PENGHITUNGAN KARAKTERISTIK HUJAN

PENGHITUNGAN KARAKTERISTIK HUJAN

         I.          TUJUAN

1.      Agar mahasiswa dapat mengerti teknik pembacaan kertas pias.

2.      Agar mahasiswa dapat menghitung tebal hujan, lama hujan, dan intensitas hujan.

      II.          DASAR TEORI

Presipitasi merupakan peristiwa jatuhnya cairan (dapat berbentuk cair atau beku) dari atmosphere ke permukaan bumi.

a. Presipitasi cair dapat berupa hujan dan embun

b. Presipitasi beku dapat berupa salju dan hujan es.

— Semua bentuk hasil kondensasi uap air yang terkandung di atmosfer.

— Kondensasi

Ketika uap air mengembang, mendingin dan kemudian berkondensasi, biasanya pada partikel-partikel debu kecil di udara. Ketika kondensasi terjadi uap air dapat berubah menjadi cair kembali atau langsung berubah menjadi padat (es, salju, hujan batu (hail)). Partikel-partikel air ini kemudian berkumpul dan membentuk awan.

Proses terjadinya :

 Penguapan air dari tubuh air permukaan maupun vegetasi akibat sinar matahari atau suhu yang tinggi.

Pergerakan uap air di atmosfer akibat perbedaan tekanan uap air.

 Uap air bergerak dari tekanan uap air besar ke kecil.

Pada ketinggian tertentu uap air akan mengalami penjenuhan, jika diikuti dengan kondensasi maka uap air akan berubah menjadi butiran-butiran hujan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya presipitasi diantara lain berupa :

• Adanya uap air di atmosphere

• Faktor-faktor meteorologis

• Lokasi daerah

• Adanya rintangan misal adanya gunung.

Udara di atmosfer akan mengalami proses pendinginan melalui beberapa cara umumnya adalah akibat pertemuan antara dua massa udara dengan suhu yang berbeda atau oleh sentuhan udara dengan obyek dingin.

Awan merupakan indikasi awal terjadinya presipitasi tetapi awan tidak otomatis menandakan akan adanya hujan.

Mekanisme berlangsungnya hujan melibatkan tiga faktor utama :

1. Kenaikan massa uap air ke tempat yang lebih tinggi sampai saatnya atmosfer menjadi jenuh.
2. Terjadinya kondensasi atas partikel-partikel uap air di atmosfer.
3. Partikel uap air tersebut bertambah besar sejalan dengan waktu, selanjutnya jatuh ke bumi dan permukaan laut (sebagai hujan) karena faktor gravitasi.

Gambar Siklus Hidrologi

   III.          ALAT DAN BAHAN

1.      Automatic Rainfall Recorder

2.      Ombrometer

3.      Kertas Pias ARR

   IV.          CARA KERJA

1.      Pembacaan tebal hujan dan durasi yang telah tercantum dalam kertas pias ARR.

2.      Menghitung intensitas hujan dan I’30 dari hasil tebal hujan dan durasi yang telah diperoleh dalam sebuah tebal.

3.      Pembuatan grafik intensitas hujan dan durasi dalam bentuk histogram.

      V.          HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

1. Tabel Hasil

NO.	WAKTU			P(mm)	Pkom	I (mm/jam)	I'30
	AWAL	AKHIR	DURASI
1	07.00	18.40	11 40'	0	0	0
2	18.40	19.00	20	0,1	0,1	0,3
3	19.00	19.20	20	0	0,1	0
4	19.20	19.30	10	0,2	0,3	1,2
5	19.30	19.45	5	0	0,3	0
6	19.45	20.05	20	0,3	0,6	0,9
7	20.05	20.10	5	0,2	0,8	2,4
8	20.10	20.15	5	0	0,8	0
9	20.15	20.20	5	1	1,8	12
10	20.20	21.00	40	0	1,8	0
11	21.00	21.05	5	0,2	2	2,4
12	21.05	21.45	30	0	2	0
13	21.45	21.50	5	0,8	2,8	9,6
14	21.50	21.55	5	1,3	4,1	15,6
15	21.55	22.05	10	5,9	10	35,4
16	22.05	22.20	15	0,4	10,4	1,6
17	22.20	22.50	30	0,3	10,7	0,6
18	22.50	23.30	40	1,6	12,3	2,4	2,4
19	23.30	23.50	20	0,6	12,9	1,8
20	23.50	24.00	10	0,3	13,2	1,8
21	24.00	24.15	15	1,1	14,3	4,4
22	24.15	24.40	25	0,7	15	1,68
23	24.40	24.50	10	0,3	15,3	1,8
24	24.50	01.15	25	0,3	15,6	0,72

Perhitungan :

A. Intensitas Hujan     = P/D

            I1                     = 0/11 40’        = 0 mm/jam

            I2                     = 0,1/(20/60)   = 0,3 mm/jam

            I3                     = 0/(20/60)      = 0 mm/jam

B. Intensitas 30 menit

Dipilih dengan durasi minimal 30 menit dengan intensitas hujan tertinggi

I’30     = 30/40 x tebal hujan

            = 30/40 x 1,6

            = 1,2 mm

            = 60/30 x 1,2 mm

            = 2,4 mm/jam

   VI.          PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini kita membahas tentang karakteristik hujan. Seperti kita ketahui hujan memiliki karakteristik hujan seperti jumlah hujan (P) yang menunjukkan tebal hujan selama hujan berlangsung, lama hujan (Dr) yang menunjukkan lama waktu terjadinya hujan, dan intensitas hujan (I) yang menunjukkan jumlah hujan yang jatuh per satuan waktu. Hujan itu sendiri adalah peristiwa jatuhnya cairan (air) dari atmosfer ke permukaan bumi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik hujan antara lain           :

1. Garis lintang
2. Ketinggian tempat
3. Jarak dari sumber-sumber air
4. Posisi di dalam dan ukuran massa tanah benua atau daratan
5. Arah angin yang umum ( menjauhi tau mendekati sumber-sumber air)
6. Deretan gunung
7. Suhu nisbi tanah dan samudra yang terbatas. (Hidrologi Hutan;2011)

 Curah hujan dapat diukur dengan alat pengukur curah hujan otomatis atau yang manual. Alat pengukur hujan secara umum digunakan adalah penakar hujan ombrometer . Pada penempatan yang baik, jumlah air hujan yang masuk ke dalam sebuah penakar hujan merupakan nilai yang mewakili untuk daerah di sekitarnya. Kerapatan penempatan penakar di suatu daerah tidak sama, secara teori tergantung pada tipe hujan dan topografi daerah itu sendiri. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penempatan alat penakar hujan adalah           :

1. Penakar harus ditempatkan di suatu tempat yang terbuka, lintasan angin masih
   horizontal.
2. Penakar hujan tidak boleh terlalu dekat dengan penghalang. Sehubungan
   dengan hal ini WHO telah menetapkan jarak suatu pengahalang dari penakar
   paling dekat ialah empat kali tinggi penghalang.
3. Kerapatan suatu penakar, hal ini penting karena suatu alat penakar hujan masih dapat dipakai untuk luasan tertentu tergantung tipe wilayahnya. Misalnya untuk wilayah datar maka kisaran luas minimum yang diwakili oleh sebuah penakar Modul Praktikum Klimatologi 47 hujan berkisar 600-900 km2, sedangkan untuk daerah pegunungan satu penakar hanya dapat mewakili luasan sekitar 100 km2.
4. Tinggi mulut penakar dari permukaan tanah, semakin dekat dengan permukaan tanah, maka kecepatan angin akan semakin berkurang. Jika mulut penakar semakin tinggi maka tiupan angin akan bertambah besar sehingga jumlah air yang tertampung akan semakin sedikit. Oleh karena itu perlu adanya tetapan tinggi tertentu untuk meminimalisir pengaruh gangguan– gangguan luar seperti angin dan percikan dari permukaan tanah.

Prinsip pengukuran hujan ialah mengukur tinggi air hujan yang jatuh pada
permukaan horizontal seluas mulut penakarnya. Sebagai pengindera, mulut penakar
harus terpasang horizontal. Mulut penakar harus berbentuk lingkaran yang kuat dan
tajam terbuat dari logam tak berkarat seperti kuningan, agarr diperoleh keseragaman
arah tangkapan. Penakar tidak boleh bocor, untuk menghindari penguapan maka
pemasukan air dari mulut ke dalam ruang penampung menggunakan pipa sempit.
Seluruh permukaan luar alat dicat warna putih warna metalik dan sambungan
dinding luar dibuat landai dengan sudut 1350, dengan tujuan untuk mengurangi
pengaruh pemanasan dari radiasi matahari.. Salah satu tipe pengukur hujan manual yang paling banyak dipakai adalah tipe observatorium (obs) atau sering disebut Ombrometer. Data yang didapat dari alat ini adalah curah hujan harian. Curah hujan dari pengukuran alat ini dihitung dari volume air hujan dibagi dengan luas mulut penakar. Alat tipe observatorium ini merupakan alat baku dengan mulut penakar seluas 100 cm2 dan dipasang dengan ketinggian mulut penakar 1-2 m dari permukaan tanah.

Selain Ombrometer, alat pengukuran data hujan dengan cara manual dengan memanfaatkan penakar hujan yang dilengkapi dengan gelas ukur. Dalam perkembangannya juga terdapat penggunaan alat perekam curah hujan otomatis / Automatic Rainfall Recorder telah banyak digunakan. Keuntungan menggunakan alat ini antara lain :

1. Alat merekam secara otomatis
2. Kemungkinan kesalahan data akibta human error bisa diminimalkan
3. Data dapat didownload secara mudah.

ARR yang dikembangkan sekarang ini dapat dioperasikan secara offline maupun online dengan telemetri GSM. ALat ini sudah digunakan di berbagai instansi di berbagai daerah. Adapun Instansi yang sudah menggunakan alat ini antara lain :

1.       BMKG

2.       Departemen PU

3.       Balai Besar Wilayah Sungai

4.       Departemen Pertanian

5.       Departemen Kehutanan

6.       dan lain-lain

Data perhitungan karakteristik hujan pada praktikum kali ini diperoleh dari ARR dengan cara membaca kertas pias. Kertas pias adalah kertas yang digunakan untuk mencatat tebal hujan dan lamanya hujan dari data yang diperoleh suatu alat. Dalam kertas pias tercantum tanggal, jam dan jumlah hujan (mm) dimana setiap 1 kotak arah horizontal menyatakan 1 jam sedang 1 kotak arah vertical menyatakan 1mm.

            Gambar kertas pias akan disajikan dalam lampiran.

Dari sumber yang kami peroleh selama proses pengukuran mulai pukul 07.00 tanggal 19 Februari 2010 sampai pukul 07.00 hari berikutnya diperoleh hasil bahwa pada selama 24 jam terdapat 18 kali hujan dengan intensitas hujan terbesar 35,4 mm/jam yang menandakan bahwa saat tersebut terjadi hujan yang sangat deras (Intensitas hujn > 20 mm/jam) dengan intensitas rata-rata sebesar 4,025 mm/jam. Jadi hujan yang terjadi merata sepanjang hari. Setelah diketahui intensitas hujan ternyata selama 24 jam tersebut juga terjadi I’30 pada pukul 22.50-23.30 sebesar 2,4 mm.

Tujuan kita mengetahui atau menghitung karakteristik hujan adalah sebagai berikut      :

Tebal  hujan (P) atau pun jumlah hujan yang turun mempunyai pengaruh terhadap kekuatan hujan untuk mengerosi tanah, hal ini juga tidak lepas dari kecepatan. Seperti rumus energi kinetik bahwa massa yang besar dengan kecepatan yang tingg akan mempunyai energi yang besar. Semakin tebal suatu hujan semakin besar pula kemapuannya untuk mengerosi maupun melindi tanah.

Lama hujan (Dr=Durasi), dihitung dari awal hujan sampai hujan berhenti. Dari durasi ini kita dapat mengetahui berapa rat-rata lamanya hujan di suatu daerah perharinya. Dengan mengetahui jumlah hujan dan durasi kita dapat pula mengetahui intensitas hujan atau jumlah hujan yang turun per satuan waktu. Setelah diketahui semua intensitas hujannya kita dapat menentukan intensitas hujan selama 30 menit (I’30). Hal tersebut penting karena saat I’30 hujan memiliki energi kinetic tertinggi berkaitan dengan kekuatannya untuk mengerosi tanah. Dengan mengetahui hal tersebut kita dapat mengetahui besar kecilnya erosi yang dapat ditimbulkan. Makin besar I’30 maka kekuatannya untuk mengerosi makin besar bahkan mampu untuk menyebabkan terjadinya longsor.

Pengetahuan tentang semua hal diatas juga berperan dalam mitigasi bencana selain itu pengukuran juga sangat diperlukan untuk pengumpulan data hujan yang dibutuhkan untuk berbagai bidang seperti dibidang hidrologi untuk desain bangunan pengairan, desain banjir rancangan, debit andalan. Selain itu juga diperlukan untuk bidang Pertanian, Kehutanan, perkebunan dan hampir semua bidang memerlukan data hujan. Dengan kita menghitung karakteristik hujan kita dapat menggunakan data yang kita peroleh sebagai  data input dari sistem hidrologi dengan menempatkan stasiun pengukuran hujan yang tepat dan efektif

VII.          KESIMPULAN

Dari hasil praktikum kali ini, diperoleh hasil sebagai berikut        :

1. Intensitas hujan tertinggi terjadi pada pukul 21.55-22.05 sebesar 35,4mm/jam.

2. Tebal hujan terbesar terjadi pada pukul 21.55-22.05 sebesar 5,9 mm.

3. I’30 terjadi pada pukul 22.50 – 23.30 sebesar 2,4 mm sama seperti intensitas hujannya 2,4 mm/jam.

4. factor- factor yang mempengaruhi terjadina presipitasi antara lain      :

a.       Adanya uap air di atsmofer

b.      Factor-faktor meteorologist

c.       Lokasi daerah

d.      Adanya rintangan seperti gunung dll.

  VIII.     DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2011.Buku Petunjuk Praktikum Hidrologi Hutan.Yogyakarta     : Fakultas Kehutanan UGM

Astuti,Sri.Hatma Suryatmojo.2011.Hidrologi Hutan. Yogyakarta : Fakultas Kehutanan UGM

www.google.com/mayong.staff.ugm.ac.id/ hidrologi , 29 Maret 2011,08.22

www.google.com/permenhut,  29 Maret 2011,08.22

/http://kelembagaandas.wordpress.com/kelembagaan-pengelolaan-das/sk-dirjen-rlps-1/, 29 Maret 2011,08.22