BAB XII

BAB XII

RAINFALL SIMULATOR

12.1 Maksud Dan Tujuan

Untuk menentukan besarnya intensitas curah hujan dan keseragamannya.

12.2Alat Yang Digunakan

1.Satu set Rainfall Simulator

2.Meja tes

3.Kontainer sebanyak 5 buah4.Papan penutup kontainer5.Gelas ukur ( 1000 ml dan 25 ml )

6.Stopwatch

12.3 Teori Dasar

Curah hujan adalah parameter atmosfer yang paling bervariasi dibandingkan parameter atmosfer/iklim lainnya, karena selain dipengaruhi intensitas radiasi matahari, topografi juga di pengaruhi oleh proses-proses berskala lokal, terutama proses konveksi. Sementara proses konveksi itu sendiri terkait dengan berbagai faktor seperti suhu muka laut, keseimbangan panas di atmosfer, dan keragaman permukaan (keberadaan gunung).

Hujan merupakan faktor terpenting dalam analisis hidrologi. Intensitas hujan yang tinggi pada suatu kawasan hunian yang kecil dapat menyebabkan genangan pada jalan-jalan, tempat parkir, dan tempat-tempat laninnya karena fasilitas drainase tidak didesain untuk mengalirkan air akibat intensitas hujan yang tinggi. Hujan lebat juga dapat mengakibatkan kerusakan tanaman. Sebaliknya, tidak ada hujan untuk jangka lama dapat berakibat mengecilnya aliran sungai dan turunnya air waduk dan danau. Pendek kata, hujan dengan kejadian ekstrim, baik ekstrim tinggi maupun ekstrim rendah, dapat menimbulkan bencana bagi makhluk di bumi.

Analisis frekuensi curah hujan adalah hal yang rumit karena kenyataan bahwa yang mungkin menjadi perhatian adalah curah hujan yang memiliki berbagai durasi pada berbagai daerah. Hampir semua analisis ditunjukkan pada curah hujan yang memiliki berbagai durasi pada sebuah stasiun pengamatan. Setiap durasi memberikan data yang frekuensinya harus dianalisis dan digabungkan menjadi sekelompok garis lengkung. Alat pengukur hujan otomatis memberikan satu-satunya jenis data yang memuaskan untuk analisis frekuensi curah hujan berdurasi pendek.

Metode terbaik untuk menghitung frekuensi curah hujan rata-rata pada daerah yang luas adalah dengan cara menghitung curah hujan rata-rata pada daerah tersebut selama hujan-hujan badai yang penting dan menyusun suatu analisis frekuensi untuk semua nilai rata-rata ini. Adalah salah bila mengambil rata-rata dari nilai-nilai N-tahun untuk seluruh daerah itu. Kecuali berbagai peristiwa terjadi pada satu saat, maka nilai rata-rata akan mempunyai periode ulang yang lebih besar daripada nilai masing-masing.

Walaupun sifat proses curah hujan-limpasan bersifat kompleks, penggunaan perkiraan limpasan sebagai suatu persentase tetap dari curah hujan merupakan suatu metode yang paling umum digunakan dalam mendesain fasilitas drainese hujan daerah perkotaan, gorong-gorong jalan raya, dan banyak lagi bangunan-bangunan pengontrol air yang kecil. Metode ini hanya bisa tepat bila digunakan pada suatu permukaan yang sungguh-sungguh kedap, sehingga koefisien limpasannya mendekati 1.

Teknik-teknik simulasi komputer memberikan metode perhitungan limpasan dari curah hujan yang paling dapat dipercaya, karena teknik-teknik itu memungkinkan suatu analisi yang relatif terinci dengan menggunakan interval-interval waktu yang pendek. Tipe analisis yang digunakan dalam simulasi komputer pada hakekatnya tak mungkin dikerjakan dengan perhitungan tangan karena dibutuhkan perhitungan-perhitungan yang terinci. Keterbatasan perhitungan tangan mengakibatkan dikembangkannya metode-metode yang menggunakan interval waktu yang lebih panjang dan karena itu modelnya menjadi kurang tepat.

Analisis dan desain hidrologi tidak hanya memerlukan volume atau ketinggian hujan, tetapi juga distribusi hujan terhadap tempat dan waktu. Distribusi hujan terhadap waktu disebut hyetograph. Dengan kata lain, hyetograph adalah grafik intensitas hujan atau ketinggian hujan terhadap waktu.

Presipitasi (hujan) sering dibedakan menurut faktor penyebab pengangkatan yang menyebabkannya. Hujan siklonik (cyclonic precipitation) dihasilkan dari pengangkatan udara yang berkumpul ke dalam suatu daerah bertekanan rendah atau siklon. Hujan siklonik dapat bersifat frontal ataupun tak frontal. Hujan frontal (frontal precipitation) dihasilkan dari pengangkatan udara panas pada satu sisi permukaan frontal di atas udara yang lebih dingin dan lebih rapat pada sisi lainnya. Hujan gelombang udara panas terbentuk pada udara panas yang naik menembus ke atas suatu massa udara yang lebih dingin. Hujan konvektif disebabkan oleh naiknya udara yang panas dan ringan dalam udara yang lebih rapat dan lebih dingin di sekitarnya, hujan konvektif sangat berubah-ubah dan intensitasnya dapat bervariasi dari hujan yang ringan sampai yang deras. Hujan orografik dihasilkan dari pengangkatan mekanis di atas rintangan-rintangan pegunungan. Di daerah yang tidak datar, pengaruh orografik begitu menonjol sehingga pola hujan badai cenderung menyerupai pola hujan tahunan rata-rata.

Kejadian hujan dapat dipisahkan menjadi dua grup, yaitu hujan aktual dan hujan rencana. Kejadian hujan aktual adalah rangkaian data pengukuran di stasiun hujan selama periode tertentu. Hujan rencana bukan kejadian hujan yang diukur secara aktual dan kenyataanya, hujan yang identik dengan hujan rencana tidak pernah dan tidak akan pernah terjadi. Namun demikian, kebanyakan hujan rencana mempunyai karakteristik yang secara umum sama dengan karakteristik hujan yang terjadi pada masa lalu. Dengan demikian, menggambarkan karakteristik umum kejadian hujan yang diharapkan terjadi pada masa mendatang.

Karakteristik hujan yang perlu ditinjau dalam analisis dan perencanaan hidrologi meliputi :

1 Intensitas i, adalah laju hujan = tinggi air persatuan waktu, misalnya mm/menit, mm/jam, atau mm/hari.

2 Lama waktu (durasi) t, adalah panjang waktu di mana hujan turun dalam menit atau jam.

3 Tinggi hujan d, adalam jumlah atau kedalaman hujan yang terjadi selama durasi hujan dan dinyatakan dalam ketebalan air diatas permukaan datar, dalam mm.

4 Frekuensi adalah frekuensi kejadian dan biasanya dinyatakan dengan kala ulang (return period) T, misalnya sekali dalam 2 tahun.

5 Luas adalah luas geografis daerah sebaran hujan.

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air per satuan waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya. Hubungan antara intensitas, lama hujan dan frekuensi hujan biasanya dinyatakan dalam lengkung Intensitas-Durasi-Frekuensi ( IDF = Intensitiy-Duration-Frequency Curve ).

Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Sebaliknya, kala ulang (return period) adalah waktu hipotetik dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Dalam hal ini tidak terkandung pengertian bahwa kejadian tersebut akan berulang secara teratur setiap kala ulang tersebut. Misalnya, hujan dengan kala ulang 10 tahunan, tidak berarti akan terjadi sekali setiap 10 tahun akan tetapi ada kemungkinan dalam jangka 1000 tahun akan terjadi 100 kali kejadian hujan 10 tahunan. Ada kemungkinan selama kurun waktu 10 tahun terjadi hujan 10 tahunan lebih dari satu kali, atau sebaliknya tidak terjadi sama sekali.

Intensitas (I) biasanya dinyatakan sebagai kedalaman air yang jatuh pada sebuah wadah persatuan waktu (mm/jam) dan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

. (12.1)

dengan : Q = Volume air ditiap kontainer, ml

A = Luas container, cm2

t = Waktu, menit

I = Intensitas, mm/jam

Keseragaman distribusi curah hujan simulasi pada area tes sangat penting sejak keseragaman yang didapat memberikan hasil yang tidak pasti. Keseragaman dapat berubah-ubah pada tekanan udara, kecepatan disk dan ukuran bukaan piringan. Ukuran keseragaman diberikan oleh Christiansen Koefisien (Cu) yang dihitung dari rumus di bawah.

(12.2)

dengan :m = Kedalaman pengamatan rata-rata, m

n = Jumlah pengamatan

x = Deviasi dari pengamatan individual kedalaman rata-rata.

Gambar 12.1 Sketsa alat simulator hujan

12.4 Prosedur Percobaan

1. Mengatur besarnya bukaan piringan (disk) sebesar 10.

2. Memasang dan mengatur posisi tabel tes pada dasar simulator, kemudian meletakkan kontainer diatasnya.

3. Menutup kontainer dengan menggunakan papan penutup kontainer, kemudian simulator hujan dinyalakan.

4. Mengatur tekanan pompa sebesar 0.9 bar.

5. Mengatur putaran piringan sebesar 150 rpm

6. Menunggu sampai curah hujan konstan.

7. Membuka papan penutup kontainer dan menyalakan stopwatch secara bersamaan.

8. Menunggu selama 10 menit kemudian menutup kontainer dengan papan penutup kontainer lalu mematikan simulator hujan.

9. Mengukur volume air dari tiap kontainer dengan menggunakan gelas ukur, kemudian menghitung volume rata-ratanya.

10. Mengulangi prosedur 1 sampai 9 dengan variasi :

~Putaran piringan sebesar 130 rpm dan tekanan pompa 0.9 bar~Putaran piringan sebesar 100 rpm dan tekanan pompa 0.9 bar.~Putaran piringan sebesar 120 rpm dan tekanan pompa 0.8 bar.~Putaran piringan sebesar 120 rpm dan tekanan pompa 1.0 bar.~Putaran piringan sebesar 120 rpm dan tekanan pompa 1.2 bar.PAGE

_1195976928.unknown

_1204498313.unknown