aplikasi software hec-hms
Post on 16-Sep-2015
109 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
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
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
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
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
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
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. 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.
1. Membuat Basin Model
Basin model dibuat di layar Basin Model. Layar Basin Model ini dibuka
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
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
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.
2. Membuat Meteorologic Model
Meteorologic model dibuat dengan memilih menu Component
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
Di Layar Meteorologic Model pada tab Precipitation diisi user
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
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. 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).
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 3.25).
41
-
Manual HEC-HMS
Gambar 3.25. 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 3.26). Trial result summary bisa dilihat bisa ditampilkan dengan memilih menu ViewTrial Results (Gambar 3.27)
Gambar 3.26. Hidrograf Hasil Kalibrasi
42
-
Manual HEC-HMS
Gambar 3.27. Trial Result Summary
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.
Metode perhitungan yang digunakan seperti yang tercantum dalam Tabel
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
Metode perhitungan yang digunakan seperti yang tercantum dalam Tabel
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
5. Membuat Basin Model
Basin model dibuat di layar Basin Model. Layar Basin Model ini dibuka
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 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.
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
6. Membuat Meteorologic Model
Meteorologic model dibuat dengan memilih menu Component
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.
Di Layar Meteorologic Model pada tab Precipitation diisi user
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
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. 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.
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 4.26. Masukan Parameter untuk Kalibrasi
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.
61
-
Manual HEC-HMS
Hidrograf hasil kalibrasi dapat dilihat dengan cara menekan toolbar flow
comparison atau memilih menu ViewHydrograph Plot (Gambar 4.27.). Trial result summary bisa dilihat bisa ditampilkan dengan memilih menu ViewTrial Results (Gambar 4.28.)
Gambar 4.27. Hidrograf Hasil Kalibrasi
Gambar 4.28. Trial Result Summary
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
top related