Perhitungan Redaman Rancangan Penelitian

34 Cara kerja penakar hujan jenis Hellman ini, jika hujan turun maka air hujan masuk melalui corongnya yang kemudian terkumpul dalam tabung tempat pelampung. Air hujan ini menyebabkan pelampung serta tangkainya terangkat atau naik keatas. Pada tangkai pelampung terdapat tongkat pena yang gerakkannya selalu mengikuti tangkai pelampung. Gerakkan pena dicatat pada pias yang ditakkandigulung pada silinder jam yang dapat berputar dengan bantuan tenaga per. Jika air dalam tabung hampir penuh dapat dilihat pada lengkungan selang gelas, pena akan mencapai tempat teratas pada pias. Setelah air mencapai atau melewati puncak lengkungan selang gelas, maka berdasarkan sistem siphon otomatis sistem selang air, air dalam tabung akan keluar sampai ketinggian ujung selang dalam tabung. Bersamaan dengan keluarnya air, tangki pelampung dan pena turun dan pencatatannya pada pias merupakan garis lurus vertikal. Jika hujan masih terus-menerus turun, maka pelampung akan naik kembali seperti diatas. Dengan demikian jumlah curah hujan dapat dihitung atau ditentukan dengan menghitung garis-garis vertikal.

3.1.2 Perhitungan Redaman

Untuk menghitung redaman hujan dapat dilakukan melalui pengukuran curah hujan secara langsung dan penggunaan data cuaca serta pertimbangan arah dan kecepatan angin menggunakan metode statistik Synthetic Storm Technique SST. Metode ini mendeskripsikan suatu intensitas curah hujan sebagai fungsi dari panjang lintasanlink km dimana hujan tersebut bergerak sepanjang lintasan karena adanya pergerakan angin dengan kecepatan tertentu. Konfigurasi perhitungan redaman hujan SST multi link ditunjukkan pada Gambar 3.5 Universitas Sumatera Utara 35 Gambar 3.5 Konfigurasi link [15] Dari besarnya kecepatan angin dan arah angin maka diperoleh kecepatan angin dalam lintasan v r . Alat ukur yang digunakan yaitu Hellman. Redaman hujan yang terjadi pada lintasan terrestrial dari suatu lintasan propagasi sepanjang sumbu horizontal dengan panjang L km dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut [16]: Ax = a 3.1 dengan : Ax = redaman hujan dB Rx = curah hujan mmh pada suatu titik a dan b = parameter yang tergantung pada polarisasi dan frekuensi gelombang radio Dengan metode SST maka suatu lintasan radio sepanjang L km dapat dibagi ke dalam N segmen, masing-masing dengan panjang yang merupakan hasil kali antara kecepatan pergeseran sel hujan dengan periode sampling. Langkah-langkah pengolahan data statistik perhitungan redaman hujan untuk multilink dengan metode Synthetic Storm Technique SST menggunakan asumsi- asumsi sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara 36 1. Lokasi link referensi L1 berada di timur dengan link yang lai L N dengan N = 2,3,4,5 dengan arah berlawanan jarum jam seperti pada Gambar 3.5. 2. Panjang link masing-masing adalah 1 km, 2 km, 3 km, dan 4 km dengan sudut antar link adalah 45 , 90 135 , dan 180 terhadap L 1 . 3. Data kecepatan angin kmdetik dan arah angin dari Padang Bulan, Sampali, dan Polonia menggunakan kecepatan rata-rata per hari dan arah yang terbanyak. Langkah-langkah estimasi redaman hujan dengan SST multilink adalah sebagai berikut: 1. Kecepatan angin di link dijelaskan sebagai berikut [11]: v r = 3.2 dengan : v r = kecepatan angin pada link Ψ = sudut antar link 45 , 90 135 , dan 180 . Ө = sudut kedatangan angin 2. Jumlah segmen Jumlah segmen adalah banyaknya sekat yang terdapat sepanjang link. Persamaan untuk menghitung jumlah segmen ini adalah sebagai berikut [2]: N= [L cos Ө V r T] 3.3 dengan : N = Jumlah segmen L = panjang link km Ө = sudut kedatangan angin Universitas Sumatera Utara 37 v r = kecepatan angin pada link T = waktu sampling 60 detik 3. Kecepatan angin pada link digunakan untuk memperoleh nilai panjang segmen untuk masing-masing link [11]: Δ L = v r T 3.4 dengan: v r = kecepatan angin pada link, T = waktu sampling 60 detik 4. Redaman hujan pada masing-masing link diperoleh sebagai berikut [11]: = Δ L n 3.5 dengan: A k = redaman hujan untuk k=1,2,…,n Δ L = panjang segmen, R = intensitas hujan mmh, a,b = koefisien ITU-R Berikut contoh perhitungan redaman hujan SST pada titik A pada link timur 1 km. Dari hasil pengukuran diperoleh 3 sampel intensitas hujan yaitu R 1 , R 2 , dan R 3 ketiga intensitas hujan dianggap terjadi secara kontiniu dengan kecepatan angin 7 knot dan arah angin dari timur laut Ө = 45 dan time sampling adalah 60 detik atau 1 menit. Contoh data hujan dan angin dapat dilihat pada Lampiran A. Universitas Sumatera Utara 38 1. Kecepatan angin pada link Kecepatan angin dalam 7 knot dikonversi menjadi 0.0035 kmdetik. Maka dengan menggunakan persamaan 3.2 diperoleh kecepatan angin pada link timur adalah 0.005 kmdetik. 2. Jumlah segmen Dalam metode SST panjang link 1 km dibagi ke dalam beberapa segmen. Dengan mengunakan persamaan 3.3 diperoleh jumlah segmen yaitu 2 segmen. 3. Panjang segmen Dengan menggunakan persamaan 3.4 diproleh panjang segmen yakni 0.3 km maka panjang link akan terbagi menjadi 2 panjang segmen dengan masing- masing panjang segmen Δ L 1 = 0.3 km dan Δ L 2 = 0.7 km. 4. Untuk ilustrasi perhitungan redaman hujan yang terjadi pada link timur 1 km dengan catatan intensitas hujan yang diukurditampung setiap jam dibagi waktu samplingnya t R menjadi 60 detik atau 1 menit. Sehingga total waktu sampling sebanyak 181, dimana intensitas hujan R 1 terjadi pada waktu sampling 1–61, intensitas hujan R 2 terjadi pada waktu sampling 61-121, dan intensitas hujan R 3 terjadi pada waktu 121-181. a. Pada t R1 =1 waktu sampling pada menit pertama. Kecepatan dan arah angin dari timur laut akan menyebabkan hujan dengan intensitas hujan R 1 60 akan mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman sebesar: A1 = aR 1 60 b Δ L 1 Universitas Sumatera Utara 39 b. Pada t R1 = 2 waktu sampling pada menit ke-2. Intensitas hujan R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 2R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 2 = a2R 1 60 b Δ L 1 + aR 1 60 b Δ L 2 c. Pada t R1 = 3 waktu sampling pada menit ke-3. Intensitas hujan 2R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 3R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 3 = a3R 1 60 b Δ L 1 + a2R 1 60 b Δ L 2 d. Pada t R1 = 4 waktu sampling pada menit ke-4 Intensitas hujan 3R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 4R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 4 = a4R 1 60 b Δ L 1 + a3R 1 60 b Δ L 2 e. Pada t R1 = 5 waktu sampling pada menit ke-5. Intensitas hujan 4R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 5R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 5 = a5R 1 60 b Δ L 1 + a4R 1 60 b Δ L 2 f. Pada t R1 = 6 waktu sampling pada menit ke-6. Intensitas hujan 5R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 6R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : Universitas Sumatera Utara 40 A 6 = a6R 1 60 b Δ L 1 + a5R 1 60 b Δ L 2 g. Pada t R1 = 7 waktu sampling pada menit ke-7. Intensitas hujan 6R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 7R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 7 = a7R 1 60 b Δ L 1 + a6R 1 60 b Δ L 2 h. Pada t R1 = 8 waktu sampling pada menit ke-8. Intensitas hujan 7R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 8R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 8 = a8R 1 60 b Δ L 1 + a7R 1 60 b Δ L 2 i. Pada t R1 = 9 waktu sampling pada menit ke-9. Intensitas hujan 8R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 9R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 9 = a9R 1 60 b Δ L 1 + a8R 1 60 b Δ L 2 j. Pada t R1 = 10 waktu sampling pada menit ke-10. Intensitas hujan 9R 1 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 10R 1 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 10 = a10R 1 60 b Δ L 1 + a9R 1 60 b Δ L 2 k. Prosedur yang sama dilakukan sampai t R1 = 61 waktu sampling pada menit ke- 61. Pada keadaan ini, intensitas hujan R 1 akan bergerak Universitas Sumatera Utara 41 ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan R 2 60 sudah mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 61 = aR 1 b Δ L 2 + aR 2 60 b Δ L 1 Setelah keadaan ini intensitas hujan R 1 sudah tidak mengenai segmen lagi atau intensitas hujan R 1 telah selesai dan waktu sampling menit pertama untuk intensitas hujan R 2 t R2 = 1 . l. Pada t R2 = 62 waktu sampling menit ke-2 untuk intensitas hujan R 2 . Pada keadaan ini, intensitas hujan R 2 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 2R 2 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 dengan catatan intensitas hujan R 1 telah selesai tidak mengenai segmen sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 62 = a2R 2 60 b Δ L 1 + aR 2 60 b Δ L 2 m. Pada t R2 = 63 waktu sampling ke-3 untuk intensitas hujan R 2 . Intensitas hujan 3R 2 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 2R 2 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 63 = a3R 2 60 b Δ L 1 + a2R 2 60 b Δ L 2 n. Pada t R2 = 64 waktu sampling ke-4 untuk intensitas hujan R 2 . Intensitas hujan 4R 2 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 3R 2 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 64 = a4R 2 60 b Δ L 1 + a3R 2 60 b Δ L 2 Universitas Sumatera Utara 42 o. Pada t R2 = 65 waktu sampling ke-5 untuk intensitas hujan R 2 . Intensitas hujan 3R 2 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 2R 2 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 65 = a5R 2 60 b Δ L 1 + a4R 2 60 b Δ L 2 p. Pada t R2 = 66 waktu sampling ke-6 untuk intensitas hujan R 2 . Intensitas hujan 6R 2 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 5R 2 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 66 = a6R 2 60 b Δ L 1 + a5R 2 60 b Δ L 2 q. Prosedur yang sama dilakukan sampai t R2 = 121 waktu sampling pada menit ke-121. Pada keadaan ini, intensitas hujan R 2 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan R 3 60 sudah mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 121 = aR 2 b Δ L 2 + aR 3 60 b Δ L 1 Setelah keadaan ini intensitas hujan R 2 sudah tidak mengenai panjang segmen lagi atau intensitas hujan R 1 telah selesai dan waktu sampling menit pertama untuk intensitas hujan R 3 t R3 = 1. r. Pada t R3 = 122 waktu sampling menit ke-2 untuk intensitas hujan R 3 . Pada keadaan ini, intensitas hujan R 3 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 2R 3 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 dengan catatan intensitas hujan R 1 Universitas Sumatera Utara 43 telah selesai tidak mengenai segmen sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 122 = a2R 3 60 b Δ L 1 + aR 3 60 b Δ L 2 s. Pada t R3 = 123 waktu sampling ke-3 untuk intensitas hujan R 3 . Intensitas hujan 3R 3 60 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 dan intensitas hujan 2R 3 60 mengenai panjang segmen yang pertama Δ L 1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 123 = a3R 3 60 b Δ L 1 + a2R 3 60 b Δ L 2 t. Prosedur yang sama dilakukan sampai t R3 = 181 waktu sampling pada menit ke-61. Pada keadaan ini, intensitas hujan R 3 akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L 2 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A 181 = aR 3 b Δ L 2 Setelah keadaan ini intensitas hujan R 3 sudah tidak mengenai segmen lagi. Setelah itu, sampel redaman hujan yang diperoleh dari perhitungan di atas akan digunakan untuk menghitung nilai redaman hujan sepanjang link menggunakan persamaan 3.5 dan untuk source code programnya dapat dilihat pada Lampiran B.

3.1.3 Nilai Redaman Hujan