BAB 3 PRESIPITASI (HUJAN)

BAB 3 PRESIPITASI (HUJAN) REKAYASA HIDROLOGI Copyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.

PRESIPITASI (HUJAN)  Bila udara lembab bergerak keatas kemudian menjadi dingin sampai melalui titik embun, maka uap air didalamnya mengkondensir sampai membentuk butir-butir air. Bila proses pendinginan ini terjadi secara besar-besaran maka butir-butir air akan jatuh sebagai Hujan (Presipitasi).  Derasnya hujan tergantung dari banyaknya uap air dalam udara. Pada umumnya semakin deras, hujannya semakin pendek waktunya, oleh karena itu setelah sebagian uap air mengkondensir udara semakin menjadi kering, maka derasnya hujan berubah dengan waktu.

2

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

TIPE HUJAN  Hujan Siklonik/Frontal : yaitu berasal dari naiknya udara yang dipusatkan didaerah dengan tekanan rendah.

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

 Hujan Orografik : yaitu berasal dari naiknya udara karena adanya rintangan berupa pegunungan.

3


TIPE HUJAN

4


DATA HUJAN  Curah Hujan : adalah tinggi hujan dalam satu hari, bulan atau tahun dinyatakan dalam mm, cm atau inchi. misal: 124 mm perhari; 462 mm perbulan; 2158 mm pertahun.  Waktu Hujan : adalah lama terjadinya satu kali hujan (duration of one rainstorm) misal: 12 menit; 42 menit; 2 jam pada satu kejadian hujan 5


DATA HUJAN  Intensitas Hujan : adalah banyaknya hujan yang jatuh dalam periode tertentu. Misal: 48mm/jam dalam 15 menit; 72 mm/jam dalam 30 menit.  Frekuensi Hujan : adalah kemungkinan terjadinya atau dilampauinya suatu tinggi hujan tertentu. Misal: curah hujan 2500 mm pertahun akan terjadi atau dilampaui dalam sepuluh tahun. 6


JARINGAN STASIUN HUJAN LUAS (Km2)

JUMLAH STASIUN PENAKAR HUJAN

26 260 1300 2600 5200 7800

2 6 12 15 20 40

Sumber: Wilson (1974:17)

7


JARINGAN STASIUN HUJAN DI INDONESIA Daerah

Juml stasiun

Km2/sta

Indonesia Jawa Sumatra Kalimantan Sulawesi

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

+/- 440 +/- 44 +/- 790 +/- 4500 +/- 760

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

8


ALAT PENAKAR HUJAN  Tipe Manual

 Penakar hujan ini tidak dapat mencatat sendiri (non recording),bentuknya sederhana terbuat dari seng plat tingginya sekitar 60cm di cat alumunium, ada juga yang terbuat dari pipa paralon tingginya 100 cm.

 Prinsip kerja Ombrometer menggunakan prinsip pembagian antara volume air hujan yang ditampung dibagi luas mulut penakar. Ombrometer biasa diletakan pada ketinggian 120-150 cm. Kemudian luas mulut penakar dihitung, volume air hujan yang tertampung juga dihitung.

9


ALAT PENAKAR HUJAN  Tipe Otomatis  Alat penakar hujan otomatis atau Automatic Rain Gauge adalah alat yang dapat mencatat hasil pengukuran hujan secara otomatis dalam setiap kejadian hujan. 1. Weighing Bucket Rain Gauge

10


ALAT PENAKAR HUJAN 2. Tipping Bucket Rain Gauge

11


ALAT PENAKAR HUJAN 3. Syphon Automatic Rainfall Recorder

12


PENYAJIAN DATA HUJAN  Bentuk Tabel

13


PENYAJIAN DATA HUJAN  Bentuk Diagram (Hyetograph) R (mm)

15 10 5 10

14

11

12

13

14

15

16

t (jam)


PENYAJIAN DATA HUJAN  Bentuk Grafik (Kurva) R (mm) 150 100 50 0

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

15


JUMLAH PENAKAR HUJAN

16


JUMLAH PENAKAR HUJAN

17


CONTOH SOAL  Dalam suatu daerah aliran terdapat empat stasiun penakar hujan dengan data hujan normal tahunan adalah 800, 520, 440 dan 400 mm. Hitung jumlah stasiun penakar hujan yang harus ditambahkan dengan batas kesalahan untuk hujan rata-rata daerah 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 18


CONTOH SOAL

19


MELENGKAPI DATA YANG TIDAK KONTINYU  Cara Rata-rata Aritmatik :  Cara ini dapat digunakan bila selisih hujan rata-rata tahunannya untuk stasiun yang datanya hilang dengan stasiun yang datanya komplit (stasiun index) kurang dari 10 %. Misalnya X adalah stasiun yang datanya hilang, dan A, B, C adalah stasiun index. Maka besarnya data yang harus diisikan untuk melengkapi data pada stasiun X adalah :1

R

20

x



3

(R

A

 RB  RC )

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

Copyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.

MELENGKAPI DATA YANG TIDAK KONTINYU  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 untuk melengkapi data pada stasiun X adalah :

R

x

1 N  ( 3 N

x A

R

A

N  N

x B

RB

N  N

x

RC )

C

dimana : Nx = tinggi hujan rata-rata tahunan stasiun X NA, NB, NC = tinggi hujan rata-rata tahunan stasiun A, B dan C.

21


MELENGKAPI DATA YANG TIDAK KONTINYU  Cara Korelasi:  Cara ini hanya dipakai untuk analisa hujan tahunan dengan menggambarkan korelasi tinggi hujan yang bersama waktunya (tahun) dari stasiun indeks dengan stasiun yang datanya hilang.

22


DATA HUJAN TERHADAP PERUBAHAN-PERUBAHAN  Bila sudah tidak ada data hujan yang hilang dari periode pengamatan yang ditentukan, maka harus dicek akan kemungkinan stasiun dipindah tempatnya, penakar hujan diganti typenya atau lain-lain hal yang akan berpengaruh terhadap hasil pencatatannya. Cara yang dipakai untuk mengecek data hujan akan perubahanperubahan adalah “Analisa Double Mass Curve”.  Analisa tersebut dilakukan dengan menggambarkan korelasi antara akumulasi tinggi hujan tahunan dari stasiun yang dicek dengan stasiun index, dan menarik garis melalui titik-titik tersebut yang disebut garis korelasi massa hujan. Perubahan kemiringan dari garis korelasi memberikan indikasi adanya suatu perubahan.

23


DATA HUJAN TERHADAP PERUBAHAN-PERUBAHAN

24


DATA HUJAN TERHADAP PERUBAHAN-PERUBAHAN

R

A

 RO

IO IA

 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.

25


VARIASI HUJAN

26


HUJAN RATA-RATA DAERAH ALIRAN  Cara Arithmatic Mean  Dipakai pd daerah yg datar  Banyak stasiun penakar hujan  Curah hujan bersifat uniform

1 R  ( R 1  R 2  R 3  .....  R n ) n dimana: R = tinggi hujan rata2 daerah aliran (area atau 1 R  n 27

n



i 1

Ri

rainfall) R1,R2,R3,…,Rn = tinggi hujan masing2 stasiun (point rainfall) n = banyaknya stasiun hujan


CARA ARITHMATIC MEAN

28


HUJAN RATA-RATA DAERAH ALIRAN  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 pd tengah2 grs penghubung

A3 An A1 A2 R  ( R1  R2  R3  .....  Rn ) A A A A

dimana: A = luas daerah aliran Ai = luas daerah pengaruh stasiun i Ri = tinggi hujan pd stasiun i

29


CARA THIESSEN POLIGON

30


HUJAN RATA-RATA DAERAH ALIRAN  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:

R(

A1,2 A

R1,2 

A2,3 A

R2,3 

A3,4 A

R3,4  .....

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

31


An,n1 A

Rn,n1)

CARA ISOHYET

32


INTENSITAS DAN TINGGI HUJAN  Data hujan harian, harian maksiimum, biasanya dipublikasikan tidak dalam pola intensitasnya, tetapi hanya dalam bentuk tabel. Pola intensitas suatu hujan dapat dianalisa dari kemiringan lengkung massa hujan atau lengkung yang didapatkan dalam pengukuran hujan otomatis. Kalau hujan dibagi dalam interval waktu, maka intensitas tiap-tiap interval dapat dibaca dari kemiringan masing-masing interval. 33


INTENSITAS DAN TINGGI HUJAN

34



35



R I  t dimana : I = intensitas hujan dalam (mm/jam) R = hujan selama interval (mm) t = interval watktu (jam) 36


INTENSITAS DAN WAKTU HUJAN  Hujan dengan intensitas besar umumnya terjadi dalam waktu yang pendek. Hubungan intensitas dan waktu hujan banyak dirumuskan yang pada umumnya tergantung dari parameter kondisi setempat.  Besarnya intensitas curah hujan itu berbeda-beda dan disebabkan oleh waktu curah hujan dan frekwensi kejadiannya. Beberapa rumus intensitas hujan yang berhubungan dengan hal ini disusun sebagai rumusrumus empiris yang dapat dituliskan sebagai berikut :

37


INTENSITAS DAN WAKTU HUJAN a) Untuk hujan dengan waktu kurang dari dua jam Prof. Talbot (1881) menuliskan perumusan :

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

38


INTENSITAS DAN WAKTU HUJAN b) Untuk hujan dengan waktu lebih dari dua jam Prof. Sherman (1905) menuliskan perumusan :

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

39


INTENSITAS DAN WAKTU HUJAN  Perkembangan perumusan ini dikemukakan pula oleh Dr. Ishigoro (1953) yang ditulis sebagai berikut :

a I t b

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

40


INTENSITAS DAN WAKTU HUJAN d) Mononobe menuliskan perumusan Intensitas untuk hujan harian sebagai berikut:

R24 24 m I ( ) 24 t

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

41


TINGGI HUJAN DAN WAKTU  Tinggi Hujan untuk hujan 1 -10 hari

Haspers telah menyusun suatu rumus yang menggambarkan hubungan antara tinggi dan waktu hujan untuk hujan 1 hari sampai 10 hari sebagai berikut:

100 R  362 logt  6   206 R24  dimana : t = banyaknya hari hujan R = tinggi hujan (mm) R24 = tinggi hujan dalam 24 jam (mm) 100 R = dalam prosen R24

42


TINGGI HUJAN DAN WAKTU  Tinggi Hujan untuk hujan 1 -24 jam 2

 100 R  11300t    t  3,12  R24   dimana : t = dalam jam R = tinggi hujan (mm) R24 = tinggi hujan dalam 24 jam (mm) 100 R = dalam prosen R 24

43


TINGGI HUJAN DAN WAKTU  Tinggi Hujan untuk hujan 1 -24 jam Perumusan lain sering juga dipakai di Indonesia, adalah untuk menentukan distribusi hujan tiap jamnya (metode rasional) dari data hujan harian. 2 3 R 5   24 1. Perhitungan rata-rata hujan sampai jam ke t R    t

2.

Perhitungan tinggi hujan pada jam ke t

 t 

R t '  t . R t  ( t  1 ) R t 1

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

44

5


TINGGI HUJAN DAN WAKTU  Tinggi Hujan untuk hujan 0 - 1 jam a  R24 R R24  b dimana : R; R24 = dalam (mm) a; b = konstanta yang untuk hujan dengan waktu tertentu besarnya seperti pada tabel.

45

t menit

a

b

t menit

a

b

1

5,85

21,6

35

774

1781

5

29,1

116

40

1159

2544

10

73,8

254

45

1811

3816

15

138

424

50

3131

6360

20

228

636

55

7119

13990

25

351

909

59

39083

75048


FREKUENSI HUJAN  Frekwensi hujan adalah kemungkinan terjadi atau dilampainya suatu tinggi hujan tertentu dalam massa tertentu pula, yang juga disebut sebagai massa ulang (return periode).  Hujan dengan tinggi tertentu disamai atau dilampaui 5 kali dalam pengamatan data selama 50 tahun, ini berarti tinggi hujan tersebut rata-rata mempunyai frekwensi atau periode ulang sekali dalam 10 tahun. Bukan berarti setiap 10 tahun sekali (interval 10 tahun) akan terjadi tinggi hujan yang sama atau dilampaui, tetapi rata-rata dalam 50 tahun terjadi 5 kali peristiwa disamai atau dilampaui.  Frekwensi hujan ini dapat berupa harga-harga tinggi hujan maksimum atau tinggi hujan minimum.

46


TINGGI HUJAN RENCANA  Dalam merencanakan suatu bangunan air atau merancang proyek-proyek Pengembangan Sumber-sumber Air (PSA) dipakai suatu tinggi hujan tertentu sebagai dasar untuk menentukan dimensi suatu bangunan.  Hal ini dilakukan karena hujan akan menyebabkan aliran permukaan yang nantinya lewat bangunan yang direncanakan, misalnya gorong-gorong pada jalan raya, weir pada daerah irigasi, spillway pada dam reservoir air dan lain sebagainya. 47


BAB 3 PRESIPITASI (HUJAN)

Recommend Documents