BAB 2
ALAT ALAT UKUR DAN METODE PENGUKURAN
Pengukuran dalam Hidrologi ada beberapa jenis pengukuran yaitu : 1. Pengukuran Presipitasi
2. Pengukuran Klimatologi 3. Pengukuran Aliran Air 4. Pengukuran Infiltrasi
5. Pengukuran Kelembaban Tanah (Soil Moisture) 6. Pengukuran Parameter Air Tanah
2.1. Pengukuran Presipitasi
- Presipitasi yaitu proses jatuhnya cairan dari atsmofir bumi. Dapat berwujud : 1. Presipoitasi Cair : Hujan, embun
2. Presipitasi beku : Salju, hujan es dan lain lain
- Presipitasi suatu daerah berbeda beda, faktor yang mempengaruhi presipitasi : 1. Adanya uap air di atsmosfer
2. Faktor meterorologis 3. Lokasinya
4. Rintangan yang disebabkan oleh gunbung dan lain lain - Alat pengukur hujan (rain gauge) ada 2 jenis yaitu :
1. Alat pengukur hujan biasa/manual
2. Alat pengukur hujan automatis (Automatic Rain Gauge/Recorder) - Satuan hujan : mm atau inch
- Tujuan pengukuran : mengukur banyaknya dan intensitas hujan yang turun pada permukaan datar, tanpa memperhatikan adanya infiltrasi, pengaliran atau penguapan.
- Alat Pengukur / Penakar Hujan Tipe Biasa / Manual
Alat penakar hujan manual pada dasarnya hanya berupa container atau ember yang telah diketahui diameternya. Pengukuran hujan dengan menggunakan alat ukur manual dilakukan dengan cara air hujan yang tertampung dalam tempat penampungan air hujan tersebut diukur volumenya setiap interval waktu tertentu atau setiap satu kejadian hujan. Dengan cara tersebut hanya diperoleh data curah hujan selama periode tertentu. Alat penakar hujan manual ada dua jenis, yaitu :
1. Penakar Hujan Ombrometer Biasa
Penakar hujan ini tidak dapat mencatat sendiri (non recording),bentuknya sederhana terbuat dari seng plat tingginya sekitar 60cm di cat alumunium, ada juga yang terbuat dari pipa paralon tingginya 100 cm.
Prinsip kerja Ombrometer menggunakan prinsip pembagian antara volume air hujan yang ditampung dibagi luas mulut penakar. Ombrometer biasa diletakan pada ketinggian 120-150 cm. Kemudian luas mulut penakar dihitung, volume air hujan yang tertampung juga dihitung.
Cara pengamatan:
Pengamatan dilakukan setiap hari pada pukul 07.00 waktu setempat atau pada jam-jam tertentu.
Letakan gelas penakar di bawak kran dan kran dibuka agar airnya tertampung ke dalam gelas ukur
Jika curah hujan melebihi 25mm sebelum mencapai skala 25mm kran dapat ditutup dahulu dan dilakukan pencatatan. Lalu dilanjutkan sampai air dalam baik habis dan dicatat
Pembacaan curah hujan pada gelas penakar dilakukan tepat pada dasar menikusnya
Bila dasar menikus tidak tepat pada garis skala, diambil garis skala yang terdekat dengan menikusnya
Bila dasar menikus tepat pada pertengahan antara dua garis skala, diambil atau dibaca ke angka ganjil, misal 17,5mm menjadi 17mm, 24,5 mm menjadi 25 mm.
Gambar : Penakar Hujan Ombromneter Biasa
2. Penakar Hujan Ombrometer Observatorium
Penakar hujan tipe observatorium adalah penakar hujan manual yang menggunakan gelas ukur untuk mengukur air hujan. Penakar hujan (baca: hujan buatan) ini merupakan penakar hujan yang banyak digunakan di Indonesia dan merupakan standar di Indonesia. Penakar ombrometer observatorium memiliki
kelebihan, yaitu mudah dipasang, mudah dioprasikan, dan pemeliharaanya juga relatif mudah.
Kekurangannya adalah data yang didapat hanya untuk jumlah curah hujan selama periode 24 jam, beresiko kekurasakan gelas ukur, dan resiko kesalahan pembacaan dapat terjadi saat membaca permukaan dari tinggi air di gelas ukur sehingga hasilnya dapat berbeda.
Prinsip kerja alat ini adalah:
Saat terjadi hujan (baca: jenis-jenis hujan), air masuk ke dalam corong penakar.
Air yang masuk ke dalam penakar dialirkan dan terkumpul di dalam tabung penampung.
Pada jam-jam pengamatan air hujan yang tertampung diukur dengan menggunakan gelas ukur.
Apabila jumlah curah hujan yang tertampung melebihi kapasitas gelas ukur, maka pengukuran dilakukan beberapa kali hingga air hujan yang tertampung dapat terukur semua.
Gambar : Penakar Hujan Ombrometer Observatorium
- Alat Pengukur / Penakar Hujan Hujan Outomatis
Alat ukur hujan otomatis adalah alat penakar hujan yang mekanisme pencatatan hujannya bersifat otomatis (perekam). Dengan menggunakan alat ini dapat mengukur curah hujan tinggi maupun rendah (baca: manfaat curah hujan tinggi bagi kehidupan manusia ) selang periode waktu tertentu juga dapat dicatat lamanya waktu hujan. Dengan demikian besarnya intensitas curah hujan dapat ditentukan.
Pada dasarnya alat hujan otomatis ini sama dengan alat pengukur manual yang terdiri dari tiga komponen yaitu corong, bejana pengumpul dan alat ukur.
Perbedaanya terletak pada komponen bejana dan alat ukurnya dibuat secara khusus.
Alat Penakar hujan otomatis diantaranya:
1. Penakar Hujan Tipe Hellman
Pada umumnya penakar hujan tipe Hellman yang dipakai oelh BMKG yaitu Rain Fues yang diimpor dari Jerman, walaupun ada penakar tipe ini yang buatan dalam negeri.
Cara kerja penakar hujan tipe ini yaitu:
Jika hujan turun, air hujan masuk memalui corong, kemudian terkumpul dalam tabung tempat pelampung
Air hujan ini menyebabkan pelampung serta tangkainya terangkat atau naik ke atas
Pada tangkai pelampung terdapat tongkat pena yang gerakannya selalu mengikuti tangkai pelampung
Gerakan pena dicatat pada pias
Jika air di tabung hampir penuh, pena akan mencapai tempat teratas pada pias
Setelah air mencapai lengkungan selang gelas, maka berdasarkan sistem siphon otomatis air dalam tabung akan keluar sampai ketinggian ujung selang dan tabung.
Bersamaan dengan keluarnya air tangki pelampung dan pena turun dan menggoreskan garis vertikal.
Jika hujan masih turun, maka pelampung akan naik kembali
Curah hujan dihitung dengan menghitung garis-garis vertikal Gambar : Penakar Hujan Tipe Hellman
2. Penakar Hujan Tipe Bendix
Penakar hujan otomatis yang lainnya yaitu tipe bendix yang sekilas terlihat seperti tiang bendera namun ini merupakan salah satu penakar hujan otomatis yang cara kerjanya cukup simple.
Cara kerja penakar hujan tipe bendix ini adalah:
Penakar hujan tipe bekerja dengan cara menimbang air hujan (baca: fungsi air hujan)
Air hujan ditampung dalam timbangan yang sudah disediakan.
Melalui cara mekanis hasil dari timbangan ini ditransfer melalui jarum petunjuk berpena.
Maka akan diketahui curah hujan melalui penimbangan air yang ditransferkan dari jarum petunjuk ke dalam kertas pias
Gambar : Penakar Hujan Tipe Bendix
3. Penakar Hujan Tipe Tilting Siphon
Ada pula penakar hujan otomatis tipe tilting siphon. Alar ini mengukur curah hujan dari intensitas hujan secara kontinyu.
Cara kerja dari penakar hujan tipe ini adalah:
Prinsip kerja alat tipe siphon ini yaitu air hujan (baca: hujan buatan, hujan asam) ditampung di dalam tabung penampung
Bila penampung penuh maka tabung menjadi miring
Siphon mulai bekerja mengeluarkan air dalam tabung ketika penampun dalam keadaan penuh
Setiap pergerakan air dalam tabung tercatat pada pias sama seperti alat penakar hujan otomatis lainnya
Maka dapat diketahui curah hujan yang terkumpul dari pergerakan airnya
Biasanya waktu pengukurannya dilakukan selama 24 jam dan akan di cek setiap harinya dalam waktu yang tidak sama.
Gambar : Penakar Hujan Tipe Tilting Siphon
4. Penakar Hujan Tipping Bucket
Pengukuran yang dilakukan dengan tipping bucket cocok untuk akumulasi hujan yang berjumlah di atas 200 mm/jam atau lebih.
Prinsip kerjanya sederhana, yaitu:
Air hujan akan masuk melalui corong penakar, dan kemudian mengalir untuk mengisi bucket.
Setiap jumlah air hujan yang masuk sebanyak 0.5 mm atau sejumlah 20 ml maka bucket akan berjungkit dimana bucket yang satunya akan dan siap untuk menerima air hujan yang masuk berikutnya.
Pada saat bucket berjungkit inilah pena akan menggores pias 0.5 skala (0.5
mm).Pena akan menggores pias dengan gerakan naik dan turun.
Dari goresan pena pada skala pias dapat diketahui jumlah curah hujannya.
Gambar : Penakar Hujan Tipping Bucket
5. Penakar Hujan Tipe Floating Bucket
Penakar hujan otomatis lainnya adalah penakar hujan tipe floating bucket.
Penakar hujan tipe ini digunakan untuk memfasilitasi perekaman hujan jarak jauh.
Prinsip mekanisme kerja alat penakar hujan otomatis floating bucket adalah:
Corong menerima air hujan, yang dikumpulkan dalam wadah persegi panjang.
Dengan memanfaatkan gerakan naik pelampung yang ada dalam bejana akibat tertampungnya hujan.
Pelampung ini berhubungan dengan sistem pena perekam di atas kertas berskala yang menghasilkan rekaman data hujan.
Alat ini dilengkapi dengan sistem pengurasan otomatis
Pada saat air hujan yang tertampung mencapai kapasitas penerimaanya akan dikeluarkan dari bejana dan pena akan kembali pada posisi dasar kertas rekaman data hujan.
Gambar : Penakar Hujan Tipe Floating Bucket
6. Penakar Hujan Tipe Weighing Bucket
Jenis alat penakar hujan ini terdiri dari corong penangkap air hujan yang ditempatkan dia atas ember penampung air yang terletak di atas timbangan yang dilengkapi dengan alat pencatat otomatis.
Cara kerja alat ini adalah:
Alat pencatat otomatis pada timbangan dihubungkan ke permukaan kertas grafik yang tergulung pada sebuah kaleng silinder.
Dengan demikian setiap terjadi hujan, air hujan tertampung oleh corong akan dialirkan ke dalam ember yang terletak di atas timbangan.
Setiap ada penambahan air hujan ke dalam ember dapat tercatat pada kertas grafik.
Setiap periode waktu tertentu gulungan kertas dilepaskan untuk dianalisis.
Gambar : Penakar Hujan Tipe Weighing Bucket
7. Penakar Hujan Tipe Optical
Penakar hujan tipe optical memiliki sensor untuk menangkap curah hujan sehigga disebut juga sebagai optical sensor. Penakar hujan ini bekerja dengan
sensor lokal karena baru terekam ketika hujan mengenai sensor yang terpasang.
Cara kerja dari penakar hujan tipe optical adalah:
Penakar hujan tipe ini memiliki beberapa saluran.
Di setiap saluran terdapat diode laser dan photoresistor detector untuk mendeteksi gambar yang terekam oleh sensor.
Saat air (baca: ekosistem air) telah terkumpul untuk membuat single drop lalu jatuh ke batang laser.
Sensor diatur di angle yang tepat sehingga laser bisa langsung mendeteksi seperti lampu flash.
Flash dari photodeterctor ini bisa dibaca dan dikirim ke recorder.
Gambar : Penakar Hujan Tipe Optical
2.2. Pengukuran Klimatologi
- Di dalam suatu stasiun klimatologi sering ditemui alat alat pengukur cuaca, yaitu : 1. Pengukuran lama penyinaran matahari
2. Pengukuran temperature udara 3. Pengukuran kelembaban udara 4. Pengukuran Kecepatan angina
5. Pengukuran Evaporasi dan transpirasi
- Pengukuran Lama Penyinaran Matahari
Untuk mengukur lama penyinaran matahari digunakan alat yang disebut “Campbell stokes Recorder”. Alat ini dipasang di atas pasangan bata. Alat ini terdiri dari bola gelas padat dengan diameter 4 inchi (= 10,1 cm) yang dipasang konsentris didalam suatu bidang cekung, berbentuk bola dengan diameter sedemikian rupa sehingga sinar matahari di fokuskan dengan tajam. Kartu dipasang di dalam saluran di bidang cekung. Sinar matahari yang di fokuskan akan membakar kartu dan membentuk tanda.
Gambar : Campbell stokes Recorder
- Pengukuran Temperatur Udara
Temperatur udara harus diukur 2 meter diatas permukaan tanah/air.
Pengamatan/pencatatan harus dilakukan secara terus menerus, namun bila tidak maka dapat dilakukan dengan interval waktu 1 jam, 2 jam atau 6 jam. Ini sudah dianggap cukup dapat mewakili.
Dalam mengukur temperature udara, thermometer harus terlindung dari sinar matahari dengan udara bebas keluar masuk (pertukaran udara bisa bebas.
Pengukurab temperature udara dan radiasi matahari biasanya dilakuakn pada lokasi yang sama. Temperatur udara di ukur engan sepasang thermometer (maksimum dan minimum) yang dipasang dalam sangkar meteo. Temperatur maksimum dapat mencatat temperature tertinggi dalam hari itu, hal ini dikarenakan adanya penyempitan pada pipa kapiler diatas bejana / bola air raksa.
Air raksa dalam bola / bejana yang berkembang akibat suhu udara naik, akan terdorong keluar melalui bagian penyempitan ke pipa kapiler. Keadaan ini tidak dapat kembali walaupun suhu udara menurun.
Temperatir minimum bersisi cairan alcohol dengan bejana alcohol berbentuk garpu atau bola dapat menunjukkan suhu minimum selama waktu pemasangan sampai pembacaan dilakukan.
Rumus Temperatur rata rata harian =
(Temperatur Maksimum + Tem[peratur Minim) : 2
- Pengukur Kelembaban Udara
Kelembaban udara adalah banyak kandungan uap air di atsmosfer . Dimana udara di atsposfer campuran dari udara kering dan uap air. Kelembaban udara merupakan
tingkat kebasahan udara karena dalam udara ada air yang dalam bentuk uap air. Alat untuk mengukur kelembaban udara dsb Higrometer
Kelembaban udara di suatu tempat berbeda beda, hal ini dipengaruhi oleh jumlah radiasi yang dipancarkan matahari yg diterima bumi, pengaruh dari daratan atau lautan, pengaruh ketinggian dan pengaruh angina.
Kelembaban adan 3 jenis yaitu : a. Kelembaban spesifik b. Kelembaban Mutlak
c. Kelembaban nisbi (relative humidity)
