TUGAS---REKAYASA-HIDROLOGI-MODUL-3-PRESIPITASI
-
Upload
ari-nugraha -
Category
Documents
-
view
342 -
download
12
Transcript of TUGAS---REKAYASA-HIDROLOGI-MODUL-3-PRESIPITASI
Bab III - 1
REKAYASA HIDROLOGI
MODUL 3
PRESIPITASI
Bab III - 1
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Mata Kuliah : Rekayasa Hidrologi
Modul No. 3 : Presipitasi
Tujuan Instruksional Umum (TIU)
Mahasiswa mengetahui definisi dan pengertian akan Presipitasi (misal hujan air dan hujan
salju), jenis-jenis alat ukur hujan, metode pencatatan curah hujan, tinggi curah hujan,
intensitas hujan dan perhitungan tinggi curah hujan daerah, pengertian catchment area dan
cara-cara perhitungan tinggi hujan daerah rata-rata serta mengerti pemanfaatan hasil
perhitungan tersebut.
Tujuan Instruksional Khusus (TIK)
Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dari presipitasi, dapat memahami pemanfaatan
dan cara bekerjanya alat ukur hujan, dapat melaksanakan sistim pencatatan tinggi curah
hujan dan dapat melakukan perhitungan rata-rata hujan daerah dengan cara rata-rata
hitung, cara segitiga, cara Thiesen dan cara Isohyet serta mahasiswa mengerti cara
pemakaian perhitungan di lapangan.
3. PRESIPITASI
3.1. Umum
Presipitasi adalah istilah umum dari semua bentuk air yang jatuh ke permukaan, bentuk
ini bisa berupa butiran-butiran es, salju dan cairan air. Untuk daerah tropik seperti
Indonesia, bentuk presipitasi adalah pada umumnya berbentuk cairan dan biasa
disebut hujan. Hujan berasal dari perpadatan dan kondensasi uap, yang selalu ada
dalam atmosfir. Gerakan udara atau angin mempunyai saham besar dalam pembentukan
hujan, berdasarkan atas gerakan udara ini hujan dapat dibagi dalam :
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 2
1) Hujan (presipitasi) convective ialah presipitation yang disebabkan oleh naiknya
udara panas, lapisan udara naik ini kemudian bergerak ke daerah yang lebih dingin
(terjadi perpadatan dan kondensasi) dan terjadi hujan.
2) Hujan (presipitasi) cyclonic, berasal dari naiknya udara terpusatkan dalam daerah
dengan tekanan rendah.
3) Hujan (presipitasi) orografic, ini disebabkan oleh udara naik terkena rintangan -
rintangan antara lain gunung-gunung.
Sukarlah menentukan batas-batas antara ketiga jenis hujan itu tidaklah mudah ; jenis-
jenis hujan ini terjadi karena keadaan meteorologis sesuatu daerah pada sesuatu waktu
tertentu saja. Pada sesuatu daerah, sesuai dengan keadaan meteorologisnya bisa terjadi
hujan convective, hujan cyclonic atau hujan orografis.
Presipitasi termasuk faktor pengontrol yang mudah diamati dalam sirkulasi
hidrologi pada suatu DAS (Daerah Pengaliran Sungai = Catchment Area).
Seorang perencana/hidrologist harus dapat menentukan variasi karakteristik
hujan di suatu DAS, dari hasil pengumpulan, perhitungan / analisa data, serta
dapat menentukan bagaimana pengukurannya maupun cara menganalisa data
hasil pengukuran. Karena selain tergantung pada data yang tersedia, maka
kebutuhan akan data hujan tergantung pula pada kebutuhan lebih lanjut,
apakah akan seteliti data harian, bulanan atau harus data tahunan.
Faktor faktor yang mempengaruhi terjadinya presipitasi :
Adanya uap air di Atmosphere
Faktor-faktor meteorologis
Lokasi daerah, sehubungan dengan sistim sirkulasi secara umum
Rintangan yang disebabkan oleh gunung-gunung dan lain - lain.
Presipitasi dari daerah terhadap daerah lain, dari tahun ke tahun berbeda.
Sebagai illustrasi, berikut ini dicantumkan nilai presipitasi rata-rata tahunan
untuk beberapa tempat di dunia (mm/tahun)
Nama Negara (mm/Iahun)
• Cherrapodngee (India) 10.800
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 3
• Buenaventura (Columbia) 7.130• Singapura 2.320• Indonesia 2.250• Netherlands 750• Athena 390• Teheran 220
Atau dapat disimpulkan bahwa distribusi hujan di dunia adalah sebagai berikut
Pada daerah Equator (dari 0 s/d 200) hujan rata-rata t a h u n a n berkisar
antara 1500 dan 3000 mm/tahun.
Untuk daerah antara 300 dan 400 hujan rata-rata bulanan di dataran
berkisar antara 400 dan 800 mm/tahun.
Untuk daerah bukan tropis (kering) yang termasuk negara berhujan, hujan
rata-rata tahunan berkisar lebih kecil dari 200 mm/tahun bahkan sampai
±10 mm/tahun
Daerah dengan garis lintang lebih besar 700, hujan rata-rata tahunan tidak
akan lebih dari 200 mm/tahun.
3.2. Alat Pengukur Hujan
Data-data tinggi hujan atau besarnya curah hujan hanya bisa ditentukan dengan
pengukuran langsung dengan alat pengukur hujan atau juga disebut takaran hujan rain
gauge. Dilihat dari cara kerjanya terdapat 2 jenis yaitu (lihat gambar 2.1. & 2.2.).
1. Alat pengukur/penakar hujan biasa
2. Alat pengukur/penakar hujan automatis (automatic rain-gauge/recorder)
Istilah presipitasi selanjutnya, hanya diartikan sebagai jumlah air hujan yang terukur/
tertampung dalam alat pencatat hujan. Satuan hujan dalam : mm atau inch.
Tujuan pengukuran : mengukur banyaknya dan intensitas hujan yang turun pada
permukaan datar tanpa memperhatikan adanya infiltrasi, pengaliran atau penguapan.
1) Alat penakar hujan biasa
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 4
Pada dasarnya alat ini terdiri dari : corong dengan diameter tertentu (umumnya 8")
diperlengkapi dengan cincin bibir tajam agar ada batas yang tajam antara air yang
masuk dalam corong dan yang tidak diukur, cincin bibir terbuat dari lembaga atau
kuningan agar tidak mudah berkarat, dengan adanya pipa pada corong, diharapkan
kemungkinan penguapan dapat di perkecil dan dapat diabaikan dalam menentukan
tinggi hujan. Botol penampung air hujan, penopang corong dan sebuah gelas ukur.
Tiap hari / pagi hari, corong penangkap hujan diangkat, botol diambill dan diganti yang
kosong. Air di dalam botol penampung diukur dengan memakai gelas ukur, untuk
mengukur jumlah hujan yang dinyatakan dalam mm atau (inch) tiap 1 hari atau 24
jam, misalnya h = 15 mm/24 jam. Sebelum pengukuran dilakukan harus sudah
mempunyai data komulatif sebelumnya (hujan kumulatif untuk periode 24 jam).
Sedangkan untuk berbagai keperluan dan analisa dibutuhkan intensitas hujan yang
terjadi dalam satuan waktu tertentu (mm/jam).
Kerugian alat pengukur hujan biasa
Pada hujan lebat, kemungkinan air berada pada tabung luber, sehingga hasil
pengukuran tidak memperlihatkan keadaan sebenarnya.
Sejumlah air (± 1%) tidak merupakan pengaruh hujan, misal proses kohesi.
Intensitas (jumlah hujan/satuan waktu) tidak bisa didapat dengan merata-ratakan
jumlah hujan dalam 1 hari/24 jam, karena pada umumnya hujan tidak turun terus-
menerus selama 24 jam dan nilai kederasan serta intensitas penuangan air yang
berbeda memberi pengaruh yang berbeda.
Syarat-syarat penempatan alat pengukur hujan biasa (operational hydrologis).
Harus diletakan di tempat yang bebas halangan, supaya tidak ada pengaruh hujan
tidak langsung misalnya : pengaruh air tumbuh-tumbuhan yang terbawa angin.
Umumnya 45% terhadap horizontal tidak ada halangan, atau alat tersebut di
tempatkan pada jarak antara 2 sampai 4 x tinggi objek terdekat.
Mulut penakar diletakkan + 120 cm dari permukaan tanah, untuk mencegah adanya
air hujan yang terpantul dan tidak boleh miring, sebab dengan miringnya mulut
penakar berarti lebih sedikit air yang tertampung dan makin tinggi mulut penakar
makin banyak koreksi yang harus dilakukan terhadap hasil pengukuran.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 5
Alat pengukur hujan tidak pernah di etakkan pada tepi atau di atas bukit, apabila
masih bisa memilih lokasi yang datar, pilihan lokasi pada tepi/di atas bukit dapat
dilakukan asal di tempat terlindung dari angin kencang/puyuh.
Harus dipagari, supaya tidak terganggu oleh binatang/manusia. Jarak alat terhadap
pagar lebih kurang 2 sampai 4 kali tinggi pagar.
Diusahakan dekat dengan tenaga pengamat.
Syarat-syarat teknis alat harus dipenuhi (harus standard).
2) Alat Penakar H u j a n Automatik
3 (tiga) tipe alat perekam hujan automatis adalah :
Weighing bucket rain-gauge
Float type rain gauge
Tipping bucket rain gauge
Alat perekam hujan in i , dapat dipakai juga untuk menentukan kecepatan atau
kederasan hujan untuk suatu jangka waktu pendek.
Prinsip kerja :
1. Bucket atau cawan atau tempat penampungan air diletakkan di atas pegas yang
dapat bergerak turun apabila dibebani (air hujan).
2. Pinsil atau alat tulis dikaitkan pada bucket dan dihubungkan dengan gulungan kertas
grafik.
3. Gulungan kertas grafis dapat selalu berputar dari tenaga baterai/accu.
4. Bila terjadi hujan, bucket akan bergerak turun karena beban air dan pinsil akan
menggores kertas grafis sehingga membentuk garis gratis turun sesuai dengan tingkat
kederasan hujan.
5. Intensitas hujan adalah perbandingan antara tinggi hujan dengan waktu hujan
Intensitas hujan a = A h / A t ( mm/jam )
Gambar No. 3.1 Prinsip Kerja Penakar Hujan Automatik
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 6
a. Weighing bucket rain gauge
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 7
(Type yang sering dipakai)
Pergerakan ember dikarenakan pertambahan berat akibat air, diteruskan ke pena
yang akan merekam pergerakannya di atas grafik. Silinder yang dibungkus
dengan kertas milimeter blok berputar sesuai dengan waktu.
Grafik dan silinder ini dikendalikan oleh jam.
b. Fload type automatic rain gauge
Alat ukur hujan ens sifon, dengan prinsip cara kerja sebagai berikut :
corong menerima air hujan; kemudian masuk ke tabung di bawahnya.
pelampung naik, sebagaimana permukaan m.a. naik di dalam tabung di bawah.
pergerakannya direkam oleh pena dengan bergeraknya slinder/grafik berikut
waktu/jamnya.
untuk membatasi besarnya tabung, maka dipasang pipa isap (hevel), bila air
dalam tabung naik melampaui batas tertentu (mencapai batas syphon atas),
pipa isap akan bekerja sebagai syphon sehingga air meluap ke luar, maka
seluruh air pada tabung terkosongkan.
c. Tipping bucket type rain-gauge
(Alat pengukur hujan tipe penampung bergerak).
Sesuai dengan fungsinya atas ini dikategorikan menjadi penampung bagian atas
terdiri tabung dan corong.
Penampung bagian bawah dilengkapi dengan penampung bergerak (tipping
bucket), bentuknya simetris, dapat bergerak pada sumbunya simetris, dapat
bergerak pada sumbu horizon. Apabila sebelah pihak terisi penuh, maka titik berat
berubah, bucket bergerak, air tumpah membawa pihak yang satunya kepada posisi
di bawah corong, dan seterusnya.
Penakar hujan type tipping bucket ini jarang dipakai, karena :
Kesulitan pengukuran laju presipitasi dalam kertas rekaman pada interval
pendek selama hujan lebat.
Alat ini harus dikalibrasi (ditera/dikoreksi) terhadap intensitas dengan
menggunakan alat penakar biasa.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 8
Hujan yang tertampung cenderung mengandung karat dan kotoran dari
poros/sumbunya.
Tidak ada hujan yang tercatat selama bergeraknya penampung.
d. Pengukuran hujan dengan radar
Cara terbaru mengukur hujan adalah dengan microwave radar, radar dipakai untuk
mendapatkan informasi kasar dari distribusi hujan.
Prinsip kerja
Layar radar menginterpretasikan intensitas hujan, apabila jumlah refleksi energi
tergantung kepada : ukuran butir-butir hujan dan jarak terhadap pemancar
(pendekatan).
SEBAB-SEBAB KESALAHAN DALAM MEREKAM PENGUKURAN (ALAT PENAKAR
HUJAN AUTOMATIK)
1. Kesalahan dalam membaca skala.
2. Kehilangan air hujan yang tidak terukur akibat percikan air dan akibat angin.
3. Kemiringan mulut penakar/collector mempengaruhi jumlah air yang tertangkap beda
10% kemiringan menyebabkan 1,5 % pengurangan air hujan.
KEUNTUNGAN PENGGUNAAN ALAT PBNGUKUR HUJAN OTOMATIS
1. Hujan direkam secara otomatis, sehingga tidak perlu ditunggui terus menerus dan dapat
di letakkan pada lokasi yang jauh dari pengamat.
2. Hasil rekaman memberikan gambaran terhadap nilai itensitas setiap saat.
3. Dapat memperkecil kesalahan pembacaan.
KERUGIAN
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 9
1. Biaya lebih mahal.
2. Kesalahan elektris dan mekanik bisa terjadi.
3.3. Kriteria Pemilihan Alat Pengukur Hujan
1. Mutu atau kualitas alat
2. Sebanding dengan alat-alat pengukur hujan yang sudah ada di daerah yang
sama.
3. Biaya pemasangan,
4. Kesulitan pemeliharaan (sehubungan dengan mudah masuknya debu dan
kotoran), kesulitan untuk diobservasi/ditinjau.
5. Tidak mudah rusak/dicuri.
3.4. Kriteria Penentuan Jumlah/Keterangan/Kerapatan Jaringan Pos-pos Hujan/
Klimatologi
1. Tujuan dari study, misal untuk distribusi hujan, mencari data hujan rata2, surface
run off
2. Sifat klimatologi daerah tersebut (misal ; homogen atau heterogen).
3. Keadaan daerah yang bersangkutan (misal : keadaan tanahnya yang
memungkinkan pengembangan pertanian dan sebagainya).
4. Jumlah pengamat.
3.5. Istilah Istilah
Presipitasi Convective Automatic Rain Gauge
Presipitasi Cyclonic Intensitas Hujan
Presipitasi Orografic Pos Klimatologi
DAS (Catchment Area) Daerah Equator
3.6. Soal Latihan
1. Jelaskan pengertian Presipitasi dan berikan contoh-contoh yang terjadi di bumi.
2. Sebutkan alat penakar hujan Automatik yang saudara ketahui dan jelaskan prinsip
cara bekerjanya.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bab III - 10
3. Jelaskan cara-cara penempatan Pos Meteorologi dan alat penakar hujan di
lapangan dan berikan sketsanya.
4. Jelaskan keuntungan dan kerugian masing-masing dari pemakaian alat penakar
hujan biasa dan alat penakar hujan automatik.
5. Jelaskan kriteria pemilihan pemakaian alat penakar hujan yang saudara
rencanakan dan berikan pertimbangannya.
3.7. Referensi
1. Hidrologi Untuk Pengairan, Ir. Suyono Sosrodarsono, Kensaku Takeda, PT.
Pradnya Paramita, Jakarta , 1976.
2. Hydrologi for Engineers, Ray K. Linsley Ir. Max. A. Kohler, Joseph I.H. Apaulhus.
Mc.grawhill, 1986.
3. Mengenal dasar dasar hidrologi, Ir..Joice Martha, Ir. Wanny Adidarma Dipl. H
Nova, Bandung.
4. Hidrologi & Pemakaiannya, ji l id I, Prof. Ir. Soemadyo, diktat kuliah ITS. 1976
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR