21 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Analisis Topografi Analisis data topografi bertujuan untuk memperoleh karakteristik sungai dan daerah aliran sungai (DAS), antara lain berupa tingkatan sungai, luas DAS, panjang sungai dan kemiringan sungai. Analisis topografi juga dilakukan untuk memperoleh jenis dan luas tutupan lahan serta perhitungan area pengaruh suatu pos hujan untuk kepentingan perhitungan hujan wilayah dalam suatu DAS. Informasi-informasi ini akan digunakan dalam analisis hidrologi, terutama untuk pembentukan hidrograf banjir dari DAS Yeh Sah. Data topografi yang didapatkan berupa data DEM dari DEMNAS serta data tutupan lahan. Data tersebut perlu diolah untuk mendukung proses analisis hidrologi terutama dalam hal luas DAS, panjang sungai, Curve number (CN) DAS dan koefisien pemberat untuk hujan wilayah (metode poligon Thiesen). Menggunakan bantuan perangkat lunak berbasis GIS dan HEC-HMS, maka data topografi dapat dianalisis untuk menghasilkan peta DAS, nilai CN komposit, dan luasan poligon Thiessen untuk tiap pos hujan. II.1.1 Analisis Deliniasi DAS Daerah aliran sungai (DAS) adalah daerah yang dibatasi oleh punggung- punggung gunung/pegunungan dimana air hujan yang jatuh di daerah tersebut akan mengalir menuju sungai utama pada suatu titik/stasiun yang ditinjau (Triatmodjo, B., 2008). Menggunakan data elevasi digital dari DEMNAS dan dengan bantuan perangkat lunak GIS (Geographic Information System) yang maka dapat dilakukan operasi delineasi DAS dimana sungai bertindak sebagai saluran drainase DAS dan titik-titik elevasi tertinggi dimana limpasan dapat mengalir menuju sungai bertindak sebagai batas DAS. Perangkat lunak HEC- HMS digunakan untuk mengetahui flowpath 10-85% yang digunakan sebagai parameter panjang sungai. 22 II.1.2 Curve number DAS Pada penelitian ini, metode NRCS-CN digunakan untuk mengestimasi aliran di DAS Yeh Sah. Metode NRCS-CN adalah sebagai berikut (SCS, 1972): 2L+=E(E3 2. 1 3 2F+= L ( 5 2. 2 +=L��5 2. 3 Dimana P adalah presipitasi (mm), Ia adalah initial abstraction (mm), F adalah infiltrasi komulatif kecuali Ia, Q adalah limpasan permukaan (mm), S adalah retensi potensial maksimum sejak awal limpasan (mm) and λ adalah initial abstraction ratio. Kombinasi dari 3 persamaan di atas yaitu: 3L : É .  Ô; . É > Ì . Â Ô 2. 4 Persamaan di atas valid untuk P > Ia, sebaliknya, Q = 0. Parameter S didefinisikan sebagai berikut: 5L 6 9 8 4 4 ¼ Ç Ftwv 2. 5 Dimana CN adalah curve number limpasan dari tutupan lahan, dimana fungsi dari jenis tanah, tutupan lahan dan variasi dari 3 kondisi kelembaban tanah (antecedent soil moisture condition-AMC). AMC tergantung pada kedalaman hujan selama 5 hari yang tergantung dari berbagai musim yang dikategorikan sebagai AMC-I, AMC-II dan AMC-III yang dijelaskan pada tabel berikut. Tabel 2. 1 AMC untuk menentukan nilai CN AMC class Five-day antecedent rainfall (cm) Non-monsoon period Monsoon period I Optimum soil condition from plastic limit to wilting point Less than 1.25 Less than 3.5 II Average value for annual floods 1.25 to 2.75 3.5 to 5.25 III Heavy rainfall or low rainfall and low temperature during five days preceding the storm Over 2.75 Over 5.25 (Sumber: Chow, 1988) Dalam praktiknya, nilai CN pertama kali dihitung untuk AMC-II. Nilai CN2 sesuai dengan AMC-II untuk penggunaan lahan yang berbeda terhadap kondisi 23 hidrologi yang berbeda dari kelompok tanah dapat ditemukan di SCS handbook (SCS, 1972) atau standard hydrology textbooks (Chow, 1988; Subramanya, 2008). Nilai CN berkisar dari 0 hingga 100. Nilai CN2 yang ditentukan perlu dikoreksi untuk kemiringan, karena nilai ini ditetapkan berdasarkan metode NRCS-CN tradisional yang tidak mempertimbangkan kemiringan. Selain itu, parameter kemiringan lahan telah dianggap sebagai faktor penting dalam menentukan pergerakan air (Huang dkk, 2006). Untuk mengatasi masalah kelerengan, Sharpley dan Williams (1990), melakukan beberapa penyesuaian kelerengan pada perhitungan CN2 sebagai berikut: %0 6�L s u :%0 7F%0 6;:sFtA . 5 7� < :� ;E%0 6 2. 6 Dimana CN2α adalah penyesuaian slope CN2; α (m/m) adalah slope. Namun, pendekatan ini belum diverifikasi secara intensif di lapangan (Huang dkk, 2006). Selanjutnya, Huang dkk, (2006) mengadopsi pendekatan yang disederhanakan dan mengusulkan persamaan untuk modifikasi slope curve number (CN2α) untuk gradien slope 0.14 sampai 1.4 sebagai berikut. %0 6�L%0 6 utt�y{Esw�xu:�; �Eutu�wt 2. 7 Karena AMC tidak sama di seluruh DAS, sifat AMC yang sesuai harus dianalisis. Berdasarkan AMC (I/II/III), nilai CN2 harus dimodifikasi. Tabel 2. 2 Konversi nilai CN (Mishra et al., 2008) Untuk mengkonversi CN2 ke CN1 dan CN3, Sobhani (1975), Hawkins dkk, (1985), Chow dkk, (1988) mengusulkan persamaan seperti yang disajikan pada 24 tabel di atas, Mishra dkk, 2008, membandingkan formula konversi ini, karena penentuan CN sangat sensitif terhadap perhitungan limpasan. Disarankan bahwa formula Sobhani paling baik untuk konversi CN1 sedangkan Hawkins untuk konversi CN3. Oleh karena itu, dalam penelitian ini, Sobhani dan Hawkins digunakan untuk menghitung CN1 dan CN3, masing-masing untuk DAS yang termasuk dalam kategori tersebut. Sobani memberikan pendekatan sederhana untuk AMC-I and III modifikasi curve number (CN 1 and CN3), Garg dkk, 2013: %0 5L%0 6 t�uuvFr�rsuuv %0 6 2. 8 %0 7L%0 6 r�vruxEr�rrw{xv %0 6 2. 9 Untuk mengatasi permasalahan slope, Sharpley and Williams (1990), memberikan nilai pengaruh slope untuk perhitungan CN2, Garg dkk, 2013: %0 6�L s u :%0 7F%0 6;:sFtA . 5 7� < :� ;E%0 6 2. 10 Sobani memberikan pendekatan sederhana dan mengusulkan persamaan dengan pengaruh slope untuk modifikasi CN 2s untuk AMC-I and III, Garg dkk 2013: %0 6 Ô æL%0 6 Ô t�uuvFr�rsuuv %0 6 Ô 2. 11 Hawkins (1985) memberikan pendekatan sederhana dan mengusulkan persamaan dengan pengaruh slope untuk modifikasi CN 3 untuk AMC-III, Garg dkk 2013: %0 7�L %0 6 Ô r�vtyEr�rrwyu %0 6 Ô 2. 12 Dimana CN1 adalah CN untuk AMC-I, CN2 adalah CN untuk AMC-II, CN3 adalah CN untuk AMC-III, CN 2α adalah CN2 dengan pengaruh slope, CN3α adalah CN 3 dengan pengaruh slope and α (m/m) adalah slope. Semua pendekatan (tradisional, tanpa penyesuaian kemiringan; Sharpley dan Williams, 1990; Huang et al., 2006) digunakan dalam penelitian ini untuk menyelidiki pengaruh koreksi lereng CN2 pada analisis limpasan. Demikian pula, CN1 dan CN3 untuk setiap sub basin diperoleh dengan menggunakan Sobhani (1975) dan Hawkins et al. (1985) rumus konversi bersama dengan tabel model NRCS-CN asli.