modul 3 rek hidrologi presipitasi

Bab III - 1

REKAYASA HIDROLOGI

MODUL 3

PRESIPITASI

Bab III - 1

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR

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 :

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)

Bab III - 3


• Cherrapodngee (India) 10.800 • 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.

Bab III - 4


1) Alat penakar hujan biasa

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

Bab III - 5


penakar berarti lebih sedikit air yang tertampung dan makin tinggi mulut penakar

makin banyak koreksi yang harus dilakukan terhadap hasil pengukuran.

• 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 )

Bab III - 6


Gambar No. 3.1 Prinsip Kerja Penakar Hujan Automatik

Bab III - 7


a. Weighing bucket rain gauge

(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.

Bab III - 8


• Alat ini harus dikalibrasi (ditera/dikoreksi) terhadap intensitas dengan

menggunakan alat penakar biasa.

• 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.

Bab III - 9


KERUGIAN

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.

Bab III - 10


2. Sebutkan alat penakar hujan Automatik yang saudara ketahui dan jelaskan prinsip

cara bekerjanya.

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, j ilid I, Prof. Ir. Soemadyo, diktat kuliah ITS. 1976

modul 3 rek hidrologi presipitasi

Documents