BAB I

PENDAHULUANA. Pengertian

Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk air di bumi, tentang kejadiannya, peredaran dan distribusinya, sifat alam dan kimianya, serta reaksinya terhadap dengan lingkungan, termasuk hubungannya dengan mahkluk hidup. Ilmu yang mempelajari asal air, distribusi, gerakan dan perilaku air di permukaan bumi serta reaksinya terhadap lingkungan dan hubungan dengan kehidupan. Analisis hidrologi digunakan untuk menentukan besarnya debit banjir rencana pada suatu perencanaan bangunan air.Adapun langkah-langkah dalam analisis hidrologi adalah sebagai berikut :1. Daerah Aliran Sungai ( DAS ) beserta luasnya.2. Menentukan luas pengaruh daerah stasiun-stasiun hujan.3. Menentukan curah hujan maksimum harian rata-rata DAS dari data curah hujan

yang ada.4. Menganalisis curah hujan rencana dengan periode ulang T tahun.5. Menghitung debit banjir rencana berdasarkan besarnya curah hujan rencana di

atas pada periode ulang T tahun.6. Membandingkan antara debit air yang tersedia dengan kapasitas kali.B. Siklus Hidrologi

Siklus Hidrologi merupakan proses perputaran air dalam bumi yang berlangsung terus menerus. Siklus hidrologi menyatakan bahwa jumlah air di dalam bumi akan selalu sama atau tetap, hanya saja dapat berubah wujud. Misalnya yang tadinya es menjadi air, air menjadi embun, air tanah menjadi air laut, air laut menjadi airr tanah, dan sebagainya.Macam-Macam dan Tahapan Proses Siklus Air:

Siklus Pendek / Siklus Kecil

1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

2. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan

3. Turun hujan di permukaan laut Siklus Sedang

1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

2. Terjadi kondensasi

3. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat

4. Pembentukan awan

5. Turun hujan di permukaan daratan

6. Air mengalir di sungai menuju laut kembali

Siklus Panjang / Siklus Besar

1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

2. Uap air mengalami sublimasi

3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es

4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat

5. Pembentukan awan

6. Turun salju

7. Pembentukan gletser

8. Gletser mencair membentuk aliran sungai

9. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut1. Evaporasievaporasi merupakan penguapan yang bersumber dari badan air atau perairan,

misalnya penguapan air laut, air sungai, air danau, dan air kolam.

2. Transpirasitranspirasi merupakan penguapan yang berasal dari embun pernafasan mahluk hidup, misalnya manusia, hewan, dan tumbuhan. Buktinya coba Anda bernafas menempel pada kaca, pasti akan ada embun atau uap hasil pernafasan.

3. Kondensasikondensasi merupakan perubahan wujud dai uap air menjadi awan yang terjadi di atmosfer bumi.

4. Transportasitransportasi merupakan tenaga penggerak awan yang akan membawa awan jenuh air ke tempat turunya hujan. Agen transportasi dalam siklus hidrologi adalah angin.

5. Presitipasipresipitasi sering juga disebut sebagai hujan. presitipasi merupakan proses jatuhnya butiran-butiran air dari awan ke permukaan bumi.

6. Run offrun off sering juga disebut sebagai aliran permukaan. run off merupakan aliran air hujan yang mengalir di atas permukaan bumi, misalnya melalui sungai, selokan, irigasi, dsb ke tempat yang lebih rendah hingga sampai ke laut.

7. Infiltrasiinfiltrasi merupakan meresapnya atau masuknya air hujan ke dalam tanah secara vertikal. air hujan yang akan masuk ke dalam tanah dapat masuk terus ke dalam tanah dan mengalir di bawah tanah.

8. Perkolasiperkolasi merupakan aliran air di dalam tanah setelah terjadinya proses infiltrasi, air mengalir menuju tempat yang rendah dan bermuara di laut.

9. Sublimasisublimasi merupakan perubahan wujud dari awan hujan menjadi awan es atau salju. sublimasi hanya terjadi pada siklus hidrologi panjang.BAB II

HUJAN, PENGUAPAN DAN INFILTRASI

1. HUJAN

A. Pengertian

Hujan adalah sebuah peristiwa Presipitasi (jatuhnya cairan dari atmosfer yang berwujud cair maupun beku ke permukaan bumi) berwujud cairan. Hujan memerlukan keberadaan lapisan atmosfer tebal agar dapat menemui suhi di atas titik leleh es di dekat dan dia atas permukaan Bumi

Di bumi, hujan adalah proses kondensasi (perubahan wujud benda ke wujud yang lebih padat ) uap air di atmosfer menjadi butiran air yang cukup berat untuk jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi bersamaan dapat mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu pendinginan udara atau penambahan uap air ke udara. Butir hujan memiliki ukuran yang beragam mulai dari yang mirip penekuk (butiran besar), hingga butiran kecilnya.

B. Proses Tejadinya Hujan

Berikut adalah berbagai tahapan terjadinya hujan

a. TAHAP IGelembung-gelembung udara yang jumlahnya tak terhitung yang dibentuk dengan pembuihan di lautan, pecah terus-menerus dan menyebabkan partikel-partikel air tersembur menuju langit. Partikel-partikel ini, yang kaya akan garam, lalu diangkut oleh angin dan bergerak ke atas di atmosfir.

Partikel-partikel yang disebut aerosol ini membentuk awan dengan mengumpulkan uap air di sekelilingnya, yang naik lagi dari laut sebagai titik-titik kecil dengan mekanisme yang disebut perangkat air.b. TAHAP II

Awan-awan terbentuk dari uap air yang mengembun di sekeliling butir-butir garam atau partikel-partikel debu di udara. Karena air hujan dalam hal ini sangat kecil ( dengan diameter antara 0,01 dan 0,02 mm), awan-awan itu bergantungan di udara dan terbentang di langit. Jadi, langit ditutupi dengan awan-awan.c. TAHAP III

Partikel-partikel air ini yang mengelilingi butir-butir daram dan partikel-partikel debu itu mengental dan membentuk air hujan. Jadi, air hujan ini, yang menjadi lebih berat daripada udara, bertolak dari awan dan mulai jatuh ke tanah sebagai hujan.C. Macam- Macam Awan

Awan terdiri dari berbagai jenis. Terdapat 3 lapisan yang ada diudara.

a. Lapisan paling atas adalah tempat Sirus yang bentuknya serabut halus berwarna putih. Awan ini membentuk kristal es di langit. Jika awannya sudah terbentuk maka biasanya turun hujan.b. Cumulus menempati lapisan kedua. Bentuknya biasanya gumpalan putih lembut. Berarti tanda kalau cuaca akan panas serta kering. Tetapi bisa pula muncul warna hitam dimana menandakan akan turun hujan disertai angin, petir juga guruh.c. Stratus menempati lapisan ketiga atau berada rendah di langit. Jadi, letaknya dekat dengan permukaan bumi. Jika awan stratus berubah warna menjadi abu-abu pertanda awan ini sudah mengandung butiran hujan.D. Jenis- Jenis Hujan

a. Berdasarkan Proses Terjadinyai. Hujan siklonal, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar.ii. Hujan Senithal, yaitu hujan yang sering terjadi di daerah sekitar ekuator(garis khayal yang membagi bumi menjadi bagian utara dan selatan), akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara. Kemudian angin tersebut naik dan membentuk gumplan-gumpalan awan di sekitar ekuator yang berakibat awan menjadi jenuh dan turunlah hujan.iii. Hujan Orografis, yaitu hujan yang terjadi karena angin yang mengandung uap air yang bergerak horizontal. Angin tersebut naik menuju pegunungan , suhu udara menjadi dingin sehingga terjadi kondensasi. Terjadilah hujan di sekitar pegunungan.iv. Hujan Frontal, yaitu hujan yang terjadi apabila massa udara yang dingin bertemu dengan massa udara yang panas. Tempat pertemuan antara kedua massa itu disebut bidang front. Karena lebih berat, massa udara dingin menjadi lebih berada di bawah. Di sekitar bidang front inilah sering terjadi hujan lebat yang disebut hujan frontal.v. Hujan Muson atau Hujan Musiman, yaitu hujan yang terjadi karena Angin Musim (Angin Muson). Penyebab terjadinya Angin Muson adalah karena adanya pergerakan semu tahunan Matahari antara Garis Balik Utara dan Garis Balik Selatan. Di Indonesia, hujan muson terjadi di bulan Oktober sampai April. Sementara di kawasan Asia Timur terjadi di bulan Mei sampai Agustus. Siklus inilah yang menyebabkan adanya musim penghujan dan musim kemarau.b. Berdasarkan Ukuran Butirannya

i. Hujan Gerimis , diameter butirannya kurang dari 0.5 mm.ii. Hujan Salju, terdiri dari kristal-kristal es yang suhunya berada di bawah 0 derajat Celcius.iii. Hujan Batu Es, curahan batu es yang turun dalam cuaca panas dari awan yangg suhunya dibawa 0 derajat Celcius.iv. Hujan Deras, curahan air yang turun dari awan dengan suhu diatas 0 derajat Celcius dengan diameter kurang lebih 7 mm.c. Berdasarkan Besar Curah Hujan (Definisi BMKG)

i. Hujan Sedang, 20-50 mm perhari.ii. Hujan Lebat, 50-100 mm perhari.iii. Hujan Sangat Lebat, di atas 100 mm perhari.E. Pengukuran Hujan

Cara standar untuk mengukur curah hujan atau curah salju adalah menggunakan pengukur hujan standar, dengan variasi plastik 100 mm (4 in) dan Logam 200 mm (8 in).

1. Tabung dalam diisi dengan 25 mm (0,89 in) hujan, limpahannya mengalir ke tabung luar.

2. Pengukur plastik memiliki tanda di tabung dalam hingga resolusi 25 mm (0,98 in),

3. sementara pengukur logam membutuhkan batang yang dirancang dengan tanda 25 mm.

4. Setelah tabung dalam penuh, isinya dibuang dan diisi dengan jumlah air hujan yang tersisa di tabung luar sampai tabung luar kosong, sehingga menjumlahkan total keseluruhan sampai tabung luar kosong.Jenis pengukuran lain adalah pengukur hujan sepatu yang populer (pengukur termurah dan paling rentan), ember miring, dan beban. Untuk mengukur curah hujan dengan cara yang murah, kaleng silindris dengan sisi tegak dapat dipakar sebagai pengukur hujan juka dibiarkan berada di tempat terbuka, namun akurasinya bergantung pada penggaris yang digunakan untuk mengukur hujan. Semua pengukur hujan tadi dapat dibuat sendiri dengan pengetahuan memadai.2. PENGUAPAN

Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan molekul di dalam keadaan cair (contohnya air) dengan spontan menjadi gas (contohnya uap air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume signifikan.

Rata-rata molekul tidak memiliki energi yang cukup untuk lepas dari cairan. Bila tidak cairan akan berubah menjadi uap dengan cepat. Ketika molekul-molekul saling bertumbukan mereka saling bertukar energi dalam berbagai derajat, tergantung bagaimana mereka bertumbukan. Terkadang transfer energi ini begitu berat sebelah, sehingga salah satu molekul mendapatkan energi yang cukup buat menembus titik didih cairan. Bila ini terjadi di dekat permukaan cairan molekul tersebut dapat terbang ke dalam gas dan "menguap"

Ada cairan yang kelihatannya tidak menguap pada suhu tertentu di dalam gas tertentu (contohnya minyak makan pada suhu kamar). Cairan seperti ini memiliki molekul-molekul yang cenderung tidak menghantar energi satu sama lain dalam pola yang cukup buat memberi satu molekul "kecepatan lepas" - energi panas - yang diperlukan untuk berubah menjadi uap. Namun cairan seperti ini sebenarnya menguap, hanya saja prosesnya jauh lebih lambat dan karena itu lebih tak terlihat

Penguapan adalah bagian esensial dari siklus air. Uap air di udara akan berkumpul menjadi awan. Karena pengaruh suhu, partikel uap air yang berukuran kecil dapat bergabung (berkondensasi) menjadi butiran air dan turun hujan. Siklus air terjadi terus menerus. Energi surya menggerakkan penguapan air dari samudera, danau, embun dan sumber air lainnya. Dalam hidrologi penguapan dan transpirasi (yang melibatkan penguapan di dalam stomata tumbuhan) secara kolektif diistilahkan sebagai evapotranspirasi.dan evaporasi pada tumbuhan.

3. INFILTRASI

A. Pengertian Infiltrasi

Infiltrasi adalah aliran air ke dalam tanah melalui permukaan tanah. Di dalam tanah air mengalir dalam arah lateral, sebagai aliran antara (interflow) menuju mata air, danau, dan sungai; atau secara vertikal, yang dikenal dengan perkolasi (percolation)menuju air tanah.

Gerak air di dalam tanah melalui pori-pori tanah dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan gaya kapiler. Gaya gravitasi menyebabkan aliran selalu menuju ke tempat yang lebih rendah, sementara gaya kapiler menyebabkan air bergerak ke segala arah. Air kapiler selalu bergerak dari daerah basah menuju ke daerah yang lebih kering.

Tanah kering mempunyai gaya kapiler lebih besar daripada tanah basah. Gaya tersebut berkurang dengan bertambahnya kelembaban tanah. Selain itu, gaya kapiler bekerja lebih kuat pada tanah dengan butiran halus seperti lempung daripada tanah berbutir kasar pasir. Apabila tanah kering, air terinfiltrasi melalui permukaan tanah karena pengaruh gaya gravitasi dan gaya kapiler pada seluruh permukaan. Setelah tanah menjadi basah, gerak kapiler berkurang karena berkurangnya gaya kapiler.

Hal ini menyebabkan penurunan laju infiltrasi. Sementara aliran kapiler pada lapis permukaan berkurang, aliran karena pengaruh gravitasi berlanjut mengisi pori-pori tanah. Dengan terisinya pori-pori tanah, laju infiltrasi berkurang secara berangsung-angsur sampai dicapai kondisi konstan; di mana laju infiltrasi sama dengan laju perkolasi melalui tanah.

Dalam infiltrasi dikenal dua istilah yaitu kapasitas infiltrasi dan laju infiltrasi, yang dinyatakan dalam mm/jam. Kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum untuk suatu jenis tanah tertentu; sedang laju infiltrasi adalah kecepatan infiltrasi yang nilainya tergantung pada kondisi tanah dan intensitas hujan. Pada grafik dibawah ini menunjukkan kurva kapasitas infiltrasi (fp), yang merupakan fungsi waktu.

Apabila tanah dalam kondisi kering ketika infiltrasi terjadi, kapasitas infiltrasi tinggi karena kedua gaya kapiler dan gravitasi bekerja bersama-sama menarik air ke dalam tanah. Ketika tanah menjadi basah, gaya kapiler berkurang yang menyebabkan laju infiltrasi menurun. Akhirnya kapasitas infiltrasi mencapai suatu nilai konstan, yang dipengaruhi terutama oleh gravitasi dan laju perkolasi.B. Faktor yang mempengaruhi infiltrasi

Laju infiltrasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu kedalaman genangan dan tebal lapis jenuh, kelembaban tanah, pemadatan oleh hujan, tanaman penutup, intensitas hujan, dan sifat-sifat fisik tanah.i. Kedalaman genangan dan tebal lapis jenuhPerhatikan skema gambar di bawah ini !

Dalam gambar di atas, air yang tergenang di atas permukaan tanah terinfiltrasi ke dalam tanah, yang menyebabkan suatu lapisan di bawah permukaan tanah menjadi jenuh air. Apabila tebal dari lapisan jenuh air adalah L, dapat dianggap bahwa air mengalir ke bawah melalui sejumlah tabung kecil. ALiran melalui lapisan tersebut serupa dengan aliran melalui pipa. Kedalaman genangan di atas permukaan tanah (D) memberikan tinggi tekanan pada ujung atas tabung, sehingga tinggi tekanan total yang menyebabkan aliran adalah D+L.Tahanan terhadap aliran yang diberikan oleh tanah adalah sebanding dengan tebal lapis jenuh air L. Pada awal hujan, dimana L adalah kecil dibanding D, tinggi tekanan adalah besar dibanding tahanan terhadap aliran, sehingga air masuk ke dalam tanah dengan cepat. Sejalan dengan waktu, L bertambah panjang sampai melebihi D, sehingga tahanan terhadap aliran semakin besar. Pada kondisi tersebut kecepatan infiltrasi berkurang. Apabila L sangat lebih besar daripada D, perubahan L mempunyai pengaruh yang hampir sama dengan gaya tekanan dan hambatan, sehingga laju infiltrasi hampir konstan.

ii. Kelembaban tanahJumlah air tanah mempengaruhi kapasitas infiltrasi. Ketika air jatuh pada tanah kering, permukaan atas dari tanah tersebut menjadi basah, sedang bagian bawahnya relatif masih kering. Dengan demikian terdapat perbedaan yang besar dari gaya kapiler antara permukaan atas tanah dan yang ada di bawahnya. Karena adanya perbedaan tersebut, maka terjadi gaya kapiler yang bekerja sama dengan gaya berat, sehingga air bergerak ke bawah (infiltrasi) dengan cepat.Dengan bertambahnya waktu, permukaan bawah tanah menjadi basah, sehingga perbedaan daya kapiler berkurang, sehingga infiltrasi berkurang. iii. Pemampatan oleh hujanKetika hujan jatuh di atas tanah, butir tanah mengalami pemadatan oleh butiran air hujan. Pemadatan tersebut mengurangi pori-pori tanah yang berbutir halus (seperti lempung), sehingga dapat mengurangi kapasitas infiltrasi. Untuk tanah pasir, pengaruh tersebut sangat kecil.iv. Penyumbatan oleh butir halusKetika tanah sangat kering, permukaannya sering terdapat butiran halus. Ketika hujan turun dan infiltrasi terjadi, butiran halus tersebut terbawa masuk ke dalam tanah, dan mengisi pori-pori tanah, sehingga mengurangi kapasitas infiltrasi.v. Tanaman penutupBanyaknya tanaman yang menutupi permukaan tanah, seperti rumput atau hutan, dapat menaikkan kapasitas infiltrasi tanah tersebut. Dengan adanya tanaman penutup, air hujan tidak dapat memampatkan tanah, dan juga akan terbentuk lapisan humus yang dapat menjadi sarang/tempat hidup serangga. Apabila terjadi hujan lapisan humus mengembang dan lobang-lobang (sarang) yang dibuat serangga akan menjadi sangat permeabel. Kapasitas infiltrasi bisa jauh lebih besar daripada tanah yang tanpa penutup tanaman.vi. TopografiKondisi topografi juga mempengaruhi infiltrasi. Pada lahan dengan kemiringan besar, aliran permukaan mempunyai kecepatan besar sehingga air kekurangan waktu infiltrasi. Akibatnya sebagian besar air hujan menjadi aliran permukaan. Sebaliknya, pada lahan yang datar air menggenang sehingga mempunyai waktu cukup banyak untuk infiltrasi.vii. Intensitas hujanIntensitas hujan juga berpengaruh terhadap kapasitas infiltrasi. Jika intensitas hujan I lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi aktual adalah sama dengan intensitas hujan. Apabila intensitas hujan lebih besar dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi aktual sama dengan kapasitas infiltrasi.BAB IIIPENGUKURAN KLIMATOLOGI DAN HIDROMETRIA. Pengukuran Hidrometri

Pengukuran debit sungai dilakukan dengan pemasangan alat di suatu lokasi di sungai yang ditetapkan, yang memungkinkan pengamatan secara kontinyu dan teratur elevasi muka air dan debit serta data lainnya, seperti angkutan sedimen dan salinitas. Pengukuran debit dilakukan dengan langkah-langkah :

1. Pemilihan lokasi stasiun pengukuranLangkah pertama adalah memilih lokasi stasiun pengukuran. Pemilihan lokasi tersebut dengan memperhatikan beberapa persyaratan berikut ini :a) Mudah dicapai oleh pengamatb) Di bagian sungai yang lurus dengan penampang sungai yang teratur dan stabilc) Di sebelah hilir pertemuan dengan anak sungaid) Di mulut sungai menuju ke laut atau danaue) Di lokasi bangunan airf) Tidak dipengaruhi oleh garis pembendungan g) Aliran berada dalam alur utama

2. Pengukuran kedalaman sungaia) Bak ukurUntuk sungai yang dangkal, bak ukur yang telah diberi sekala dan pelat di bagian bawahnya dimasukkan ke dalam sungai sampai pelat dasar mencapai dasar sungai. Kedalaman air pada skala di bak ukur tersebut.

b) Tali dengan pemberatApabila sungai dalam atau kecepaan arus besar, kedalaman air diukur dengan menggunakan tali yang diberi pemberat. Pengukuran ini biasanya dilakukan secara bersamaan dengan pengukuran kecepatan dengan menggunakan current meter. Pemakaian tali untuk mengukur kedalaman perlu diperhitungkan koreksi, karena pengaruh arus dapat menyebabkan posisi tali tidak vertikal.c) EchosounderPada sungai yang lebar dan dalam, pengukuran tampang lintang dapat dilakukan dengan menggunakan Echosounder. Selain itu alat ini juga biasa untuk mengukur kedalaman laut cara kerjanya alat ini dipasang pada dasar kapal. Alat tersebut akan memancarkan getaran suara akan yang akan merambat ke dasar sungai dan kemudian dipantulkan kembali.3. Pengukuran elevasi muka air secara kontinyu atau hariana) Papan duga Papan duga merupakan alat paling sederhana untuk mengukur elevasi muka air. Terbuat dari kayu atau pelat baja yang diberi ukuran skala dalam centimeter, dapat dipasang di tepi sungai atau suatu bangunan. Pengamatan ini biasanya dilakukan setiap hari. Alat ini memiliki kekurangan yaitu tidak tercatatnya muka air pada jam-jam tertentu yang mungkin mempunyai informasi penting, misalnya puncak banjir.b) Alat pengukur elevasi muka air maksimumAlat ini digunakan untuk mengukur elevasi muka air maksimum yang terjadi pada waktu banjir. Alat ini terbuat dari tabung yang berdiameter 50 mm dengan lubang yang terdapat di dekat dasar dan tertutup di bagian atasnya dengan satu atau dua lubang untuk keluarnya udara. Di dalam tabung terdapat gabus dan papan duga.

c) Pencatat muka air otomatis (AWLR)Dengan alat ini elevasi muka air sungai dapat tercatat secara kontinyu sepanjang waktu. Alat ukur yang banyak digunakan di Indonesia adalah pelampung. Pelampung tersebut mengikuti gerak muka air, dan gerak tersebut di transfer ke roda gigi yang mereduksi fluktuasi muka air.

4. Pengukuran kecepatan alirana) PelampungMenggunakan pelampung yaitu dengan mengukur selang waktu yang diperlukan oleh pelampung untuk menempuh suatu jarak tertentu. Ada tiga macam pelampung, pelampung permukaan, pelampung dengan kaleng, dan pelampung batang.b) Current meterPengukuran kecepatan dengan alat ini banyak dilakukan. Ada dua tipe alat ukur yaitu tipe mangkok dan baling-baling. Karena ada partikel air yang melintasinya maka mangkok dan baling-baling akan berputar. Jumlah putaran persatuan waktu dapat dikonfersikan menjadi kecepatan arus.

5. Hitungan debita) Metode tampang tengahDalam metode ini dianggap bahwa kecepatan di setiap vertikal merupakan kecepatan rerata dari pias selebar setengah jarak antar pias sebelah kiri dan kanannya. Debit di suatu pias adalah perkalian antara kecepatan rerata vertikal dan lebar tersebut. Di kedua tebing kiri dan kanan sungai kecepatan dianggap nol. b) Metode tampang rerataTampang lintang sungai dianggap tersusun dari sejumlah pias yang masing-masing dibatasi oleh dua vertikal yang berdampingan. Debit total adalah jumlah debit di seluruh pias.c) Metode integrasi kedalaman kecepatanDalam metode ini dihitung debit tiap satuan lebar, yaitu perkalian antara kecepatan rerata dan kedalaman pada vertikal. Debit sungai diperoleh dengan menghitung luasan yang dibatasi oleh kurva tersebut dan garis muka air.

6. Membuat rating curve yaitu hubungan antara elevasi muka air dan debit.7. Dari rating curve yang telah dibuat pada langkah ke 6, dicari debit aliran berdasarkan pencatatan elevasi muka air.

8. Presentasi dan publikasi data terukur dan terhitung.B. Pengukuran Klimatologi

Stasiun pengamatan klimatologi adalah stasiun yang difungsikan untuk mengamati/ mencatat/ merekam parameter iklim baik secara manual, mekanik, maupun elektronik.

Peralatan stasiun pengamat klimatologi umumnya terdiri dari : penakar hujan otomatik penakar hujan biasa termometer maksimum termometer minimum termometer bola kering termometer bola basah termohigrograf panci penguapan tabung penenang canting dudukan panci penguapan pencatat lamanya penyinaran matahari aktinograf anemometer sangkar meterApabila diperlukan parameter tekanan atmosfer maka harus dipasang peralatan tambahan yaitu barograph.C. ALAT ALAT KLIMATOLOGI DAN HIDROMETRIMenentukan iklim suatu daerah diperlukan data yang telah terkumpul lama, hasil dari pengukuran alat ukur khusus yang disebut instrumentasi klimatologi. Instrumentasi tak jauh beda bahkan kadang sama dengan instrumentasi meteorologi. Alat-alat ini harus tahan setiap waktu terhadap pengaruh-pengaruh buruk cuaca sehingga ketelitiannya tidak berubah. Pemeliharaan alat akan membuat ketelitian yang baik pula sehingga pengukuran dapat dipercaya. Data yang terkumpul untuk iklim diperlukan waktu yang lama, tak cukup satu tahun bahkan 10-30 tahun.Alat-alat yang umum digunakan di stasiun klimatologi data cuaca menghasilkan data yang makro. Alat-alat terbagi dua golongan, manual dan otomatis (mempunyai perekam). Unsur-unsur iklim yang diukur adalah: radiasi surya, suhu udara dan suhu tanah, kelembapan udara, curah hujan, evaporasi dan angin.1. RADIASI

Alat ukur radiasi umumnya dua tipe:

i. pengukur jumlah energi radiasi (Cal/cm2/waktu)ii. pengukur lamanya penyinaran surya (jam).

Tipe pertama contohnya : AktinografBerperekam atau otomatis mengukur setiap saat pada siang hari radiasi surya yang jatuh ke alat. Sensor atau yang peka bila kena sinar surya terdiri atas bimetal (dwilogam) berwarna hitam mudah menyerap radiasi surya. Panas karena radiasi yang diserap ini membuat bimetal melengkung. Besarnya lengkungan sebanding radiasi yang diterima sensor. Lengkungan ini disampaikan secara mekanis ke jarum penulis di atas pias yang berputar menurut waktu. Hasil rekaman sehari ini berbentuk grafik. Luas grafik/integral dari grafik sebanding dengan jumlah radiasi surya yang ditangkap oleh sensor selama sehari. Gun Bellani

Prinsip alat adalah menangkap radiasi pada benda berbentuk bola sensor. Panas yang timbul akan menguapkan zat cair dalam bola hitam. Ruang uap zat cair berhubungan dengan tabung kondensasi. Uap zat cair yang timbul akan dikondensasi dalam tabung berbentuk buret yang berskala. Banyaknya air kondensasi sebanding dengan radiasi surya diterima oleh sensor dalam sehari. Pengukuran dilakukan sekali dalam 24 jam, yaitu pada pagi hari dibandingkan dengan alat yang pertama hasilnya lebih kasar. Campbell StokesPrinsip alat adalah pembakaran pias. Panjang pias yang terbakar dinyatakan dalam jam. Alat ini mengukur lama penyinaran surya. Hanya pada keadaan matahari terang saja pias terbakar, sehingga yang terukur adalah lama penyinaran surya terang. Pias ditaruh pada titik api bola lensa. Pembakaran pias terlihat seperti garis lurus di bawah bola lensa. Kertas pias adalah kertas khusus yang tak mudah terbakar kecuali pada titik api lensa.

Alat dipasang di tempat terbuka, tak ada halangan ke arah Timur matahari terbit dan ke barat matahari terbenam. Kemiringan sumbu bola lensa disesuaikan dengan letak lintang setempat. Posisi alat tak berubah sepanjang waktu hanya pemakaian pias dapat diganti-ganti setiap hari. Ada 3 tipe pias yang digunakan pada alat yang sama:a. Pias waktu matahari di ekuatorb. Pias waktu matahari di utarrac. Pias waktu matahari di selatan2. SUHUSetiap benda yang perubahan bentuknya sebagai fungsi dari suhu dapat digunakan sebagai thermometer. Perubahan bentuk ini akibat pemuaian thermal. Pada umumnya yang dipakai dalam instrumen klimatologi adalah air raksa dalam tabung kapiler gelas. Termometer Maksimum

Ciri khas dari termometer ini adalah terdapat penyempitan pada pipa kapiler di dekat reservoir. Air raksa dapat melalui bagian yang sempit ini pada suhu naik dan pada suhu turun air raksa tak bisa kembali ke reservoir, sehingga air raksa tetap berada posisi sama dengan suhu tertinggi. Setelah dibaca posisi ujung air raksa tertinggi, air raksa dapat dikembalikan ke reservoir dengan perlakuan khusus (diayun-ayunkan). Termometer maksimum diletakkan pada posisi hampir mendatar, agar mudah terjadi pemuaian . Pengamatan sekali dalam 24 jam. Termometer MinimumMengukur suhu udara ekstrim rendah. Zat cair dalam kapiler gelas adalah alkohol yang bening. Pada bagian ujung atas alkohol yang memuai atau menyusut terdapat indeks. Indeks ini hanya dapat didorong ke bawah pada suhu rendah oleh tegangan permukaan bagian ujung kapiler alkohol. Bila suhu naik alkohol memuai, indeks tetap menunjukkan posisi suhu terendah.

Setelah ujung indeks yang dekat miniskus alkohol dibaca dan dicatat, dengan perlakuan khusus indeks dikembalikan mendekati miniskus alkohol. Posisi termometer pada waktu mengukur hampir sama dengan termometer maksimum yaitu agak mendatar. Perlu diperhatikan bahwa kapiler alkohol harus dalam keadaan bersambung, tidak boleh terputus-putus. Bila kapiler alkohol terputus, termometer tidak boleh lagi dipakai sebagai alat pengukur suhu, harus dibetulkan terlebih dahulu, Pengamatan sekali dalam 24 jam. Termometer biasaMengukur suhu udara sesaat, zat cair yang digunakan adalah air raksa. Umumnya termometer ini disebut termometer bola kering yang dipasang berdampingan dengan termometer bola basah. Kedua termometer ini dipasang dalam keadaan tegak. Semua termometer pengukur suhu udara pada waktu pengukuran berada di dalam sangkar cuaca. Maksudnya adalah termometer tidak dipengaruhi radiasi surya langsung maupun radiasi dari bumi. Kemudian terlindung dari hujan ataupun angin kencang. Warna sangkar cuaca putih menghindari penyerapan radiasi surya. Panas ini dapat mempengaruhi pengukuran suhu udara. Termometer TanahPrinsipnya hampir sama dengan termometer biasa, hanya bentuk dan panjangnya berbeda. Pengukuran suhu tanah lebih teliti daripada suhu udara. Perubahannya lambat sesuai dengan sifat kerapatan tanah yang lebih besar daripada udara.

Suhu tanah yang diukur umumnya pada kedalaman 5 cm, 10 cm, 20 cm, 50 cm dan 100 cm. Macam alat disesuaikan dengan kedalaman yang akan diukur. Termometer tanah untuk kedalaman 50 cm dan 100 cm bentuknya berbeda dengan kedalaman lain. Termometer berada dalam tabung gelas yang berisi parafin, kemudian tabung diikat dengan rantai lalu diturunkan dalam selongsong tabung logam ke dalam tanah sampai kedalaman 50 cm atau 100 cm.

Pembacaan dilakukan dengan mengangkat termometer dari dalam tabung logam, kemudian dibaca. Adanya parafin memperlambat perubahan suhu ketika termometer terbaca di udara. Termometer tanah pada kedua kedalaman ini bila meruapakan suatu kapiler yang panjang dari mulai permukaan tanah, mudah sekali patah apabila tanah bergerak turun atau pecah karena kekeringan.3. KELEMBABANAda beberapa tipe dan prinsip kerja alat pengukur kelembapan udara. Pada umumnya alat yang digunakan adalah psikrometer. Alat ini terdiri dari dua termometer yang disebut termometer bola basah dan termometer bola kering. Kelembapan udara sebanding dengan selisih kedua termometer yang dapat dicari melalui tabel atau rumus.

Alat pengukur kelembapan lain adalah sensor rambut. Prinsipnya bila udara lembab rambut bertambah panjang dan udara kering rambut menyusut. Perubahan panjang ini secara mekanis dapat ditransfer ke jarum penunjuk pada skala antara 0 sampai 100 %. Alat pengukur kelembapan udara tipe ini disebut higrometer. TermohigrografMenggunakan prinsip dengan sensor rambut untuk mengukur kelembapan udara dan menggunakan bimetal untuk sensor suhu udara. Kedua sensor dihubungkan secara mekanis ke jarum penunjuk yang merupakan pena penulis di atas kertas pias yang berputar menurut waktu. Alat dapat mencatat suhu dan kelembapan setiap waktu secara otomatis pada pias. Melalui suatu koreksi dengan psikrometer kelembapan udara dari saat ke saat tertentu. Psikrometer Standard

Alat pengukur kelembapan udara terdiri dari dua termometer bola basah dan bola kering. Pembasah termometer bola basah harus dijaga agar jangan sampai kotor. Gantilah kain pembasah bila kotor atau daya airnya telah berkurang. Dua minggu atau sebulan sekali perlu diganti, tergantung cepatnya kotor. Musim kemarau pembasah cepat sekali kotor oleh debu. Air pembasah harus bersih dan jernih.

Pakailah air bebas ion atau aquades. Air banyak mengandung mineral akan mengakibatkan terjadinya endapan garam pada termometer bola basah dan mengganggu pengukuran. Waktu pembacaan terlebih dahulu bacalah termometer bola kering kemudian termometer bola basah. Suhu udara yang ditunjukkan termometer bola kering lebih mudah berubah daripada termometer bola basah. Semua alat pengukur kelembapan udara ditaruh dalam sangkar cuaca terlindung dari radiasi surya langsung atau radiasi bumi serta hujan.4. CURAH HUJANAlat pengukur hujan, mengukur tinggi hujan seolah-olah air yang jatuh ke tanah menumpuk ke atas merupakan kolom air. Bila air yang tertampung volumenya dibagi dengan luas corong penampung maka hasilnya dalah tinggi. Satuan yang dipakai adalah milimeter (mm). Penakar hujan Hellman

Alat ini merupakan penakar hujan otomatis dengan tipe siphon. Bila air hujan terukur setinggi 10 mm, siphon bekerja mengeluarkan air dari tabung penampungan dengan cepat, kemudian siap mengukur lagi dan kemudian seterusnya.

Di dalam penampung terdapat pelampung yang dihubungkan dengan jarum pena penunjuk yang secara mekanis membuat garis pada kertas pias posisi dari tinggi air hujan yang tertampung. Bentuk pias ada dua macam, harian dan mingguan. Pada umumnya lebih baik menggunakan yang harian agar garis yang dibuat pena tidak terlalu rapat ketika terjadi hujan lebat. Banyak data dapat dianalisadari pias, tinggi hujan harian, waktu datangnya hujan, derasnya hujan atau lebatnya hujan per satuan waktu. Penakar hujan BendixPenakar hujan otomatis, prinsip secara menimbang air hujan yang ditampung. Melalui cara mekanis timbangan ini ditransfer ke jarum petunjuk berpena di atas kertas pias. Penakar hujan Tilting SiphonPrinsip alat, air hujan ditampung dalam tabung penampung. Bila penampung penuh, tabung menjadi miring dan siphon mulai bekerja megeluarkan air dari dalam tabung. Setiap pergerakan air dalam tabung penampung tercatat pada pias sama seperti alat penakar hujan otomatis lainnya. Penakar hujan Tipping BucketPrinsip alat, air hujan ditampung pada bejana yang berjungkit. Bila air mengisi bejana penampung yang setara dengan tinggi hujan 0,5 mm akan berjungkit dan air dikeluarkan. Terdapat dua buah bejana yang saling bergantian menampung air hujan. Tiap gerakan bejana berjungkit secara mekanis tercapat pada pias atau menggerakkan counter (penghitung). Jumlah hitungan dikalikan dengan 0,5 mm adalah tinggi hujan yang terjadi. Curah hujan di bawah 0,5 mm tidak tercatat.Semua alat penakar hujan di atas harus diperhatikan penempatannya di lapangan terbuka bebas dari halangan. Alat yang teliti dengan menempatkan yang salah akan mengukur besaran yang salah pula. Alat yang otomatis, pemeliharaannya harus lebih intensif. Keadaan alat baik yang manual ataupun yang otomatis harus diperiksa dari kebocoran, saluran penampung yang tersumbat kotoran, tinta pena jangan sampai kering dan jam pemutar silinder pias dalam keadaan berjalan dengan baik. 5. EVAPORASIPengukuran air yang hilang melalui penguapan (evaporasi) perlu diukur untuk mengetahui keadaan kesetimbangan air antara yang didapat melalui curah hujan dan air yang hilang melalui evaporasi. Alat pengukur evaporasi yang paling banyak digunakan sekarang adalah Panci kelas A.

Evaporasi yang diukur dengan panci ini dipengaruhi oleh radiasi surya yang datang, kelembapan udara, suhu udara dan besarnya angin pada tempat pengukuran. Ada dua macam peralatan pengukur tinggi muka air dalam panci. Pertama alat ukur micrometer pancing dan yang kedua alat ukur ujung paku yang dipasang tetap (fixed point). Kesalahan yang besar dari pengukuran evaporasi terletak pada tinggi air dalam panci. Oleh sebab itu muka air selamanya harus dikembalikan pada tinggi semula yaitu 5 cm di bawah bibir panci.

Makin rendah muka air dalam panci, makin rendah pula terjadinya penguapan. Kejernihan air dalam panci perlu diperhatikan. Air yang keruh, evaporasi yang terukur akan rendah pula. Usahakan air jangan sampai berlumut. Tinggi air diukur dengan satuan mm. Alat ukur mikrometer mampu mengukur dalam mm dengan ketelitian seperti seratus mm. Ketelitian pengukuran itu diperlukan karena tinggi yang diukur tidak sama besar meliputi 5 sampai 8 mm.

Pada musim penghujan nilainya kecil sedangkan pada musim kemarau besar. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam ketika pagi hari. Pengamat yang setiap hari mengukur evaporasi harus mempunyai keterampilan dan kejelian melihat batas air yang diukur. Alat perlengkapannya adalah tabung peredam, termometer maksimum-minimum permukaan air yang tertampung, termometer maksimum-minimum di permukaan panci dan anemometer cup counter setinggi 30 cm di atas tanah. Sekeliling panci harus ditumbuhi rumput pendek.

Permukaan tanah yang terbuka atau gundul menyebabkan evaporasi yang terukur tinggi (efek oase). Pasanglah alat pada tempat yang terbuka tidak terhalang oleh benda-benda lain dan berada di tengah-tengah lapang rumput dari stasiun klimatologi.6. ANGINAngin merupakan suatu vektor yang mempunyai besaran dan arah. Besaran yang dimaksud adalah kecepatannya sedang arahnya adalah darimana datangnya angin. Kecepatan angin dapat dihitung dari jelajah angin (cup counter anemometer) dibagi waktu (lamanya periode pengukuran).

Ada alat pengukuran angin yang langsung mengukur kecepatannya. Jadi jarum penunjuk suatu kecepatan tertentu bila ada angin. Arah angin ditunjukkan oleh wind-vane yang dihubungkan dengan alat penunjuk arah mata angin atau dalam angka. Angka 360 derajat berarti ada angin dari utara, angka 90 ada angin dari timur demikian seterusnya.Perlu diperhatikan bahwa tidak ada angka nol, karena angka nol menandakan tak ada angin. Mengukur arah angin haruslah ada angin atau cup counter anemometer dalam keadaan bergerak. Sebagaimana alat lainnya pemasangan alat di lapang terbuka penting sekali karena mempengaruhi besaran yang akan diukur. Di lapangan terbuka tak ada pohon-pohonan tinggi alat dipasang 2 meter di atas tanah. Bila ada halangan, alat dipasang pada ketinggian 10 sampai 15 meter dari atas tanah. Waktu pengamatan tergantung dari data yang diinginkan. Bila data harian, pengamatan sekali dalam 24 jam untuk jelajah angin yaitu pada pagi hari.Waktu pengamatan arah angin lebih dari sekali dalam 24 jam. Arah yang paling banyak ditunjuk dalam 24 jam merupakan arah rata-rata dalam hari tersebut.Sensor yang menghubungkan dengan alat mencatat otomatis disebut anemograf. Alat ini mencatat kecepatan dan arah angin setiap saat pada kertas pias. Alat pencatat ini ada yang harian, mingguan ataupun bulanan.D. PENGUKURAN HUJAN OTOMATISPENAKAR HUJAN JENIS HELLMANPenakar hujan jenis Hellman merupakan suatu instrument/alat untuk mengukur curah hujan. Penakar hujan jenis hellman ini merupakan suatu alat penakar hujan berjenis recording atau dapat mencatat sendiri.Alat ini dipakai di stasiun-stasiun pengamatan udara permukaan.Pengamatan dengan menggunakan alat ini dilakukan setiap hari pada jam-jam tertentu mekipun cuaca dalam keadaan baik/hari sedang cerah.Alat ini mencatat jumlah curah hujan yang terkumpul dalam bentuk garis vertical yang tercatat pada kertas pias. Alat ini memerlukan perawatan yang cukup intensif untuk menghindari kerusakan-kerusakan yang sering terjadi pada alat ini.Curah hujan merupakan salah satu parameter cuaca yang mana datanya sangat penting diperoleh untuk kepentingan BMG dan masyarakat yang memerlukan data curah hujan tersebut.Hujan memiliki pengaruh yang sangat besar bagi kehidupan manusia,karena dapat memperlancar atau malah menghambat kegiatan manusia.Oleh karena itu kualitas data curah hujan yang didapat haruslah bermutu;memiliki keakuratan yang tinggi.Maka seorang observer / pengamat haruslah mengetahui tentang alatpenakar hujanyang dipakai di stasiun pengamat secara baik. Salah satu alatpenakar hujanyang sering dipakai ialahPenakar hujanjenis hellmanPenakar hujanjenis hellman beserta bagian-bagiannya keterangan gambar :1.Bibir atau mulut corong2. Lebar corong3.Tempat kunci atau gembok4.Tangki pelampung5.Silinder jam tempat meletakkan pias6.Tangki pena7.Tabung tempat pelampung8. Pelampung9. Pintupenakar hujan10. Alat penyimpan data11.Alat pengatur tinggi rendah selang gelas (siphon)12.selang gelas13.Tempat kunci atau gembok14.Panci pengumpul air hujan bervolumeCara Kerja AlatJika hujan turun, air hujan masuk melalui corong, kemudian terkumpul dalam tabung tempat pelampung. Air hujan ini menyebabkan pelampung serta tangkainya terangkat atau naik keatas.Pada tangkai pelampung terdapat tongkat pena yang gerakkannya selalu mengikuti tangkai pelampung Gerakkan pena dicatat pada pias yang ditakkan/digulung pada silinder jam yang dapat berputar dengan bantuan tenaga per.Jika air dalam tabung hampir penuh (dapat dilihat pada lengkungan selang gelas),penaakan mencapai tempat teratas pada pias.Setelah air mencapai atau melewati puncak lengkungan selang gelas,maka berdasarkan sistem siphon otomatis (sistem selang air),air dalam tabung akan keluar sampai ketinggian ujung selang dalam tabung.Bersamaan dengan keluarnya air,tangki pelampung dan pena turun dan pencatatannya pada pias merupakan garis lurus vertikal.Jika hujan masih terus-menerus turun,maka pelampung akan naik kembali seperti diatas.Dengan demikian jumlah curah hujan dapat dihitung atau ditentukan dengan menghitung garis-garis vertical.BAB IVCURAH HUJAN RANCANGAN

Metode ini membahas tentang berbagai data, persyaratan, metode terutama untuk aliran yang tidak terpengaruh arus balik. Ditinjau dari ketersediaan data hujan, karakteristik daerah aliran, dan data debit, terdapat 6 kelompok metode perhitungandebit rencana, yaitu:

1. Metode analisis probabilitas frekuensi debit banjir.

Metode ini dipergunakan apabila ada data debit tersedia cukup panjang (>20 Tahun), sehingga analisisnya dapat dilakukan dengan distribusi probabilitas, baik secara analitis maupun grafis. Sebagai contoh distribusi probabilitas yang dimaksud adalah :

Distribusi Probabilitas Gumbel.

Distribusi Probabilitas Log Person.

Distribusi Probabilitas Log Normal. 2. Metode Analisi Regional

Apabila data debit yang tersedia < 20 Tahun dan > 10 Tahun maka debit rencana dapat dihitung dengan metode analisis regional. Data debit yang dimaksud dapat dari berbagai daerah pengaliran yang ada tetapi masih dalam suatu regional.

Prinsip dari metode analisis regional adalah dalam upaya memperoleh lengkung frekuensi banjir regional. Kegunaan dari lengkung frekuensi banjir regional adalah untuk menentukan besarnya debit rencana pada suatu daerah pengaliran yang tidak memiliki data debit.3. Metode Puncak Banjir di atas Ambang

Metode ini dipergunakan apabila data debit yang tersedia antara 3 - 10 Tahun. Metode ini berdasarkan pengambilan puncak banjir dalam selang waktu 1 tahun di atas ambang tertentu dan hanya cocok untuk data yang didapat dari pos duga air otomatik.4. Metode Empiris

Metode ini dipergunakan apabila data hujan dan karakteristik daerah aliran tersedia. Contoh metode yang termasuk dalam kelompok metode ini adalah :

Metode Rasional.

Metode Weduwen.

Metode Haspers.

Metode Melchior.

Metode Hidrograf Satuan. 5. Metode Analisis Regresi

Metode ini menggunakan persamaan-persamaan regresi yang dihasilkan Institute of Hydrology (IoH) dan Pusat Penelitian dan Pengembangan Pengairan, yaitu didapat dari data hujan dan karakteristik Daerah Pengaliran Sungai (DPS), selanjutnya untuk banjir dengan periode ulang tertentu digunakan lengkung analisis regional.6. Model Matematika

Metode ini dipergunakan apabila selang waktu pengamatan data hujan lebih panjang dari pada pengamatan data debit., selanjutnya untuk memperpanjang data aliran yang ada digunakan matematika kemudian besar debit banjir rencana dihitung dengan analisis frekuensi atau menggunakan distribusi probabilitas, contohnya : Gumbel, Log Person dan Log Normal.BAB VDEBIT BANJIR RANCANGAN (HIDROGRAF)

Penelusuran Banjir adalah suatu metode di mana variasi debit terhadap waktu

Pada suatu titik pengamatan ditentukan. Tujuan Penelusuran Banjir adalah :

Prakiraan banjir jangka pendek

Perhitungan hidrograf satuan untuk berbagai titik di sungai dari hidrograf satuan di suatu titik di sungai tersebut

Prakiraan kelakuan sungai setelah melewati palung

Derivasi hidrograf sintetik.

Penelusuran banjir adalah merupakan prakiraan hidrograf di suatu ttik pada suatu aliran atau bagian sungai yang didasarkan atas pengamatan hidrograf di titik lain. Hidrograf banjir dapat ditelusuri lewat palung sungai atau lewat waduk.

Pada dasarnya penelusuran banjir lewat palung sungai merupakan aliran tidak lunak (non steady flow), maka dapat dicari penyelesaiannya. Karena pengaruh gesekan tidak dapat diabaikan, maka penyelesaian persamaan dasar alirannya akan sulit. Dengan menggunakan karakteristik atau finite difference akan dapat diperoleh penyelesaian yang memadai, tetapi masih memerlukan usaha yang sangat besar.

Cara penelusuran banjir lewat palung sungai yang pertama adalah yang tidak didasarkan atas hukum-hukum hidrolika, sedangkan yang kedua merupakan penyelesaian yang didasarkan atas hukum-hukum hidrolika. Pada cara pertama, yang ditinjau hanyalah hukum kontinuitas, sedangkan persamaan keduanya didapatkan secara empiric dari pengamatan banjir. Oleh karena berlakunya cara ini sangat tidak terbatas maka harus diperiksa untuk setiap kasus khusus. Pada cara kedua, merupakan aliran tidak lunak yang berubah secara ruang (spatially varied unsteady flow), yang penelusurannya dilaksanakan secara simultan dari ekspresi-ekspresi kontinuitas dan momentum. Penelusuran lewat waduk, yang penampungannya merupakan fungsi langsung dari aliran keluar (outflow), cara penyelesaiannya dapat ditempuh dengan cara yang lebih ilmiah.Kedua cara tersebut adalah sebagai berikut :

1. Cara MUSKINGUMCara ini hanya berlaku dalam kondisi sebagai berikut :

Tidak ada anak sungai yang masuk ke dalam bagian memanjang palung sungai yang ditinjau. Penambahan dan kehilangan air oleh curah hujan, aliran masuk atau keluar air tanah dan evaporasi, kesemuanya ini diabaikan.

2. Penelusuran Hidrolik di Palung Sungai

Dalam penelusuran hidrolik digunakan persamaan kontinuitas dan persamaan gerak. Penyelesaian dalam bentuk tertutup (closed form solution) terhadap persamaan-persamaan penelusuran hidrolik yang lengkap tidak ada. Jadi, penerapan teknisnya memerlukan opersai computer. Telah ada berbagai pendekatan untuk pengintegralan numeric terhadap persamaan-persamaan tersebut.BAB VIPENELUSURAN BANJIR

4 PENELUSURAN BANJIR (FLOOD ROUTING)Guna mengetahui tinggi muka air di waduk bisa dihitung dengan cara penelusuran banjir (Flood routing). Dan salah satu manfaat dari pembangunan bendungan adalah waduknya dapat digunakan untuk pengendalian banjirLangkahlangkah yang dilakukan untuk melaksanakan penelusuran banjir adalah seperti diterangkan pada sub bab 2.4 Data-data yang digunakan untuk perhitungan adalah sebagai berikut:1. Hidrograf inflow yang digunakan adalah hidrograf sintetik gamma I dengan periode ulang 1000 tahun, gambar 4.3.2. Grafik hubungan antara elevasi, volume dan luas area permukaan waduk digunakan grafik gambar 4.4. pada sub bab 4.3.

3. Digunakan pelimpah ambang lebar dengan elevasi dan volume sebagai

berikut:

Perhitungan penelusuran banjir dilakukan dengan menggunakan tabel

dengan metode langkah demi langkah (step by step method) sebagai berikut :

Elevasi spillway : + 103,50

g : 9,81B : 11 mCd : 1,05Jam ket(detik)I Inflow (m3/dtk)Ir rata- rata (m3/dtk)Vol Ir*t (m3)asumsi elevasi waduk (m)O outflow (m3/dtk)Or rata- rata (m3/dtk)Vol Or*t (m3)S storage banjir (m3)Kumulatif storagex 103Elev. MA waduk (m)

123456789101112

036000.000.702520103.500.000.11396.232.12E+031.69E+06103.50

136001.4098.91356076103.550.2211.6541922.233.14E+051.69E+06103.55

23600196.42283.321019952103.6023.0749.52178272.08.42E+052.00E+06103.60

33600370.22368.101325142103.7875.9792.15331740.09.93E+052.85E+06103.78

43600365.97364.411311858103.86108.33128.81463698.08.48E+053.84E+06103.86

53600362.84357.801288062103.93149.28169.06608598.06.79E+054.69E+06103.93

63600352.75347.921252494104.04188.83197.30710280.05.42E+055.37E+06104.04

73600343.08324.591168524104.16205.77215.97777474.03.91E+055.91E+06104.16

83600306.10267.42962712104.24226.16229.36825696.01.37E+056.30E+06104.24

93600228.74202.74729846104.30232.56231.06831816.0-1.02E+056.44E+06104.30

103600176.73156.91564858104.26229.56223.77805554.0-2.41E+056.33E+06104.26

113600137.08122.78442008104.22217.97207.18745830.0-3.04E+056.09E+06104.22

123600108.4896.78348390104.15196.38186.22670392.0-3.22E+055.79E+06104.15

13360085.0775.96273456104.09176.06163.68589248.0-3.16E+055.47E+06104.09

14360066.8559.67214794104.01151.30136.69492084.0-2.77E+055.15E+06104.01

15360052.4846.93168930103.94122.08112.60405342.0-2.36E+054.88E+06103.94

16360041.3734.95125802103.89103.1188.53318708.0-1.93E+054.64E+06103.89

17360028.5224.5488344103.8373.9558.17209394.0-1.21E+054.45E+06103.83

18360020.5617.9164458103.7842.3834.85125460.0-6.10E+044.32E+06103.78

19360015.2513.4648456103.7227.3221.7778354.0-2.99E+044.26E+06103.72

20360011.679.4333948103.6916.2114.0250472.0-1.65E+044.23E+06103.69

2136007.195.7620736103.6611.839.0832670.0-1.19E+044.22E+06103.66

2236004.333.8613878103.626.325.0218054.0-4.18E+034.21E+06103.62

2336003.383.0010782103.583.713.0410926.0-1.44E+024.20E+06103.58

2436002.612.298226103.522.361.184248.003.98E+034.20E+06103.52

251.96103.500.004.21E+06103.50

Berdasarkan perhitungan flood routing di atas didapat bahwa storage maksimumyang terjadi adalah sebesar 6.440.000 m dengan elevasi maksimum + 104,30 m.

BAB VIIAPLIKASI KOMPUTER DALAM ANALISIS HIDROLOGI

BAB VIIICONTOH PERHITUNGAN PENENTUAN HUJAN RANCANGAN DAN DEBIT BANJIR RANCANGAN

1. Analisis Curah Hujan RencanaDari perhitungan parameter pemilihan distribusi curah hujan ,untuk menghitung curah hujan rencana digunakan metode Distribusi Log Pearson III. Untuk menghitung curah hujan rencana dengan metode ini digunakan persamaan berikut :_Y = Y + k . SLangkah-langkah perhitungan kurva distribusi Log Pearson Tipe III adalah :1. Tentukan logaritma dari semua nilai variat X2. Hitung nilai rata-ratanya :

5. Tentukan anti log dari log X, untuk mendapatkan nilai X yang diharapkan

terjadi pada tingkat peluang atau periode ulang tertentu sesuai dengan nilai

CS-nya. Nilai k dapat dilihat pada tabel 2.4.

Perhitungan curah hujan rencana periode ulang T tahun stasiun hujan BMG

menggunakan metode distribusi Log Pearson Tipe III disajikan dalam

bentuk

tabel 4.5 berikut :Tabel 4.5. Perhitungan Curah Hujan Rencana DPS Bendungan KetroMetode Distribusi Log Pearson Tipe IIINoTahunXLog XLog.X Log.X(Log.X Log.X)2(Log.X Log.X)3

11983126.742.1030.0330.0010893.593700E-05

21984134.182.1280.0580.0033641.951120E-04

31985163.562.2140.1440.0207362.985984E-03

41986130.242.1150.0450.0020259.112500E-05

51987169.942.2300.1600.0256004.096000E-03

61988112.882.053-0.0170.000289-4.913000E-06

71989100.642.003-0.0670.004489-3.007630E-04

81990177.402.2490.1790.0320415.735339E-03

91991186.682.2710.2010.0404018.120601E-03

101992178.782.2520.1820.0331246.028568E-03

111993186.682.2710.2010.0404018.120601E-03

121994139.082.1430.0730.0053293.890170E-04

131995136.602.1350.0650.0042252.746250E-04

141996154.662.1890.1190.0141611.685159E-03

151997183.902.2640.1940.0376367.301384E-03

161998171.582.2340.1640.0268964.410944E-03

171999107.982.033-0.0370.001369-5.065300E-05

182000110.582.044-0.0260.000676-1.757600E-05

192001160.362.2050.1350.0182252.460375E-03

20200296.141.983-0.0870.007569-6.585030E-04

212003127.582.1060.0360.0012964.665600E-05

Jumlah3056.1845.2250.3209415.094502E-02

N=21

Log X=2,154

S Log X=0,1267

CS=1,384

Tabel 4.6. Nilai k Dari Hasil Perhitungan

TrkLog XTXT

2-0.2252.1255133.506

50.7052.2433175.106

101.3372.3234210.572

252.1282.4236265.216

502.7062.4969313.979

1003.2712.5684370.169

10005.1102.8030635.331

Hasil Perhitungan curah hujan rencana metode Log Pearson III disajikan dalam bentuk tabel 4.7 berikut :Tabel 4.7 Perkiraan Curah Hujan Rencana Stasiun Hujan BMG Periode Ulang T TahunMetode Log Pearson Tipe IIIPeriode Ulang( tahun )Curah Hujan Rencana( mm )

2133.506

5175.106

10210.572

25265.216

50313.979

100370.169

1000635.331

2. Analisa Debit Banjir RancanganPerhitungan debit banjirDebit banjir dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.48. Luas dan nilai C masing-masing sub-DTA diambil dari langkah 1. Hasil perhitungan untuk banjir periode ulang 25 tahun disajikan dalam Tabel 4.13.

Data :L = jarak dari ujung daerah hulu sampai titik yang ditinjau (Km)= 3,2420 KmA = luas DAS (Km2)= 3,5215 Km2H = beda tinggi ujung hulu dengan titik tinggi yang ditinjau (Km)= 0,13 KmDari Tabel 4.11 diketahui :NoTXt

(Tahun)(mm)

12102

25139

310163

425193

550216

6100238

No.SubDASPanjang(m)DTA (Km2)Koef. RunOff (C)WaktuKonsentrasi (tc)Intensitas Hujan(mm/jam)

11907,4440,4680,4050,205193,101

221569,2880,4000,5200,462112,260

33636,4990,4870,4100,143245,187

44501,3940,2730,4100,103304,908

55526,8270,1680,4100,109293,510

662305,2850,6550,4100,395124,605

771221,8810,6070,4250,276158,279

88528,8340,3270,4100,244171,616

99772,1750,1360,4100,204193,809

Metode rasional juga dapat dipergunakan untuk DAS yang tidak seragam (homogen), di mana DAS dapat dibagi-bagi menjadi beberapa sub DAS yang seragam atau pada DAS dengan sistem saluran yang bercabang-cabang. Metode rasional dipergunakan untuk menghitung debit dari masing-masing sub-DAS.

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan dua aturan berikut :d. Metode rasional dipergunakan untuk menghitung debit puncak pada tiap-tiap daerah masukan (inlet area) pada ujung hulu sub-DAS.e. Pada lokasi di mana drainase berasal dari dua atau lebih daerah masukan, maka waktu konsentrasi terpanjang yang dipakai untuk intensitas hujan rencana, koefisien dipakai C DAS dan total area drainase dari daerah masukan. Jika DAS terdiri dari berbagai macam penggunaan lahan dengan koefisien aliran permukaan yang berbeda, maka C yang dipakai adalah koefisien DAS yang dapat dihitung dengan persamaan berikut :

di mana :C DAS = Koefisien aliran permukaan DASA i = Luas lahan dengan jenis penutup lahan i (km2) C i = Koefisien aliran permukaan jenis penutup tanah i

n

= Jumlah jenis penutup

Tabel 4.23. Debit rencana untuk periode ulang 25 tahunNo.Segmen AliranTitikHitungTc'(Jam)I'(mm/jam)C'A'(Km2)Q(m3/detik)

13A0,14245,190,410,4913,61

21 - 3B0,29153,830,410,9616,65

34 - 5D0,11293,510,410,4414,74

44 - 5 - 8E0,19200,380,410,7717,54

51 - 3 - 4 - 5 - 8C0,29153,830,411,7230,11

61 - 2 - 3 - 4 - 5 - 8F0,43117,230,432,1229,73

76 - 7H0,39124,610,421,2618,25

86 - 7 - 9G0,52103,970,421,4016,83

91 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9I0,52103,970,423,5243,20

101 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9J (Outlet)0,6291,870,423,5238,17

Dari hasil perhitungan metode rasional dengan periode ulang 25 tahun diperoleh debit banjir rencana sebesar 38,17 m3/detik.

DAFTAR PUSTAKA Id.wikipedia.com/analisishidrologi

Hydrology and Principles Analysis Design.rar Laporan Perancangan Teknis Embung Silandak Sebagai Pengendali Banjir Kali

Silandak Semarang Jawa Tengah Kuliah Drainase.pdf

Hidrologi.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrosfer

http://softilmu.blogspot.com/2013/07/pengertian-hujan-dan-jenis-hujan.html

http://contohpengertian.com/proses-terjadinya-hujan.html http://www.galeripustaka.com/2013/03/pengertian-dan-faktor-infiltrasi.html

http://raharjabayu.wordpress.com/2011/06/13/pembangunan-stasiun-pengamatan-hidrologi-dan-pemasangan-peralatan/

http://catetankuliah.blogspot.com/2009/06/alat-alat-klimatologi.html

http://catetankuliah.blogspot.com/2009/06/alat-alat-klimatologi.html