bab ii presiptasihujan
Post on 03-Jan-2016
61 Views
Preview:
TRANSCRIPT
HUJAN (PRECIPITATION)
Karakteristik hujanStasiun penakar hujanAnalisis data hujan
Uji konsistensi Pengisian data hilang Hujan DAS Depth area duration (DAD) curve Hujan rancangan Intensity duration frequency (IDF) curve Distribusi hujan
HUJAN (PRECIPITATION)
1. Umum Dari daur (siklus) hidrologi terlihat bahwa air yang
berada di bumi baik langsung maupun tidak
langsung berasal dari air hujan (precipitation).
Dengan demikian untuk meyelesaikan masalah
dalam hidrologi, besaran dan sifat hujan penting
untuk dipahami oleh hidrologis.
HUJAN (PRECIPITATION)
1. Umum Dari daur (siklus) hidrologi terlihat bahwa air yang
berada di bumi baik langsung maupun tidak
langsung berasal dari air hujan (precipitation).
Dengan demikian untuk meyelesaikan masalah
dalam hidrologi, besaran dan sifat hujan penting
untuk dipahami oleh hidrologis.
Sistem DAS
Input Output
2. Diskripsi Kuantitatif Hujan
Lama hujan:
lama hujan tipikal biasanya diukur dalam jam,
untuk DAS kecil mungkin dalam menit,
sedang untuk DAS besar dapat dalam hari
untuk lama hujan 1, 2, 3, ..., 24 jam dapat
digunakan dalam analisis hidrologi untuk
perancangan.
Kedalaman hujan dan lama hujan:
bervariasi tergantung iklim, lokasi, waktu dll
intensitas hujan :
kedalaman hujan (d) per satuan waktu (t)
biasanya dinyatakan dalam mm/jam
t
dI
Contoh kedalaman hujan (Soemarto, 1987):
Cherrapoongee (India) : 10 000 mm/tahun
Lereng Gunung Slamet : 4 000 mm/tahun
Malang, Jawa Timur : 3 000 mm/tahun
Singapura : 2 300 mm/tahun
Belanda : 750 mm/tahun
Teheran (Iran) : 220 mm/tahun
3. Variabilitas hujan
temporally temporal rainfall distribution : variasi
kedalaman hujan untuk kurun waktu kejadian hujancontoh (discrete form) : hyetograph
waktu
i
spatially spatial rainfall distribution: variasi kedalaman
hujan pada ruang/lokasi yang berbeda. Contoh terlihat pada peta isohyet
d1d2
d3
d4d5
Data Hujan Stasiun Klegen Januari 1991
0
50
100
150
200
250
3001 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31
Tanggal
Tin
gg
i H
uja
n (
mm
)Data Hujan Stasiun Kaliangkrik
Januari 1991
0
50
100
150
200
250
300
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31
Tanggal
Tin
gg
i H
uja
n (
mm
)
Data Hujan Stasiun Kaliloro Januari 1991
0
50
100
150
200
250
300
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31
Tanggal
Tin
gg
i H
uja
n (
mm
)
Data Hujan Stasiun Salaman Januari 1991
0
50
100
150
200
250
300
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31
Tanggal
Tin
gg
i H
uja
n (
mm
)
Data Hujan Stasiun Klegen Tahun 1991
0
200
400
600
800
1000
1200
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des
Data Hujan Stasiun Kaliangkrik Tahun 1991
0
200
400
600
800
1000
1200
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des
Data Hujan Stasiun Kaliloro Tahun 1991
0
200
400
600
800
1000
1200
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des
Data Hujan Stasiun Salaman Tahun 1991
0
200
400
600
800
1000
1200
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des
Rata-rata Data Hujan Tahun 1991-1995
3116
35583339
2577
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Klegen Kaliangkrik Kaliloro Salaman
Karena kedalaman hujan bervariasi baik dalam ruang dan waktu, maka diperlukan data hujan dari beberapa stasiun penakar hujan untuk memperkirakan hujan kawasan/ hujan DAS
4. Analisis hujan
Hujan DAS aritmatik/ rerata aljabar poligon Thiessen isohyet
Metode Aritmatikpaling sederhanaakan memberikan hasil yang teliti bila:stasiun hujan tersebar merata di DAS
variasi kedalaman hujan antar stasiun relatif kecil
dengan N : jumlah stasiun Pi : kedalaman hujan di
stasiun i
P Pii 1
N
Metode Aritmatik
A
B
C
)(3
1
1
1
CBA
n
ii
PPP
dn
P
Metode Thiessen relatif lebih teliti kurang fleksibel tidak memperhitungkan faktor topografi objektif
P Pii 1
N
i .
dengan N: jumlah stasiun Pi: kedalaman hujan di stasiun I i: bobot stasiun I =Ai / Atotal Ai: luas daerah pengaruh sta. I Atotal : luas total
Metode Thiessen
CCBBAA
n
iii
PPP
PP
1
A
B
C
Metode Isohyet fleksibel perlu kerapatan jaringan yang cukup untuk
membuat peta isohyet yang akurat subjetif
dengan: n : jumlah luasan Pi: kedalaman hujan di kontur i i: bobot stasiun I =Ai / Atotal Ai: luas daerah antara dua garis kontur kedalam hujan Atotal : luas total
2
1 1 ii
n
ii
PPA
AP
Metode Isohyet
A
ddA
ddA
ddA
AP
n
i
ii
22
2
1
655
211
1
2
d2
A
B
C
A2A1
A5
A3
A4
d1
d4
d3
d5d6
Kualitas Data
1. Pengisian data hilang Dalam praktek di lapangan sering dijumpai rangkaian data yang tidak lengkap karena:
kerusakan alat kelalaian petugas
Untuk mengatasi hal tersebut dapat diisi dengan cara yang ada misal: a. Normal Ratio Method b. Reciprocal Square Distance Method
dengan n : banyaknya stasiun hujan di sekitar stasiun XPx : kedalaman hujan yang diperkirakan di stasiun X,Pi : kedalaman hujan di stasiun i,Anx : hujan rerata (normal) tahunan di stasiun X,Ani : hujan rerata di stasiun i
a. Normal Ratio Method
ni
nxn
iix A
AP
nP
1
1
dengan n : banyaknya stasiun hujan dxi : jarak stasiun X ke stasiun i,
Px : kedalaman hujan yang diperkirakan di stasiun X, Pi : kedalaman hujan di stasiun i,
b. Reciprocal Square Distance Method
21
1
21
1
xi
in
in
i xi
xd
P
d
P
2. Ketidakpanggahan Data (inconsistency) karena:
alat diganti dengan spesifikasi berbeda, lokasi alat dipindahkan, perubahan lingkungan yang mendadak.
Pengujian dapat dilakukan dengan double mass analysis.
Hujan rerata kumulatif sta. acuan
Hujan kumulatif sta. uji
5. Hujan Rancangan
Hujan rancangan (design rainfall) merupakan suatu pola hujan yang digunakan dalam rancangan hidrologi
Hujan rancangan digunakan sebagai masukan (input) model hidrologi untuk menentukan debit rancangan dengan menggunakan model hujan-aliran.
Hujan rancangan dapat dihitung berdasarkan data hujan dari stasiun penakar hujan atau karakteristik hujan DAS yang dihasilkan dari studi sebelumnya
Pemilihan pola hujan rancangan akan tergantung dari model hujan-aliran yang akan digunakan.
Hujan rancangan dapat berupa:
Hujan titik, misal pada metoda rational untuk rancangan sistem drainase
AiCQ TtT c ),(
dengan: QT : debit rancangan dengan kala ulang T tahun
C : koefisien pengalirani(tc,T) : intensitas hujan untuk waktu konsentrasi tc
dan kala ulang T tahunA : luas DAS
Hyetograph, misal pada hujan-aliran untuk perancangan bangunan pelimpah suatu bendungan dengan metoda unit hidrograf
waktu
Q
waktu
i
UH
Analisis hujan rancangan
hujan titik
dengan menggunakan rangkaian data hujan maksimum tahunan untuk durasi/ lama hujan tertentu di DAS
Berdasarkan seri data maksimum tersebut, hujan rancangan dengan kala ulang yang diinginkan dapat di tentukan dengan analisis frekuensi
hujan DAS
berdasarkan hasil analisis hujan titik (stasiun) dan dengan menggunakan kurva hubungan antara kedalaman hujan titk dengan luas DAS (depth area duration curve)
Luas DAS (km2)
% P100
50
250 500
24-jam
3-jam1-jam
30-menit
Kurva intensity-duration-frequency (IDF curve) atau lengkung hujan
digunakan untuk menentukan hujan rancangan untuk perancangan saluran drainasi, yang meliputi intensitas , lama hujan dan frekuensi (kala ulang).
IDF dapat dibuat berdasarkan analisis frekuensi data hujan otomatik (durasi menit, jam)
Jika data otomatik tidak tersedia, IDF dapat diturunkan berdasarkan analisis frekuensi data harian dan dengan rumus pendekatan
0
10
20
30
40
50
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
durasi (menit)
Inte
sita
s hu
jan
(mm
/jam
)
2 tahunan
5 tahunan
10 tahunan
Design hyetographs
Dapat diperoleh dengan menganalisis kejadian hujan otomatik, pola tipical hyetograph dapat ditentukan. Misal agihan Tadashi
Apabila data otomatik tidak tersedia, hyetograph dapat ditentukan berdasarkan data harian dan dengan rumus pendekatan misal Mononobe (Sosrodarsono dan Takeda, 1983)
Atau dengan grafik hubungan antra waktu dan kedalaman hujan
Rumus Haspers
Untuk hujan dengan durasi pendek (< 2 jam)
TT R
tt
q
R260
60
1200008,060
60
1 2
dengan : q : intensitas hujan dalam mm/jam, RT : hujan harian rancangan dengan kala ulang T tahun, dalam mm, t : durasi hujan dalam menit.
Rumus Mononobe
nTtT t
RI
24
2424
dengan: : intensitas hujan pada durasi t dengan
kala ulang T tahun (mm/jam) : intensitas hujan harian maksimum pada T yang ditinjau mm/hari) t : durasi hujan (jam)n : konstanta
tTI
TR24
Frekuensi kejadian hujan DAS Code
Kedalaman hujan50-75 mm
2
5
22
20
16
1110
6
43
4
12
0
5
10
15
20
25
1 3 5 7 9 11 13
Lama hujan (jam)
Fre
kue
ns
i
Kedalaman hujan75-100 mm
5
2
4
2
4
6
32
4
21 1 1
0
5
10
15
20
25
1 3 5 7 9 11 13
Lama hujan (jam)
Fre
kue
ns
i
Kedalaman hujan100-150 mm
23
1
4
2 21
6
3
1 12
0
5
10
15
20
25
1 3 5 7 9 11 13
Lama hujan (jam)
Fre
kue
ns
i
Kedalaman hujan> 150 mm
0 0 0 0 0 0 0
2
01 1
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Lama hujan (jam)
Fre
kue
ns
i
Kurva distribusi hujan DAS Code, DIY
Kurva profile hujan aktual y = -0,0054x2 + 1,5659x - 2,2673
R2 = 0,9992
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 25 50 75 100
Durasi hujan (%)
Hu
jan
ku
mu
lati
f (%
)
Kurva distribusi hujan DAS Cimanuk, Jawa Barat
Kurva distribusi hujan DAS Cimanuk, Jawa Barat (Arief, 2005)
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100Durasi hujan (%)
Huj
an k
umul
atif (
%)
Distribusi hujan
Dapat diperoleh berdasarkan data hujan otomatik, pola tipical distribusi hujan dapat ditentukan
Apabila data otomatik tidak tersedia, distribusi hujan dapat ditentukan dengan model distribusi hipotetik (Chow et al., 1988) seperti: uniform, segitiga, bell shape, ataupun alternating block method; sedang lama hujannya dapat didekati dengan waktu konsentrasi tc dengan rumus yang ada seperti:
)(0663.0 385.077.0 jamSLtc
Waktu konsentrasi tc (Pilgrim, 1987)
Rumus Kirpich
Rumus Bransby-Williams
)(243.0 2.01.0 jamSALtc
dengan A : luas DAS (km2) L : panjang sungai utama (km) S : landai sungai utama
38,076,0 Atc Australian rainfall-runoff
)(0663.0 385.077.0 jamSLtc
Waktu konsentrasi tc (Pilgrim, 1987)
Rumus Kirpich
DAS Cimanuk (Kurniadi, 2005)
dengan A : luas DAS (km2) L : panjang sungai utama (km) S : landai sungai utama
38,076,0 Atc Australian rainfall-runoff
tc=0.57 A0.41 (jam)
Penentuan agihan alternating block method
Hitung waktu konsentrasi tcHitung intensitas hujannya (jam ke 1, 2,…, tc)Hitung kedalamannyaHitung penambahan kedalaman untuk tiap interval waktunyaSelanjutnya gambar ABM-nya dengan nilai maksimum (step 4) diletakkan di tengah, sedang nilai dibawahnya diletakkan selang-seling dari kanan kiri dari nilai maksimumnya. Nilai maksimum ke-2 di sebelah kanannya, maksimum ke-3 disebal kkirinya dst.
05
1015202530
1 2 3 4 5 6 7 8
Waktu (jam)
% P
Jam 1 2 3 4 5 6 7 8
%P 26 24 17 13 7 5.5 4 3.5
Distribusi hujan menurut Tadashi Tanimoto
Lama Intensitas Depth (mm) Incremental depth Rainfall dist1 45.18 45.18 45.18 4.432 26.86 53.73 8.55 8.553 19.82 59.46 5.73 45.184 15.97 63.89 4.43 5.735 13.51 67.56 3.67 3.67
0
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5
Waktu (jam ke-)
Inte
nsita
s hu
jan
(mm
/jam
)
3 4 58
42
11
65 4
0
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Waktu (jam-ke)
ke
dal
aman
hu
jan
(m
m)
agihan hujan dengan alternating block method (ABM)
6. Sumber Data Data hujan dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti:• Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG)• Dinas Pengairan, • Puslitbang Pengairan• Studi tentang keairan,• dll.
top related