Rekayasa Hidrologi (5).pdf

Bab V - 1

REKAYASA HIDROLOGI

MODUL 5

Pengolahan Data Hujan (Presipitasi)

Bab V - 1

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA

AIR

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA

Mata Kuliah : Rekayasa Hidrologi Modul No. 5 : Pengolahan Data Hujan (Presipitasi)

Tujuan Instruksional Umum (TIU)

Mahasiswa mengetahui definisi dan pengertian tujuan pengelolaan data hujan (presipitasi), proses pencatatan dan metode pencatatan, bentuk tampilan hasil pencatatan disesuaikan dengan sifat hujan dan pengertian dari hujan maksimum, hujan rencana dan dasar - dasar pemilihan hujan rencana.

Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dan tujuan pencatatan hujan (presipitasi), dapat melaksanakan pengolahan data hasil pengukuran di lapangan dan menyusun data hujan untuk persiapan perhitungan sesuai dengan tujuannya. Memahami pengertian data hujan hasil olahan seperti : hujan maksimum, rata - rata hujan harian / bulanan / tahunan, hujan rencana dan pengertian probabilitas hujan.

5. Pengolahan Data Hujan (Presipitasi)

5.1. Umum

Proses pengolahan data Presipitasi/hujan diawali dari penempatan alat ukur hujan automatis di suatu lokasi pos hujan di dalam suatu daerah air hujan (cathment area), pengumpulan data lapangan (data mentah) dapat berupa grafik atau tabel pengukuran hujan harian. Analisa curah hujan

Bab V - 2


AIR

terpusat berdasarkan data mentah, untuk mendapatkan tabel curah hujan, jam/menit, hujan harian & lamanya, hujan bulanan, hujan tahunan, hujan harian maksimum dalam 1 tahun, analisa hujan daerah untuk memperoleh hujan daerah/average.

5.2. Hasil Pencatatan

Dengan penakar hujan non otomatis didapat tinggi hujan tiap 24 jam; (daftar 5.1). Pencatatan dengan jangka waktu panjang menunjukan bahwa besamya pengukuran tiap-tiap harinya tidaklah sama. Jika dari pengukuran harian itu disusun kurva harian selama beberapa tahun dari tiap-tiap tahun ditentukan hujan rata-rata, maka dapat dikemukakan (gambar 5.1.).

a. Curah hujan rata-rata harian tiap tahun tidaklah sama; perbedaanya jauh lebih kecil dibandingkan curah hujan rata-rata.

b. Minat bentuk kurva tahun ialah gelombang yang tidak sempurna; puncak gelombang positif tidak sama dengan puncak gelombang negatif (gelombang positif kalau kurva di atas garis rata-rata dan negatif di bawah garis rata-rata); lamanya gelombang positif tidak sama dengan gelombang negatif, waktu terjadi puncak gelombang positif dan negatif tidak sama.

Bab V - 3


AIR

Dari kurva-kurva hujan yang pemah tercatat, sering terdapat dalam musim penghujan ada beberapa hari tanpa hujan (betatan). Karena ada hujan setaraf dengan curah hujan dalam musim penghujan (hujan kiriman).

c. Dengan takaran hujan pencatat otomatis terdapat jalan hujan; kurva yang didapat merupakan mass-curva (kurva integral atau kurva somasi).

Daftar No. 5.1

Hari Jan. Feb. Mar. Apr. Mei. Juni Juli Agu. Sep. Okt. Nop. Des. 1 10 5 10 5 5 4 4 2 2 3 2 10 2 20 10 10 4 4 4 4 2 2 2 3 20 3 110 20 5 5 4 4 3 3 2 2 3 10 4 20 5 5 4 4 3 3 2 2 2 3 5 5 10 10 10 5 3 6 3 0 3 2 4 5 6 10 100 20 4 3 4 3 3 4 3 20 5 7 15 10 5 5 4 5 3 3 2 3 10 6 8 20 60 5 5 6 5 3 2 20 4 5 8 9 15 30 40 15 6 3 3 2 2 5 4 9

10 10 5 5 5 5 3 2 3 2 4 5 20 11 10 5 10 5 6 4 2 4 2 4 5 15 12 10 10 10 5 4 5 0 20 2 5 6 20 13 10 10 20 6 4 3 2 4 2 5 7 25 14 60 5 10 7 4 3 3 3 2 4 5 30 15 70 5 10 8 5 3 3 2 0 3 5 10 16 10 10 5 4 4 4 3 2 2 3 5 5 17 10 130 5 5 3 5 4 2 0 3 4 5 18 10 10 5 3 4 4 3 2 0 3 7 10 19 10 10 30 5 6 4 3 3 3 2 4 10 20 10 30 10 8 7 4 4 2 2 2 4 15

Bab V - 4


AIR

21 5 10 5 4 8 3 3 2 2 10 10 10 22 20 15 5 4 5 3 3 2 3 20 20 10 23 15 15 5 5 10 3 4 2 2 15 15 5 24 5 5 4 5 10 3 3 2 2 5 5 5 25 10 10 10 6 5 3 3 2 2 10 10 5 26 20 20 5 6 5 2 3 4 2 5 5 5 27 40 10 5 6 4 3 4 2 3 5 5 9 28 10 15 10 9 4 3 3 2 2 4 4 15 29 5 10 5 10 4 2 3 2 2 3 3 10 30 20 - 5 5 4 3 3 2 4 2 2 20 31 20 - 5 - 4 - 5 10 - - - 10

Bulanan 650 590 169 176 108 108 94 98 80 103 190 347 Rata-rata 20,97 20,34 5,54 5,97 3,48 3,6 3,03 3,16 2,67 3,32 6,13 11,19

Jumlah hujan 1 tahun = 2716 mm

Pencatatan mengenai jalannya jumlah hujan harian menunjukkan :

a. Kemiringan kurva sepanjang hari tidak sama dan ini berarti bahwa tiap kesatuan waken tingginya air hujan tidak sama.

Bab V - 5


AIR

b. Jalannya jumlah hujan tiap-tiap hari tidak sama, tidak tampak adanya kecenderungan mengarah ke bentuk umum tertentu. data bentuk yang beraneka ragam ini, ada yang diberi nama sebutan khusus (gambar 5.3) ialah uniform, advanced, delayed dan intermediate.

Bab V - 6


AIR

5.3. Intensitas

Data-data hujan hasil pengukuran untuk keperluan perencanaan mengalami pengolahan-pengolahan; cara pengolahannya ini tergantung pada jenis sifat keperluan. Dalam pengolahan ini akan timbul pengertian dan istilah-istilah; berikut disajikan beberapa pengertian serta istilah yang sering dijumpai dalam perencanaan teknik sipil.

Daftar 5.2. asal data pencatatan hujan selama 24 jam yang pemah diadakan di observatorium di Jakarta, setelah angka tinggi hujan ini diseimbangkan dengan tinggi air hujan 200 mm selama 24 jam.

Daftar No. 5.2

Lamanya Jam h mm Lamanya Jam h mm 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12

200 197 197 197 197 197 197 197 197 197 197 197 192

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

192 187 187 187 187 186 185 180 158 120 90 60 38

Bab V - 7


AIR

Dari daftar ini bisa dibaca, bahwa hujan tidak merata sepanjang waktu 24 jam, tiap-tiap jamnya tinggi hujan tidak sama dan hujan yang besar hanya terpusat dalam waktu yang pendek. Untuk tidak samanya tinggi hujan tiap kesatuan waktu seperti diuraikan di atas dipakai pengertian "intensitas", ialah besarnya tinggi hujan per-kesatuan waktu. Mengenai hasil pengukuran ini bisa pula perumusan sebagai berikut: selama 24 jam intensitas adalah tidak selalu sarna dan ada yang mempunyai harga yang tinggi.

Kalau lama pengamatan dinamakan interval, maka dari daftar 5.1 bisa disusun daftar 5.2. Untuk seperempat jam pertama intensitas adalah 38 mm per seperempat jam, atau dengan memakai kesatuan waktu satu jam, intensitas menjadi :

1 x 38 = 152 mm/jam 4

Daftar No. 5.3 Contoh Intensitas Hujan

Waktu pengamatan

Interval waktu jam

Jumlah hujan

Hujan selama interval

Intensitas mm/jam

1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1 1 1

38 60 90

120 158 180 185 186 187

38 22 30 30 38 22 5 1 1

152 88 60 30 38 22 5 1 1

Bab V - 8


AIR

8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

187 187 187 192 192 197 197 197 197 197 197 197 197 197 197 197 200

0 0 0 5 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

-

-

-

5 -

5 -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Waktu Interval waktu menit

Jumlah waktu menit

Hujan selama interval

inch

Jumlah hujan inch

Intensitas per interval inch/1 jam

06.50 07.00 07.10 07.15 07.35 07.45 08.25 09.10 10.50

10 10 5

20 10 40 45

100

10 20 25 45 55 95

140 240

0,05 0,41 0,42 1,82 0,74 1,20 0,24 0,22

0,05 0,46 0,88 2,70 3,44 4,64 4,88 5,10

0,30 *1 2,46

5,04 *2 5,46 4,44 1,80 0,32 0,13

Bab V - 9


AIR

Daftar No. 5.4. Contoh Intensitas Hujan

Catatan perhitungan : 60 * 1 : x 0,05 = 0,30 10

60 * 2 : x 0,42 = 5,04 5

5.4. Jumlah Hujan Pertahun

Ini dibutuhkan misalnya untuk menentukan isi waduk :

1 = F h

= koefisien pengisian F = luas daerah pematusan 1 tahun H = jumlah hujan selama 1 tahun h sering dinamakan hujan effektif

Disamping ini ser ing pula dibutuhkan hujan bulanan, hujan harian bulanan, hujan maksimum dalam bulan, hujan maksimum dalam 1 tahun.

Dari contoh daftar hujan:

Bab V - 10


AIR

a. Hujan bulanan misalnya Januari 650 mm. b. Hujan harian bulanan misalnya bulan Januari 20,97 mm/24 jam. c. Hujan maksimum dalam bulan Januari 110 mm/24 jam. d. Hujan maksimum dalam satu tahun 130 mm/24 jam.

Hujan Maksimum Meliputi Beberapa Tahun

Sebagai contoh diambil hujan-hujan maksimum :

Daftar No. 5.5

Tahun R maksimum mm / 24 jam

Tahun R maks mm / 24

jam

Tahun R maks mm / 24

jam 1940 1941 1942 1943 1944

140 150 160 140 170

1945 1946 1947 1948 1949

160 170 140 130 120

1950 1951 1952 1953 1954

180 170 180 160 160

Kalau kita merencanakan bendung dalam sungai, untuk perhitungan mercu tembak tebing, hujan yang mana yang kita akan pakai untuk perhitungan-perhitungan tinggi air di atas bendung dengan berdasarkan atas tinggi hujan.

Untuk keperluan ini bisa dipakai a. Tinggi hujan maksimum pemah tercatat, di sini R = 180 mm/24 jam

selama pencatatan 15 tahun. 2330

b. Hujan rata-rata maksimum selama 15 tahun ialah : = 155 mm /24 jam

15

Bab V - 11


AIR

850 c. Hujan rata-rata maksimum dari lima tahun terakhir ialah : = 170

mm/24 jam 5

d. Hujan rata-rata maksimum dari lima tahun berturut yang maksimum dan ini ialah 850

=170 mm /24 jam. 5

Kalau untuk perhitungan bendung dipakai yang maksimum ialah 180 mm/24 jam, maka bangunan lebih aman dari kalau sebagai dasar dipakai yang bukan maksimum, lebih-lebih kalau pengamatan berlangsung lebih lama. Andai kata hujan maksimum ini telah merupakan batas bangunan akan hancur akibatnya. Timbul pemikiran, setelah beberapa waktu bangunan itu mungkin hancur dan apakah kehancuran dipandang dari sudut ekonomi telah dapat dipertanggungjawabkan. Untuk menjawab, pemikiran ini dipakai hujan rencana, ialah hujan yang mungkin bisa diharapkan terjadi sekali dalam waktu tertentu, misalnya R50, ialah tinggi hujan yang mungkin bisa terjadi sekali 50 tahun. Kalau terjadi tinggi hujan R50 dan bangunan hancur, maka kehancuran ini mungkin baru setelah 50 tahun.

Besarnya banjir rencana R50 atau R100 atau R500 tergantung pada besarnya bangunan dan besarnya akibat kehancurannya.

Ada berbagai cara untuk menentukan besarnya curah hujan rencana diantaranya adalah : Cara Curva yaitu berdasarkan data terdahulu dibuat grafik hubungan

antara waktu luang (waktu probabilitas) sebagai absis dan tinggi hujan sebagai ordinat, Hujan Rencana dengan probabilitas (periode ulang) tertentu tinggal menarik garis antara absis dan ordinat sesuai dengan rencana yang dikehendaki.

Cara Gumbel dan

Bab V - 12


AIR

Cara Iwai Kadoya

5.5. Istilah-istilah

Hujan kiriman Hujan Uniform Intensitas hujan Interval hujan Tinggi hujan tahunan Intensitas relatif Tinggi hujan rata-rata Tahunan Tinggi hujan rencana

5.6. Soal Latihan

1. Sebutkan jenis hujan, bila ditinjau dari sifat hujan dan berikan pola grafiknya.

2. Bila diketahui tinggi hujan adalah sebesar 45 mm per 0,30 jam. Berapa intensitas hujan dalam waktu 1 jam dan jelaskan pengertian intensitas hujan yang saudara ketahui.

3. Diketahui data hujan maksimum seperti pada tabel 5.5. diatas, hitung tinggi hujan maksimum rata-rata tahunan, rata-rata tinggi hujan maksimum tahunan selama 10 tahun terakhir dan rata-rata tinggi hujan 5 rangking terbesar yang pernah terjadi.

4. Jelaskan pengertian tinggi hujan rencana 25 tahun dan sebutkan pertimbangan bagi perencana dalam menentukan waktu periode ulang tinggi hujan rencana dan apa pengaruhnya.

5. Jelaskan parameter - parameter yang mempengaruhi volume air hujan dalam pengisian suatu waduk dan berikan rumus dasar yang digunakan.

5.7. Referensi

1. Hidrologi Untuk Pengairan, Ir. Suyono Sosrodarsono, Kensaku

Bab V - 13


AIR

Takeda, PT. Pradnya Paramita, Jakarta , 1976. 2. Hydrologi for Engineers, Ray K. Linsley Ir. Max. A. Kohler, Joseph

I.H. Apaulhus.Mc.grawhill, 1986. 3. Mengenal dasar dasar hidrologi, Ir. Joice martha, Ir. Warny

Adidarma Dinl. H. Nova, Bandung. 4. Hidrologi & Pemakaiannya, jilid I, Prof. Ir. Soemadyo, diktat kuliah

ITS. 1976

Documents

Rekayasa Hidrologi (5).pdf