METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian
3.1.2 Perhitungan Redaman
Untuk menghitung redaman hujan dapat dilakukan melalui pengukuran curah hujan secara langsung dan penggunaan data cuaca serta pertimbangan arah dan kecepatan angin menggunakan metode statistik Synthetic Storm Technique (SST). Metode ini mendeskripsikan suatu intensitas curah hujan sebagai fungsi dari panjang lintasan/link (km) dimana hujan tersebut bergerak sepanjang lintasan karena adanya pergerakan angin dengan kecepatan tertentu. Konfigurasi perhitungan redaman hujan SSTmulti linkditunjukkan pada Gambar 3.5
Gambar 3.5 Konfigurasi link [15]
Dari besarnya kecepatan angin dan arah angin maka diperoleh kecepatan angin dalam lintasan (vr). Alat ukur yang digunakan yaitu Hellman. Redaman hujan yang terjadi pada lintasan terrestrial dari suatu lintasan propagasi sepanjang sumbu horizontal dengan panjang L (km) dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut [16]:
A(x0) = a /
/ ( ) (3.1)
dengan :
A(x0) =redaman hujan (dB)
R(x) = curah hujan (mm/h) pada suatu titik
adanb =parameter yang tergantung pada polarisasi dan frekuensi gelombang radio
Dengan metode SST maka suatu lintasan radio sepanjang L km dapat dibagi ke dalam N segmen, masing-masing dengan panjang yang merupakan hasil kali antara kecepatan pergeseran sel hujan dengan periode sampling.
Langkah-langkah pengolahan data statistik perhitungan redaman hujan untuk
multilinkdengan metodeSynthetic Storm Technique (SST) menggunakan asumsi-asumsi sebagai berikut:
1. Lokasi link referensi (L1) berada di timur dengan link yang lai LNdengan N = 2,3,4,5 dengan arah berlawanan jarum jam seperti pada Gambar 3.5. 2. Panjang link masing-masing adalah 1 km, 2 km, 3 km, dan 4 km dengan
sudut antar link adalah 450, 9001350, dan 1800terhadap L1.
3. Data kecepatan angin (km/detik) dan arah angin dari Padang Bulan, Sampali, dan Polonia menggunakan kecepatan rata-rata per hari dan arah yang terbanyak.
Langkah-langkah estimasi redaman hujan denganSST multilinkadalah sebagai berikut:
1. Kecepatan angin di link dijelaskan sebagai berikut [11]:
vr=
( ( ) (3.2)
dengan :
vr= kecepatan angin pada link
Ψ = sudut antar link 450, 9001350, dan 1800.
Ө = sudut kedatangan angin 2. Jumlah segmen
Jumlah segmen adalah banyaknya sekat yang terdapat sepanjang link. Persamaan untuk menghitung jumlah segmen ini adalah sebagai berikut [2]:
N= [(L cosӨ / VrT)] (3.3)
dengan :
N = Jumlah segmen L = panjang link (km)
vr= kecepatan angin pada link T = waktu sampling 60 detik
3. Kecepatan angin pada link digunakan untuk memperoleh nilai panjang segmen untuk masing-masing link [11]:
Δ L =vrT (3.4)
dengan:
vr= kecepatan angin pada link, T = waktu sampling 60 detik
4. Redaman hujan pada masing-masing link diperoleh sebagai berikut [11]:
( ) = ( ) Δ Ln (3.5)
dengan:
A (k) = redaman hujan untuk k=1,2,…,n Δ L = panjang segmen,
R = intensitas hujan (mm/h), a,b = koefisien ITU-R
Berikut contoh perhitungan redaman hujan SST pada titik A pada link timur 1 km. Dari hasil pengukuran diperoleh 3 sampel intensitas hujan yaitu R1, R2, dan R3 ( ketiga intensitas hujan dianggap terjadi secara kontiniu) dengan kecepatan angin 7 knot dan arah angin dari timur laut (Ө = 450) dan time sampling adalah 60 detik atau 1 menit. Contoh data hujan dan angin dapat dilihat pada Lampiran A.
1. Kecepatan angin pada link
Kecepatan angin dalam 7 knot dikonversi menjadi 0.0035 km/detik. Maka dengan menggunakan persamaan (3.2) diperoleh kecepatan angin pada link timur adalah 0.005 km/detik.
2. Jumlah segmen
Dalam metode SST panjang link 1 km dibagi ke dalam beberapa segmen. Dengan mengunakan persamaan 3.3 diperoleh jumlah segmen yaitu 2 segmen. 3. Panjang segmen
Dengan menggunakan persamaan 3.4 diproleh panjang segmen yakni 0.3 km maka panjang link akan terbagi menjadi 2 panjang segmen dengan masing-masing panjang segmen Δ L1= 0.3 km dan Δ L2= 0.7 km.
4. Untuk ilustrasi perhitungan redaman hujan yang terjadi pada link timur 1 km dengan catatan intensitas hujan yang diukur/ditampung setiap jam dibagi waktu samplingnya (tR) menjadi 60 detik atau 1 menit. Sehingga total waktu sampling sebanyak 181, dimana intensitas hujan R1 terjadi pada waktu sampling 1–61, intensitas hujan R2 terjadi pada waktu sampling 61-121, dan intensitas hujan R3terjadi pada waktu 121-181.
a. Pada tR1=1 (waktu sampling pada menit pertama).
Kecepatan dan arah angin dari timur laut akan menyebabkan hujan dengan intensitas hujan (R1/60) akan mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman sebesar:
b. Pada tR1= 2 (waktu sampling pada menit ke-2).
Intensitas hujan (R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (2R1/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (2) = a((2R1/60)bΔ L1+ a(R1/60)bΔ L2 c. Pada tR1= 3 (waktu sampling pada menit ke-3).
Intensitas hujan (2R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (3R1/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (3) = a((3R1/60)bΔ L1+ a(2R1/60)bΔ L2 d. Pada tR1= 4 (waktu sampling pada menit ke-4)
Intensitas hujan (3R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (4R1/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (4) = a((4R1/60)bΔ L1+ a(3R1/60)bΔ L2 e. Pada tR1= 5 (waktu sampling pada menit ke-5).
Intensitas hujan (4R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (5R1/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (5) = a((5R1/60)bΔ L1+ a(4R1/60)bΔ L2 f. Pada tR1= 6 (waktu sampling pada menit ke-6).
Intensitas hujan (5R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (6R1/60) mengenai panjang segmen yangpertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (6) = a((6R1/60)bΔ L1+ a(5R1/60)bΔ L2 g. Pada tR1= 7 (waktu sampling pada menit ke-7).
Intensitas hujan (6R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (7R1/60) mengenai panjang segmen yang pertama
Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar : A (7) = a((7R1/60)bΔ L1+ a(6R1/60)bΔ L2 h. Pada tR1= 8 (waktu sampling pada menit ke-8).
Intensitas hujan (7R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (8R1/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (8) = a((8R1/60)bΔ L1+ a(7R1/60)bΔ L2 i. Pada tR1= 9 (waktu sampling pada menit ke-9).
Intensitas hujan (8R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (9R1/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (9) = a((9R1/60)bΔ L1+ a(8R1/60)bΔ L2 j. Pada tR1= 10 (waktu sampling pada menit ke-10).
Intensitas hujan (9R1/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (10R1/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (10) = a((10R1/60)bΔ L1+ a(9R1/60)bΔ L2
k. Prosedur yang sama dilakukan sampai tR1 = 61 (waktu sampling pada menit ke- 61). Pada keadaan ini, intensitas hujan (R1) akan bergerak
ke panjang segmen yang kedua Δ L2dan intensitas hujan (R2/60) sudah mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (61) = a((R1)bΔ L2+ a((R2/60)bΔ L1
Setelah keadaan ini intensitas hujan R1 sudah tidak mengenai segmen lagi atau intensitas hujan R1 telah selesai dan waktu sampling menit pertama untuk intensitas hujan R2((tR2= 1 ).
l. Pada tR2= 62 (waktu sampling menit ke-2 untuk intensitas hujan R2). Pada keadaan ini, intensitas hujan (R2/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (2R2/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1dengan catatan intensitas hujan R1 telah selesai (tidak mengenai segmen) sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (62) = a((2R2/60)bΔ L1+ a((R2/60)bΔ L2
m. Pada tR2= 63 (waktu sampling ke-3 untuk intensitas hujan R2).
Intensitas hujan (3R2/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (2R2/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (63) = a((3R2/60)bΔ L1+ a(2R2/60)bΔ L2
n. Pada tR2= 64 (waktu sampling ke-4 untuk intensitas hujan R2).
Intensitas hujan (4R2/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (3R2/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
o. Pada tR2= 65 (waktu sampling ke-5 untuk intensitas hujan R2).
Intensitas hujan (3R2/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (2R2/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (65) = a((5R2/60)bΔ L1+ a(4R2/60)bΔ L2
p. Pada tR2= 66 (waktu sampling ke-6 untuk intensitas hujan R2).
Intensitas hujan (6R2/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (5R2/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (66) = a((6R2/60)bΔ L1+ a(5R2/60)bΔ L2
q. Prosedur yang sama dilakukan sampai tR2= 121 (waktu sampling pada menit ke-121). Pada keadaan ini, intensitas hujan (R2) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2dan intensitas hujan (R3/60) sudah mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (121) = a((R2)bΔ L2+ a((R3/60)bΔ L1
Setelah keadaan ini intensitas hujan R2 sudah tidak mengenai panjang segmen lagi atau intensitas hujan R1telah selesai dan waktu sampling menit pertama untuk intensitas hujan R3(tR3= 1).
r. Pada tR3= 122 (waktu sampling menit ke-2 untuk intensitas hujan R3). Pada keadaan ini, intensitas hujan (R3/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (2R3/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1dengan catatan intensitas hujan R1
telah selesai (tidak mengenai segmen) sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (122) = a((2R3/60)bΔ L1+ a((R3/60)bΔ L2
s. Pada tR3= 123 (waktu sampling ke-3 untuk intensitas hujan R3).
Intensitas hujan (3R3/60) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 dan intensitas hujan (2R3/60) mengenai panjang segmen yang pertama Δ L1sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (123) = a((3R3/60)bΔ L1+ a(2R3/60)bΔ L2
t. Prosedur yang sama dilakukan sampai tR3= 181 (waktu sampling pada menit ke-61). Pada keadaan ini, intensitas hujan (R3) akan bergerak ke panjang segmen yang kedua Δ L2 sehingga diperoleh redaman hujan sebesar :
A (181) = a((R3)bΔ L2
Setelah keadaan ini intensitas hujan R3 sudah tidak mengenai segmen lagi. Setelah itu, sampel redaman hujan yang diperoleh dari perhitungan di atas akan digunakan untuk menghitung nilai redaman hujan sepanjang link menggunakan persamaan (3.5) dan untuk source code
programnya dapat dilihat pada Lampiran B.