bab v hidrometri n hidrografi

Hidrometri dan Hidrografi

Pengukuran Gelombang

Metode Pengukuran 1. alat-alat ukur berada di darat (land based) 2. alat ukur di perairan 3. alat ukur di udara

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• terbatas jangkauan ukurnya • tidak mudah mendapatkan lokasi

penempatan alat ukur yang sesuai

• kurang luwes untuk beberapa variasi pengukuran

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• Pengukuran visual (Hoyt,1971)

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• Pengukuran visual (Hoyt,1971)• dilakukan oleh 2 orang • orang pertama memegang papan duga • papan duga dipegang supaya dapat berdiri

tegak pada garis pantai rata-rata • Dasar papan duga dianggap mendekati

elevasi dasar atau lembah gelombang pecah

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• orang kedua berdiri di sisi darat dari orang pertama

• orang kedua mencari tempat sehingga ia dapat melihat cakrawala di lepas-pantai satu garis dengan puncak gelombang pecah dan papan duga

• angka yang terbaca pada papan duga merupakan taksiran tinggi gelombang pecah

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• Pengukuran dengan stadia-type wave gauge

• pelampung berbendera (tanda) yang dipasang di tempat yang diinginkan

• teropong yang dapat digerakkan secara vertikal mengikuti gerak pelampung

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

Dengan kamera video atau film

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• Pengukuran dengan kamera video atau film

• merekam pergerakan muka air pada tiang-tiang berskala

• Perekaman video pada umumnya dilakukan secara menerus untuk interval-interval waktu sampling tertentu

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• periode perekaman sebaiknya lebih panjang beberapa kali periode gelombang terpanjang yang signifikan

• pengambilan gambar dengan frekuensi tertentu misalnya

– dalam durasi 10 menit diambil gambar dengan interval antara gambar 0.2 detik

– dalam durasi 25 menit dengan interval pengambilan gambar 0.5 detik

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• Pengukuran dengan stereo-photography

• Gambar diambil dengan dua buah kamera – di darat, digantungkan pada balon – dengan helikopter

• perletakkan di darat adalah yang paling baik (posisi lebih akurat)

• dapat pula dipasang di atas bangunan di tepi pantai yang cukup tinggi

Pengukuran dengan stereo-photography

Metode Pengukuran dengan Alat di Darat

• jarak antar dua kamera harus cukup untuk mendapatkan efek stereo pada gambar gelombang

• semakin tinggi lokasi kamera akurasi semakin rendah

• udara berangin pengukuran dengan balon atau helikopter sulit

• penggunaan balon terbatas pada kecepatan angin di bawah 5 m/d

Pengukuran dengan alat ukur di perairan

• Pengukuran secara Elektronik• termasuk alat ukur yang diletakkan pada

permukaan air • umumnya ditujukan untuk mengukur tinggi

gelombang di daerah surfzone • Ada tiga macam yaitu

– resistance type, – capacitance type dan – step-type

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Jenis Resistancy• dua buah batang logam terbuka tahan karat sejajar

yang dipasang tegak, atau • dua kabel terbuka dililitkan secara sejajar pada

tabung dari bahan isolator• Air laut yang berada di antara dua logam sejajar

tersebut berfungsi sebagai penghantar arus listrik • Perubahan arus listrik karena perubahan panjang

celah yang terendam dikorelasikan dengan elevasi muka air dan direkam

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Jenis Capacitancy• kawat logam berisolasi yang dipasang tegak • Bahan isolasi dan air yang berada di sekeliling

kawat pada bagian yang terendam berfungsi sebagai dielektrik yang diukur hambatannya terhadap arus bolak-balik (capacitance) dengan frekuensi yang cukup tinggi

Pengukuran dengan alat ukur di perairan

• catatan yang perlu diperhatikan • beberapa alat yang sama diletakkan

berdekatan pengukuran dapat menjadi kacau karena interferensi

• panjang kabel transmisi mempunyai batas tertentu

• dapat terjadi kesalahan jika kabel kotor • perlu dilindungi dan gangguan perahu atau

benda apung lainnya • untuk pengukuran jangka panjang biaya

pengoperasian dan perawatan dapat menjadi mahal

Pengukuran dengan alat ukur di perairan

• step-type wave gage • berupa barisan elektrode dengan interval tetap

yang dipasang pada sebuah batang vertikal • Jika air berada di antara sepasang kutub elektrode

maka terjadi hubungan arus listrik • diketahuinya nomor elektrode mana yang berada

pada batas antara status hidup dan mati, elevasi muka air dapat diperkirakan

Pengukuran dengan alat ukur di perairan

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Pengukuran gelombang melalui tekanan • prinsip : pengukuran tekanan pada umumnya dipasang di

dasar pantai • Elevasi muka air atau tinggi gelombang diukur

berdasarkan perubahan tekanan hidrostatis yang terasa di dasar pantai

• Sensor penangkap tekanan dapat berupa – gelembung udara dalam tabung karet (rubber tube), – tahanan litrik geser – diferensial transformator – membran logam tahan karat, atau – piezoelectric

Pengukuran dengan alat ukur di perairan

• Pengukuran gelombang melalul tekanan

• Data dapat disalurkan ke darat lewat kabel atau gelombang radio, alat perekam di darat.

• Data dapat direkam di tempat dan pada waktu-waktu tertentu rekaman diambil untuk dianalisis di darat

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Dikenal dua sistem pengukuran yaitu

– absolut pressure dan – differential pressure.

• sistem absolut pressure, – Sistem ini memungkinkan dilakukannya analisis

perubahan tinggi muka air rata-rata yang berperiode lambat

– penempatan kedalaman alat dapat terbatas• sistem differential pressure

– pengukuran hanya mencatat perubahan tekanan dengan periode yang relatif cepat

– alat dapat menyesuaikan diri pada kedalaman berapapun

– penurunan alat harus pelan-pelan (ada kecepatan maksimumnya)

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Pengukuran dengan Buoy • buoy menangkap akselerasi gerak yang dialami

buoy akibat naik turunnya muka air • Akselerasi vertikal yang tercatat kemudian

diintegralkan sehingga diperoleh catatan tinggi gelombang

• umumnya dipakai untuk pengukuran di lepas-pantai

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Data dapat

– direkam di tempat, – dikirim melalui gelombang radio ke stasion pencatat di

darat, atau – dikirim melalui kabel ke stasion pencatat di perahu

yang ditambatkan di dekatnya • Buoy sering dikombinasi dengan alat ukur

– sistem tekanan atau – Sistem ultrasonik yang dipasang di dasar pantai

Buoy mengukur percepatan

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Buoy ada yang dapat sekaligus mencatat arah

gelombang datang

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Pengukuran dengan gelombang ultrasonik • Prinsip kerja alat adalah mengukur waktu tempuh

pulsa gelombang ultrasonic yang terpantul oleh bidang muka air.

• Alat pemancar dan penerima pulsa gelombang ultrasonik dapat diletakkan – di dalam air atau – dipasang di udara.

• Pada pemasangan alat di dalam air, gelombang merambat dalam air

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Pengukuran dengan gelombang ultrasonik • Kecepatan rambat gelombang ultrasonik dalam air

relatif stabil. • Penempatan alat di udara dapat dipengaruhi oleh

perubahan suhu udara karena kecepatan rambat gelombang ultrasonik cukup sensitif terhadap suhu udara

Pengukuran dengan alat ukur di perairan• Pengukuran dengan radio • Prinsip serupa dengan metode pengukuran dengan

gelombang ultrasonik. • tidak menggunakan pancaran pulsa-pulsa

gelombang • menggunakan modulasi frekuensi gelombang

gergaji sehingga – pancaran gelombang menerus – tetapi frekuensi gelombang radio bergeser naik-turun.

• Pengukuran perubahan jarak/elevasi muka air diperoleh melalui pergeseran fase antara gelombang modulasi yang dipancarkan dan gelombang yang diterima (pantulan)

Pengukuran Arah Gelombang Datang• Pengamatan visual dgn kompas magnetis. • lebih mudah dilakukan jika berada pada

tempat yang cukup tinggi. • Beberapa metode pengukuran dengan alat

ukur adalah sebagai berikut ini – wave gage array – buoy – current meter – gage-type direction meter – penginderaan jauh (radar, photogrammetry)

Wave gage array • dua atau lebih alat ukur dengan listrik yang

dipasang berderet. • Jarak antar alat ukur kurang dari setengah

panjang gelombang, (L/2), gelombang yang terpanjang yang diamati.

• Deretan alat ukur membentuk garis yang diperkirakan tegak lurus dengan arah utama gelombang.

• Distribusi arah gelombang diperoleh dengan menganalisis statistik rekaman pengukuran

Buoy

• dengan suatu buoy khusus yang mencatat – akselerasi vertikal, dan – kemiringan horisontal dalam dua arah (x,y).

• telah dikembangkan suatu jenis buoy lain yang mengukur pula kelengkungan kurva muka air dalam dua arah horisontal (Mitsuyasu, 1975)

Current meter

• Pengukuran arah gelombang dapat pula dilakukan dengan alat ukur kecepatan aliran yang mengukur dua arah kecepatan secara simultan.

• Nigata, 1964, mengembangkan alat ukur arus magnetis dua dimensi untuk mengamati arah prinsipal gelombang

Sampai di sini dahulu