BAB III HUJAN DAN ANALISIS HUJAN - Presentasi RH I Bab 3 Hujan dan Analisis Hujan
BAB III HUJAN DAN ANALISIS HUJAN Novi tasar i ,ST.,MT Kompetensi
Sub kompet ensi: Mahasiswa mampu
kompet ensi: Hidrologi Terapan merupakan matakuliah untuk memahami tentang aplikasi hidrogi terapan dan aplikasinya dalam rekayasa teknik sipil .
- - Menj elaskan pengertian huj an & proses pembentukannya - mempersiapkan data huj an - penguj ian data huj an dan data huj an yang hilang pada huj an titik dan rerata daerah - kedalaman-durasi-intensitas huj an, cara menghitung huj an rerata meliputi :- Pengertian Umum - Proses Pembentukan Huj an - Durasi dan Intensitas Huj an - Pengukuran Huj an - Penguj ian Data Huj an
Huj an & Penger ti annya
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 huj an: 1. tersedianya udara lembab. 2. tersedianya sarana, keadaan yang dapat mengangkat udara tersebut ke atas, sehingga terj adi kondensasi.
Huj an Konvekti f Pada daer ah tr opis di m usim kem ar au ter jadi hujan dengan intensitas tinggi, dur asi singkat dan pada daer ah yang r elatif sem pit
Huj an Si kl oni k Intensi tas sedang, dur asi l am a dan pada daer ah yang l uas
Huj an Or ogr afi k Adanya pegunungan yang m enyebabkan ter dapat dua daer ah yang di sebut daer ah huj an dan daer ah bayangan huj an
Durasi da n I nte nsita s Huja n Durasi huj an adalah lamanya suatu kej adian huj an. Intensitas huj an (laj u huj an) yang tinggi pada umumnya berlangsung dengan durasi yang pendek dan meliputi daerah yang tidak sangat luas. Huj an yang meliput daerah luas j arang sekali dengan intensitas tinggi, tetapi dapat berlangsung dengan durasi yang cukup panj ang.
Hubungan der aj at huj an dengan i ntensi tas huj an Intensitas curah hujan Derajat Hujan Kondisi (mm/mnt)
Hujan sangat Tanah agak basah atau dibasahi < 0,02 lemah sedikit Tanah menjadi basah semuanya,
Hujan lemah 0,02 – 0,05 tapi sulit membuat puddel, bunyi curah hujan kurang terdengan.
Tanah menjadi basah semua dan Hujan Normal 0,05 – 0,25 dapat membuat puddel, curah hujan cukup terdengar. Air tergenang di seluruh permukaan Hujan deras 0,25 – 1,00 tanah dan bunyi keras hujan terdengar dari genangan. Hujan seperti ditumpahkan, saluran Hujan sangat deras >1,00 dan drainasi meluap. Hubungan si fat huj an dengan i ntensi tas cur ah huj an Sifat hujan Intensitas curah hujan (mm) (keadaan curah hujan) Per jam Per 24 jam
Hujan sangat ringan < 1 < 5 Hujan ringan 1 – 5 5 – 20 Hujan normal 5 – 10 20 – 50 Hujajn lebat 10 – 20 50 – 100 Hujan sangat lebat > 20 > 100
Ukur an, massa dan kecepatan j atuh buti r huj an Jenis Diameter Bola Massa Kecepatan (mm) (mg) Jatuh (m/dt)
Hujan Gerimis 0,15 0,0024 0,5 Hujan Halus 0,5 0,065 2,1 Hujan Normal Lemah 1 0,52 4,0 Deras 2 4,2 6,5 Hujan sangat deras
3 14 8,1 Pengukur an Huj an Untuk melakukan pengukuran huj an tersebut diperlukan alat pengukur huj an ( ) raingauge
Dalam pemakaian terdapat dua j enis alat ukur huj an, yaitu :
1. Penakar huj an biasa ( manual raingauge )
2. Penakar huj an otomatik ( aut omat ic raingauge )
Pe nakar Huja n Bia sa Manual Ra ingauge)
(
Penakar huj an biasa terdiri dari bej ana dan corong
2 seluas 200 cm yang dipasang setinggi 120 cm dari permukaan tanah. Pengukuran huj an j enis ini terdiri dari tiga bagian alat, yaitu : corong ( orif ice), bej ana pengumpul dan batang ukur ( deep st ick). (orifice) Corong Tampung Bejana Batang ukur
Pe nakar Huja n Otom atik ( 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) atau bahkan yang lebih pendek lagi ketentuan dar i WMO (Wor l d Meteor ol ogi cal Or gani zati on) Penakar huj an ditempatkan pada lokasi sedemikian sehingga kecepatan angin di tempat tersebut sekecil mungkin dan terhindar dari pengaruh penangkapan air huj an oleh benda lain di sekitar alat penakar huj an
Penempatan setasiun huj an hendaknya berj arak minimum empat kali tinggi rintangan terdekat
Lokasi di suatu lereng yang miring ke satu arah tertentu hendaknya dihindarkan
Penempatan corong penangkap huj an diusahakan dapat menghindari pengaruh percikan curah huj an ke dalam dan disekitar alat penakar sebaiknya ditanami rumput atau berupa kerikil, bukan lantai beton atau sej enisnya. Pe ngujian Da ta Huja n Langkah-langkah yang diperlukan dalam analisis huj an adalah :
1. Kelengkapan dat a
2. Kepanggahan data ( consist ency)
3. Cara analisis
KELENGKAPAN DATA
membiarkan saj a data yang hilang tersebut, karena dengan cara apapun data tersebut tidak akan dapat diketahui dengan tepat.
Bila dipertimbangkan bahwa data tersebut mutlak diperlukan maka sebelum perhitungan dilakukan terlebih dahulu melengkapi data curah huj an yang hilang tersebut dengan berbagai cara. Ke le ngkapa n Da ta Pa da Huja n DAS ( Catchment Rainfall)
Normal Rat io Met hod dan Reciprocal Met hod
G Kranggan F E C D Mendu Borobudur t A Dumet B Muka Air (AWLR Station) Stasiun Pengukuran Tinggi (Rainfall Station ) Stasiun Pengukuran Hujan Nor mal Rati o Method
1 N P N P N P
X A
X B X n Px ......
n N N N
A B n dimana : P = dat a huj an yang hilang (mm) X
N = huj an t ahunan normal pada st asiun X (pada st asiun yang X dicari)
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 normal pada st asiun A B n
A, B, dan C N = j uml ah st asi un huj an yang dat a huj annya t ersedia
Reci pr ocal Method
1
1
1 P P P A B C
2
2
2
( D ) ( D ) ( D ) XA XB XC
Px
1
1
1
2
2
2
( D ) ( D ) ( D ) XA XB XC
dimana : P = data huj an yang hilang (mm) X
D , D , D = Jarak antara stasiun huj an X (yang data huj annya XA XB XC
A, B, C
hilang) dengan stasiun huj an
KEPANGGAHAN DATA
Sat u seri dat a huj an unt uk sat u st asiun t ert ent u dimungkinkan sifat nya t idak panggah ( inconsist ent ). Data semacam ini t idak bisa langsung dianalisis, karena sebenarnya dat a didalamnya berasal dari populasi dat a yang berbeda
Sebab keti dakpanggahan Alat ukur yang digant i dengan spesif ikasi yang
- berbeda at au alat yang sama akan t et api dipasang dengan pat okan ukuran yang berbeda Alat ukur dipindahkan dari t empat semula akan • t et api secara administ rasi nama st asiun t ersebut t idak diubah, misalnya karena masih dalam sat u desa yang sama Alat ukur sama, t empat t idak dipindahkan, akan • t et api lingkungan yang berubah, misalnya semula dipasang di t empat yang ideal (sesuai dengan syarat -syarat yang sudah duj elaskan pada bab 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 untuk mengetahui kepanggahan terhadap suatu seri data 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) tertentu.
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 Kumulatif Hujan Stasiun X u m u la ti f H u ja n R a ta -R a ta d a r i 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 entu.
Faktor Kor eksi Data yang tidak panggah dapat dikoreksi dengan mangalikan faktor koreksi sebesar :
dengan : S1 = landai sesudah perubahan S2 = landai sebelum perubahan
2
1 S 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 Langkah-l angkah
1. Hitung Huj an Rerata dari sta Depok, Sawangan dan Darmaga
2. Hitung nilai kumulatif stasiun yang dicari (sta
X )
3. Hitung nilai kumulatif dari sta Depok, Sawangan dan Darmaga
4. Gambar Grafik hubungan langkap (2) dan (3)
5. Perbandingan kemiringan baru dan lama
6. Data sebelum grafik patah dikoreksi dengan faktor pada langkah (5) Menentukan Kumul ati f Huj an
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 5000 10000
15000 20000 25000 30000 35000 3216 6921 9594 12164 15067 18258 20615 23865 26645 29342 32620 35944 38005 41278
ANALISIS 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
Re ra ta Alja ba r/ Rata-rata Alja ba r Salah satu cara sederhana uintuk menghitung ketebalan huj an rerata pada suatu DAS adalah cara- cara alj abar atau rerata hitung ( arit hmet ic mean)
E
E
A
E
E P
D
.P
D
D
E
D
A
D
D P
C
.P
C
.P
G
A =
G
.P
G
G
G
A
G P
E
F
.P
F
F
F
A
F
F P
C
C
dimana :
= tinggi hujan pada stasiun A, B, D, E, F, dan G pada tahun yang sama
P
= ΔA / A i.
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
G
1
F x
E x
D x
B x
x A x
= jumlah stasiun dalam DAS
n
= Hujan DAS pada tahun/bulan tertentu
x C
i
2
A
A
C
C P
B
.P
B
B
B
B
3 4 5 = 2 x 4 A P
B P
A
.P
A
A
A
A
A
ΔA .P
A B D C F G E Stasiun Pengukuran Hujan (Rainfall Station ) A A A
C
A D A BA
G A F A E A B D C F G E
3
.P
3 IV P
4 A
4
4
4
.P
4 V P
5 A
5
5
3
5
.P
5 VI P
6 A
6
6
6
.P
6 A =
ΔA
Ca ra I sohye t ( I sohyet Method )
Stasiun P
i
ΔA
i
= ΔA / A i.
P
i
1
2
3 4 5 = 2 x 4
I P
1 A
1
1
3
1
.P
1 II P
2 A
2
2
2
.P
2 III P
3 A
.P
F A .P 6 6 A .P 5 5 G P = (P + P ) / 2 5 E F E C A .P A .P 4 4 D
3 3 A .P 2 2 B A .P 1 A 1 Stasiun Pengukuran Hujan (Rainfall Station )
Kesi mpul an Anal i si s Huj an DAS Cara I (Rerat a Alj abar) : paling mudah dan sederhana t et api hasilnya t idak t elit i. hanya baik digunakan pada daerah yang 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.
Cara II (Polygon Thiesesen) : memberikan hasil yang lebih baik dengan memperhat ikan daerah yang mempengaruhi dari masing-masing st asiun, t et api kerugian/ kelemahan cara ini adalah kurang fleksibel apabila t erj adi perubahan j umlah st asiun.
Cara III (Isohyet ) : cara yang t erbaik, yang memungkinkan seseorang memasukkan ilmu dan pengalamannya dalam menggambarkan garis isohet , sehingga pengaruh dist ribusi huj an dapat dimasukkan.