BAB III HUJAN DAN ANALISIS HUJAN - Presentasi Hidrologi Terapan Bab 3 Hujan dan Analisis Hujan PAT 1415
Kompetensi kompet ensi:
Hidrologi Terapan merupakan mat akuliah unt uk memahami t ent ang aplikasi hidrogi t erapan dan aplikasinya dalam rekayasa t eknik sipil .
Sub kompet ensi: Mahasiswa mampu
BAB III
- - Menj elaskan pengert ian huj an & proses pembent ukannya - mempersiapkan dat a huj an
HUJAN DAN
- - penguj ian dat a huj an dan dat a huj an yang hilang pada huj an t it ik dan rerat a daerah
ANALISIS HUJAN
- - kedalaman-durasi-int ensit as huj an, cara menghit ung huj an rerat a meliputi :- Pengertian Umum - Proses Pembentukan Huj an - Durasi dan Intensitas Huj an - Pengukuran Huj an - Penguj ian Data Huj an
Novitasar i,ST.,MT Huj an & Penger ti annya Huj an Konvekti f
Huj an adalah air yang berasal dari awan huj an yang
berkondensasi yang j atuh kepermukaan tanah
Huj an merupakan komponen masukan yang paling penting dalam proses hidrologi, karena j umlah kedalaman huj an ( rainf all dept h ) ini yang dialihragamkan menj adi aliran di sungai, baik melalui limpasan permukaan ( surf ace runof f ), aliran antara ( int erf low , sub surf ace f low ) maupun sebagai aliran air tanah ( groundwat er f low ). Huj an j uga disebut presipitasi
Dua syarat yang harus dipenuhi pada proses pembentukan
Pada daerah t ropis di m usim kem arau t erjadi hujan huj an: dengan int ensit as t inggi, durasi singkat dan pada daerah 1. tersedianya udara lembab.
2. tersedianya sarana, keadaan yang dapat mengangkat udara yang relat if sem pit tersebut ke atas, sehingga terj adi kondensasi.
Huj an Si kl oni k Huj an Or ogr afi k
Intensi tas sedang, durasi l ama dan pada Adanya pegunungan yang menyebabkan terdapat dua daerah daerah yang l uas yang di sebut daerah huj an dan daerah bayangan huj an
Durasi da n I nte nsitas Huja n Durasi huj an adalah lamanya suat u kej adian huj an. Int ensit as huj an (laj u huj an) yang t inggi pada umumnya berlangsung dengan durasi yang pendek dan meliput i daerah yang t idak sangat luas. Huj an yang meliput daerah luas j arang sekali dengan int ensit as t inggi, t et api dapat berlangsung dengan durasi yang cukup panj ang.
2 0,52
2 yang dipasang set inggi 120 cm dari permukaan t anah. Pengukuran huj an j enis ini t erdiri dari t iga bagian alat , yait u : corong ( orifice), bej ana pengumpul dan bat ang ukur ( deep st ick). Corong (orifice) Bat ang ukur
seluas 200 cm
Penakar huj an biasa terdiri dari bej ana dan corong
Pe nakar Huja n Bia sa ( Ma nual Ra ingauge )
2. Penakar huj an ot omat ik ( aut omat ic raingauge)
1. Penakar huj an biasa ( manual raingauge)
Dalam pemakaian terdapat dua j enis alat ukur huj an, yait u :
Pengukur an Huj an Untuk melakukan pengukuran huj an tersebut diperlukan alat pengukur huj an ( raingauge)
3 14 8,1
Hujan sangat deras
4,2 4,0 6,5
1
Hubungan deraj at huj an dengan i nt ensi t as huj an Derajat Hujan Intensitas curah hujan (mm/mnt) Kondisi
Hujan Gerimis 0,15 0,0024 0,5 Hujan Halus 0,5 0,065 2,1 Hujan Normal Lemah Deras
Ukuran, massa dan kec epat an j at uh but i r huj an Jenis Diameter Bola (mm) Massa (mg) Kecepatan Jatuh (m/dt)
20 – 50 50 – 100 > 100
> 20 < 5 5 – 20
< 1 1 – 5 5 – 10 10 – 20
Hujan sangat ringan Hujan ringan Hujan normal Hujajn lebat Hujan sangat lebat
Hubungan si fat huj an dengan i nt ensi t as c urah huj an Sifat hujan (keadaan curah hujan) Intensitas curah hujan (mm) Per jam Per 24 jam
Hujan sangat deras >1,00 Hujan seperti ditumpahkan, saluran dan drainasi meluap.
Hujan deras 0,25 – 1,00 Air tergenang di seluruh permukaan tanah dan bunyi keras hujan terdengar dari genangan.
Hujan Normal 0,05 – 0,25 Tanah menjadi basah semua dan dapat membuat puddel, curah hujan cukup terdengar.
Hujan sangat lemah < 0,02 Tanah agak basah atau dibasahi sedikit Hujan lemah 0,02 – 0,05 Tanah menjadi basah semuanya, tapi sulit membuat puddel, bunyi curah hujan kurang terdengan.
Bej ana Tam pung
Pe nakar Huja n Otomatik ( a utomatic ra ingauge ) Dalam suat u analisis huj an lanj ut an, umumnya t idak hanya diperlukan dat a huj an kumulat if harian saj a, akan t et api j uga diperlukan agihan huj an j am- j aman ( hourly dist ribut ion) at au bahkan yang lebih pendek lagi ket ent uan dari WMO (Worl d
Pe ngujian Da ta Huja n Met eorol ogi c al Organi zat i on)
Penakar huj an ditempatkan pada lokasi sedemikian Langkah-langkah yang diperlukan dalam sehingga kecepat an angin di t empat t ersebut sekecil mungkin dan t erhindar dari pengaruh penangkapan air analisis huj an adalah : huj an oleh benda lain di sekit ar alat penakar huj an
Penempatan setasiun huj an hendaknya berj arak minimum empat kali t inggi rint angan t erdekat
1. Kelengkapan dat a Lokasi di suatu lereng yang miring ke satu arah tertentu
2. Kepanggahan dat a ( consist ency) hendaknya dihindarkan
3. Cara analisis Penempatan corong penangkap huj an diusahakan dapat menghindari pengaruh percikan curah huj an ke dalam dan disekit ar alat penakar sebaiknya dit anami rumput at au berupa kerikil, bukan lant ai bet on at au sej enisnya.
Ke l engkapan Da ta Pada Huj an DAS
KELENGKAPAN DATA
Ca tchm ent Ra infall) (
membiarkan saj a data yang hilang tersebut, Normal Rat io Met hod dan karena dengan cara apapun dat a t ersebut
Reciprocal Met hod t idak akan dapat diket ahui dengan t epat .
Bila dipertimbangkan bahwa data tersebut mut lak diperlukan maka sebelum perhit ungan dilakukan t erlebih dahulu melengkapi dat a curah huj an yang hilang t ersebut dengan berbagai cara. G F Kranggan E D Nor mal Rati o Method
1 N P N P N P
X A
X B X n Px ......
n N N N C
A B n Mendu Borobudur t P = dat a huj an yang hilang (mm) B dimana : X
N X = huj an t ahunan nor mal pada st asiun X (pada st asiun yang A Dumet dicar i) P , P , dan P = dat a huj an yang diket ahui pada st asiun A B n
A, B, dan C
N , N , dan N = huj an t ahunan nor mal pada st asiun A B n
A, B, dan Muka Air (AWLR Station) Stasiun Pengukuran Tinggi
(Rainfall Station ) N = j uml ah st asiun huj an yang dat a huj annya t ersedia
Stasiun Pengukuran Hujan C Reci pr ocal Method KEPANGGAHAN DATA1
1
1 Sat u seri dat a huj an unt uk sat u st asiun
P P P 2 A 2 B 2 C
( D ) ( D ) ( D ) XA XB XC t ert ent u dimungkinkan sifat nya t idak
Px
1
1
1
panggah ( inconsist ent ). Dat a semacam 2 2 2
( D ) ( D ) ( D ) XA XB XC
ini t idak bisa langsung dianalisis, karena dimana : sebenarnya dat a didalamnya berasal
P = dat a huj an yang hilang (mm) X D , D , D = Jarak ant ara st asiun huj an X (yang dat a huj annya XA XB XC dari populasi dat a yang berbeda hilang) dengan st asiun huj an
A, B, C
Sebab keti dakpanggahan
- Alat ukur yang digant i dengan spesifikasi yang
- Alat ukur dipindahkan dari t empat semula akan
- Alat ukur sama, t empat t idak dipindahkan, akan
berbeda at au alat yang sama akan t et api dipasang dengan pat okan ukuran yang berbeda
t et api secara administ rasi nama st asiun t ersebut t idak diubah, misalnya karena masih dalam sat u desa yang sama
t et api lingkungan yang berubah, misalnya semula dipasang di t empat yang ideal (sesuai dengan syarat -syarat yang sudah dij elaskan pada slide t erdahulu), kemudian berubah karena adanya bangunan at au pepohonan yang t erlalu besar disekit arnya
Uj i Kepanggahan Uj i kepanggahan (konsistensi) data digunakan unt uk menget ahui kepanggahan t erhadap suat u seri dat a yang diperoleh. Cara penguj ian dapat dilakukan dengan menggunakan analisis kurva ganda (double mass analysis)
karena kekurangan j umlah st asiun sehingga dalam prakt ek hanya menggunakan minimum 3 st asiun acuan doubl e mass cur ve
Suat u seri dat a yang panggah, grafik akan membent uk garis lurus dengan landai ( slope) t ert ent u. 5 10 15 20 25 30 35
10 20 30 K 40 Kum ulatif Hujan Stasiun X u m u la ti f R a ta -R a ta H u ja n d a ri S ta s iu n S e k it a r 2 4 6 8 10 12 14 16 5 10 15 20 K 25 Kum ulatif Hujan Stas iun X u m u la ti f H u ja n R a ta -R a ta d a ri S ta s iu n S e k it a r Suat u seri dat a yang t idak panggah, grafik yang t erbent uk suat u garis yang berubah kelandaiannya pada suat u t it ik t ert ent u.
Faktor Kor eksi Data yang tidak panggah dapat dikoreksi dengan mangalikan fakt or koreksi sebesar :
dengan : S1 = landai sesudah perubahan S2 = landai sebelum perubahan
2
S
Contoh Uj i Konsi stensi Tahun Curah Hujan
X Depok Sawangan Darmaga 1985 3164 2882 3164 3603 1986 3989 2891 3989 4234 1987 2437 2093 2437 3488.9 1988 2368 2167 2368 3173.6 1989 2352 2360 2352 3998.6 1990 2189 2928 2189 4455.3 1991 1577 2348 1577 3145.1 1992 2487 2487 2487 4777.6 1993 1985 2074 1985 4279.7 1994 1592 2348 1592 4153.4 1995 2156 3163 2156 4514.7 1996 2290 2959 2290 4721.2 1997 1778 1558 1778 2848.9 1998 2640 2754 2640 4422.5
1 S
Langkah-l angkah
E
E
A
E
E P
D
.P
D
D
E
D
A
D
D P
C
.P
C
C
.P
C
G
A = ΔA
G
.P
G
G
G
A
G P
E
F
.P
F
F
F
A
F
F P
A
1. Hit ung Huj an Rerat a dari st a Depok, Sawangan dan Darmaga
= Hujan DAS pada tahun/bulan tertentu
i
ΔA
i
Stasiun P
Polygon Thie ssen ( Thie sse n Polygon Me thod)
G F E D C B A DAS
n x x x x x x x x
pada tahun yang sama
n = jumlah stasiun dalam DAS x A x B x D x E x F x G = tinggi hujan pada stasiun A, B, D, E, F, dan G
x C
P
dimana :
Re rata Alja ba r/ Rata-rata Alja ba r Salah sat u cara sederhana uint uk menghit ung ket ebalan huj an rerat a pada suat u DAS adalah cara- cara alj abar at au rerat a hit ung ( arit hmet ic mean)
ANALI SI S HUJAN DAS Beberapa cara yang bisa digunakan unt uk menghit ung huj an DAS adalah cara rerat a alj abar, polygon t hiessen dan isohyet
5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 3216 6921 9594 12164 15067 18258 20615 23865 26645 29342 32620 35944 38005 41278
Rata-rata 3 stasiun (depok, sawangan dan darmaga) Kumulatif Sta X Kumulatif 3 Stasiun (depok, sawangan dan darmaga) 3216 3164 3216 3705 7153 6921 2673 9590 9594 2570 11958 12164 2904 14310 15067 3191 16499 18258 2357 18076 20615 3251 20563 23865 2780 22548 26645 2698 24140 29342 3278 26296 32620 3323 28586 35944 3272 33004 41278 Gr afi k Hubungan Huj an Kumul ati f
6. Dat a sebelum grafik pat ah dikoreksi dengan fakt or pada langkah (5) Menentukan Kumul ati f Huj an
5. Perbandingan kemiringan baru dan lama
4. Gambar Grafik hubungan langkap (2) dan (3)
3. Hit ung nilai kumulat if dari st a Depok, Sawangan dan Darmaga
2. Hit ung nilai kumulat if st asiun yang dicari (st a X)
= ΔA / A i.
i
C
B P
C P
B
.P
B
B
B
A
B
A
1
.P
A
A
A
A
A
3 4 5 = 2 x 4 A P
2
.P
G G I sohye t Me thod) F E F A F A G A E E Ca ra I sohyet (
Stasiun P P ΔA = ΔA / A D D
i i i. i A D
1
2
3 4 5 = 2 x 4
I P A .P C C A C
1
1
1
1
1 II P A .P B A B
2
2
2
2
2
B
III P A .P
3
3
3
3
3 A
IV P A .P A A
4
4
4
4
4
A
V P A .P
5
5
5
5
5 VI P A .P
6
6
6
6
6
.P A = ΔA (Rainfall Station Stasiun Pengukuran Hujan )
A .P 6 6 G F A .P 5 5 P = (P + P ) / 2 5 E F E Kesi mpul an Anal i si s Huj an DAS
Cara I (Rerata Aljabar) : paling mudah dan sederhana tetapi hasilnya t idak t elit i. hanya baik digunakan pada daerah yang A .P 4 4 D relat if dat ar, sert a j aringan pengukuran huj an t erat ur dan dat a dari masing-masing st asiun t idak j auh berbeda dari angka rat a- rat anya. C dengan memperhat ikan daerah yang mempengaruhi dari Cara II (Polygon Thiesesen) : memberikan hasil yang lebih baik A .P 3 3 masing-masing st asiun, t et api kerugian/ kelemahan cara ini B adalah kurang fleksibel apabila t erj adi perubahan j umlah st asiun. A .P 2 2 Cara III (Isohyet) : cara yang terbaik, yang memungkinkan seseorang memasukkan ilmu dan pengalamannya dalam A menggambarkan garis isohet , sehingga pengaruh dist ribusi A .P 1 1 huj an dapat dimasukkan.
Stasiun Pengukuran Hujan (Rainfall Station )