif disimpan dengan memilih menu FileSave Project di layar Project Definition. Setting project dan seluruh komponennya termasuk basin

models, meteorologic model, control specification, precipitation gages, discharge

gages, runs dan optimization runs maupun trials akan tersimpan.

Project dikopi dengan memilih menu FileCopy Project di layar Project Definition. Pada layar Copy Project masukan nama project baru, description, dan

storage location.

Mengganti nama project dengan memilih menu FileRename Project di layar Project Definition. Di layar Rename Project dimasukan nama baru, deskripsi

dan storage location.

7

Manual HEC-HMS

C. GAGE DATA

Model hidrologi memerlukan data time series hujan dan data time series

debit. Data times series hujan ini dimasukan ke dalam project dengan memilih

menu Data Precipitation Gages dan data time series debit dengan memilih menu Data Discharge Gages. Apabila kita memilih menu ini maka akan tampil layar Gage Manager. Layar Gage Manager ini digunakan untuk membuat

dan mengatur gages.

Ketik nama dan Optional Description untuk gage baru dalam layar New

Record. Hanya Precipititation Gages yang mempunyai altitude dan longitude

(Gambar 2.2.). Klik manual entry untuk membuat manual entry. Tekan OK untuk

meneruskan proses atau tekan Cancel untuk membatalkan proses.

Gambar 2.2. Tampilan layar New Precipitation Record

Masukan tanggal waktu dan time interval untuk gage pada layar Time

Parameter (Gambar 2.3.).

8

Manual HEC-HMS

Gambar 2.3. Tampilan Layar Time Parameter

Data time series dimasukan di layar Data Editor (Gambar 2.4.). Tekan OK

untuk menyimpan data, tutup layar dan akan kembali ke layar Gage Manager.

Gambar 2.4. Tampilan Layar Gage Manager

D. BASIN MODEL

1. Membuat dan Mengatur Basin Model

Basin model baru dibuat dengan memilih Edit Basin model New di layar Project Definition. Nama dan deskripsi basin model tersebut dimasukan di

layar New Basin Model. Jumlah karakter maksimal untuk nama basin model

adalah 20 karakter dan jumlah karakter maksimal untuk deskripsi basin model

sebesar 1024 karakter. Tekan tombol OK untuk membuat basin model atau

9

Manual HEC-HMS

Cancel untuk membatalkan basin model. Basin model baru juga bisa dibuat lewat

layar Basin Model dengan cara memilih file New Basin Model. Membuka file basin model yang ada dengan memilih menu Edit Basin

Model Open di layar Project Definition. Layar Basin Model*Open menampilkan daftar seluruh basin yang ada dalam project aktif. Pilih sebuah basin

model dengan klik nama basin model dalam tabel dan tekan tombol Select, atau

double- clicking nama basin model dalam tabel. Basin model dapat dibuka dengan

double clicking dalam basin model component list di layar Project Definition atau

dipilih File Open Basin Model pada menu item pada layar Basin Model. Menghapus basin model dipilih dengan menekan menu EditOpen Basin

ModelDelete di layar Project Definition. Layar Basin Model*Delete menampilkan daftar seluruh basin model pada project yang aktif. Pilih basin

model yang akan dihapus dengan mengklik nama basin model pada tabel dan

tekan tombol delete atau dengan double clicking nama basin model dalam tabel.

Basin model dapat juga dihapus dengan memilih menu FileDelete Basin Model pada layar Basin Model.

Menyimpan basin model dengan memilih menu File Save Basin Model di layar Basin Model.

2. Elemen Hidrologi Elemen hidrologi adalah building blocks dasar dari sebuah basin model.

Elemen ini menggambarkan proses fisik seperti sebuah watershed catchment,

stream reach, dan confluence. Terdapat 7 tipe elemen yaitu subbasin, reach,

reservoir, junction, diversion, source dan sink. Di elemen ini terdapat beberapa

macam metode perhitungan yang akan dipakai .

Subbasin adalah sebuah elemen yang biasanya tidak mempunyai inflow

dan hanya mempunyai satu outflow.

Reach adalah sebuah elemen dengan satu atau lebih inflow dan hanya

mempunyai 1 outflow.

10

Manual HEC-HMS

Reservoir adalah elemen dengan satu atau lebih inflow dan satu outflow

hitungan.

Junction adalah elemen dengan satu atau lebih inflow dan hanya satu

outflow.

Diversion adalah elemen dengan dua outflow (main dan diverted), dan satu

atau lebih inflow.

Source adalah elemen yang tidak mempunyai inflow, satu outflow. Sink

adalah elemen dengan satu atau lebih inflow tetapi tidak ada outflow.

3. Layar Basin Model Layar Basin Model ini (Gambar 2.5.) menampilkan Basin Model yang

aktif. Pada layar ini digunakan untuk membuat elemen-elemen hidrologi dalam

sebuah basin model, menghubungkan masing-masing elemen hidrologi dan untuk

memasukan data. Di layar Basin Model ini juga dilakukan pengaturan basin

model, simulations control dan menampilkan hasil perhitungan. Jadi di layar

Basin Model inilah pusat pekerjaan project.

Menu bar

Toolbar

Element palette

Gambar 2.5. Tampilan Layar Basin Model

11

Manual HEC-HMS

Layar Basin Model meliputi menu bar, toolbar, element palette dan skema

basin model. Menu bar terletak di bagian paling atas layar. Toolbar terletak di

bawah menu bar. Element palette di layar bagian kiri.

4. Menu Bar

Menu bar berisi item untuk membuat dan mengatur basin model, setting

basin model attributes, dan mencetak skema. Menu bar ini meliputi menu File,

menu Edit, menu Parameter, menu Simulate, menu View, menu Global

Summary Table, menu Message Log, menu Map dan menu Help. Item pada

menu File pada Tabel 2.6. di bawah ini.

Tabel 2.6. Item-item pada Menu File

Item Fungsi

New basin model Membuat basin model baru

Open basin model Membuka basin model

Save basin model Menyimpan basin model

Save basin model as Mengkopi basin model

Rename basin model Mengganti nama basin model

Delete basin model Menghapus basin model

Basin model attributes Set atribut untuk basin model

Print schematic Mencetak skema

Close Menutup layar schematic

Menu Edit berisi item-item untuk mengatur elemen hidrologi pada kanvas.

Item di menu Edit ditunjukan pada Tabel 2.7. di bawah ini.

12

Manual HEC-HMS

Tabel 2.7. Item item pada Menu Edit

Item Fungsi

Select All Memilih seluruh elemen pada basin

model

Edit Element Mengedit elemen yang aktif

New Element Membuat elemen baru

Duplicate Element (s) Membuat salinan elemen terpilih yang

aktif

Delete Element (s) Menghapus elemen terpilih yang aktif

Menu Parameter berisi item untuk seluruh global editor. Pemilihan item

di menu ini akan membuka global editor yang cocok dan menampilkan seluruh

data elemen-elemen.

Menu Simulate berisi item-item untuk membuka dan mengatur runs. Item-

item yang tersedia di menu ini dapat dilihat pada Tabel 2.8. di bawah ini. Empat

run yang terakhir akan diperlihatkan pada bagian bawah di menu ini. Klik salah

satu nama run untuk mengaktifkan run yang dipilih.

Tabel 2.8. Item-item pada Menu Simulate

Item Fungsi

Run configuration Membuat run baru

Run manager Mengatur run termasuk menghitungnya

Compute Menghitung run yang aktif

Menu View berisi item-item untuk menampilkan hasil running. Menu

Global Summary Table berisi item-item untuk membuka tabel peak flow untuk

seluruh elemen dalam basin model. Menu Message Log menampilkan seluruh

pesan yang ada selama proses run.

Menu Map berisi item-item untuk mengkontrol background map dan

tampilan element icon pada kanvas. Fungsi-fungsi pada menu Map ini

ditunjukkan pada Tabel 2.9. di bawah ini.

13

Manual HEC-HMS

Tabel 2.9. Item-item pada Menu Map

Item Fungsi

Icon style small icons Tampilan elemen icons kecil Icon style Normal icons Tampilan elemen icons besar Icon style Image icons Tampilan image element icons besar Icon style Name only Tampilan hanya nama elemen dan

tidak ada icon

Icon style Flow direction Mengaktifkan dan menon-aktifkan panah aliran

Icon style Names Mengaktifkan dan menon-aktifkan nama elemen

Map ToggleBoundary maps Mengaktifkan dan menon-aktifkan batas subbasin

Map ToggleRiver maps Mengaktifkan dan menon-aktifkan sungai

Reset Map scale Membesarkan peta skema basin model

Menu Help berisi item untuk menggunkan online help system dan

menampilkan informasi tentang program. Item pada menu Help ditunjukan pada

Tabel 2.10 di bawah ini.

Tabel 2.10. Item pada Menu Help di Layar Basin Model

Item Fungsi



Using help Membuka topik tentang penggunaan

online help system


14

Manual HEC-HMS

5. Toolbar

Arrow tool digunakan untuk memilih dan memindah elemen dalam skema.

Hanya satu dari keempat tools dapat digunakan pada waktu yang bersamaan.

Jika satu tool dipilih, maka tools yang lain akan aktif sampai ada tool yang

lain dipilih. Pemilihan elemen dengan cara menempatkan arrow pointer pada

element icon yang dipilih dan klik tombol mouse bagian kiri. Elemen yang dipilih

tersebut akan berwarna kuning. Elemen dipindah dengan cara klik tombol mouse

bagian kiri, tahan dan gerakan mouse sampai ke tempat elemen yang dikehendaki.

Hand tool digunakan untuk memindahkan skema. Pemindahan dengan

cara menempatkan hand pointer di kanvas, klik tombol mouse kiri dan gerakan

mouse.

Positif magnification glass tool digunakan untuk memperbesar tampilan

skema pada layar.

Negatif magnification glass tool digunakan untuk memperkecil tampilan

skema pada layar.

1. Membuat Element Network Hydrologic elemen network dibuat dan diatur di layar Basin Model.

Jaringan ini disusun dengan menghubungkan elemen yang satu dengan yang lain.

Ada dua proses dalam penyusunan network ini. Langkah pertama yaitu

membuat dan menempatkan elemen. Pemilihan elemen disesuaikan dengan

metode yang dipakai dalam perhitungan. Langkah kedua yaitu menghubungkan

masing-masing elemen tersebut sehingga membentuk jaringan hidrologi.

Elemen dibuat dengan cara menempatkan arrow pointer pada element

palette icon. Klik dan tahan tombol mouse kiri, kemudian tarik hingga elemen

sampai di kanvas. Lepaskan tombol mouse bila elemen sudah sampai pada tempat

yang dikehendaki. Elemen juga dapat dibuat dengan cara memilih menu Edit New Element di layar Basin Model atau dengan menekan tombol mouse bagian

kanan (jika arrow pointer tidak berada di sebuah elemen) kemudian pilih new

element.

15

Manual HEC-HMS

Masing-masing elemen dihubungkan menjadi jaringan dengan cara

menempatkan arrow pointer pada element icon. Klik tombol mouse sebelah kanan

dan pilih connect downstream. Arrow pointer akan berubah menjadi cross hair

pointer. Letakkan cross hair pointer di elemen yang menjadi hilir dari elemen

yang pertama dan klik tombol mouse kiri.

Elemen dihapus dengan cara menempatkan arrow pointer pada element

icon. Tekan tombol mouse kanan dan pilih delete elemen. Elemen dan jaringan

yang menghubungkan elemen ini akan terhapus bila kita menekan tombol OK

pada layar.

2. Element Editor Masing-masing tipe elemen hidrologi mempunyai layar editor. Layar

editor ini digunakan untuk memilih metode perhitungan yang akan dipakai dan

untuk memasukkan data. Element editor merupakan tempat dimana nama,

deskripsi dan metode elemen dapat diubah.

Ada tiga cara untuk membuka element editor dari masing-masing elemen

di layar Basin Model. Cara pertama pointer diletakan pada elemen dan klik

tombol mouse kanan, kemudian pilih menu edit. Cara ke dua pointer diletakan

pada elemen dan klik tombol mouse kiri, sehingga warna elemen menjadi kuning.

Pilih menu EditElemen di layar Basin Model. Cara ke tiga pointer diletakan pada elemen dan double-click tombol mouse kiri.

3. Observed Hydrograph Sebuah observed hydrograph dapat ditambahkan pada elemen di basin

model. Jika observed hydrograph ditambahkan pada elemen ini, maka observed

hydrograph (grafik, time series data) akan terlihat di grafik maupun tabel hasil

hitungan .

Sebelum observed hydrograph ditambahkan pada elemen, observed flow

data harus dimasukan pada project melalui menu pada discharge gages.

Cara penambahan observed hydrograph pada elemen adalah dengan

meletakan pointer ke elemen dan klik tombol mouse kanan lalu pilih menu

16

Manual HEC-HMS

observed flow. Pilih gage dari daftar yang ada dan tekan OK atau Apply untuk

menyimpannya.

Cara menghapus observed hydrograph dari elemen dengan meletakkan

arrow pointer pada elemen, tekan tombol mouse kanan dan pilih menu Observed

Flow. Pilih entry yang kosong pada list gage atau tekan tombol Delete.

10. Basin Model Attributes

Basin model attributes meliputi parameter files, unit system, dan element

option. Set Basin attributes dengan memilih menu FileBasin Model Attributes di layar Basin Model.

11. Background Map Background map meliputi batas DAS dan garis sungai dapat ditambahkan

pada basin model. Ini merupakan tampilan visual dari skema yang ada di basin

model dan tidak digunakan dalam perhitungan. Contoh format map file adalah

sebagai berikut di bawah ini. Map file ini ditulis dalam program wordpad atau

notepad kemudian disimpan dengan extention Map.

Contoh format map file

MapGeo : BoundaryMap

MapSegment : Closed

582242.875000, 4174922.500000

582220.875000, 4174961.500000

582205.625000, 4175013.750000

581981.000000, 4174672.750000

MapGeo : RiverMap

MapSegment : Closed open

582750.187500, 4176706.000000

582687.000000, 4176594.000000

582657.375000, 4176468.500000

17

Manual HEC-HMS

Set background map dengan memilih menu FileBasin Model Attributes di layar Basin Model.

E. MODEL METEOROLOGI Model meteorologi ini merupakan salah satu komponen yang digunakan

untuk proses run, bersama-sama dengan basin model dan control specification.

Data hujan dan data evapontranspirasi yang digunakan untuk simulasi tersimpan

dalam meteorologic model ini.

1. Membuka dan Mengatur Meteorologic Model

Membuat model meteorologi baru dengan memilih item menu edit meteorologic model new pada layar project definition. Jumlah maksimal karakter untuk nama sebesar 20 karakter dan jumlah karakter untuk deskripsi

sebesar 1024 karakter. Nama dan deskripsi model meteorologi ini dimasukan

dalam layar new meteorologic model. Klik tombol OK untuk membuat

meteorologic model baru dan klik tombol Cancel untuk membatalkan

meteorologic model baru.

Jika tombol OK yang dipilih maka akan terbuka layar Meteorologic Model

(Gambar 2.6.).

Gambar 2.6. Tampilan Layar Meteorologic Model

18

Manual HEC-HMS

2. Layar Meteorologic Model Terdapat tiga menu utama dalam layar ini terdiri dari menu File, menu

Edit dan menu Help. Menu File berisi tentang item untuk mengatur meteorologic

model dan model attributes. Fungsi-fungsi yang ada di menu File ditunjukan pada

Tabel 2.11. di bawah ini.

Tabel 2.11. Item pada Menu File

Menu item Fungsi

New Met Model Membuat sebuah model meteorologi baru

Open Met Model Membuka sebuah model meteorologi

Save Met Model Menyimpan model meteorologi

Save Met Model As Membuat salinan model meteorologi

Rename Met Model Mengganti nama model meteorologi

Delete Met Model Menghapus model meteorologi

Met Model Attributes Set atribut-atribut model meteorologi

3. Meteorologic Model Attributes

Set meteorologi attributes dengan memilih menu FileMet Model Attribute di layar Meteorologic Model. Ada dua pilihan menu di layar Met Model

Attributes yaitu Units dan Options. Pilih Units bila mengganti unit system dan

pilih Options untuk mementukan model evapotranspirasi.

F. CONTROL SPECIFICATIONS

Control specifications adalah salah satu komponen yang digunakan untuk

run digunakan bersama dengan basin model dan meteorologic model. Tanggal dan

waktu permulaan dan akhir dari run di set dalam control specification ini.

Membuat control specification baru dengan memilih item menu Edit Control SpecificationNew pada layar Project Definition. Jumlah maksimal karakter untuk nama sebesar 20 karekter dan jumlah karakter untuk deskripsi

sebesar 1024 karakter. Nama dan deskripsi model meteorologi ini dimasukan

dalam layar New Control Specification. Klik tombol OK untuk membuat control

19

Manual HEC-HMS

specification baru dan klik tombol Cancel untuk membatalkan control

specification baru.

Jika tombol OK yang dipilih maka akan terbuka layar Control

Specification (Gambar 2.7.). Control specification baru juga bisa dibuat dengan

cara memilih menu File New di layar Control Specification.

Gambar 2.7. Tampilan layar Control Specification

Control specification yang sudah ada dapat dibuka dengan cara memilih

EditControl SpecificationOpen di layar Project Definition. Sorot nama control specification yang akan dibuka setelah itu pilih tombol Select atau dengan

cara double clicking nama yang di sorot. Control specification juga bisa dibuka di

layar Control Specification dengan memilih menu FileOpen. Penulisan tanggal dan jam dengan aturan sebagai berikut di bawah ini.

a. Penulisan tanggal dapat ditulis setelah maupun sesudah bulan asalkan

angkanya integer. Tahun dapat ditulis dua digit maupun empat digit.

Contoh penulisan yang benar

01Mar72

1 March 1972

march 1, 1972

b. Penulisan jam adalah empat digit Contoh penulisan yang benar

0100 atau 01:00

20

Manual HEC-HMS

Interval waktu tersedia dari 1 menit sampai 24 jam. Satu macam interval

dipilih untuk masing-masing control specification.

G. SIMULASI DAN TAMPILAN HASIL

Run baru dibuat dengan memilih menu tools run configuration di layar Project Definition. Pilih satu basin model, satu meteorologi model, dan satu

control specification. Masukan nama dan deskripsi dari run tersebut dan tekan

tombol OK untuk membuat run baru.

Perhitungan dimulai dengan memilih SimulateRun Manager di layar Basin Model. Layar Run Manager berisi daftar run yang telah ada. Pilih run

dengan mengklik nama run yang dipilih dan tekan Compute.

Tampilan hasil run ini berupa grafik, tabel hasil dan tabel time series di

masing-masing elemen.

Global summary table berisi informasi peak flow dari hasil hitungan. Cara

untuk menampilkannya dengan memilih menu ViewGlobal Summary Table di layar Basin Model.

Masing-masing elemen hidrologi mempunyai tiga standar untuk

menampilkan hasil simulasi. Caranya dengan menempatkan arrow pointer pada

element icon dan tekan tombol mouse kanan. Pilih menu View results dan akan

ditampilkan pilihan menu hasil berupa grafik, summary table dan time series

table.

H. KELUAR DARI PROGRAM

Project disimpan dalam program dengan cara memilih menu FileSave Project di layar Project Definition. Setelah project tersimpan di program, keluar

dari program dengan cara memilih FileExit di layar Project Definition. Seluruh layar program akan secara otomatis tertutup dan keluar dari program.

21

Manual HEC-HMS

I. KALIBRASI

Kalibrasi ini digunakan untuk menentukan parameter model dengan

membandingkan debit terukur dan debit terhitung.

Penentuan konfigurasi optimasi ditentukan dengan memilih menu

ToolsOptimization Run Configuration di layar Project Definition. Pada layar Optimization Run Configuration ditentukan basin model, meteorologic model dan

control specifications yang diperlukan dalam optimation runs.

Layar Optimization Manager (Gambar 2.8.) dibuka dengan memilih menu

ToolsOptimization Manager di layar Project Definition.

menu bar

toolbar

parameter table

Gambar 2.8. Tampilan Layar Optimization Manager

objective function section

Di layar Optimization Manager tersebut terdapat menu bar, toolbar,

parameter table, dan objective function section.

1. Menu Bar

Item di menu Edit meliputi item-item untuk mengatur parameter tabel,

run dan trial. Item beserta fungsinya ditunjukan pada Tabel 2.12. di bawah ini.

22

Manual HEC-HMS

Tabel 2.12. Item-item pada Menu Edit di Layar Optimization Manager

Item menu Fungsi

Insert Row Menyisipkan sebuah baris dalam tabel parameter untuk parameter

baru

Delete Row Menghapus sebuah baris dari tabel parameter

Delete Run Menghapus Optimization run

Delete Trial Menghapus optimization trial

Menu Options berisi item-item untuk membentuk fungsi khusus.

Objective function time window dihapus menjadi time windows dalam control

specification dengan memilih item use default times. Menu Simulate berisi item

untuk mengatur eksekusi trial.

Menu View berisi item-item untuk mengakses log files dan hasil

optimasi. Item pada menu ini ditunjukan pada Tabel 2.13. berikut ini.

Tabel 2.13. Item di Menu View

Item Fungsi

Trial message log Menampilkan message log untuk trial yang aktif Trial result Menampilkan hasil dari trial yang aktif Parameter summary Menampilkan rangkuman hasil seluruh trial pada seluruh

run Hydrograph plot Menampilkan plot hidrograf pada optimization location

trial yang aktif Scatter plot Menampillkan scatter plot pada optimization location

trial yang aktif Residual plot Menampillkan residual plot pada optimization location

trial yang aktif Objective function plot

Menampilkan nilai objective function untuk trial yang aktif

Optimization schematic

Membuka skema optimization untuk menampilkan element results untuk trial yang aktif

Menu Help berisi item untuk menggunakan online help system dan

menampilkan informasi tentang program. Item pada menu help ditunjukan pada

Tabel 2.14. di bawah ini.

23

Manual HEC-HMS

Tabel 2.14. Item pada Menu Help di Layar Basin Model

Item Fungsi



Using help Membuka topik tentang penggunaan

online help system


2. Toolbar

Terdapat 5 toolbar pada layar Optimization Manager yaitu flow com-

parison tool, scatter tool, residual tool, objective function tool dan schematic tool.

Flow comparison tool digunakan untul membuka grafik hasil hitungan dan

observed flow. Grafik yang sama bisa dibuka dengan memilih menu

ViewHydrograph Plot. Scatter tool digunakan untuk membuka grafik antara hidrograf hasil hitungan dengan observed flow. Grafik yang sama bisa dibuka

dengan memilih menu ViewScatter Plot. Residual tool digunakan untuk membuka grafik hasil hitungan dikurangi observed flow. Objective function tool

digunakan untuk membuka grafik dari nilai objective function masing-masing

iterasi. Schematic tool digunakan untuk menampilkan skema basin model.

24

Manual HEC-HMS

BAB III

APLIKASI SOFTWARE UNTUK FLOOD DESIGN

A. GAMBARAN KASUS

Contoh kasus untuk aplikasi software ini menggunakan data di DAS

Ciliwung Hulu di Katulampa.

DAS Ciliwung Hulu ini meliputi 3 kecamatan di Kabupaten Bogor. Ketiga

kecamatan itu adalah Kecamatan Cisarua, Megamendung dan Ciawi yang

merupakan penataan daerah puncak. Nilai CNkomposit sebesar 69,37191 dan

prosentase luas impervious 16.7 %. Luas DAS Ciliwung Hulu di Katulampa

sebesar 146.3499 km2. Data koordinat DAS Ciliwung hulu ini dapat dilihat pada

tabel di Lampiran.

Pasangan data hujan dan data debit jam-jaman yang digunakan adalah data

pada tanggal 3 Mei 1998 (Tabel 3.1). Hujan jam-jaman merupakan hasil

pengukuran di pos hujan Gadog dan data debit jam-jaman merupakan hasil

pengukuran di pos debit Katulampa.

Tabel 3.1. Pasangan Data Debit Jam-jaman dan Data Hujan Jam-jaman

Tanggal Jam Aliran Katulampa Hujan(mm) (m3/dtk) Gadog

3 Mei 1998 15.00 6.345 0 16.00 6.526 0.7 17.00 6.345 10.7 18.00 6.896 2.7 19.00 22.048 0 20.00 50.672 0 21.00 40.179 0 22.00 29.226 0 23.00 22.048 0 24.00 17.509 0

4 Mei 1998 01.00 14.856 0 02.00 13.635 0 03.00 12.483 0 04.00 11.932 0

05.00 11.398 0 06.00 10.879 0 07.00 9.889 0

25

Manual HEC-HMS

Metode perhitungan yang digunakan seperti yang tercantum dalam Tabel

3.2. di bawah ini

Tabel 3.2. Metode Simulasi yang Digunakan untuk Simulasi DAS Ciliwung Hulu

No Model Metode 1 Hujan User hyetograph 2 Volume runoff SCS curve number 3 Direct runoff Clarks UH 4 Baseflow Exponential recession 5 Routing Muskingum

Parameter-parameter DAS dicari dengan proses kalibrasi. Parameter hasil

kalibrasi ini digunakan untuk simulasi hujan kala ulang 10 tahunan. Hujan kala

ulang 10 tahunan dianggap terdistribusi merata di seluruh DAS dengan durasi 4

jam berturut-turut sebesar 35.2 mm, 31.7 mm, 29.4 mm, dan 10.8 mm.

Berdasarkan gambaran kasus di atas dapat dihitung berapa besar debit

puncak dengan hujan kala ulang 10 tahunan di DAS Ciliwung Hulu. DAS

Ciliwung Hulu ini dapat dianggap sebagai DAS single catchment maupun DAS

multi catchment.

DAS multi catchment adalah satu DAS yang dibagi menjadi beberapa

subDAS. Dalam aplikasi software HEC-HMS, DAS Ciliwung hulu ini dibagi

menjadi 5 subdas (Gambar 3.1).

26

Manual HEC-HMS

G. PANGRANGO

G. SUMBUL

G. MEGA MENDUNG

G. LIMO

G. KENCANA

Ciliwung

Cipucun

gCiliwung

Ciliwung

CiawiCisarua

Ciesek

CisampayCisukabirus

Cibogo

Citamiyang

G. KENDENG

Bend

ung K

atulam

pa

Sub DAS 3

Sub DAS 5Sub DAS 4

Sub DAS 2

Sub DAS 1

KETERANGAN:

Sungai

Batas DAS

Batas Sub DAS

Gambar 3.1. Pembagian sub DAS Ciliwung Hulu

Adapun luas, besar nilai CN dan % impervious tiap-tiap subDAS dapat

dilihat pada Tabel 3.3. di bawah ini.

Tabel 3.3. Luas, Nilai CN dan % Impervious Tiap-tiap sub DAS di DAS Ciliwung Hulu

Subdas Luas CN % impervious

1 5.67653 74.023 21.03 2 19.44938 67.509 10.30 3 28.34173 68.757 15.90 4 15.76988 70.376 10.15 5 77.11239 69.520 19.63

B. SINGLE CATCHMENT

1. Membuat Project

Pilih menu FileNew Project di layar Project Definition. Masukan nama project Katulampa dan Perhitungan debit puncak banjir kala ulang

10 tahun di description (Gambar 3.2). File project akan tersimpan di sub-folder

bernama Katulampa, sebelumnya folder HMSPROJ dibuat pada waktu

penginstalan. Tekan tombol OK untuk membuat project.

27

Manual HEC-HMS

Gambar 3.2. Memasukan Name dan Description dari Project Baru

Set project attributes sebelum membuat gages atau komponen model.

Pilih menu File Project Attributes dari layar Project Definition. Di Basin Default tab, set Loss method adalah SCS curve number, Transform

adalah Clarks UH, Baseflow adalah Recession, dan Channel Routing

adalah Muskingum. Di Met Default tab, set Precipitation menjadi User

hyetograph dan Evapotranspiration menjadi No evapotranspirasi. Pada

Units tab, set units menjadi System International (metric). Tekan tombol OK

untuk menyimpan dan menutup layar ini (Gambar 3.3).

Gambar 3.3. Set di Layar Project Attributes

2. Membuat Precipitation Gages

Membuat precipitation gages untuk data hujan di Gadog pada tanggal 3

Mei 1998 dan data hujan kala ulang 10 tahun. Pilih menu DataPrecipitation Gages di layar Project Definition. Layar New Gage Record terbuka secara

otomatis. Masukan nama Gage Gadog 3 Mei 98 dan Data hujan di pos hujan

Gadog tanggal 3 Mei 98 untuk Description. Pilih Units menjadi millimeters.

28

Manual HEC-HMS

Klik tombol Manual Entry (Gambar 3.4) dan tekan tombol OK untuk meneruskan

ke layar berikutnya.

Gambar 3.4. Membuat Precipitation Gages untuk Tanggal Gadog 3 Mei 1998

Di Layar Time Parameter for Gadog 3 Mei 98 masukan data Start Date

3 May 98, data End Date 4 May 98, data Start Time 15:00, data End Time

07:00 dan Time Interval 1 Hour (Gambar 3.5). Pilih tombol OK sehingga

muncul layar Data Editor.

Gambar 3.5. Memasukan Data Time Paramater untuk Gadog 3 Mei 98

Data hujan di pos hujan Gadog 3 Mei 1998 (Tabel 3.6) dimasukan di layar

Data Editor. Untuk melihat hyetograph data tersebut tekan tombol Plot

(Gambar 3.6). Pilih tombol OK untuk menyimpan data hujan tersebut.

29

Manual HEC-HMS

Gambar 3.6. Memasukan Data Hujan di Pos Hujan Gadog

Cara yang sama dilakukan untuk membuat Precipitation Gage di Pos

Hujan Citeko dengan kala ulang hujan 10 tahun.

3. Membuat Discharge Gages

Membuat discharge gages untuk data hujan di Katulampa pada tanggal

3 Mei 1998. Pilih menu Data Discharge Gages di layar Project Definition. Layar New Gage Record terbuka secara otomatis. Masukan nama Gage

Katulampa 3 Mei 98 dan Data debit di pos Katulampa tanggal 3 Mei 98

untuk Description. Pilih Units menjadi Cubic Meter per Second. Klik tombol

Manual Entry (Gambar 3.7) dan tekan tombol OK untuk meneruskan ke layar

berikutnya.

30

Manual HEC-HMS

Gambar 3.7. Membuat Discharge Gages di Katulampa Tanggal 3 Mei 1998

Di Layar Time Parameter for Gadog 3 Mei 98 masukan data Start Date

3 May 98, data End Date 4 May 98, data Start Time 15:00, data End Time

07:00 dan Time Interval 1 Hour (Gambar 3.8). Pilih tombol OK sehingga

muncul layar Data Editor.

Gambar 3.8. Memasukan Data Time Paramater untuk Katulampa 3 Mei 98

Data hujan di pos hujan Gadog 3 Mei 1998 (Tabel 3.1.) dimasukan di

layar Data Editor (Gambar 3.9). Untuk melihat hydrograph data tersebut tekan

tombol Plot. Pilih tombol OK untuk menyimpan data debit tersebut.

Gambar 3.9. Memasukan Data Debit di Pos Katulampa

4. Membuat Basin Model

Basin model dibuat di layar Basin Model. Layar Basin Model ini dibuka

dengan memilih menu ComponentBasin ModelNew di layar Project

31

Manual HEC-HMS

Definition. Ketik Katulampa 1 untuk nama dan Katulampa single catchment

untuk description (Gambar 3.10). Tekan OK untuk membuat basin model.

Gambar 3.10. Membuat Basin Model untuk Single Catchment

DAS Ciliwung di Katulampa ini digambarkan single catchment dengan

sebuah subbasin, dan sebuah junction. Background map dapat ditambahkan ke

basin model dengan memilih menu File Basin Model Attributes di layar Basin Model (Gambar 3.11).

Gambar 3.11. Menambahkan Background Map di Basin Model

Membuat satu icon untuk subbasin dan membuat satu icon untuk

junction. Caranya dengan meletakan pointer di subbasin pada element palette di

sisi kiri layar basin model. Tekan mouse dan geser hingga sampai pada tempat di

kanvas yang diinginkan. Lepas tombol mouse. Hal yang sama dilakukan juga

untuk membuat junction.

32

Manual HEC-HMS

Subbasin dengan junction dihubungkan dengan cara pointer diletakan di

subbasin kemudian klik tombol kanan mouse. Pilih menu Connect Downstream

(Gambar 3.12). Letakan crosshair pointer pada junction icon dan klik tombol kiri

mouse.

Gambar 3.12. Menghubungkan Subbasin dengan Junction

Data masing-masing elemen dimasukan dengan cara meletakan pointer

pada elemen tersebut kemudian double-clicking tombol mouse kiri. Cara kedua

dengan klik tombol mouse kanan kemudian pilih menu Edit.

Nilai parameter CN dan % impervious dimasukan di layar Data Editor

(Gambar 3.13). Data yang tidak diketahui besarannya diperkirakan dengan

memasukan nilai yang masih dalam range besaran tiap parameter. Data yang tidak

diketahui besarannya ini ditentukan dengan proses kalibrasi.

Data observed hydrograf dimasukan ke dalam basin model dengan cara

meletakan pointer pada junction 1. Klik tombol mouse kanan kemudian pilih

menu observed flow. Pilih nama gage Katulampa 3 Mei 98. Tekan OK untuk

menambahkan observed hydrograf pada basin model.

33

Manual HEC-HMS

Gambar 3.13. Memasukan Data di Subbasin Editor

5. Membuat Meteorologic Model

Meteorologic model dibuat dengan memilih menu Component

Meteorologic ModelNew di layar Project Definition. Masukan 3 Mei 1998 dalam name dan Hujan jam-jaman tanggal 3 Mei 1998 di pos hujan Gadog

dalam Description. Tekan tombol OK untuk membuat meteorologic model. Di

layar Meteorologic Model*Subbasin List tambahkan subbasin Katulampa dengan

menekan tombol Add. Setelah pada tabel subbasin tampil nama Katulampa 1

(Gambar 3.14), tekan Apply untuk memasukan nama subbasin di layar

Meteorologic Model dan OK untuk keluar dari layar Meteorologic

model*Subbasin list.

Gambar 3.14. Memasukan Data di layar Meteorologic Model*Subbasin List

34

Manual HEC-HMS

Di Layar Meteorologic Model pada tab Precipitation diisi user

hyetograph untuk Method dan di kolom ID Gage dimasukan data Gage-nya

yaitu Gadog 3 Mei 98 dengan cara menekan bagian kanan kolom ID Gage

(Gambar 3.15). Tekan Apply dan OK.

Hal serupa juga diulangi untuk memasukan meteorologic model untuk

hujan kala ulang 10 tahun.

Gambar 3.15. Memasukan Data di layar Meteorologic Model

6. Membuat Control Specification

Control Specification dibuat dengan memilih menu Component Control SpecificationNew di layar Project Definition. Masukan 3 Mei 1998 dalam name dan Hujan 3 Mei 1998 di pos hujan Gadog dalam Description

(Gambar 3.16). Tekan tombol OK untuk membuat Control Specification.

35

Manual HEC-HMS

Gambar 3.16. Membuat Control Specification baru

Di Layar Control Specification masukan data Start Date 3 May 98, data

End Date 4 May 98, data Start Time 15:00, data End Time 07:00 dan Time

Interval 1 Hour (Gambar 3.17). Pilih tombol Apply dan OK sehingga muncul

layar Project Definition kembali.

Gambar 3.17. Memasukan Data Control Specification

7. Kalibrasi



control specifications yang diperlukan dalam optimation runs. Basin model

dipilih dengan mengklik nama Katulampa. Meteorologic model dipilih dengan

mengklik nama 3 Mei 98 dan control specifications dipilih dengan mengklik

nama 3 Mei 98 (Gambar 3.18).

36

Manual HEC-HMS

Gambar 3.18. Pemilihan basin model, meteorologic model dan control

specifications untuk optimation runs

Setelah menentukan konfigurasi optimasi dilakukan proses kalibrasi di

layar Optimization Manager. Layar Optimization Manager dibuka dengan

memilih menu ToolsOptimization Manager di layar Project Definition. Pemilihan parameter yang akan di kalibrasi dipilih dengan mengklik tiap-

tiap baris pada kolom parameter (Gambar 3.19).

Gambar 3.19. Pemilihan Parameter yang Akan Dikalibrasi

Setelah parameter yang akan dikalibrasi telah dimasukkan dalam kolom

paramater, dan tipe objective function (Peak weighted RMS Error) telah dipilih

proses kalibrasi bisa dimulai. Kalibrasi dimulai dengan menekan tombol

Optimize.

Hidrograf hasil kalibrasi dapat dilihat dengan cara menekan toolbar flow

comparison atau memilih menu ViewHydrograph Plot (Gambar 3.20.). Trial result summary bisa dilihat bisa ditampilkan dengan memilih menu ViewTrial Results (Gambar 3.21)

37

Manual HEC-HMS

Gambar 3.20. Hidrograf Hasil Kalibrasi

Gambar 3.21. Trial Result Summary

38

Manual HEC-HMS

B. MULTI CATCHMENT

DAS Ciliwung dibagi menjadi lima buah subDAS. Perbedaan antara single

catchment dengan multi catchment adalah pada pembuatan basin model,

meteorologic model dan parameter yang dikalibrasi.



dengan memilih menu ComponentBasin ModelNew di layar Project Definition. Ketik Katulampa 2 untuk nama dan Katulampa multi catchment

untuk description. Tekan OK untuk membuat basin model.

DAS Ciliwung di Katulampa ini digambarkan multi catchment dengan 5

buah subbasin, tiga buah junction dan 2 buah reach. Subbasin 4 dan subbasin 5

bertemu di junction 3. Junction 3 dan junction 2 dihubungkan dengan reach 2.

Reach 2, subbasin 2 dan subasin 3 bertemu di junction 2. Junction 2 dan junction

1 dihubungkan dengan reach 1. Reach 1 dan subbasin 1 bertemu di junction 1.

Membuat lima icon untuk subbasin, tiga icon untuk junction dan dua icon

untuk reach. Caranya dengan meletakan pointer di subbasin pada element palette

di sisi kiri layar basin model. Tekan mouse dan geser hingga sampai pada tempat

di kanvas yang diinginkan. Lepas tombol mouse. Hal yang sama dilakukan juga

untuk membuat junction dan reach (Gambar 3.22).

Gambar 3.22. Skema Multi Catchment DAS Ciliwung Hulu

39

Manual HEC-HMS




Nilai parameter CN dan % impervious dimasukan di layar Data Editor

masing-masing sub DAS. Data yang tidak diketahui besarannya diperkirakan

dengan memasukan nilai yang masih dalam range besaran tiap parameter. Data

yang tidak diketahui besarannya ini ditentukan dengan proses kalibrasi.



Meteorologic ModelNew di layar Project Definition. Masukan 3 mei 98 (2) dalam name dan meteorologi multicatchment 3 mei 98 pos hujan Gadog

dalam Description. Tekan tombol OK untuk membuat meteorologic model. Di

layar Meteorologic Model*Subbasin List tambahkan subbasin1, subbasin 2,

subbasin 3, subbasin 4, dan subbasin 5 dengan memilih basin model Katulampa

2. Kemudian ditekan tombol Add. Setelah pada tabel subbasin tampil nama-nama

subbasin (Gambar 3.23), tekan Apply untuk memasukan nama subbasin di layar

Meteorologic Model dan OK untuk keluar dari layar Meteorologic

model*Subbasin list.

Gambar 3.23. Memasukan Data di layar Meteorologic Model*Subbasin List


hyetograph untuk Method dan di kolom ID Gage dimasukan data Gage-nya

40

Manual HEC-HMS

yaitu Gadog 3 Mei 98 dengan cara menekan bagian kanan kolom ID Gage

(Gambar 3.23). Tekan Apply dan OK.

Hal serupa juga diulangi untuk memasukan meteorologic model untuk

hujan kala ulang 10 tahun.

Gambar 3.24. Memasukan Data di layar Meteorologic Model

3. Kalibrasi



control specifications yang diperlukan dalam optimation runs. Basin model

dipilih dengan mengklik nama Katulampa 2. Meteorologic model dipilih dengan

mengklik nama 3 Mei 98 (2) dan control specifications dipilih dengan mengklik

nama 3 Mei 98 (Gambar 3.25).




tiap baris pada kolom parameter (Gambar 3.25).

41

Manual HEC-HMS

Gambar 3.25. Pemilihan Parameter yang Akan Dikalibrasi




Optimize.


comparison atau memilih menu ViewHydrograph Plot (Gambar 3.26). Trial result summary bisa dilihat bisa ditampilkan dengan memilih menu ViewTrial Results (Gambar 3.27)


42

Manual HEC-HMS


43

Manual HEC-HMS

BAB IV

APLIKASI SOFTWARE UNTUK LOW FLOW ANALYSIS

Analisis aliran sungai pada muka air rendah (low flow) adalah penting

bilamana sebuah sungai dalam aspek kuantitasnya difungsikan sebagai berikut :

1. hydro power,

2. pelayanan kebutuhan air untuk domestik, industi dan irigasi,

3. sarana transportasi air (navigasi).

Model Menerus (Continuous Model) adalah model yang digunakan untuk

mensimulasikan kondisi aliran rendah (low flow), yaitu suatu model yang mampu

mensimulasi transformasi hujan-aliran dalam periode waktu yang panjang,

daripada periode waktu yang digunakan untuk analisis banjir.


4.1. di bawah ini

Tabel 4.1. Metode Simulasi yang digunakan untuk Simulasi DAS Negara Hulu

No Model Metode 1 Hujan User hyetograph 2 Volume runoff Soil Moisture Accounting (SMA) 3 Direct runoff Clarks UH 4 Baseflow Exponential recession 5 Routing Muskingum

Untuk tiap metode yang digunakan dalam model-model pada low flow

analysis terdapat batasan-batasan nilai minimum dan maksimum dari parameter-

parameter kalibrasi yang dipakai. Nilai-nilai ini dapat dilihat pada Tabel 4.2.

44

Manual HEC-HMS

Tabel 4.2. Nilai Minimum dan Maksimum dari Parameter Kalibrasi

Nilai Batas Model Parameter

Satuan Minimum Maksimum Soil Mosture Init. Canopy Storage % 0 100 Accounting (SMA) Init Surface Storage % 0 100 Init. Soil Storage % 0 100 Canopy Capacity mm 0.1 1500 Surface Capacity mm 0.1 1500 Soil Capacity mm 0.1 1500 Tension Zone Capacity mm 0.1 1500 Max. Infiltration Rate mm/jam 0.01 500 Max. Soil Percolation Rate mm/jam 0.01 500 GW 1 Init. Storage % 0 100 GW 1 Capacity mm 0.1 1500 GW 1 Max. Percolation Rate mm/jam 0.01 500 GW 1 Storage Coefficient jam 0.1 500 GW 2 Init. Storage % 0 100 GW 2 Capacity mm 0.1 1500 GW 2 Max. Percolation Rate mm/jam 0.01 500 GW 2 Storage Coefficient jam 0.1 500 Clark's UH Time of Concentration jam 0 500 Clark Storage Coefficient jam 0.01 150 Baseflow Initial Baseflow m3/dt 0.001 100000 Recession Constant n/a 0.00001 1 Resession Threshold Ratio n/a 0.00001 1 Muskingum Muskingum K jam 0.001 150 Routing Muskingum X n/a 0.001 0.5 Number of Step n/a 1 100

A. GAMBARAN KASUS

Contoh kasus untuk aplikasi software ini menggunakan data pada DAS

Negara bagian hulu SWS Barito. DAS Negara Hulu ini meliputi 2 Kabupaten,

yaitu Kabupaten Hulu Sungai Utara dan Kabupaten Tabalong, yang merupakan

daerah lindung.

Pasangan data hujan dan data debit harian yang digunakan adalah data

pada Tahun 1985. Hujan harian merupakan hasil pengukuran pada 4 pos hujan

dan data debit harian merupakan hasil pengukuran di pos debit Amuntai.

Tabel 4.3. Data Sub DAS

Sub DAS Nama Stasiun

Hujan

Letak geografis

Luas

SubDAS Subdas 1, Tabalong Jaro 115 37 50 LS dan 2 3045 BT 2405 Subdas 2, Pintap Juai 115 35 24 LS dan 2 15 41 BT 1548 Subdas 3, Amuntai Amuntai 115 14 00 LS dan 2 24 55 BT 1199 Subdas 4, Balangan Paringin 115 27 15 LS dan 2 20 15 BT 443.2

45

Manual HEC-HMS


4.4. di bawah ini.

Tabel 4.4. Metode Simulasi yang digunakan untuk Kalibrasi DAS Negara Hulu No Model Metode 1 Hujan User hyetograph 2 Volume runoff Soil Moisture Accounting (SMA) 3 Direct runoff Clarks UH 4 Baseflow Exponential recession 5 Routing Muskingum

Berdasarkan gambaran kasus di atas dapat dihitung berapa besar debit

tahunan, aliran rendah pada musim kering dan simpanan air tanah tahunan pada

DAS Negara Hulu. DAS Negara Hulu ini dapat dianggap sebagai DAS multi

catchment dengan 4 sub DAS.

B. MASUKAN PROJECT

1. Membuat Project

Pilih menu FileNew Project di layar Project Definition. Masukan nama project Negara River dan low flow analysis at 1985 di description (Gambar 4.1).

File project akan tersimpan di sub-folder bernama Negara River. Tekan tombol

OK untuk membuat project.

Gambar 4.1. Memasukan Name dan Description dari New Project

46

Manual HEC-HMS

Set project attributes sebelum membuat gages atau komponen model. Pilih

menu File Project Attributes dari layar Project Definition. Di Basin Default tab, set Loss method adalah SMA, Transform adalah Clarks UH, Baseflow

adalah Recession, dan Channel Routing adalah Muskingum. Di Met Default

tab, set Precipitation menjadi User hyetograph dan Evapotranspiration

menjadi Constant Monthly. Met. Option menggunakan include

evapotronspiration metode in meteorlogic model. Pada Units tab, set units

menjadi System International (metric). Tekan tombol OK untuk menyimpan dan

menutup layar (Gambar 4.2.).

Gambar 4.2. Set di Layar Project Attributes

2. Membuat Precipitation Gages

Masukan untuk metode ini di dapat dari observasi dan pengukuran

langsung, dengan User hyetograph methods. Hyetograph dapat ditampilkan

sebagai perbandingan intensitas hujan dengan waktu yang ditampilkan dalam

bentuk grafik batang. Memasukkan besaran hujan yang terjadi pada sebuah

subbasin dari luar program, dimana tiap subbasin hanya mempunyai satu

hyetograph.

47

Manual HEC-HMS

Gambar 4.3. Membuat Precipitation Gages

Masukkan waktu yang sesuai dengan Control Specification yang

ditentukan, bila Control Specification sudah ada, maka tekan tombol set, maka

akan didapatkan waktu pada parameter hujan yang sesuai.

Gambar 4.4. Membuat Time parameter untuk Precipitation Gages

48

Manual HEC-HMS

Gambar 4.5. Masukan Data Hujan harian di Sta. Jaro

Gambar 4.6. Precipitation Gages untuk tiap subbasin

3. Membuat Discharge Gages

Masukan Discharge Gages secara manual sama dengan masukan untuk

low flow analysis menggunakan interval waktu 24 jam. Di Layar Time Parameter

masukan data Start Date 1 Jan 1985, data End Date 31 Dec 1985, data Start Time

12:00, data End Time 12:00 dan Time Interval 24 Hour, tekan tombol OK.

49

Manual HEC-HMS

Gambar 4.7. Membuat Discharge Gages

Masukkan waktu yang sesuai dengan Control Specification yang

ditentukan, dengan interval waktu 24 jam. Bila Control Specification sudah ada,

maka tekan tombol set, maka akan didapatkan waktu pada parameter debit

observasi yang sesuai.

Gambar 4.8. Membuat Time parameter untuk Precipitation Gages

50

Manual HEC-HMS

Gambar 4.9. Masukan Data Debit di Sta Amuntai

4. Membuat Soil Moisture Accounting (SMA)

Masukan Soil Moisture Accounting (SMA) secara manual untuk low flow

analysis, Add SMA Unit, tekan tombol Apply dan OK.

Gambar 4.10. Masukan Data SMA

51

Manual HEC-HMS

Tiap subbasin yang dibuat akan mempunyai SMA masing-masing, jadi

dibuat 4 Unit SMA untuk tiap subbasin, seperti pada Gambar 4.11. Pada tiap SMA

dimasukan nilai-nilai parameter awal untuk canopy, surface, soil profile,

groundwater 1 dan groundwater 2.

Gambar 4.11. Masukan Kondisi SMA pada Tiap-tiap Subbasin



dengan memilih menu ComponentBasin ModelNew di layar Project Definition. Ketik Negara Basin Model untuk nama dan Low flow analysis at

1985 untuk description (Gambar 4.12). Tekan OK untuk membuat basin model.

Gambar 4.12. Membuat Basin Model

52

Manual HEC-HMS

DAS Negara Hulu di Amuntai ini digambarkan multi catchment dengan 4

buah subbasin, 3 buah junction dan 2 reach, seperti pada Gambar 4.13.

Gambar 4.13. Memasukkan Subbasin pada Basin Model

Gambar 4.14. Basin Model pada DAS Negara

53

Manual HEC-HMS




Data yang tidak diketahui besarannya diperkirakan dengan memasukan

nilai yang masih dalam range besaran tiap parameter. Data yang tidak diketahui

besarannya ini ditentukan dengan proses kalibrasi.

Data observed hydrograf dimasukan ke dalam basin model dengan cara

meletakan pointer pada junction 1 (Outlet Negara River). Klik tombol mouse

kanan kemudian pilih menu observed flow. Pilih nama gage S. Negara - Amuntai.

Tekan OK untuk menambahkan observed hydrograf pada basin model.

Gambar 4.15. Masukan Observed Hydrograph

a. Subbasin Lost Methods ( Soil Moisture Accounting/SMA )

Soil Moisture Accounting Model (SMA) ini disusun berdasarkan sistem

model hujan-aliran (precipitation-runoff modelling system). Model ini

mensimulasikan pergerakan air yang melewati dan yang tertampung pada

tumbuhan, permukaan tanah, dalam pori tanah dan dalam lapisan air bawah tanah.

Dengan memberikan masukan berupa hujan dan evapotranspirasi potensial

(ET), model tersebut akan menghitung limpasan permukaan (surface-runoff) yang

terjadi di dalam DAS, aliran air tanah (groundwater flow), kehilangan karena

evapotranspirasi dan perkolasi dalam (deep percolation) yang terjadi di seluruh

DAS. Pembagian lapisan-lapisan tampungan yang berbeda dalam model SMA

akan diuraikan di bawah ini.

54

Manual HEC-HMS

Precipitation Evapotranspiration

Deep Percolation

Soil Profile Storage

Groundwater Layer 2 storage

Groundwater Layer 1 storage

Surface runoff

Percolation

Upper Zone

storage

Tension Zone

storage

Percolation

Surface Depression

Canopy Interception

Infiltration

Groundwater flow

Groundwater flow

Gambar 4.16. Skematik Konsep Diagram Alir Perhitungan SMA

Gambar 4.17. Masukan pada model Soil Moisture Accounting (SMA)

55

Manual HEC-HMS

c. Subbasin Transform Methods (Clarks UH Model)

Dalam pendekatan ini model direct runoff yang digunakan adalah model

hidrograf satuan Clark. Model ini menjabarkan 2 proses dalam pengalihragaman

hujan menjadi aliran, yaitu dengan pergerakan dan pengurangan hujan yang

bergerak dari tiap subdas menuju outlet.

Model ini memperhitungkan 2 karakteristik DAS, yaitu : properti dari tc

(waktu konsentrasi /time area histogram) dan R (koefisien tampungan). Parameter

ini dapat ditentukan dengan kalibrasi jika data hujan dan data debit tersedia.

Gambar 4.18. Masukan pada Transform methods

d. Baseflow (Exponential Recession Model)

Model ini adalah untuk menentukan hubungan dari Qt, aliran dasar

(baseflow) dalam waktu t.

56

Manual HEC-HMS

Gambar 4.19. Masukan untuk Baseflow

e. Penelusuran Aliran (Channel flow)

Model yang digunakan adalah Muskingum routing model. Model ini

merupakan pendekatan dari persamaan kontinyu dimana tampungan dimodelkan

sebagai tampungan prismatik dan tampungan baji.

Gambar 4.20. Masukan untuk Reach

57

Manual HEC-HMS



Meteorologic ModelNew di layar Project Definition. Masukan Met. Negara dalam name dan Low flow at 1985 dalam Description. Tekan tombol OK untuk

membuat meteorologic model.

Gambar 4.21. Masukan untuk Meteorologic Model

Di layar Meteorologic Model*Subbasin List tambahkan subbasin

Tabalong Kiwa dengan menekan tombol Add. Setelah pada tabel subbasin tampil,

tekan Apply untuk memasukan nama subbasin di layar Meteorologic Model dan

OK untuk keluar dari layar Meteorologic model*Subbasin list.


hyetograph untuk Method dan di kolom ID Gage dimasukan data Gage-nya yaitu

Met. Negara dengan cara menekan bagian kanan kolom ID Gage. Tekan Apply

dan OK.

58

Manual HEC-HMS

Gambar 4.22. Model Meteorologic untuk Model Subbasin

Gambar 4.23. Masukan Data di layar Meteorologic Model

59

Manual HEC-HMS

Gambar 4.24. Masukan data Evapotranspirasi

7. Membuat Control Specification

Control Specification dibuat dengan memilih menu Component Control SpecificationNew di layar Project Definition. Masukan Control 1 dalam name dan Existing Condition at 1985 dalam Description (Gambar 4.25.). Tekan tombol

OK untuk membuat Control Specification.

Di Layar Control Specification masukan data Start Date 1 Jan 1985, data

End Date 31 Dec 1985, data Start Time 12:00, data End Time 12:00 dan Time

Interval 24 Hour. Pilih tombol Apply dan OK sehingga muncul layar Project

Definition kembali.

Gambar 4.25. Memasukan Data Control Specification

60

Manual HEC-HMS

8. Kalibrasi



control specifications yang diperlukan dalam optimation runs. Basin model dipilih

dengan mengklik nama Negara River Basin. Meteorologic model dipilih dengan

mengklik nama Met. Negara dan control specifications dipilih dengan mengklik

nama Control 1.




tiap baris pada kolom parameter.

Gambar 4.26. Masukan Parameter untuk Kalibrasi




Optimize.

61

Manual HEC-HMS


comparison atau memilih menu ViewHydrograph Plot (Gambar 4.27.). Trial result summary bisa dilihat bisa ditampilkan dengan memilih menu ViewTrial Results (Gambar 4.28.)



62

Daftar Isi.pdfA. SEKILAS HEC HMS 1III. APLIKASI SOFTWARE UNTUK FLOOD DESIGNB. SINGLE CATCHMENT 27C. MULTI CATCHMENT 39

IV. APLIKASI SOFTWARE UNTUK LOW FLOW ANALYSISA. GAMBARAN KASUS 45B. MASUKAN PROJECT 46

bab 1.pdfPENDAHULUANA. UMUMB. KOMPONEN HEC-HMSTabel 1.1. Metode Simulasi dalam Program HEC-HMSHujanC. PENGINSTALAN PROGRAM

bab 2.pdfBAB IICARA PENGOPERASIANA. UMUMCara membuka program ini ada dua cara. Cara pertama dengan memilih Program(HEC(HEC-HMS 2.1.1 pada start menu di pojok kiri bawah layar windows desktop. Cara kedua dengan double click icon HEC-HMS 2.1.1 pada layar windows desktop. Layar yang muncul pada saat pertama kali kita membuka program adalah layar Project Definition. Layar Project Definition ini digunakan untuk membuat dan mengatur projects.

Membuat project baruItem

Membuka basin model Membuat model meteorologi baruItemFungsiItem C. GAGE DATA

Tabel 2.6. Item-item pada Menu FileFungsiNew basin modelNew Met ModelTabel 2.12. Item-item pada Menu Edit di Layar Optimization ManagerInsert RowTrial message logHydrograph plot

bab 3a.pdfBAB IIIAPLIKASI SOFTWARE UNTUK FLOOD DESIGNA. GAMBARAN KASUSTabel 3.1. Pasangan Data Debit Jam-jaman dan Data Hujan Jam-jaman3 Mei 1998Tabel 3.2. Metode Simulasi yang Digunakan untuk Simulasi DAS Ciliwung HuluHujanB. SINGLE CATCHMENTGambar 3.4. Membuat Precipitation Gages untuk Tanggal Gadog 3 Mei 1998

Gambar 3.12. Menghubungkan Subbasin dengan Junction

Gambar 3.13. Memasukan Data di Subbasin Editor

bab 3b.pdfB. MULTI CATCHMENTGambar 3.22. Skema Multi Catchment DAS Ciliwung Hulu

bab 4.pdfBAB IVAPLIKASI SOFTWARE UNTUK LOW FLOW ANALYSISTabel 4.1. Metode Simulasi yang digunakan untuk Simulasi DAS Negara HuluHujanA. GAMBARAN KASUSTabel 4.4. Metode Simulasi yang digunakan untuk Kalibrasi DAS Negara Hulu

HujanB. MASUKAN PROJECT

aplikasi software hec-hms

Documents

us army corps of engineering

bagan alir model aliran

hms bab i pendahuluan

aliran untuk kondisi

memasukan gage data

kemampuan membaca data

membuat project baru

membuat basin model