Ce diaporama a bien été signalé.
Nous utilisons votre profil LinkedIn et vos données d’activité pour vous proposer des publicités personnalisées et pertinentes. Vous pouvez changer vos préférences de publicités à tout moment.

Pengukuran aliran fluida pertemuan 9

silakan download

  • Soyez le premier à commenter

Pengukuran aliran fluida pertemuan 9

  1. 1. Mekanika Fluida Pengukuran dan analisis curah hujan
  2. 2. Presipitasi • Presipitasi : turunnya air dari atmosfer ke permukaan bumi, yang bisa berupa hujan, hujan salju, kabut, embun dan hujan es. • Di daerah tropis, termasuk Indonesia, yang memberikan sumbangan paling besar adalah hujan, sehingga seringkali hujanlah yang dianggap sebagai presipitasi.
  3. 3. Istilah-istilah terkait dengan presipitasi 1.Tebal hujan (rain depth) merupakan jumlah presipitasi yang terjadi, dinyatakan sebagai tebal lapisan air di atas permukaan tanah. Satuannnya mm atau inch. 2.Durasi hujan (duration of rainfall) adalah lamanya presipitasi berlangsung. Satuannya menit atau jam 3.Intensitas hujan (rainfall intensity) adalah laju presipitasi/ kederasan hujan/intensitas hujan, merupakan kedalaman atau ketinggian air yang jatuh per satuan waktu. Satuannya mm/menit, mm/jam, atau inch/jam. 4.Frekuensi hujan (return periode).adalah banyak kejadian hujan berlangsung, umumnya dinyatakan dengan periode ulang.
  4. 4. Mekanisme Hujan Hujan terjadi karena adanya perpindahan massa air basah ke tempat yang lebih tinggi sebagai respon adanya perbedaan tekanan udara antara dua tempat yang berbeda ketinggiannya. Di tempat tersebut karena adanya akumulasi uap air pada suhu rendah, maka terjadilah proses kondensasi dan pada gilirannya massa air basah tersebut jatuh sebagai hujan. Disamping itu hujan bisa juga terjadi akibat dari pertemuan antara dua massa air basah dan panas. Mekanisme berlangsungnya hujan melibatkan 3 faktor utama, yaitu: 1.Kenaikan massa uap air ke tempat yang lebih tinggi sampai saatnya atmosfer menjadi jenuh. 2.Terjadi kondensasi atas partikel-partikel uap air kecil di atmosfer. 3.Partikel-partikel uap air tersebut bertambah besar sejalan dengan waktu untuk kemudian jatuh ke permukaan tanah dan permukaan laut (sebagai hujan) karena gravitasi bumi.
  5. 5. Pola Hujan Berdasarkan intensitas dan model dari histogramnya, hujan dapat diklasifikasikan menjadi 4 model hujan, yaitu: 1.Uniform patern, bentuk hujan dengan intensitas merata sepanjang berlangsungnya hujan. 2.Advanced patern, hujan dengan intensitas terpusat di depan (awal hujan berlangsung). 3.Intermediate patern, hujan dengan intensitas terpusat ditengah-tengah berlangsungnya hujan 4.Delayed patern, hujan dengan intensitas terpusat di belakang (pada akhir hujan berlangsung).
  6. 6. Tipe Hujan • Hujan terjadi karena udara basah yang naik ke atmosfer mengalami pendinginan sehingga terjadi proses kondensasi. • Naiknya udara ke atas dapat terjadi secara siklonik, orografik dan konvektif.
  7. 7. HUJAN KONVEKTIF • Hujan jenis ini biasanya terjadi sebagai hujan dengan intensitas yang tinggi, akibat massa udara yang terangkat ke atas oleh pemanasan lahan. Hujan jenis ini biasanya terjadi di daerah yang relatif luas dan bergerak sesuai dengan pergerakan angin. Pembentukan hujan konvektif
  8. 8. HUJAN SIKLONIK • Hujan jenis ini biasanya terjadi karena udara lembab panas terangkat ke atas oleh lapisan udara yang lebih dingin dan lebih rapat. Penyebaran hujan jenis ini sangat dipengaruhi oleh landai pertemuan antara udara panas dan dingin dan biasanya merupakan hujan dengan daerah penyebaran terbatas dan dalam waktu pendek. Pembentukan hujan siklonik
  9. 9. HUJAN OROGRAFIK • Hujan jenis ini terjadi karena massa udara lembab terangkat ke atas oleh angin karena adanya gunung/pegunungan. Udara lembab yang melintasi daerah pegunungan akan naik dan mengalami pendinginan, sehingga terbentuk awan dan hujan. Pembentukan hujan orografik
  10. 10. Alat Pengukur Hujan  Alat ukur hujan dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu penakar hujan biasa (manual raingauge) dan penakar hujan otomatis (automatic raingauge).  Data curah hujan dapat berupa data curah hujan harian atau curah hujan pada periode waktu yang lebih pendek, misal setiap menit. Data hujan tipe pertama dapat diukur dengan penakar hujan biasa terdiri dari bejana dan corong seluas 200 cm2 yang dipasang setinggi 120 cm dari permukaan tanah. Data hujan untuk periode pendek didapat dari alat penakar hujan otomatis ARR (automatic rainfall recorder) yang dapat merekam setiap kejadian hujan selama jangka waktu tertentu. Berdasarkan mekanisme perekaman data hujan ada tiga jenis ARR, yaitu tipe weighing bucket, tipping bucket dan float.
  11. 11. Stasiun Hujan
  12. 12. Stasiun Hujan
  13. 13. ALAT PENAKAR HUJAN BIASA  Alat penakar hujan biasa terdiri dari corong dan botol penampung yang berada di dalam suatu tabung silinder. Hujan yang jatuh pada corong akan tertampung di dalam tabung silinder, kemudian kedalaman hujan di dapat dari pengukuran volume air yang tertampung dan luas corongnya. Curah hujan kurang dari 0,1 mm dicatat sebagai 0,0 mm, sedangkan jika tidak ada hujan dicatat dengan garis (-).
  14. 14. Alat Penakar Hujan Biasa
  15. 15. PENAKAR HUJAN JENIS TIMBANGAN • Tipe timbangan (weighing bucket) dapat merekam jumlah kumulatif hujan secara kontinyu. Alat ini tidak dilengkapi dengan sistem pengurasan otomatik.
  16. 16. Bucket Pan PemberatPena Silinder dibungkus kertas berskala PENAKAR HUJAN JENIS TIMBANGAN
  17. 17. ALAT PENAKAR HUJAN JENIS TIMBA JUNGKIT • Alat penakar hujan otomatis dengan tipping bucket digunakan untuk pengukuran khusus. • Air hujan yang tertampung ke dalam corong akan diteruskan ke saringan kemudian masuk ke dalam tipping bucket. Kapasitas bucket ini didesain khusus setara dengan 0.5 mm, sehingga apabila tampungan air hujan tercapai akan terjungkir (tipping) yang akan diteruskan dengan proses perekaman.
  18. 18. ALAT PENAKAR HUJAN JENIS TIMBA JUNGKIT Tipping bucket Saringan Pipa pembuang
  19. 19. Penakar hujan jenis pelampung • Prinsip mekanisme kerja alat penakar hujan otomatis tipe ketiga yaitu float adalah dengan memanfaatkan gerakan naik pelampung dalam bejana akibat tertampungnya curah hujan. Pelampung ini berhubungan dengan sistem pena perekam di atas kertas berskala yang menghasilkan grafik rekaman data hujan. Alat ini dilengkapi dengan sistem pengurasan otomatis, yaitu pada saat air hujan yang tertampung telah mencapai kapasitas receivernya akan dikeluarkan dari bejana dan pena akan kembali pada posisi dasar kertas rekaman data hujan.
  20. 20. Penakar hujan jenis pelampung Pelampung Corong Jam pencatat Sifon Kertas perekam data hujan
  21. 21. Syarat teknis Penempatan dan pemasangan alat pada stasiun hidrologi • Penakar hujan ditempatkan pada lokasi sedemikian sehingga kecepatan angin di tempat tersebut sekecil mungkin dan terhindar dari pengaruh penangkapan air hujan oleh benda lain di sekitar alat penakar hujan. • Penempatan setasiun hujan hendaknya berjarak minimum empat kali tinggi rintangan terdekat. • Lokasi di suatu lereng yang miring ke satu arah tertentu hendaknya dihindarkan. • Penempatan corong penangkap hujan diusahakan dapat menghindari pengaruh percikan curah hujan ke dalam dan disekitar alat penakar sebaiknya ditanami rumput atau berupa kerikil, bukan lantai beton atau sejenisnya.
  22. 22. Penentuan Hujan Kawasan/Hujan DAS • Stasiun penakar hujan hanya memberikan kedalaman (tinggi) hujan di titik di mana stasiun tersebut berada, sehingga hujan pada suatu luasan harus diperkirakan dari titik pengukuran tersebut. • Apabila pada suatu daerah terdapat lebih dari satu stasiun pengukuran yang ditempatkan secara terpencar, hujan yang tercatat di masing- masing stasiun dapat tidak sama.
  23. 23. METODE • Dalam analisis hidrologi sering diperlukan untuk menentukan hujan rerata pada daerah tersebut. • Terdapat 3 metode : – Aritmatik – Poligon Thiessen – Isohiet
  24. 24. 1. Metode rerata aritmatik (aljabar) • Metode ini adalah metode yang paling sederhana. Pengukuran dengan metode ini dilakukan dengan merata-ratakan hujan di seluruh DAS. Stasiun hujan yang digunakan untuk menghitung dengan metode ini adalah yang berada di dalam DAS, akan tetapi stasiun yang berada di luar DAS dan jaraknya cukup berdekatan masih bisa diperhitungkan. Metode aljabar ini memberikan hasil yang tidak teliti, metode ini memberikan hasil yang cukup baik jika penyebaran hujan merata, serta hujan tidak terlalu bervariasi. • Hujan DAS dengan cara ini dapat diperoleh dengan persamaan: • dengan: p = hujan rerata di suatu DAS pi = hujan di tiap-tiap stasiun n = jumlah stasiun n p p n i i∑= = 1 n pppp p n++++ = .....321
  25. 25. Contoh Ilustrasi n pppp p n++++ = .....321 Hitung hujan rerata dengan metode aljabar! A = 22 mm B = 28 mm C = 30 mm D = 25 mm 3 CBA ppp p ++ = 3 302822 ++ =p mmp 67,26= Jika stasiun D di luar DAS ikut diperhitungkan maka: mmp 25,26 4 25302822 = +++ =
  26. 26. 2. Metode Thiessen • Metode ini digunakan untuk menghitung bobot masing-masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya. Metode ini digunakan bila penyebaran hujan di daerah yang ditinjau tidak merata.
  27. 27. PROSEDUR HITUNGAN METODE POLIGON THIESSEN Hitungan poligon Thiessen dilakukan dengan cara: a. Stasiun hujan digambar pada peta daerah yang ditinjau. b. Stasiun-stasiun tersebut dihubungkan dengan garis lurus, sehingga akan didapatkan bentuk segitiga. c. 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. d. Luas tiap poligon diukur, kemudian dikalikan dengan kedalaman hujan di tiap poligon. Hasil jumlah hitungan tersebut dibagi dengan total luas daerah yang ditinjau.
  28. 28. A1 A2 A3 A4
  29. 29. Prosedur hitungan ini dijelaskan pada persamaan dan gambar berikut ini. Dimana: • P = curah hujan rata-rata, • P1,..., Pn = curah hujan pada setiap setasiun, • A1,..., An = luas yang dibatasi tiap poligon. total nn A PAPAPA P ......... 2211 +++ = n nn AAAA PAPAPAPA P ++++ ++++ = ..... .......... 321 332211
  30. 30. A = 22 mm B = 28 mm C = 30 mm D = 25 mm AA = 50 km2 AB = 53 km2 AC = 45 km2 x x Garis ini membagi sisi segitiga menjadi 2 bagian sama panjang (di tengah-tengah) dan tegak lurus terhadapnya. Contoh Ilustrasi Gambar tidak berskala, luas bagian dan tinggi hujan hanya merupakan perumpamaan
  31. 31. Hujan rerata cara Thiessen total nn A PAPAPA P ......... 2211 +++ = CBA CCBBAA AAA PAPAPA P ++ ++ = ... 455350 30.4528.5322.50 ++ ++ =P mm58,26 148 3934 ==P
  32. 32. A = 22 mm B = 28 mm C = 30 mm D = 25 mm AA = 50 km2 AB = 37 km2 AC = 41 km2 AD = 20 km2 Poligon Thiessen dengan melibatkan stasiun hujan D yang berada di luar DAS
  33. 33. Hujan rerata cara Thiessen total nn A PAPAPA P ......... 2211 +++ = DCBA DDCCBBAA AAAA PAPAPAPA P +++ +++ = .... 20413750 25.2030.4128.3722.50 +++ +++ =P mm12,26 148 3866 ==P
  34. 34. 3. Metode Isohiet • Pada prinsipnya isohiet adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan tinggi/kedalaman hujan yang sama, Kesulitan dari penggunaan metode ini adalah jika jumlah stasiun di dalam dan sekitar DAS terlalu sedikit. Hal tersebut akan mengakibatkan kesulitan dalam menginterpolasi.
  35. 35. Metode pembuatan garis Isohiet sebagai berikut: • Pada peta yang ditinjau, digambarkan lokasi daerah hujan dan kedalaman hujan. • 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. • 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.
  36. 36. I1=100 I2=95 I3=90 I4=85 I5=80 A1 A2 A3 A4
  37. 37. Hujan DAS menggunakan Isohiet dapat dihitung dengan persamaan: ∑ ∑= ++ = n i i n i ii i A II A p 1 1 2 n nn n AAA II A II A II A p +++ + ++ + + + = + ..... 2 ..... 22 21 132 2 21 1 Dengan: p = hujan rerata kawasan Ai = luasan dari titik i Ii = garis isohiet ke i
  38. 38. 30 35 40 45 50 60 A = 18 B = 22 C = 36 D = 33 E = 41 F = 42 G = 65 I = 63 H = 49 A1 = 50 km2 A2 = 20 km2 A3 = 180 km2 A4 = 45 km2 A5 = 15 km2 A6 = 25 km2 I1 I2 I3 I4 I5 I6 Catatan: tinggi hujan dalam mm
  39. 39. Hujan DAS menggunakan Isohiet n nn n AAA II A II A II A p +++ + ++ + + + = + ..... 2 ..... 22 21 132 2 21 1 654321 64 6 55 5 54 4 42 3 33 2 21 1 222222 AAAAAA II A II A II A II A II A II A p +++++ + + + + + + + + + + + = 2515451802050 2 5050 25 2 6060 15 2 6045 45 2 4535 180 2 4040 20 2 3530 50 +++++ + + + + + + + + + + + =p mm20,42 335 5,137.14 ==p
  40. 40. Menghitung Curah Hujan Metode Aritmatik
  41. 41. Cara Poligon (Thiessen polygon) Tentukan curah hujan untuk wilayah dibawah sebagai mana di tampilkan tabel dibwawah
  42. 42. Cara Isohet (Isohyetal) Tentukan curah hujan untuk wilayah dibawah sebagai mana di tampilkan tabel dibwawah

×