Makalah alat pengukur curah hujan

ALAT PENGUKUR CURAH HUJAN

Makalah tugas akhir ini disusun untuk memenuhi tugas kuliah hidrologi teknik dasar yang diampu oleh Dr. Ery Suhartanto, ST. M.Pd.

OLEH :

YUANGGA RIZKY ILLAHI 145060400111003

LUCIA PUTRI RACHMADANI 145060400111011

FATHINUN NAJIB 145060400111027

YOGA OKTA WARDANA 145060400111028

NUR FITRIA PUSPITAWATI 145060401111049

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG
FAKULTAS TEKNIK
TEKNIK PENGAIRAN
Juni
2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Hidrologi adalah suatu ilu yang menjelaskan tentang kehadiran dan gerakan air di alam kita ini. Meliputi berbagai bentuk air, yang menyangkut perubahan – perubahannya antara keadaan cair, padat, dan gas dalam atmosfir, diatas dan di bawah tanah. Di dalamnya tercakup pula air laut yang merupakan sumber dan penyimpanan air yang mengaktifkan penghidupan di planet bumi ini (Soemarto, 1987 : 15).

Dalam Hidrologi terdapat daur atau siklus hidrologi yang mana adalah gerakan air laut ke udara, yang kemudian jatuh ke permukaan tanah lagi sebagai hujan atau bentuk presiptasi lain, dan akhirnya mengalir ke laut kembali (Soemarto, 1987 : 17).

Presipitasi sebagai bagian dari proses siklus hidrologi memang sangatlah penting. Salah satu bentuk umum dari presipitasi adalah hujan. Untuk kebutuhan hidrologi maupun perencanaan bangunan air, terkadang kita memerlukan data hujan. Oleh sebab itulah kita perlu untuk mencatat intensitas hujan itu sendiri. Sehingga data yang ada bisa digunakan untuk keperluan yang lebih lanjut.

Keperluan – keperluan hidrologi dan pentingnya masalah pencatatan hujan sangat perlu dipelajari, sehingga dengan makalah ini akan kami bahas tentang alat – alat penakar hujan dan pelaporan survey lapangan yang telah kami lakukan untuk menunjang ilmu dan pembuatan laporan ini.

1.2. Rumusan Masalah

1.2.1. Bagaimana jenis – jenis alat pengukur curah hujan yang biasa digunakan?

1.2.2. Bagaimana hasil survey yang telah dilakukan?

1.3. Tujuan

1.3.1. Untuk mengetahui apa sajakah jenis – jenis alat pengukur curah hujan yang biasa digunakan.

1.3.2. Untuk mengetahui dan menjabarkan hasil survey lapangan yang telah dilakukan sebelumnya.

1.4. Manfaat

1.4.1. Menjadikan pembaca tahu tentang apa sajakah jenis – jenis alat pengukur curah hujan yang biasa digunakan.

1.4.2. Menjadikan pembaca tahu tentang penjabaran hasil survey lapangan yang telah dilakukan sebelumnya.

BAB II

ISI

2.1. Alat – Alat Pengukur Curah Hujan

2.1.1 Alat Penakar Hujan

1. Penakar Curah Hujan Biasa

Penakar hujan ini termasuk jenis penakar hujan non-recording atau tidak dapat mencatat sendiri. Bentuknya sederhana, terdiri dari : Sebuah corong yang dapat dilepas dari bagian badan alat, bak tempat penampungan air hujan, kaki yang berbentuk tabung silinder, gelas penakar hujan.

Syarat – syarat pemasangan:

a. Penakar hujan harus dipasang pada lapangan terbuka, tanpa ada gangguan disekitar penakar, seperti pohon dan bangunan, kabel atau antene yang melintang diatasnya. Jarak yang terdekat antara pohon / bangunan dengan penakar hujan adalah 1 kali tinggi pohon / bangunan tersebut.

b. Penakar hujan tidak boleh dipasang pada tanah miring (lereng bukit), puncak bukit, diatas dinding atau atap.

c. Penakar dipasang dengan cara disekrup / dipaku pada balok bulat yang dicat putih dan ditanam pada pondasi beton (lihat gambar), sehingga tinggi penakar hujan dari permukaan corong sampai permukaan tanah 120 Cm.(lihat gbr), letak penampang corong harus datar (horizontal) bukaan kran diberi kunci gembok sebagai pengaman.

d. Penakar harus dipagar keliling dengan kawat, ukuran 1.5 m x 1.5 m dengan tinggi 1m, agar tidak dapat diganggu binatang dan orang yang tidak berkepentingan.

Cara pengamatan :

a. Pengamatan untuk curah hujan harus dilakukan tiap hari pada jam 07.00 waktu setempat, atau jam-jam tertentu.

b. Buka kunci gembok dan letakkan gelas penakar hujan dibawah kran, kemudian kran dibuka agar airnya tertampung dalam gelas penakar.

c. Jika curah hujan diperkirakan melebihi 25 mm. sebelum mencapai skala 25 mm. kran ditutup dahulu, lakukan pembacaan dan catat. Kemudian lanjutkan pengukuran sampai air dalam bak penakar habis, seluruh yang dicatat dijumlahkan.

d. Untuk menghindarkan kesalahan parallax, pembacaan curah hujan pada gelas penakar dilakukan tepat pada dasar meniskusnya.

e. Bila dasar meniskus tidak tepat pada garis skala, diambil garis skala yang terdekat dengan dasar meniskus tadi.

f. Bila dasar meniskus tepat pada pertengahan antara dua garis skala, diambil atau dibaca ke angka yang ganjil, misalnya : 17,5 mm. menjadi 17 mm.. 24,5 mm. menjadi 25 mm.

g. Untuk pembacaan setinggi x mm dimana 0,5 / x / 1,5 mm, maka dibaca x = 1 mm.

h. Untuk pembacaan lebih kecil dari 0,5 mm, pada kartu hujan ditulis angka 0 (Nol) dan tetap dinyatakan sebagai hari hujan.

i. Jika tidak ada hujan, beri tanda ( – ) atau ( . ) pada kartu hujan.

j. Jika tidak dapat dilakukan pengamatan dalam satu atau beberapa hari, beri tanda (X) pada kartu hujan.

k. Apabila gelas penakar hujan biasa (Obs.) pecah, dapat digunakan gelas penakar hujan Hellman dimana hasil yang dibaca dikalikan 2. Atau dapat juga dipakai gelas ukur yang berskala ml. (Cc), yang dapat dibeli di Apotik.

Pemeliharaan :

a. Alat harus selalu dijaga tetap bersih, dan dicat aluminium.

b. Kayu di cat putih, supaya tahan lama terhadap rayap dan cuaca.

c. Corong harus tetap bersih, tidak boleh tertutup oleh benda-benda atau kotoran yang dapat menyumbatnya.

d. Kran harus selalu diperiksa, jika bocor (air menetes keluar) sumbu pembuka kran dikeluarkan kemudian diberi gemuk. Apabila badan penakar hujan bocor, maka harus segera diperbaiki dengan disolder.

e. Bak penampung air hujan harus sering dikontrol dan dibersihkan dari endapan debu atau kotoran, dengan jalan menuangkan air kedalamnya dan kran dibuka.

f. Gelas penakar hujan harus dijaga tetap bersih jangan sampai berlumut, dan disimpan pada tempat yang aman agar tidak terjatuh / pecah.

g. Rumput disekitar tempat penakar hujan dipasang, harus selalu pendek dan rapih tidak boleh ada semak semak disekitarnya.

2. Penakar Hujan Jenis Tipping Bucket

Bertujuan untuk mendapatkan jumlah curah hujan yang jatuh pada periode dan tempat-tempat tertentu. Pada bagian muka terdapat sebuah pintu untuk mengeluarkan alat pencatat, silinder jam dan ember penampung air hujan. Jika dilihat dari atas, ditengah-tengah dasar corong terdapat saringan kawat untuk mencegah benda-benda memasuki ember (bucket).

Pada prinsipnya jika hujan turun, air masuk melalui corong besar dan corong kecil, kemudian terkumpul dalam ember (bucket) bagian atas (kanan). Jika air yang tertampung cukup banyak menyebabkan ember bertambah berat, sehingga dapat menggulingkan ember kekanan atau kekiri, tergantung dari letak ember tersebut. Pada waktu ember terguling, penahan ember ikut bergerak turun naik. Penahan ember mempunyai dua buah tangkai yang berhubungan dengan roda bergigi. Gerakan turun naik penahan ember menyebabkan kedua tangkainya bergerak pula dan bentuknya yang khusus dapat memutar roda bergigi berlawanan dengan arah perputaran jarum jam. Perputaran roda bergigi diteruskan ke roda berbentuk jantung. Roda yang berbentuk jantung mempunyai sebuah per yang menghubungkan kedua pengatur kedudukan pena yang letak ujungnya selalu bersinggungan dengan tepi roda. Perputaran roda berbentuk jantung akan menyebabkan kedudukan pena bergerak sepanjang tepi roda.

Prinsip kerja alat :

Air hujan akan masuk melalui permukaan corong penakar, kemudian mengalir untuk mengisi salah satu bucket. Setiap jumlah air hujan yang masuk sebanyak 0.5 mm. atau sejumlah 20 ml maka bucket akan berjungkit, dimana bucket yang satunya akan terangkat dan siap untuk menerima air hujan yang akan masuk berikutnya. Pada saat bucket berjungkit maka pena akan menggores pias 0.5 skala (0,5 mm.), pena akan menggores pias dengan gerakan naik ataupun turun. Demikianlah seterusnya bucket akan bergantian berjungkit bila ada air hujan yang masuk, dari goresan pena pada skala pias dapat diketahui jumlah curah hujannya.

Penakar hujan Tipping Bucket yang sistem kerjanya elektrik.

Pada umumnya peralatan Automatic Weather Station (AWS) yang kini banyak dioperasikan di Stasiun Meteorologi, perangkat sensor penakar hujannya menggunakan Tipping Bucket. Dimana pada saat bucketnya saling berjungkit, secara elektrik terjadi kontak dan menghasilkan keluaran nilai curah hujan yang displaynya dapat dilihat pada monitor. Penakar hujan type tipping bucket, nilai curah hujannya tiap bucket berjungkit tidak sama, serta luas permukaan corongnya beragam tegantung dari merk pembuatnya. Jadi dalam kita mengoperasikan penakar hujan jenis tipping bucket, kita harus pula mengetahui secara teliti dasar dari perhitungan data yang dihasilkannya. Untuk itu perlu dilakukan pengetesan atau mengkalibrasinya, dengan cara menuangkan sejumlah air sesuai dengan luas permukaan corong dan nilai curah hujan tiap jungkit / tip bucketnya. Jadi nilai curah hujan 1 mm yang masuk pada luasan permukaan corong yang berbeda, maka volume air yang tertampung pun berbeda.

Pemeliharaan :

a. Corong penakar, terutama pada bagian saringannya / debris filter (lihat gambar), harus selalu diperiksa dan dibersihkan dari debu atau kotoran yang melekat , sehingga tidak akan menyumbat masuknya air hujan.

b. Perangkat tipping bucket secara periodik diperiksa, serta dibersihkan dari kotoran yang melekat, supaya keseimbangannya tetap terjaga sehingga hasil pencatatannya tetap teliti.

c. Disamping pemeriksaan tersebut diatas, diperiksa pula saluran kabel-kabel dan konektornya.

3. Penakar Hujan Tipe Hellman.

Penakar hujan jenis Hellman termasuk penakar hujan yang dapat mencatat sendiri. Jika hujan turun, air hujan masuk melalui corong, kemudian terkumpul dalam tabung tempat pelampung. Air ini menyebabkan pelampung serta tangkainya terangkat (naik keatas). Pada tangkai pelampung terdapat tongkat pena yang gerakkannya selalu mengikuti tangkai pelampung. Gerakkan pena dicatat pada pias yang diletakkan/ digulung pada silinder jam yang dapat berputar dengan bantuan tenaga per. Jika air dalam tabung hampir penuh, pena akan mencapai tempat teratas pada pias. Setelah air mencapai atau melewati puncak lengkungan selang gelas, air dalam tabung akan keluar sampai ketinggian ujung selang dalam tabung dan tangki pelampung dan pena turun dan pencatatannya pada pias merupakan garis lurus vertikal. Dengan demikian jumlah curah hujan dapat dhitung/ ditentukan dengan menghitung jumlah garis-garis vertikal yang terdapat pada pias.

Syarat -syarat pemasangan :

Pada umumnya persyaratan tempat pemasangan alat penakar hujan type Hellman, sama dengan alat penakar hujan biasa (Obs). Alat ini dipasang dengan cara disekrup pada alas papan yang dipasang pada pondasi beton (lihat gambar), sehingga tinggi permukaan. corongnya dari permukaan tanah adalah 140 Cm. Letak permukaan corong penakar, dan dasar tempat meletakkan tabung berpelampung harus benar-benar datar (waterpas).

Prinsip kerja alat :

Jika hujan turun, air hujan akan masuk kedalam tabung yang berpelampung melalui corongnya, air yang masuk kedalam tabung mengakibatkan pelampung beserta tangkainya terangkat (naik keatas). Pada tangkai pelampung terdapat tangkai pena yang bergerak mengikuti tangkai pelampung, gerakan pena akan menggores pias yang diletakkan/digulung pada silinder jam yang dapat berputar dengan sendirinya. Penunjukkan pena pada pias sesuai dengan jumlah volume air yang masuk ke dalam tabung, apabila pena telah menunjuk angka 10 mm. maka air dalam tabung akan

keluar melalui gelas siphon yang bentuknya melengkung. Seiring dengan keluarnya air maka pelampung akan turun, dan dengan turunnya pelampung tangkai penapun akan bergerak turun sambil menggores pias berupa garis lurus vertikal. Setelah airnya keluar semua, pena akan berhenti dan akan menunjuk pada angka 0, yang kemudian akan naik lagi apabila ada hujan turun.

Cara mengkalibrasi penakar hujan type Hellmann :

Mengkalibrasi penakar hujan type Hellmann, dapat juga diartikan penyetelan pertama atau penyetelan ulang kedudukan posisi pena dan posisi pipa gelas siphon sebelum alat dioperasikan. Penyetelan yang dilakukan disini adalah penyetelan untuk menentukan kedudukan / posisi pena dipias pada posisi awal 0 mm dan posisi puncak angka 10 mm.

Cara yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Ambil silinder jam, putar per secukupnya (jangan terlalu pol), pasangpias pada silinder tersebut dengan menggunakan penjepitnya, kemudian letakkan silinder jam pada sumbunya dengan hati-hati.

b. Tuangkan air ke dalam corong secukupnya, sampai air keluar melalui pipa gelas siphon. Setelah air berhenti mengalir, berarti permukaan air berada tepat pada ujung bawah saluran gelas siphon yang berada pada tabung.

c. Pada kedudukan demikian, pena harus menunjuk posisi awal yaitu angka 0 pada pias. Jika pena menunjuk lebih atau kurang dari 0, maka kedudukannya dapat diatur dengan jalan mengendurkan sekrup yang menyekrup tangkai pena dengan tangkai pelampung. Setelah sekrup kendur, kedudukan pena dapat disetel (dinaikkan atau diturunkan) sehingga pena menunjuk pada angka 0, kemudian sekrup tadi dikencangkan kembali.

d. Setelah memperoleh posisi pena pada angka 0, tindakan selanjutnya ialah menentukan posisi puncak pena yaitu pada angka 10. Caranya tuangkan air sebanyak 10 mm. sesuai takaran pada gelas hujan Hellmann atau sebanyak 200 cc (200 ml) kedalam corong penakar hujan secara perlahan-lahan, sambil memperhatikan gerakan pena dan kedudukan air dalam gelas siphon. Bila air telah tertuang semua dan pena tepat menunjukkan angka 10 pada pias, namun air belum tertumpah keluar melalui pipa gelas siphon berarti kedudukan gelas siphon terlalu tinggi. Untuk itu kedudukan pipa gelas siphon harus diturunkan yaitu dengan cara mengedurkan klem/sekrup yang terdapat pada gelas siphon. Kemudian secara perlahan-lahan masukkan (turunkan gelas siphon) dengan arah kedalam tabung, sambil memperhatikan permukaaan air yang terdapat pada lengkungan gelas siphon.

e. Jika keadaan terjadi sebaliknya, yaitu air sudah tumpah keluar sebelum pena menunjukkan angka 10, berarti kedudukan pipa gelas siphon terlalo rendah. Untuk mengatasinya kendurkan sekrup dan tarik keatas pipa gelas siphon secukupnya, kemudian ulangi lagi perlakuan seperti diatas, sehingga apabila dituangkan air sebanyak 200ml. Pena akan turun tepat pada posisi angka 10mm pada pias.

f. Setelah penyetelan posisi pena pada angka 0 dan 10, kemudian lakukan beberapa kali menuangkan air sebanyak 200 cc dan apabila hasilnya baik, maka alat siap dioperasikan.

Pemeliharaan alat penakar hujan type Hellmann

a. Corong penakar hujan harus selalu diperiksa dan dibersihkan dari debu / kotoran agar tidak menyumbat.

b. Pena harus tetap bersih bila rusak segera diganti, apabila penanya jenis catridge agar diganti kalau sudah tidak nyata pencatatannya. Pemasangan kembali pena tidak boleh terlalu keras menekan pias, karena akan mengganggu kepekaan dan ketelitian alat.

c. Apabila gerakan pelampung saat naik dan turun tidak lancar atau tersendat, bersihkan tangkai pelampung dan periksa / bersihkan pipa gelas siphon serta tabung tempat pelampung dari kotoran / lumut yang melekat.

4. Penakar Hujan Tanah

Penakar hujan biasa tanah dimaksudkan untuk mendapatkan jumlah curah hujan yang jatuh pada permukaan tanah. Pada bagian tanah reservoir, terdapat tangkai yang digunakan untuk mengangkat penakar hujan jika akan dilakukan pembacaan. Tepat disekitar corong penakar hujan terdapat lapisan ijuk yang disusun pada lapisan kayu yang berbentuk lingkaran yang dimaksudkan untuk mengurangi percikan air hujan. Selain itu terdapat jaringan kawat/ besi yang berbentuk bujur sangkar dan digunakan sebagai tempat berpijak ketika akan mengangkat lapisan ijuk dan penakar hujan. Pada kedua tepi/ lapisan ijuk terdapat dua kaitan/ pegangan untuk memudahkan mengangkatnya.

2.1.2 Alat Pencatat Hujan

Pencatat Hujan (recording gauge) biasanya dibuat sedemikian rupa, sehingga dapat bekerja secara otomatis. Dengan alat ini dimun gkinkan pencatatan tinggi hujan setiap saat, sehingga intensitas hujan pada saat tertentu dapat diketahui pula. Di pasaran telah terdapat beberapa tipe yang diproduksi, antara lain:

a. Pencatat Jungkit (Tipping Bucket)

Alat ukur tipe jungkit dibagi dalam 2 ruangan yang diatur sedemikian rupa, apabila satu terisi kemudian menjungkit dan menjadi kosong. Hal ini menyebabkan ruangan yang satunya berada pada posisi yang akan diisi oleh corong. Setiap jungkin menunjukkan suatu tinggi hujan (d), kemudian tercatat secara otomatis dan bertahap.

b. Pencatat pelampung (Tipping Float)

Hujan yang tertangkap oleh corong 1 tercurah kedalam penampung 2. Dengan terisinya penampung 2 maka pelampung 3 akan terangkat. Pelampung 2 dihubungkan dengan alat penulis yang dapat membuat grafik pada drum pencatat 4 yang diputar dengan pertolongan pegas jam. Jika pencatatannya mencapai (d) = 10 mm, air dalam penampung akan tersedot keluar oleh sifon 5, sehingga penampung menjadin kosong yang sekaligus membawa alat penulis turun ke posisi nol hasil pencatatannya dapat dilihat pada gambar dibawah.

2.2. Survey Lapangan

Untuk mendapatkan data curah hujan, maka kita harus datang menuju stasiun hujan. Pada studi ini, kita mengambil sampel data hujan dari bendungan sengguruh yang berada di kecamatan kepanjen. Karena bendungan sengguruh berada di bawah pengelolaan Perum Jasa Tirta I, maka perlu dilakukan perijinan dengan alur perijinan seperti berikut (contoh surat terlampir).

Setelah konfirmasi dari semua pihak yang terkait, kami menuju bendungan sengguruh yang berada di Kepanjen untuk melakukan kegiatan pengamatan stasiun hujan yang berada di Bendungan Sengguruh.

Terdapat sekitar 12 stasiun hujan yang mempengaruhi jumlah air yang ada pada waduk sengguruh (Data Terlampir). Karena jumlah yang begitu banyak dan tempat stasiun yang begitu jauh, maka kami hanya mengambil sampel dari salah satu stasiun hujan yang ada di dekat bendungan sengguruh, yaitu tepat diatas pos pemantau bendungan sengguruh.

Alat pencatat hujan di bendungan sengguruh Berada di atas atap sehingga hanya ada 2 dari kelompok kami yang naik dipandu dengan salah seorang penjaga pos pengamatan. Hal ini dilakukan karena harus menggunakan tangga dan mengurangi resiko jatuh atau kecelakaan.

Pencatatan hujan pada stasiun hujan sengguruh menggunakan otomatis dengan pencatatan yang dapat diatur waktu dan dapat langsung di print. (Untuk contoh data hujan harian masing – masing stasiun terlampir).

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pembahasan sebelumnya adalah bahwasanya pencatatan curah hujan itu penting untuk kegiatan hidrologi baik itu kegiatan perencanaan bangunan air maupun kegiatan hidrologi yang lainnya. Sehingga pencatatan secara berkala menjadi aspek awal acuan kegiatan hidrologi di suatu daerah tertentu.

Pencatatan hujan memiliki berbagai jenis alat yang dibagi menjadi 2 jenis secara umum yaitu manual dan otomatis. Pencatatan otomatis lebih rinci karena waktu dari pencatatan bisa diatur sesuka hati dari pencatatan. Sehingga untuk pengambilan data bisa diambil berdasarkan kebutuhan. Sedangkan untuk manual hanya diambil data harian.

3.2. Kritik dan Saran

Pada makalah ini, penulis sadar bahwa banyak hal yang kurang dan perlu dibenahi. Maka dari itu, kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun yang bisa memperbaiki makalah ini sehingga menjadi makalah yang lebih baik lagi.