HIDROLOGI
� Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air atau perjalanan air yang tida
pernah berhenti dari atmosfer (ruang udara) ke bumi dan kembali lagi k atmosfir.
� Di darat air mengalir baik di permukaan bumi maupun di dalam bumi (ruan
darat) menuju laut (ruang laut) secara terus menerus dari tempat yang lebi tinggi ke tempat yang lebih rendah secara gravitasi.
� Di atmosfir perjalanannya melalui melalui evaporasi (E), transpirasi (T), evapo transpirasi (ET), kondensasi, presipitasi (hujan).
� Secara harafiah “hidrologi” berasal dari bahasa Yunani, yakni “hydro” da
“loge”. Hydro berarti sesuatu yang berhubungan dengan air dan loge berar pengetahuan.
� Jadi hidrologi adalah ilmu pengetahuan yang secara khusus mempelaja
tentang kejadian, perputaran dan penyebaran air di atmosfir dan permukaa bumi serta di bawah permukaan bumi.
� Secara luas hidrologi meliputi pula berbagai bentuk air, termasuk transformas
antara keadaan cair, padat, dan gas dalam atmosfir, di atas dan di bawa permukaan tanah.
� Di dalamnya tercakup pula air laut yang merupakan sumber dan penyimpa air yang mengaktifkan kehidupan di planet bumi ini.
Ruang Lingkup Hidrologi Mencakup : 1. Pengukuran, mencatat, dan publikasi data dasar. 2. Deskripsi propertis, fenomena, dan distribusi air di daratan. 3. Analisa data untuk mengembangkan teori-teori pokok yang ada pada hidrologi. 4. Aplikasi teori-teori hidrologi untuk memecahkan masalah praktis.
drologi bukanlah ilmu yang berdiri sendiri, tetapi ada hubungan dengan ilmu lain, sepe
eteorologi, klimatologi, geologi, agronomi kehutanan, ilmu tanah, dan hidrolika. Menurut Th
ternational Association of Scientific Hydrology, hidrologi dapat dibagi menjadi: Potamologi (Potamology), khusus mempelajari aliran permukaan (surface streams) Limnologi (Limnology), khusus mempelajari air danau
Geohidrologi (Geohydrology), khusus mempelajari air yang ada di bawah permukaan tana (mempelajari air tanah = groundwater) Kriologi (Cryology), khusus mempelajari es dan salju
Hidrometeorologi (Hydrometeorology), khusus mempelajari problema-problema yang ad diantara hidrologi dan meteorologi.
klus Hidrologi
Penguapan
es perubahan air menjadi uap air disebut penguapan. Penguapan memerlukan energy pa alnya api kompor. Penguapan di alam (penguapan air laut dan air yang ada di daratan) te gan bantuan energi panas dari sinar matahari. Pada penguapan air laut, garam yang terkand am air laut tidak ikut diuapkan (tetap tertinggal di laut). Jika uap air laut diembunkan akan diper awar yang relatif murni.
ingkat Penguapan
kat penguapan bergantung pada dua faktor yang berbeda, yaitu:
hu udara
sar kandungan uap air yang terdapat di udara.
akin tinggi suhu udara, semakin banyak uap air diserap oleh udara. Semakin kecil persentase ua dara, semakin banyak uap air dapat diserap udara. Suhu udara di padang pasir pada siang up tinggi, maka apa bila terdapat air permukaan akan terjadi penguapan yang tinggi.
Bentuk Penguapan
guapan air dapat terjadi melalui tumbuhan maupun permukaan bumi. Penguapan air melalui
buhan disebut transpirasi. Dengan demikian terdapat dua bentuk penguapan air yang berbed m:
nguapan di permukaan bumi (dari lautan, daratan).
nguapan melalui tumbuhan (disebut transpirasi).
ondensasi Uap Air
ondensasi merupakan proses kebalikan dari penguapan. Kondensasi uap air berarti proses
rubahan uap air menjadi air (proses pengembunan). Di udara, kondensasi uap air terjadi
a:
Udara yang sudah jenuh uap air ditambah uap air atau zat lain
Suhu udara yang jenuh uap air turun
ap air yang mengembun di udara membentuk tetes-tetes air yang sangat kecil dan dapat
ihat sebagai awan di langit.
ansportasi oleh Angin dara yang mengandung uap air atau awan dapat terbawa angin ke tempat lain. leh karena itu angin memiliki peran penting dalam menentukan daerah dimana ujan akan terjadi.
ujan
tes-tetes air hasil kondensasi terlalu kecil untuk dapat jatuh ke bumi, tetes-tetes air yang sang
cil ini mungkin akan menguap kembali. Dengan bantuan transportasi angin, maka dap
perkirakan bahwa sampai satu juta tetes tetes air yang sangat kecil tadi akan bertumpuk da
embentuk satu tetes air yang lebih besar. Tetes-tetes air besar inilah yang dapat jatuh sampai k
rmukaan bumi sebagai tetesan hujan. Di daerah iklim sedang dengan ketinggian tertentu, krista
stal es bertumpuk dengan tetestetes air yang sangat kecil tadi dan membentuk satu gumpalan e
umpalan es ini akan meleleh pada waktu jatuh dan sampai ke bumi sebagai tetesan hujan. Huja
bih banyak terjadi di daerah pegunungan dibandingkan dengan dataran rendah, karena suh
ara jenuh uap air, akan mengalami penurunan suhu setelah dibawa oleh angin dari datara
ndah ke pegunungan. Besarnya curah hujan di pegunungan ditambah dengan pepohonan yan
bat menyebabkan ketersediaan air bersih di pegunungan relatif banyak.
eresapan Air
hujan yang jatuh ke tanah tidak seluruhnya langsung mengalir sebagai air permukaan, tetapi a
ng terserap oleh tanah. Peresapan air ke dalam tanah pada umumnya terjadi melalui dua tahap
tu infiltrasi dan perkolasi. Infiltrasi adalah gerakan air menembus permukaan tanah masuk
am tanah. Perkolasi adalah proses penyaringan air melalui poripori halus tanah sehingga air b
resap ke dalam tanah.
dalaman air yang masuk ke tanah bergantung dari beberapa faktor, yaitu: jumlah air huj
rositas tanah, jumlah tumbuh-tumbuhan serta lapisan yang tidak dapat ditembus oleh air. Air ya
tahan oleh lapisan kedap air (misalnya batu) membentuk air tanah. Air tersebut da
manfaatkan untuk kebutuhan sehari-hari. Di daerah perkotaan yang padat penduduknya peresap
kecil sekali, karena sebagian besar lahan tanah tertutup/dilapis aspal atau dibeton dan perumah
angun dimana-mana, sehingga luas tanah terbuka semakin sempit sehingga semakin sedikit p
pat menyerap air. Seharusnya beberapa tempat di kota dibiarkan terbuka sebagai tanah resap
hujan.
Sumber-sumber Air di Alam
Terbentuknya sumber - sumber air di alam mengalami serangkaian proses. A
hujan jatuh ke tanah kemudian meresap ke dalam tanah. Sampai di kedalama
ertentu, air tersebut tertahan oleh lapisan batu-batuan (lapisan kedap air), yan
membendung air sehingga tidak terus meresap ke bawah. Dari celah-cela
bebatuan tersebut dapat kita temukan sumber air yang jernih dan tidak tercemar
Air Permukaan
Air permukaan adalah air yang menggenang atau mengalir di permukaa tanah,
misalnya
danau,
sungai
dan
rawa-rawa.
Sungai
merupaka
pengumpulan dari tiga jenis limpasan, yaitu: limpasan permukaan, limpasan d bawah permukaan dan limpasan air tanah, yang akhirnya akan kembali ke la
Siklus hidrologi merupakan suatu sistim yang tertutup, dalam arti bah
pergerakan air pada sistim tersebut selalu tetap berada di dalam sistimnya. Sik
hidrologi terdiri dari enam sub sistim yaitu :
1. Air di atmosfir
2. Aliran permukaan
3. Aliran bawah permukaan
4. Aliran air tanah
5. Aliran sungai/saluran terbuka
6. Air di lautan dan air genangan
Sifat-Sifat Air
Air berubah ke dalam tiga bentuk/sifat menurut waktu dan tempat, yakni air sebagai bah
padat, air sebagai cairan dan air sebagai uap seperti gas. Umumnya benda menjadi kecil ji
suhu menjadi rendah. Tetapi air mempunyai volume yang minimum pada suhu 4° C. Leb
rendah dari 4°C, volume air itu menjadi agak besar. Pada pembekuan, volume es menjadi 1/
kali lebih besar dari volume air semula. Mengingat es mengambang di permukaan air (kare
es lebih ringan dari air), maka keseimbangan antara air dan es dapat dipertahankan ol
pembekuan dan pencairan. Jika es lebih berat dari air, maka es itu akan tenggelam ke das
laut atau danau dan makin lama makin menumpuk yang akhirnya akan menutupi seluruh dunia
Siklus dan Neraca Air
Proses sirkulasi air pada Gambar 1.2 merupakan hubungan antara aliran ke dalam (inflow) dan aliran ke
luar (outflow) pada suatu daerah dalam periode waktu tertentu. Hal ini dapat dikatakan atau disebu dengan “neraca air”. Hubungan Keseimbangan ini adalah sebagai berikut :
P=D+E+G+M Dimana : P = Presipitasi D = Debit E = Evaporasi G = Penambahan (supply) air ke tanah M = Penambahan kadar kelembababan tanah
engenalan Istilah-istilah Hidrologi
Presipitasi
ujan (presipitasi) merupakan masukan utama dari daur hidrologi dalam DAS. Dampak kegiata
mbangunan terhadap proses hidrologi sangat dipengaruhi intensitas, lama berlangsungnya, da
kasi hujan. Karena itu perencana dan pengelola DAS harus memperhitungkan pola presipitasi da
baran geografinya.
Intersepsi
ujan yang jatuh di atas tegakan pohon sebagian akan melekat pada tajuk daun maupun batan
gian ini disebut tampungan/simpanan intersepsi yang akhirnya segera menguap. Besar kecilny
ersepsi dipengaruhi oleh sifat hujan (terutama intensitas hujan dan lama hujan), kecepatan angi
nis pohon (kerapatan tajuk dan bentuk tajuk). Simpanan intersepsi pada hutan pinus di Italia uta
kitar 30% dari hujan (Allewijn, 1990). Intersepsi tidak hanya terjadi pada tajuk daun bagian ata
ja, intersepsi juga terjadi pada seresah di bawah pohon. Intersepsi akan mengurangi hujan yan
enjadi run off.
. Throughfall, Crown drip, Steamflow
Hujan yang jatuh di atas hutan ada sebagian yang dapat jatuh langsung di lantai hutan melalui sela-sela ta
agian hujan ini disebut throughfall. Simpanan intersepsi ada batasnya, kelebihannya akan segera t
ebagai crown drip. Steamflow adalah aliran air hujan yang lewat batang, besar kecilnya stemflow dipenga
leh struktur batang dan kekasaran kulit batang pohon.
. Infiltrasi dan Perkolasi
Proses berlangsungnya air masuk ke permukaan tanah kita kenal dengan infiltrasi, sedang perkolasi ad
roses bergeraknya air melalui profil tanah karena tenaga gravitasi. Laju infiltrasi dipengaruhi tekstur
truktur, kelengasan tanah, kadar materi tersuspensi dalam air juga waktu.
lengasan Tanah
ngasan tanah menyatakan jumlah air yang tersimpan di antara poripori tanah. Kelengasan tanah sa
mis, hal ini disebabkan oleh penguapan melalui permukaan tanah, transpirasi, dan perkolasi. Pada
ngasan tanah dalam keadaan kondisi tinggi, infiltrasi air hujan lebih kecil daripada saat kelengasan ta
ah. Kemampuan tanah menyimpan air tergantung dari porositas tanah.
mpanan Permukaan (Surface Storage)
anan permukaan ini terjadi pada depresidepresi pada permukaan tanah, pada perakaran pepohonan ata
kang pohonpohon yang tumbang. Simpanan permukaan menghambat atau menunda bagian hujan
capai limpasan permukaan dan memberi kesempatan bagi air untuk melakukan infiltrasi dan evaporasi.
noff Runoff
ah bagian curahan hujan (curah hujan dikurangi evapotranspirasi dan kehilangan air lainnya) yang men
m air sungai karena gaya gravitasi; airnya berasal dari permukaan maupun dari subpermukaan (sub surfa
off dapat dinyatakan sebagai tebal runoff, debit aliran (river discharge) dan volume runoff.
ponen Runoff
Presipitasi
Presipitasi adalah nama umum dari uap yang mengkondensasi dan jatuh ke tanah berupa
alju, hujan, hujan es dan lain-lain. Presipitasi yang ada di bumi ini berupa :
a) Hujan , merupakan bentuk yang paling penting.
b) Embun, merupakan hasil kondensasi di permukaan tanah atau tumbuh-tumbuhan dan kondesasi di dalam tanah.
) Kondensasi, di atas lapisan es terjadi jika ada massa udara panas yang bergerak di atas lapisan es.
d) Kabut, pada saat terjadi kabut, partikel-partikel air diendapkan di atas permukaan tanah dan tumbuh-tumbuhan.
e) Salju dan es. Salah satu bentuk presipitasi yang terpenting di Indonesia adalah hujan. Maka pembahasan mengenai presipitasi ini selanjutnya hanya dibatasi pada hujan saja. Ada 5 buah unsur yang ditinjau, yaitu :
a) Intensitas I, adalah laju curah hujan = tinggi per satuan waktu, misalnya mm/menit, mm/ja mm/hari. b) Lama waktu atau durasi t, adalah lamanya curah hujan terjadi dalam menit atau jam.
c) Tinggi hujan d, adalah banyaknya atau jumlah hujan yang dinyatakan dalam ketebalan air atas permukaan datar, dalam mm.
d) Frekuensi, adalah frekuensi kejadian terjadinya hujan, biasanya dinyatakan dengan wa ulang (return period) T. e) Luas, adalah luas geografis curah hujan A, dalam km2.
at Ukur
em pengukuran di lapangan seringkali sulit dilakukan secara manual oleh manusia. Untuk keperluan ini maka dibutuhkan su
rumentasi yang reliable untuk jangka waktu cukup lama dengan melakukan pengukuran berulangulang secara periodik. Penguku
ameter - parameter yang berlainan dalam satu waktu bersamaan memerlukan suatu integrasi dari keseluruhan sistem pengukuran kedal
tu data kolektor. Pada sistem yang lebih luas data ini harus digabungkan pada suatu sistem data base terpusat. Dengan sistem ini ma
at dihasilkan interpretasi untuk decision support system yang menyeluruh tentang data cuaca. Implementasinya antara lain : menentuk
a cocok tanam sistem pengairan pada pertanian; monitoring sistem irigasi dan bendungan; pemantauan muka air tanah perkota
gendalian banjir dan bencana; dan lain sebagainya.
berapa pengukuran parameter hidrologi antara lain :
Water level
Water flow
berapa pengukuran parameter klimatologi antara lain :
Precipitation
Evaporation
Air flow
Moist & Temperature
Radiation
Pengukuran Hujan
Pengukuran Hujan Dilakukan Dengan Menampung Hujan Yang Jatuh Di Beberapa Titik Yang Sudah Ditentukan Dengan Menggunakan Alat Pengukur Hujan. Hujan Yang Terukur Mewakili Suatu Luasan Daerah Disekitarnya Yang Dinyatakan Dengan Kedalaman Hujan.
Macammacam Alat Pengukur Hujan : A. Alat Ukur Hujan Biasa (Auhb) B. Alat Ukur Hujan Otomatis (Auho) C. Alat Ukur Hujan Dengan Radar
A. ALAT UKUR HUJAN BIASA (AUHB): • Disebut juga rain gauge, paling banyak digunakan di Indonesia, luas penampang corong 100 / 200 cm 2 & botol penampung didalam tabung silinder yg diletak kan ditempat terbuka, tidak tertutup pohon/bang.dll. • Pengukuran biasanya dilakukan pukul 7 pagi � di ukur volume air & luas corong maka akan diketahui kedalaman hujan. Hasilnya merupakan data curah hujan sehari sebelumnya (kedalaman curah hujan selama 24 jam � disebut hujan harian). Curah hujan < 0,1 mm ditulis (0), kalau tidak ada hujan ditulis (). • Jika intensitas hujan besar maka ada kemungkinan air hujan akan melimpas karena alat penampungnya tidak mampu memuat, sehingga data yang diperoleh tidak menggambarkan keadaan yang sebenarnya.
• Kalau dipasang pada ketinggian 1,20 m dari permukaan tanah, maka ada pengaruh turbulensi angin sehingga hujan yang tertangkap 8095%, biaya lebih murah tetapi mudah tumbang disebabkan karena manusia atau binatang. • Kalau dipasang di atas permukaan tanah, pengaruh turbulensi angin makin kecil, sehingga dapat menangkap hujan 100%, tetapi sulit pengoperasiannya dan lebih mahal. Harus diberi grill (semacam sarang dari logam, mencegah tumbuhnya rumput) dan brush (lapisan lunak dari pasir atau bahan lain, mencegah percikan air tidak masuk ke penakar).
B.ALAT PENGUKUR HUJAN OTOMATIS. KEUNTUNGAN :
� Data tercatat secara langsung pada kertas pencatat secara otomatis di mana hasil rekaman data dapat memberikan gambaran/ informasi terhadap intensitas/kederasan hujan & lama hujan dengan periode waktu yg diinginkan : mm/jam, mm/2 jam, dst.
� Dapat menghasilkan data hujan yang menerus untuk berbagai jangka waktu (menit, jam, hari). � Dapat diketahui dengan tepat kapan terjadi hujan dan berapa kedalamannya. � Dapat memperkecil kesalahan yg diakibatkan faktor manusia. �h I� INTENSITAS HUJAN I : �t (Tinggi Hujan Persatuan Waktu).
Dari hasil catatan tsb dapat dievaluasi jumlah hujan setiap interval waktu, mis. 5, 10, 15 menit dst. Sumbu x : waktu, sumbu Y : kedalaman hujan, mm. Grafik merupakan akumulasi selama terjadi hujan, jika mendatar tidak ada hujan. Makin tajam kemiringan Makin tinggi intensitas hujan.
1. ALAT UKUR EMBER JUNGKIT (TIPPING BUCKET GAUGE)
� Sangat sesuai untuk mengukur intensitas hujan untuk waktu yang pendek. � Terdiri dari corong, saringan, dua buah alat tampung yang sekaligus sebagai alat penimbang dengan masingmasing mempunyai alat pembuang serta peralatan untuk merekam data. � Air hujan jatuh pada corong, melewati saringan yang akan ditampung pada salah satu alat tampung sampai setara dengan kedalaman hujan 0,5 mm, maka alat tampung tersebut akan tumpah, terbuang melalui alat pembuang, kemudian alat tampung yang lainnya siap untuk menampung air hujan. � Tidak cocok untuk mengukur salju. � Kelemahan alat ini, pada waktu salah satu alat tampung menumpahkan air, diperlukan waktu, sehingga ada kemungkinan hujan yang terjadi saat itu tidak terekam.
Air hujan
Corong
Saringan
Tipping bucket
Terjungkir bila penuh setara 0.5 mm air hujan
Recorder
Kelemahan alat ini Alat Ukur Ember Jungkit : � Pada waktu salah satu alat tampung menumpah kan air, diperlukan waktu, sehingga ada kemungkinan hujan yang terjadi saat itu tidak terekam. � Apabila saringan sudah tidak dapat berfungsi dengan baik maka kotoran, debu akan masuk pada alat tampung sehingga menambah bobot air dan sekaligus menambah kedalaman hujan. � Demikian, gerakan alat tampung saling bergantian dan akan tercatat pada kertas grafik secara mekanik yang menggambarkan kedalaman hujan. 2. ALAT UKUR PEMBERAT (WEIGHTING TYPE GAUGE).
3. ALAT UKUR PENCATAT APUNG / SIPON (FLOAT RECORDING GAUGE) � Air hujan diterima corong, setelah melalui sebuah silinder, akan tertampung pada bejana tabung yang dilengkapi dengan sebuah pelampung (float). Jika muka air dalam tabung naik, pelampung bergerak ke atas terhubung dengan pena melalui tali penghubung dengan suatu mekanisme khusus sehingga dapat menggerakkan alat tulis pada kertas grafik yang digulung pada silinder yang berputar. Jika tabung penuh, otomatis air akan melimpas keluar. � Alat ini harus dikosongkan secara manual, ad. 1 dan 2 secara otomatis oleh suatu selang pipa yang bekerja sendiri.
C. ALAT PENGUKUR HUJAN DENGAN RADAR/SATELIT •
Radar gelombang pendek dapat menunjukkan adanya hujan dalam daerah pengamatannya. Makin deras hujan, makin besar reflektivitasnya.
•
Penggunaan kombinasi antara radar dan jaringan alat ukur biasa / otomatis karena akan menghasilkan suatu perataan yang lebih teliti.
•
Ukuran tetesan hujan secara kasar mempunyai korelasi dengan intensitas hujan, dan citra pada layar radar dapat ditafsirkan sebagai suatu indikasi kasar tentang intensitas hujan. Hasilnya perlu dikalibrasi.
•
Radar memberikan caracara untuk mendapatkan informasi tentang penyebaran hujan, yang hanya dapat diberikan secara kasar oleh jaringan alat ukur hujan biasa.
CONTOH : Dari suatu DAS seluas 2 HA dan sketsa data grafik AUHO (Alat Ukur Hujan Otomatik) tsb, di bawah ini :
Diminta untuk menghitung : a. Intensitas hujan setiap jam b. Gambarkan hyetograph hujan c. Hitung tebal hujan efektif, bila selama terjadi hujan besarnya kehilangan air ratarata sebesar 8 mm/jam. d. Gambarkan kurva massa hujan e. Hitung besarnya koefisien aliran (koefisien runoff) f. Bila waktu konsentrasi aliran tc = 20 menit, hitung besarnya debit puncak banjir !
Penyelesaian : a. Perhitungan Intensitas Hujan tiap jam disajikan dlm. tabel sbb: No.
Waktu (pukul)
Tinggi hujan (mm)
Lamanya (jam)
Intensitas (mm/jam)
1
8-9
0,0
1,0
0,0
2
9-10
0,0
1,0
0,0
3
10-11
2,0
1,0
2,0
4
11-12
2,0
1,0
2,0
5
12-13
0,0
1,0
0,0
6
13-14
0,0
1,0
0,0
7
14-15
4,0
1,0
4,0
8
15-16
10,0
1,0
10,0
9
16-17
20,0
1,0
20,0
10
17-18
14,0
1,0
14,0
11
18-19
0,0
1,0
0,0
12
19-20
2,0
1,0
2,0
13
20-21
0,0
1,0
0,0
Tinggi hujan = 54,0
b.Hyetograph hujan : kedalaman hujan vs waktu
c. Hujan efektif, bila selama terjadi hujan besarnya kehilangan air ratarata sebesar 8 mm/jam : Hujan efektif merupakan tingginya curah hujan yang menjadi aliran permukaan (grafik yang diarsir), yang dihitung dari tinggi hujan lebih dari 8 mm, yaitu : He = (108)mm/jam (1 jam) + (208) mm/jam (1 jam) + (148) mm/jam (1 jam) = 20 mm Jadi tingginya hujan efektif = 20 mm. d. Kurva massa hujan : diperoleh dari nilai kumulatif tinggi hujan, sbb :
e. Besarnya koefisien aliran (koefisien runoff): Tinggi hujan H = 54 mm Tinggi hujan efektif = He = 20 mm Koefisien aliran : � � He � 20 � 0,37 H
54
f. Bila waktu konsentrasi aliran tc = 20 menit, hitung besarnya debit puncak banjir !. Intensitas maksimum adalah intensitas hujan maksimum, dari tabel di atas yang terjadi pada pukul 1617 sebesar 20 mm/jam. Debit puncak banjir Qp = � x Imaks x A = 0,370 x 20 mm/jam x 2 HA = 0,370 x 2 cm/jam x 2x108 cm2 3/jam = cm 1,512x108 = 5 liter/jam 1,512x10 ` = 42 liter/detik.
• Sebagian besar analisis hidrologi memerlukan data curah hujan ratarata daerah aliran sungai (Areal Rainfall). • Hasil yang diperoleh dari pengukuran alat pengukur hujan adalah kedalaman hujan pada satu tempat saja, di mana stasiun hujan tersebut berada disebut data hujan lokal (point rainfall) data ini belum bisa digunakan untuk analisis. • Jika suatu DAS mempunyai beberapa stasiun hujan yang ditempatkan terpencar kedalaman hujan yang tercatat di masingmasing stasiun dapat tidak sama. • Lebih banyak stasiun hujan lebih banyak informasi yang diperoleh data hujan lebih baik tapi konsekwensinya biaya lebih besar besar.
POINT RAINFALL HARUS DIUBAH MENJADI AREAL RAINFALL SEHINGGA DIPEROLEH HUJAN DAS DATA INI YANG BISA DIGUNAKAN UNTUK ANALISIS HIDROLOGI. ADA 3 MACAM CARA YANG DAPAT DIGUNAKAN UNTUK MENGHITUNG HUJAN LOKAL (POINT RAINFALL) MENJADI HUJAN RATARATA DAERAH ALIRAN SUNGAI (AREAL RAINFALL) YAITU : A. METODE RATA2 ALJABAR : B. METODE POLIGON THIESSEN C. METODE ISOHYET
a. METODE RATARATA ALJABAR : � Merupakan metode paling sederhana untuk menghitung hujan ratarata yang jatuh di dalam & sekitar daerah ybs. � Hasilnya memuaskan jika daerahnya datar dan alat ukur tersebar merata serta curah hujan tidak bervariasi banyak dari harga tengahnya dan distribusi hujan relatif merata pada seluruh DAS. � Makin banyak stasiun hujannya, akan makin banyak informasi yang diperoleh tetapi biaya mahal, penempatan stasiun sebaiknya merata. � Keuntungan, lebih obyektif jika dibandingkan dengan metode Isohyet yang masih mengandung faktor subyektif.
Batas DAS 1
2 n
1 n P � � Pi n i�1
P = hujan rata-rata Pi = tinggi curah hujan distasiun i, i = 1, …,n.
CONTOH 1 : Diketahui suatu das mempunyai 4 stasiun hujan, stasiun a = 50 mm, b = 40 mm, c = 20 mm dan d = 30 mm. Hitung hujan rerata dengan metode ratarata aljabar !. Penyelesaian : Sta. A berada tidak jauh dari das, jadi berpengaruh sbb. :
1 n 1 P � � Pi � (50 � 40 � 20 � 30 ) � 35 mm n i �1 4 Jika stasiun a berada jauh dari das maka data distasiun tidak diperhitungkan, sehingga :
1 n 1 P � � Pi � ( 40 � 20 � 30 ) � 30 mm n i �1 3 Perbedaan cukup besar karena variasi hujan di masing2 sta cukup besar, padahal metode tsb. Cocok jika variasi hujan terhadap jarak antar stasiun tidak besar.
2. METODE THIESSEN : � Metode ini memperhitungkan bobot/daerah pengaruh asumsi : hujan dari masing-masing stasiun hujan yang terjadi pada suatu luasan dalam DAS = hujan yg tercatat di sta. terdekat jadi mewakili luasan tsb. � Jumlah stasiun hujan minimum 3 buah � Penyebaran stasiun hujan bisa tidak merata. � Tidak sesuai untuk daerah bergunung (pengaruh orografis) � DAS dibagi menjadi poligon, stasiun pengamat hujan sebagai pusat. � Apabila ada penambahan/ pemindahan stasiun pengamat hujan, akan mengubah seluruh jaringan dan mempengaruhi hasil akhir perhitungan. � Tidak memperhitungkan topografi. � Lebih teliti dibandingkan dengan cara Aljabar.
Sta. di luar DAS
� 1
_
A1 2
P �
A2
�A P �A n
n
n
An _
� n
P � Hujan ratarata DAS.
Pn = tinggi hujan pada stasiun1, 2….., n An = luas daerah yang berpengaruh pada masing2 sta. Cara : 1. Hubungkan lokasi stasiun pengamat hujan. 2. Gambar garis bagi tegak lurus pada tiap sisi segitiga. 3. Hitung faktor pemberat Thiessen Ai/ΣAi. 4. Curah hujan dalam tiap poligon dianggap diwakili oleh curah hujan dari titik pengamatan dalam tiap poligon tersebut. 5. Luas poligon dapat diukur dengan planimeter atau kertas milimeter.
CONTOH 2 : DATA SEPERTI GAMBAR DI BAWAH, LUAS DAS 500 KM². HITUNG HUJAN RERATA DENGAN METODE THIESSEN !.
Stasiun
Hujan (mm) Luas poligon Hujan x Luas
A
50
95
4.750
B
40
120
4.800
C
20
172
3.440
D
30
113
3.390
JUMLAH
500
16.380
_
P �
�A P �A n
n
n
16 . 380 � � 32 , 76 mm 500
C. METODE ISOHYET :
Isohyet adalah garis yang menghubungkan titiktitik dengan kedalaman hujan yang sama. Diasumsikan bahwa : hujan pada suatu daerah diantara 2 garis isohyet merata dan = nilai ratarata dari kedua garis isohyet tersebut. Digunakan di daerah datar / pegunungan. - Stasiun curah hujan tersebar merata & harus banyak. - Bermanfaat untuk curah hujan yang singkat, metode paling teliti tetapi analisnya harus berpengalaman. n
Ii � Ii�1 I 2 � I3 In � In�1 I1 � I2 Ai A1 � A2 �......� An � 2 i�1 2 2 2 P� � n A1 � A2 �.......An �Ai i�1
PROSES TAHAPANNYA : 1. Plot Stasiun hujan & besar kedalaman curah hujan. 2. Dari nilai kedalaman hujan di stasiun yang berdampingan, dibuat interpolasi dengan pertambahan nilai yang ditetapkan. 3. Buat kurva dengan menghubungkan titik-titik interpolasi dengan
kedalaman hujan yang sama. 4. Ukur luas daerah antara 2 isohyet yang berurutan, kalikan dengan nilai rerata dari nilai kedua garis isohyet.
5. Jumlah hitungan pada butir 4 untuk seluruh garis isohyet dibagi dengan luas daerah yang ditinjau. Tebal hujan : Jumlahkan hasil kali tebal hujan dengan luas DAS yang dibatasi oleh 2 garis yang membagi jarak yang sama diantara 2 Isohyet yang berdekatan.
CONTOH 3 : SOAL = NO 2, HITUNG P DENGAN METODE ISOHYET.
pertambahan nilai 5 mm.
Belum terhitung
III
V
I
PENYELESAIAN : DIBUAT GARISGARIS ISOHYET, KEMUDIAN DI HITUNG LUASAN DAERAH DI ANTARA 2 GARIS ISOHYET � DISAJIKAN DALAM TABEL SBB. :
Daerah
Isohyet mm 15 20 25
I II III
30 35 40
IV V VI
50
45 JUMLAH
HUJAN RERATA :
Luasan antara 2 Isohyet, km²
Rerata dari 2 Isohyet, km²
Luasan x Rerata
14
17.5
210
50
22.5
1.125
95
27.5
2.613
111
32.5
3.608
140
37.5
5.250
70
42.5
2.975
500
16 . 826 � 33 , 65 mm P �� 500
16.826
4 THIESSEN
% dari luas total (Faktor Pembobot Thiessen)
Hujan DAS (mm) Kolom 3 x 4
Sta. Hujan
Luas (Ha)
Hujan P (mm)
A
15
65
15/455 x 100%
=
3,3
3,3% x 65
=
2
B
70
146
70/455 x 100%
= 15.4
15,4% x 146
=
22
C
80
192
80/455 x 100%
= 17,6
17,6% x 192
=
34
D
85
269
85/455 x 100%
= 18,7
18.7% x 269
=
50
E
10
154
10/455 x 100%
=
2,2
2,2% x 154
=
3
F
60
298
60/455 x 100%
= 13.2
13,2% x 298
=
39
G
100
500
100/455 x 100%
= 21,9
21,9% x 500
= 110
H
25
450
25/455 x 100%
=
5,5
5,5% x 450
=
25
I
10
282
10/455 x 100%
=
2,2
2,2% x 282
=
6
Total
455
Jumlah = 100
Jumlah = 291
CONTOH ISOHYET :
1
2
3
4
5
Isohyet
Luas Bruto
Luas Neto
Rata Hjn antara 2 isohyet
Vol.hujan
mm
Ha
Ha
mm
Kolom 3x4
500
10
10
525
5.250
400
100
90
450
40.500
300
190
90
350
31.500
200
290
100
250
25.000
100
400
110
150
16.500
<100
455
55
80
4400 123.150
P = 123.150 : 455 = 270,7 mm
CONTOH SOAL 5 : Dari suatu DAS seluas 57,20 km2 terdapat 7 buah stasiun hujan otomatis. Pada bulan Mei terukur hujan pada Sta.1 = 64 mm, Sta. 2 = 60 mm, Sta.3 = 52 mm, Sta.4 = 48 mm, Sta.5 = 50 mm, Sta.6 = 40 mm dan Sta.7 = 36 mm. Hitung kedalaman hujan ratarata DAS pada bulan tersebut dengan metode Ratarata Aljabar, Metode Thiessen & Isohyet. PENYELESAIAN : A.
METODE RATA2 ALJABAR : P = 1/N (P1 + P2 + P3 +…..+ PN) P = 1/7 (64 + 60 + 52 +48 +50 + 40 + 36) mm = 50 mm
B. METODE THIESSEN Sta.
Hujan P mm
Luas Poligon (A) km2
PxA (mm x km2)
1
64
6,56
419,84
2
60
10,52
631,20
3
52
8,02
417,64
4
48
9,08
435,84
5
50
6,32
316,00
6
40
7,42
296,80
7
36
9,28
334,08
57,20
2851,4
P =1/A (A1P1 + A2P2 + A3P3 + A4P4 + A5P5 + A6P6 +A7P7) P = (2851,4 : 57,20) = 49,84 mm.
C. METODE ISOHYET Sta.
Isohyet P Luas Daerah (mm) A (km2)
P x A (mm x km2)
1+2
60
17,94
1.076,40
3, 4, 5
50
16,22
831,00
6+7
40
22,64
905,60
57,20
2.813,00
Hujan DAS = 2.813,00 : 57,20 = 49,18 mm.
Contoh Soal 6 : Hitung Hujan DAS dengan cara Thiessen dan Aljabar
Sta.
Luas Hujan % Luas Hujan DAS
A.
129,9
150
15,47%
23,21
B. C. D.
354,9 242,4 112,5
170 205 180
42,26% 28,87% 13,40%
71,84 59,18 24,12
TOTAL
839,7
178,35
Hujan rata2 DAS dengan : Metode Thiessen = 178,35 mm. Metode Ratarata Aljabar : P = (150 + 170 + 205 + 180) : 4 = 176,75 mm.
��������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������
