Pertemuan 3_Hidrologi_Parameter Hidrologi.pptx

hidrologi

1. PARAMETER HIDROLOGI

2. Curah Hujan (Pola, data hujan, pengukuran), Intensitas Hujan (Mononobe, ishiguro, talbot, dll), Rain forecasting

3. Curah Hujan Presipitasi adalah titik air yang jatuh dari awan melalui lapisan atmoster ke permukaan bumi secara proses alami. Di daerah tropis termasuk di Indonesia yang memberikan sumbangan paling besar adalah hujan, sehingga seringkali hujanlah yang dianggap sebagai presipitasi. Hujan turun ke permukaan bumi selalu didahului dengan adanya pembentukan awan, karena adanya penggabungan uap air yang ada di atmosfer melalui proses kondensasi, maka terbentuklah butir-butir air yang bila lebih berat dari gravitasi akan jatuh berupa hujan.

4. Curah Hujan Proses terjadinya hujan menurut teori Kristal Es secara garis besar dapat diterangkan dengan teori “Bergaron” yang dikemukakan oleh seorang ahli meteorologi dari Skandinavia untuk mempelajari proses teori kristal es sekitar tahun 1930. Teori ini mengemukakan bahwa pada kondisi udara di bawah suhu 0 o C, tekanan air di atas kristal akan menurun lebih cepat dibandingkan suhu di atas yang didinginkan antara suhu - 5 o C dan -25 o C. Sehingga apabila kristal es dan butir-butir air yang didinginkan berada secara bersamaan terjadi di awan, maka titik uap air akan cenderung menyublim langsung di atas kristal es. Selanjutnya kristal es tersebut akan terbentuk menjadi lebih besar oleh adanya endapan dari uap air. yang pada akhirnya es jatuh dari awan ke permukaan bumi berbentuk butiran es. Jatuhnya butir-butir es melalui awan ini akan mengakibatkan butir-butir es dapat terus tumbuh dengan proses kondensasi dan bergabung dengan butir-butir yang lain. Apabila suhu udara di bawah awan lebih tinggi dari titik beku es, maka es akan mencair dan jatuh sebagai hujan .

5. Curah Hujan Jumlah air yang jatuh di permukaan bumi dapat diukur dengan menggunakan alat penakar hujan. Distribusi hujan dalam ruang dapat diketahui dengan mengukur hujan di beberapa lokasi pada daerah yang ditinjau, sedangkan distribusi waktu dapat diketahui dengan mengukur hujan sepanjang waktu. Hujan merupakan sumber dari semua air yang mengalir di sungai dan di dalam tampungan baik di atas maupun d bawah permukaan tanah. Jumlah dan variasi debit sungai tergantung pada jumlah, intensitas, dan distribusi hujan. Terdapat hubungan antara debit sungai dan curah hujan yang jatuh di DAS yang bersangkutan. Apabila data pencatatan debit tidak ada, data pencatatan hujan dapat digunakan untuk memperkirakan debit aliran.

6. Pengukuran Hujan 1. Alat Ukur Hujan Manual Alat ukur hujan manual atau tidak otomatis diamati oleh pengamat lapangan dan data hujannya diukur biasanya sekitar pukul 07.00 pagi. Hasil pencatatan hari itu merupakan hasil pencatatan data yang ditimbulkan oleh kejadian hujan kemarin. Data hasil pencatatan hujan harian biasanya digunakan untuk berbagai perhitungan : Perhitungan jumlah ketersediaan air di daerah aliran sungai. Perhitungan penentuan tipe iklim suatu daerah untuk kepentingan pertanian. Penentuan periode bulan basah dan bulan kering. Penentuan hujan harian maksimum untuk banjir rencana tertentu. Perhitungan neraca air.

7. Pengukuran Hujan 2. Alat Ukur Hujan Otomatis Alat ukur hujan otomatis banyak tipenya, tetapi prinsipnya adalah sama yaitu mencatat hubungan jumlah hujan dengan waktu secara otomatis pada kertas grafik. Kertas grafik dapat diganti setiap hari, minggu, bahkan setiap bulan sekali tergantung tipe alat ukur hujan otomatis. Kertas grafik jumlah hujan persatuan waktu terjadinya hujan dapat dibaca sbagai intensitas hujan. Data hasil pencatatan hujan otomatis ini biasanya digunakan untuk berbagai perhitungan : Sama dengan alat hujan manual. Penentuan besarnya intensitas hujan. Penentuan distribusi hujan jam-jaman. Alat Ukur Hujan Otomatis Tipe Hellman

8. Perencanaan jaringan stasiun/pos pengukuran hujan adalah sangat penting di dalam hidrologi karena jaringan tersebut akan memberikan besarnya hujan yang jatuh di DAS. Data hujan yang diperoleh dapat digunakan untuk analisis banjir, penentuan banjir rencana, analisis ketersediaan air di sungai dll. Untuk mendapatkan hasil yang dapat dipercaya, stasiun/pos pencatat hujan harus terdistribusi secara merata. Selain itu jumlah stasiun/pos hujan yang terpasang di dalam DAS jangan terlalu banyak yang berakibat mahalnya biaya, ataupun jangan terlalu sedikit yang menyebabkan hasil pencatatan hujan tidak dapat dipercaya. Jaringan Pengukuran Hujan

9. Daerah Kerapatan Jaringan Minimum (km2/stasiun) Daerah datar beriklim sedang, Laut Tengah dan tropis Kondisi normal Daerah pegunungan 600 - 900 100 - 250 Pulau-pulau kecil bergunung (< 20.000 km2) 25 Daerah kering dan kutub 1.500 - 10.000 Jaringan Pengukuran Hujan Sumber : Organisasi Meteorologi Dunia ( World Meteorological Organization, WMO) Kerapatan jaringan stasiun/ pos hujan

10. Jaringan Pengukuran Hujan DAS Mayang

11. Jaringan Pengukuran Hujan DAS Mujur

12. Jaringan Pengukuran Hujan DAS Bondoyudo

13. Data Hujan

14. Perhitungan Hujan Rata-rata Curah hujan yang tercatat di stasiun penakar hujan merupakan data di titik tersebut . Untuk daerah luas curah hujan tidak merata dan hanya tercatat di titik stasiun , perlu dihitung curah hujan rerata wilayah/ kawasan / daerah dengan satuan mm ( Sosrodasono , 2003) C urah hujan wilayah adalah untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir (Sosrodarsono & Takeda, 1977 Terdapat 3 metode mencari hujan kawasan : 1. Metode Rata-rata Aljabar 2. Metode Poligon Thiessen 3. Metode Garis isohyet

15. Perhitungan Hujan Rata-rata 1. Metode Rerata Aritmatik ( Aljabar ) Merupakan metode yang paling tidak teliti Memberikan hasil yang cukup baik jika penyebaran hujan merata, serta hujan tidak terlalu bervariasi . P: curah hujan rerata P1, P2,.. Pn curah hujan di stasiun 1, 2, n P1 P2 P3 P =  

16. Perhitungan Hujan Rata-rata 2. Metode Poligon Thiessen Minimal 3 statiun pengamatan dan luas sedang Berdasarkan rata-rata timbang masing-masing penakar hujan mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung di antara dua buah pos penakar . Hitungan curah hujan rerata dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh dari tiap stasiun ( Triatmodjo , 2013 P =   P= Curah hujan maksimum rata-rata (mm) P1, P2,......., Pn = Curah hujan pada stasiun 1,2,.n A1, A2, ...,An = Luas daerah pada poligon 1,2,......,n (Km 2 ) P1 P2 P3

17. Perhitungan Hujan Rata-rata Cara menghitung poligon Thiessen 1. Stasiun hujan digambar pada peta daerah yang ditinjau . 2. Stasiun-stasiun tersebut dihubungkan dengan garis lurus , sehingga akan didapatkan bentuk segitiga . 3.Tiap-tiap sisi segitiga dibuat garis berat sehingga saling bertemu dan membentuk suatu poligon yang mengelilingi tiap stasiun . Tiap stasiun mewakili luasan yang dibentuk oleh poligon , sedangkan untuk stasiun yang berada di dekat batas daerah , garis batas daerah membentuk batas tertutup dari poligon . 4. Luas tiap poligon diukur , kemudian dikalikan dengan kedalaman hujan di tiap poligon . Hasil jumlah hitungan tersebut dibagi dengan total luas daerah yang ditinjau .

18. Perhitungan Hujan Rata-rata 3. Metode Isohyet   isohyet adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan tinggi / kedalaman hujan yang sama H ujan pada suatu daerah di antara dua garis Isohyet adalah merata dan sama dengan nilai rata-rata dari kedua garis Isohyet tersebut. Memerlukan jaringan pos penakar yang relatif lebih banyak dan merata Paling teliti luasan DAS besar (> 5000 km2)

19. Perhitungan Hujan Rata-rata Metode pembuatan garis Isohiet sebagai berikut : 1. Pada peta yang ditinjau , digambarkan lokasi daerah hujan dan kedalaman hujan . 2. Di stasiun hujan yang saling berdampingan dinilai kedalaman hujannya dan dibuat interpolasinya . Kemudian hasil interpolasi yang mewakili kedalaman hujan yang sama dihubungkan satu sama lain. 3. Luas daerah diantara 2 garis isohiet diukur luasnya , dan dikalikan dengan nilai rerata di kedua garis isohiet . Kemudian jumlah dari hasil hitungan tersebut dibagi dengan total luasan daerah yang ditinjau . p = hujan rerata kawasan Ai = luasan dari titik i Ii  = garis isohiet ke i

20. Perhitungan Hujan Rata-rata Contoh Hujan harian tanggal 14 September 2022 pada stasiun A = 60 mm, stasiun B = 80 mm, stasiun C = 90 mm. Hitunglah jumlah hujan rata-rata harian dengan menggunakan metode aritmatik dan thiessen polygon. Luas area : A = 120 km2, B = 100 km2, C = 130 km2

21. Intensitas Hujan Intensitas hujan : jumlah curah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau air hujan tiap satuan waktu , yang terjadi pada satu kurun waktu air hujan terkonsentrasi ( Wesli , 2008) >>> satuannya : (mm/jam atau mm/ menit ) Hujan yang meliputi daerah luas, jarang sekali dengan intensitas tinggi, tetapi dapat berlangsung dengan durasi cukup panjang. Kombinasi dari intensitas hujan yang tinggi dengan durasi panjang jarang terjadi, tetapi apabila terjadi berarti sejumlah besar volume air bagaikan ditumpahkan dari langit. (Suroso, 2006)

22. Intensitas Hujan Perhitungan intensitas hujan sebagai langkah preventif >> menentukan besarnya debit banjir rencana . Q = 0,278 .C.I.A Q: Debit (m 3 /detik) C : Koefisien aliran I : Intensitas curah hujan (mm/jam) A : luas DAS (km 2)

23. Intensitas Hujan Metode perhitungan Intensitas Hujan : Mononobe Van Breen Haspers dan Der Weduwen

24. Intensitas Hujan 1. Metode Mononobe Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia , yang ada hanya data hujan harian , maka intensitas dapat dihitung dengan rumus Mononobe I : Intensitas curah hujan (mm/ th ) tc : lama /durasi curah hujan (jam) R 24 : curah hujan rencana dalam suatu periode ulang R 24 , dapat diartikan sebagai curah hujan dalam 24 jam (mm/hari)

25. Intensitas Hujan Contoh Hitung curah hujan harian selama 5 menit Diketahui curah hujan selama satu hari bernilai 56 mm/ hari …= R 24 Ubah satuan waktu dari menit menjadi jam durasi selama 5 menit menjadi durasi selama 5/60 atau selama 0,833 jam.

26. Intensitas Hujan 2. Metode Van Breen I T : Intensitas curah hujan pada suatu periode ulang (T tahun ) R T : Tinggi curah hujan pada periode ulang T tahun (mm/ hari)

27. Intensitas Hujan Hitung curah hujan harian selama 5 menit Diketahui curah hujan selama satu hari bernilai 56 mm/ hari

28. Intensitas Hujan 3. Metode Haspers dan Der Weduwen Metode ini berasal dari kecenderungan curah hujan harian yang dikelompokkan atas dasar anggapan bahwa curah hujan memiliki distribusi yang simetris dengan durasi curah hujan lebih kecil dari 1 jam dan durasi curah hujan lebih kecil dari 1 sampai 24 jam (Melinda, 2007)

29. Intensitas Hujan

30. Intensitas Hujan I : Intensitas curah hujan (mm/jam) R, Rt : Curah hujan menurut Haspers dan Der Weduwen Xt : curah hujan harian maksimum yang terpilih (mm/ hari )

31. Intensitas Hujan Contoh soal seperti pada metode Mononobe tapi ditambah dengan durasi 60 menit Hitung curah hujan harian selama 5 menit , dan 60 menit Diketahui curah hujan selama satu hari bernilai 56 mm/ hari

32. Intensitas Hujan

33. Intensitas Hujan

34. Tugas Hitung curah hujan harian selama 2 menit (tc). Diketahui curah hujan selama satu hari bernilai 50 mm+ X mm/ hari ( X: dua digit terakhir NIM) Hitung intensitas hujan menggunkan Metode Mononobe. Hitung intensitas hujan Metode Haspers dan Der Weduwen ditambah dengan durasi 60 menit