bab 3 presipitasi (hujan) · secara besar-besaran maka butir-butir air akan jatuh sebagai...

REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.

BAB 3PRESIPITASI

(HUJAN)

2 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.

PRESIPITASI (HUJAN)

Bila udara lembab bergerak keatas kemudian menjadidingin sampai melalui titik embun, maka uap airdidalamnya mengkondensir sampai membentukbutir-butir air. Bila proses pendinginan ini terjadisecara besar-besaran maka butir-butir air akan jatuhsebagai Hujan (Presipitasi).

Derasnya hujan tergantung dari banyaknya uap airdalam udara. Pada umumnya semakin deras,hujannya semakin pendek waktunya, oleh karena itusetelah sebagian uap air mengkondensir udarasemakin menjadi kering, maka derasnya hujanberubah dengan waktu.


TIPE HUJAN

Hujan Siklonik/Frontal :yaitu berasal dari naiknya udara yang dipusatkan didaerahdengan tekanan rendah.

Hujan Konvektif :yaitu berasal dari naiknya udara ketempat yang lebih dingin.

Hujan Orografik :yaitu berasal dari naiknya udara karena adanya rintanganberupa pegunungan.


TIPE HUJAN


DATA HUJAN

Curah Hujan :adalah tinggi hujan dalam satu hari, bulan atautahun dinyatakan dalam mm, cm atau inchi.misal: 124 mm perhari; 462 mm perbulan; 2158mm pertahun.

Waktu Hujan :adalah lama terjadinya satu kali hujan (duration ofone rainstorm) misal: 12 menit; 42 menit; 2 jampada satu kejadian hujan


DATA HUJAN

Intensitas Hujan :adalah banyaknya hujan yang jatuh dalam periodetertentu. Misal: 48mm/jam dalam 15 menit; 72mm/jam dalam 30 menit.

Frekuensi Hujan :adalah kemungkinan terjadinya ataudilampauinya suatu tinggi hujan tertentu. Misal:curah hujan 2500 mm pertahun akan terjadi ataudilampaui dalam sepuluh tahun.


JARINGAN STASIUN HUJAN

LUAS(Km2)

JUMLAH STASIUNPENAKAR HUJAN

26 2260 6

1300 122600 155200 207800 40

Sumber: Wilson (1974:17)


JARINGAN STASIUN HUJANDI INDONESIA

Daerah Juml stasiun Km2/staIndonesia

JawaSumatra

KalimantanSulawesi

+/- 4339+/- 3000+/- 600+/- 120+/- 250

+/- 440+/- 44

+/- 790+/- 4500+/- 760

Sumber: Murni D., Sri (1976:6)


ALAT PENAKAR HUJAN

Tipe Manual Penakar hujan ini tidak dapat mencatat sendiri (non

recording),bentuknya sederhana terbuat dari seng plat tingginyasekitar 60cm di cat alumunium, ada juga yang terbuat dari pipaparalon tingginya 100 cm.

Prinsip kerja Ombrometer menggunakan prinsip pembagian antaravolume air hujan yang ditampung dibagi luas mulut penakar.Ombrometer biasa diletakan pada ketinggian 120-150 cm. Kemudianluas mulut penakar dihitung, volume air hujan yang tertampung jugadihitung.


ALAT PENAKAR HUJAN

Tipe Otomatis Alat penakar hujan otomatis atau Automatic Rain Gauge adalah

alat yang dapat mencatat hasil pengukuran hujan secara otomatisdalam setiap kejadian hujan.

1. Weighing Bucket Rain Gauge


ALAT PENAKAR HUJAN

2. Tipping Bucket Rain Gauge


ALAT PENAKAR HUJAN

3. Syphon Automatic Rainfall Recorder


PENYAJIAN DATA HUJAN

Bentuk Tabel



Bentuk Diagram (Hyetograph)R (mm)

15

10

5

10 11 12 13 14 15 16 t (jam)



Bentuk Grafik (Kurva)R (mm)

150

100

50

0 t (bulan)J P M A M J J A S O N D


JUMLAH PENAKAR HUJAN


CONTOH SOAL

Dalam suatu daerah aliran terdapat empat stasiunpenakar hujan dengan data hujan normal tahunanadalah 800, 520, 440 dan 400 mm. Hitung jumlahstasiun penakar hujan yang harus ditambahkandengan batas kesalahan untuk hujan rata-ratadaerah aliran adalah 12 %.

Penyelesaian : Rtot = 800 + 520 + 440 + 400 = 2160 mm Rm = ¼ x 2160 = 540 mm Rs = (800)2 + (520)2 + (440)2 + (400)2 = 126000


CONTOH SOAL


MELENGKAPI DATA YANGTIDAK KONTINYU

Cara Rata-rata Aritmatik : Cara ini dapat digunakan bila selisih hujan rata-rata

tahunannya untuk stasiun yang datanya hilang denganstasiun yang datanya komplit (stasiun index) kurangdari 10 %. Misalnya X adalah stasiun yang datanyahilang, dan A, B, C adalah stasiun index. Makabesarnya data yang harus diisikan untuk melengkapidata pada stasiun X adalah :

Rx = tinggi hujan yang diisikan untuk melengkapi datastasiun X. RA, RB, RC = tinggi hujan pada stasiun A, B,dan C.

)(3

1CBAx RRRR



Cara Rasio Normal Bila selisih hujan rata-rata tahunannya untuk stasiun

yang datanya hilang dengan stasiun index lebih dari 10%, maka besarnya data yang harus diisikan untukmelengkapi data pada stasiun X adalah :

dimana :Nx = tinggi hujan rata-rata tahunan stasiun XNA, NB, NC = tinggi hujan rata-rata tahunan stasiun A, Bdan C.

)(3

1C

C

xB

B

xA

A

xx R

N

NR

N

NR

N

NR



Cara Korelasi: Cara ini hanya dipakai

untuk analisa hujantahunan denganmenggambarkankorelasi tinggi hujanyang bersamawaktunya (tahun) daristasiun indeks denganstasiun yang datanyahilang.


DATA HUJAN TERHADAPPERUBAHAN-PERUBAHAN

Bila sudah tidak ada data hujan yang hilang dari periodepengamatan yang ditentukan, maka harus dicek akankemungkinan stasiun dipindah tempatnya, penakar hujandiganti typenya atau lain-lain hal yang akan berpengaruhterhadap hasil pencatatannya. Cara yang dipakai untukmengecek data hujan akan perubahanperubahan adalah“Analisa Double Mass Curve”.

Analisa tersebut dilakukan dengan menggambarkankorelasi antara akumulasi tinggi hujan tahunan daristasiun yang dicek dengan stasiun index, dan menarikgaris melalui titik-titik tersebut yang disebut garis korelasimassa hujan. Perubahan kemiringan dari garis korelasimemberikan indikasi adanya suatu perubahan.



dimana :RA = hujan yang didapat penyesuaiannya.RO = hujan yang harus disesuaikan.IA = kemiringan lengkung massa dari data sesudah 1978.IO = kemiringan lengkung massa dari data sebelum 1978.

A

OOA I

IRR


VARIASI HUJAN


HUJAN RATA-RATADAERAH ALIRAN

Cara Arithmatic Mean Dipakai pd daerah yg datar Banyak stasiun penakar hujan Curah hujan bersifat uniform

n

ii

n

Rn

R

atau

RRRRn

R

1

321

1

).....(1

dimana:R = tinggi hujan rata2 daerah aliran (area

rainfall)R1,R2,R3,…,Rn = tinggi hujan masing2 stasiun

(point rainfall)n = banyaknya stasiun hujan


CARA ARITHMATIC MEAN



Cara Thiessen Poligon Tdp faktor pembobot (weighing factor)/koefisien

Thiessen Besar faktor pembobot tgt luas daerah yg diwakili sta

yg dibatasi oleh polygon2 yg memotong tegak lurus pdtengah2 grs penghubung

dimana:A = luas daerah aliranAi = luas daerah pengaruh stasiun iRi = tinggi hujan pd stasiun i

).....( 33

22

11

nn R

A

AR

A

AR

A

AR

A

AR


CARA THIESSEN POLIGON



Cara Isohyet Isohyet: grs yg menunjukkan tinggi hujan yg sama Isohyet diperoleh dgn cara interpolasi harga2 tinggi

hujan local (point rain fall) Besar hujan antara 2 isohyet: R1,2 = ½(I1 + I2) Hujan rata2 daerah aliran:

dimana:Ai,i+1 = luas antara isohyet I1 dan I1+1Ri,i+1 = tinggi hujan rata2 antara isohyet I1 dan I1+1

).....( 1,1,

4,34,3

3,23,2

2,12,1

nn

nn RA

AR

A

AR

A

AR

A

AR


CARA ISOHYET


INTENSITAS DAN TINGGIHUJAN

Data hujan harian, harian maksiimum, biasanyadipublikasikan tidak dalam pola intensitasnya,tetapi hanya dalam bentuk tabel. Pola intensitassuatu hujan dapat dianalisa dari kemiringanlengkung massa hujan atau lengkung yangdidapatkan dalam pengukuran hujan otomatis.Kalau hujan dibagi dalam interval waktu, makaintensitas tiap-tiap interval dapat dibaca darikemiringan masing-masing interval.



dimana :I = intensitas hujan dalam (mm/jam)R = hujan selama interval (mm)t = interval watktu (jam)

t

RI


INTENSITAS DAN WAKTUHUJAN

Hujan dengan intensitas besar umumnya terjadi dalamwaktu yang pendek. Hubungan intensitas dan waktuhujan banyak dirumuskan yang pada umumnyatergantung dari parameter kondisi setempat.

Besarnya intensitas curah hujan itu berbeda-beda dandisebabkan oleh waktu curah hujan dan frekwensikejadiannya. Beberapa rumus intensitas hujan yangberhubungan dengan hal ini disusun sebagai rumus-rumus empiris yang dapat dituliskan sebagai berikut :



a) Untuk hujan dengan waktu kurang dari dua jamProf. Talbot (1881) menuliskan perumusan :

dimana :I = intensitas hujan (mm/jam),t = waktu hujan (jam),a, b = konstanta yang tergantung keadaan setempat.

bt

aI



b) Untuk hujan dengan waktu lebih dari dua jamProf. Sherman (1905) menuliskan perumusan :

dimana :I = intensitas hujan (mm/jam),t = waktu hujan (jam),c, n = konstanta yang tergantung keadaan setempat.

nt

cI



Perkembangan perumusan ini dikemukakan pulaoleh Dr. Ishigoro (1953) yang ditulis sebagaiberikut :

dimana :I = intensitas hujan (mm/jam),t = waktu hujan (jam),a, b = konstanta yang tergantung keadaan setempat.

bt

aI



d) Mononobe menuliskan perumusan Intensitasuntuk hujan harian sebagai berikut:

dimana :I = intensitas hujan (mm/jam),R24= tinggi hujan maksimum dalam 24 jam (mm)t = waktu hujan (jam),m = konstanta (=2/3).

m

t

RI )

24(

2424


TINGGI HUJAN DAN WAKTU

Tinggi Hujan untuk hujan 1 -10 hariHaspers telah menyusun suatu rumus yang menggambarkanhubungan antara tinggi dan waktu hujan untuk hujan 1 harisampai 10 hari sebagai berikut:

dimana :t = banyaknya hari hujanR = tinggi hujan (mm)R24 = tinggi hujan dalam 24 jam (mm)

= dalam prosen

2066log362100

24

tR

R

24

100

R

R



Tinggi Hujan untuk hujan 1 -24 jam

dimana :t = dalam jamR = tinggi hujan (mm)R24 = tinggi hujan dalam 24 jam (mm)

= dalam prosen

12,3

113001002

24

t

t

R

R

24

100

R

R



Tinggi Hujan untuk hujan 1 -24 jamPerumusan lain sering juga dipakai di Indonesia, adalah untukmenentukan distribusi hujan tiap jamnya (metode rasional) dari datahujan harian.

1. Perhitungan rata-rata hujan sampai jam ke t

2. Perhitungan tinggi hujan pada jam ke t

dimana :Rt = rata-rata hujan sampai jam ke t (mm)R24 = tinggi hujan dalam 24 jam (mm)R’t = tinggi hujan pada jam ke t (mm)t = banyaknya hari hujan

32

24 5

5

t

RR t

1)1(.' ttt RtRtR



Tinggi Hujan untuk hujan 0 - 1 jam

bR

RaR

24

24

dimana :R; R24 = dalam (mm)a; b = konstanta yang untuk

hujan dengan waktutertentu besarnyaseperti pada tabel.

tmenit

a b tmenit

a b

1 5,85 21,6 35 774 17815 29,1 116 40 1159 2544

10 73,8 254 45 1811 381615 138 424 50 3131 636020 228 636 55 7119 1399025 351 909 59 39083 75048


FREKUENSI HUJAN

Frekwensi hujan adalah kemungkinan terjadi ataudilampainya suatu tinggi hujan tertentu dalam massatertentu pula, yang juga disebut sebagai massa ulang(return periode).

Hujan dengan tinggi tertentu disamai atau dilampaui 5kali dalam pengamatan data selama 50 tahun, ini berartitinggi hujan tersebut rata-rata mempunyai frekwensi atauperiode ulang sekali dalam 10 tahun. Bukan berarti setiap10 tahun sekali (interval 10 tahun) akan terjadi tinggihujan yang sama atau dilampaui, tetapi rata-rata dalam 50tahun terjadi 5 kali peristiwa disamai atau dilampaui.

Frekwensi hujan ini dapat berupa harga-harga tinggihujan maksimum atau tinggi hujan minimum.


TINGGI HUJAN RENCANA

Dalam merencanakan suatu bangunan air ataumerancang proyek-proyek PengembanganSumber-sumber Air (PSA) dipakai suatu tinggihujan tertentu sebagai dasar untuk menentukandimensi suatu bangunan.

Hal ini dilakukan karena hujan akanmenyebabkan aliran permukaan yang nantinyalewat bangunan yang direncanakan, misalnyagorong-gorong pada jalan raya, weir pada daerahirigasi, spillway pada dam reservoir air dan lainsebagainya.

bab 3 presipitasi (hujan) · secara besar-besaran maka butir-butir air akan jatuh sebagai...

Documents