Hidrologi

Hidrologi

Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani: Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, “ilmu air”) adalah cabang ilmu Geografi yang mempelajari pergerakan, distribusi, dan kualitas air di seluruh Bumi, termasuk siklus hidrologi dan sumber daya air. Orang yang ahli dalam bidang hidrologi disebut hidrolog, bekerja dalam bidang ilmu bumi dan ilmu lingkungan, serta teknik sipil dan teknik lingkungan.

Kajian ilmu hidrologi meliputi hidrometeorologi(air yang berada di udara dan berwujud gas), potamologi(aliran permukaan), limnologi (air permukaan yang relatif tenang seperti danau; waduk) geohidrologi(air tanah), dan kriologi(air yang berwujud padat seperti es dan salju) dan kualitas air. Penelitian Hidrologi juga memiliki kegunaan lebih lanjut bagi teknik lingkungan, kebijakan lingkungan, serta perencanaan. Hidrologi juga mempelajari perilaku hujan terutama meliputi periode ulang curah hujan karena berkaitan dengan perhitungan banjir serta rencana untuk setiap bangunan teknik sipil antara lain bendung, bendungan dan jembatan.

 

Jenis/Macam Siklus Hidrologi / Siklus Air Pendek, Sedang & Panjang Di Bumi

Air adalah sesuatu yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup di bumi. Secara umum banyaknya air yang ada di planet ini adalah sama walaupun manusia, binatang dan tumbuhan banyak menggunakan air untuk kebutuhan hidupnya. Jumlah air bersih sepertinya tidak terbatas, namun sebenarnya air mengalami siklus hidrologi di mana air yang kotor dan bercampur dengan banyak zat dibersihkan kembali melalui proses alam.

Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.

Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:

  • Evaporasi / transpirasi – Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es.
  • Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah – Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
  • Air Permukaan – Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.

Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sisten Daerah Aliran Sungai (DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya.

Proses siklus hidrologi berlangsung terus-menerus yang membuat air menjadi sumber daya alam yang terbaharui. Jumlah air di bumi sangat banyak baik dalam bentuk cairan, gas / uap, maupun padat / es. Jumlah air seakan terlihat semakin banyak karena es di kutub utara dan kutub selatan mengalami pencairan terus-meners akibat pemanasan global bumi sehingga mengancam kelangsungan hidup manusia di bumi.

Macam-Macam dan Tahapan Proses Siklus Hidrologi :

A. Siklus Pendek / Siklus Kecil
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan
3. Turun hujan di permukaan laut

B. Siklus Sedang
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi
3. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat
4. Pembentukan awan
5. Turun hujan di permukaan daratan
6. Air mengalir di sungai menuju laut kembali

C. Siklus Panjang / Siklus Besar
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Uap air mengalami sublimasi
3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es
4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat
5. Pembentukan awan
6. Turun salju
7. Pembentukan gletser
8. Gletser mencair membentuk aliran sungai
9. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut

Reference:

Irigasi

IRIGASI

 

Irigasi merupakan upaya yang dilakukan manusia untuk mengairi lahan pertanian. Dalam dunia modern, saat ini sudah banyak model irigasi yang dapat dilakukan manusia. Pada zaman dahulu, jika persediaan air melimpah karena tempat yang dekat dengan sungai atau sumber mata air, maka irigasi dilakukan dengan mengalirkan air tersebut ke lahan pertanian. Namun demikian, irigasi juga biasa dilakukan dengan membawa air dengan menggunakan wadah kemudian menuangkan pada tanaman satu per satu. Untuk irigasi dengan model seperti ini di Indonesia biasa disebut menyiram.
Sebagaimana telah diungkapkan, dalam dunia modern ini sudah banyak cara yang dapat dilakukan untuk melakukan irigasi dan ini sudah berlangsung sejak Mesir Kuno.

 

Jenis Irigasi

Irigasi Permukaan

Irigasi Permukaan merupakan sistem irigasi yang menyadap air langsung di sungai melalui bangunan bendung maupun melalui bangunan pengambilan bebas (free intake) kemudian air irigasi dialirkan secara gravitasi melalui saluran sampai ke lahan pertanian. Di sini dikenal saluran primer, sekunder, dan tersier. Pengaturan air ini dilakukan dengan pintu air. Prosesnya adalah gravitasi, tanah yang tinggi akan mendapat air lebih dulu.

Irigasi Lokal

Sistem ini air distribusikan dengan cara pipanisasi. Di sini juga berlaku gravitasi, di mana lahan yang tinggi mendapat air lebih dahulu. Namun air yang disebar hanya terbatas sekali atau secara lokal.

Irigasi dengan Penyemprotan

Penyemprotan biasanya dipakai penyemprot air atau sprinkle. Air yang disemprot akan seperti kabut, sehingga tanaman mendapat air dari atas, daun akan basah lebih dahulu, kemudian menetes ke akar.

Irigasi Tradisional dengan Ember

Di sini diperlukan tenaga kerja secara perorangan yang banyak sekali. Di samping itu juga pemborosan tenaga kerja yang harus menenteng ember.

Irigasi Pompa Air

Air diambil dari sumur dalam dan dinaikkan melalui pompa air, kemudian dialirkan dengan berbagai cara, misalnya dengan pipa atau saluran. Pada musim kemarau irigasi ini dapat terus mengairi sawah.

Irigasi Tanah Kering dengan Terasisasi

Di Afrika yang kering dipakai sustem ini, terasisasi dipakai untuk distribusi air.

 

Pengalaman Penerapan Jenis Irigasi Khusus

Irigasi Pasang-Surut di Sumatera, Kalimantan, dan Papua

Dengan memanfaatkan pasang-surut air di wilayah Sumatera, Kalimantan, dan Papua dikenal apa yang dinamakan Irigasi Pasang-Surat (Tidal Irrigation). Teknologi yang diterapkan di sini adalah: pemanfaatan lahan pertanian di dataran rendah dan daerah rawa-rawa, di mana air diperoleh dari sungai pasang-surut di mana pada waktu pasang air dimanfaatkan. Di sini dalam dua minggu diperoleh 4 sampai 5 waktu pada air pasang. Teknologi ini telah dikenal sejak Abad XIX. Pada waktu itu, pendatang di Pulau Sumatera memanfaatkan rawa sebagai kebun kelapa. Di Indonesia terdapat 5,6 juta Ha dari 34 Ha yang ada cocok untuk dikembangkan. Hal ini bisa dihubungkan dengan pengalaman Jepang di Wilayah Sungai Chikugo untuk wilayah Kyushu, di mana di sana dikenal dengan sistem irigasi Ao-Shunsui yang mirip.

Irigasi Tanah Kering atau Irigasi Tetes

Di lahan kering, air sangat langka dan pemanfaatannya harus efisien. Jumlah air irigasi yang diberikan ditetapkan berdasarkan kebutuhan tanaman, kemampuan tanah memegang air, serta sarana irigasi yang tersedia.

Ada beberapa sistem irigasi untuk tanah kering, yaitu:

  • (1) irigasi tetes (drip irrigation),
  • (2) irigasi curah (sprinkler irrigation),
  • (3) irigasi saluran terbuka (open ditch irrigation), dan
  • (4) irigasi bawah permukaan (subsurface irrigation).

Untuk penggunaan air yang efisien, irigasi tetes  merupakan salah satu alternatif. Misal sistem irigasi tetes adalah pada tanaman cabai.

Ketersediaan sumber air irigasi sangat penting. Salah satu upaya mencari potensi sumber air irigasi adalah dengan melakukan deteksi air bawah permukaan (groundwater) melalui pemetaan karakteristik air bawah tanah. Cara ini dapat memberikan informasi mengenai sebaran, volume dan kedalaman sumber air untuk mengembangkan irigasi suplemen.

Deteksi air bawah permukaan dapat dilakukan dengan menggunakan Terameter.

Pengalaman Sistem Irigasi Pertanian di Niigata Jepang

Sistem irigasi pertanian milik Mr. Nobutoshi Ikezu di Niigata Prefecture. Di sini terlihat adanya manajemen persediaan air yang cukup pada pengelolaan pertaniannya. Sekitar 3 km dari tempat tersebut tedapat sungai besar yang debit airnya cukup dan tidak berlebih. Air sungai dinaikan ke tempat penampungan air menggunakan pompa berkekuatan besar. Air dari tempat penampungan dialirkan menggunakan pipa-pipa air bawah tanah berdiameter 30 cm ke pertanian di sekitarnya. Pada setiap pemilik sawah terdapat tempat pembukaan air irigasi tersebut. Pembagian air ini bergilir berselang sehari, yang berarti sehari keluar, sehari tutup. Penggunaannya sesuai dengan kebutuhan sawah setempat yang dapat diatur menggunakan tuas yang dapat dibuka tutup secara manual. Dari pintu pengeluaran air tersebut dialirkan ke sawahnya melalui pipa yang berada di bawah permukaan sawahnya. Kalau di tanah air kita pada umumnya air dialirkan melalui permukaan sawah. Sedangkan untuk mengatur ketinggian air dilakukan dengan cara menaikan dan menurunkan penutup pintu pembuangan air secara manual. Pembuangan air dari sawah masuk saluran irigasi yang terbuat dari beton sehingga air dengan mudah kembali ke sungai kecil, tanpa merembes terbuang ke bawah tanah. Pencegahan perembesan air dilakukan dengan sangat efisien.

Pengalaman Irigasi Perkebunan Kelapa Sawit

Ketersediaan air merupakan salah satu faktor pembatas utama bagi produksi kelapa sawit. Kekeringan menyebabkan penurunan laju fotosintesis dan distribusi asimilat terganggu, berdampak negatif pada pertumbuhan tanaman baik fase vegetatif maupun fase generatif. Pada fase vegetatif kekeringan pada tanaman kelapa sawit ditandai oleh kondisi daun tombak tidak membuka dan terhambatnya pertumbuhan pelepah. Pada keadaan yang lebih parah kekurangan air menyebabkan kerusakan jaringan tanaman yang dicerminkan oleh daun pucuk dan pelepah yang mudah patah. Pada fase generatif kekeringan menyebabkan terjadinya penurunan produksi tanaman akibat terhambatnya pembentukan bunga, meningkatnya jumlah bunga jantan, pembuahan terganggu, gugur buah muda, bentuk buah kecil dan rendemen minyak buah rendah.

Manajemen irigasi perkebunan kelapa sawit, yaitu: membuat bak pembagi, pembangunan alat pengukur debit manual di jalur sungai, membuat jaringan irigasi di lapang untuk meningkatkan daerah layanan irigasi suplementer bagi tanaman kelapa sawit seluas kurang lebih 1 ha, percobaan lapang untuk mengkaji pengaruh irigasi suplementer (volume dan waktu pemberian) terhadap pertumbuhan vegetatif kelapa sawit dan dampak peningkatan aliran dasar (base flow) terhadap performa kelapa sawit pada musim kemarau, identifikasi lokasi pengembangan dan membuat untuk 4 buah Dam Parit dan upscalling pengembangan dam parit di daerah aliran sungai.

RADAR

RADAR

Radar ( Radio Detection and Ranging) adalah suatu sistem gelombang elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat terbang, berbagai kendaraan bermotor dan informasi cuaca (hujan).

Panjang gelombang yang dipancarkan radar adalah beberapa milimeter hingga satu meter. Gelombang radio/sinyal yang dipancarkan dan dipantulkan dari suatu benda tertentu akan ditangkap oleh radar. Dengan menganalisa sinyal yang dipantulkan tersebut, pemantul sinyal dapat ditentukan lokasinya dan kadang-kadang dapat juga ditentukan jenisnya. Meskipun sinyal yang diterima relatif lemah/kecil, namun radio sinyal tersebut dapat dengan mudah dideteksi dan diperkuat oleh radar.

Sejarah

Seorang ahli fisika Inggris bernama James Clerk Maxwell mengembangkan dasar-dasar teori tentang elektromagnetik pada tahun 1865. Setahun kemudian, seorang ahli fisika asal Jerman bernama Heinrich Rudolf Hertz berhasil membuktikan teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik dengan menemukan gelombang elektromagnetik itu sendiri.

Pendeteksian keberadaan suatu benda dengan menggunakan gelombang elektromagnetik pertama kali diterapkan oleh Christian Hülsmeyer pada tahun 1904. Bentuk nyata dari pendeteksian itu dilakukan dengan memperlihatkan kebolehan gelombang elektromagnetik dalam mendeteksi kehadiran suatu kapal pada cuaca yang berkabut tebal. Namun di kala itu, pendeteksian belum sampai pada kemampuan mengetahui jarak kapal tersebut.

Di tahun 1921, Albert Wallace Hull menemukan magnetron sebagai tabung pemancar sinyal/transmitter yang efisien. Kemudian transmitter berhasil ditempatkan pada kapal kayu dan pesawat terbang untuk pertama kalinya secara berturut-turut oleh A. H. Taylor dan L. C. Young di tahun 1922 dan L. A. Hyland dari Laboratorium Riset kelautan Amerika Serikat di tahun 1930.

Istilah radar sendiri pertama kali digunakan pada tahun 1941, menggantikan istilah dari singkatan Inggris RDF (Radio Directon Finding), namun perkembangan radar itu sendiri sudah mulai banyak dikembangkan sebelum Perang Dunia II oleh ilmuwan dari Amerika, Jerman, Prancis dan Inggris. Dari sekian banyak ilmuwan, yang paling berperan penting dalam pengembangan radar adalah Robert Watson-Watt asal Skotlandia, yang mulai melakukan penelitiannya mengenai cikal bakal radar pada tahun 1915. Di tahun 1920-an, ia bergabung dengan bagian radio National Physical Laboratory. Di tempat ini, ia mempelajari dan mengembangkan peralatan navigasi dan juga menara radio. Watson-Watt menjadi salah satu orang yang ditunjuk dan diberikan kebebasan penuh oleh Kementrian Udara dan Kementrian Produksi Pesawat Terbang untuk mengembangkan radar. Watson-Watt kemudian menciptakan radar yang dapat mendeteksi pesawat terbang yang sedang mendekat dari jarak 40 mil (sekitar 64 km). Dua tahun berikutnya, Inggris memiliki jaringan stasiun radar yang berfungsi untuk melindungi pantainya.

Pada awalnya, radar memiliki kekurangan, yakni gelombang elektromagnetik yang dipancarkannya terpancar di dalam gelombang yang tidak terputus-putus. Hal ini menyebabkan radar mampu mendeteksi kehadiran suatu benda, namun tidak pada lokasi yang tepat. Terobosan pun akhirnya terjadi di tahun 1936 dengan pengembangan radar berdenyut (pulsed). Dengan radar ini, sinyal diputus secara berirama sehingga memungkinkan untuk mengukur antara gema untuk mengetahui kecepatan dan arah yang tepat mengenai target.

Sementara itu, terobosan yang paling signifikan terjadi di tahun 1939 dengan ditemukannya pemancar gelombang mikro berkekuatan tinggi yang disempurnakan. Keunggulan dari pemancar ini adalah ketepatannya dalam mendeteksi keberadaan sasaran, tidak peduli dalam keadaan cuaca apapun. Keunggulan lainnya adalah bahwa gelombang ini dapat ditangkap menggunakan antena yang lebih kecil, sehingga radar dapat dipasang di pesawat terbang dan benda-benda lainnya. Hal ini yang pada akhirnya membuat Inggris menjadi lebih unggul dibandingkan negara-negara lainnya di dunia. Di tahun-tahun berikutnya, sistem radar berkembang lebih pesat lagi, baik dalam hal tingkat resolusi dan portabilitas yang lebih tinggi, maupun dalam hal peningkatan kemampuan sistem radar itu sendiri sebagai pertahanan militer.

Konsep

Konsep radar adalah mengukur jarak dari sensor ke target. Ukuran jarak tersebut didapat dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang elektromagnetik selama penjalarannya mulai dari sensor ke target dan kembali lagi ke sensor.

Klasifikasi

Berdasarkan bentuk gelombang

  • Continuous Wave/CW (Gelombang Berkesinambungan), merupakan radar yang menggunakan transmitter dan antena penerima (receive antenna) secara terpisah, di mana radar ini terus menerus memancarkan gelombang elektromagnetik. Radar CW yang tidak termodulasi dapat mengukur kecepatan radial target serta posisi sudut target secara akurat. Radar CW yang tidak termodulasi biasanya digunakan untuk mengetahui kecepatan target dan menjadi pemandu rudal (missile guidance).
  • Pulsed Radars/PR (Radar Berdenyut), merupakan radar yang gelombang elektromagnetiknya diputus secara berirama. Frekuensi denyut radar (Pulse Repetition Frequency/PRF) dapat diklasifikasikan menjadi 3 bagian, yaitu PRF high, PRF medium dan PRF low.

Jenis

Doppler Radar

Doppler radar merupakan jenis radar yang mengukur kecepatan radial dari sebuah objek yang masuk ke dalam daerah tangkapan radar dengan menggunakan Efek Doppler. Hal ini dilakukan dengan memancarkan sinyal microwave (gelombang mikro) ke objek lalu menangkap refleksinya, dan kemudian dianalisis perubahannya. Doppler radar merupakan jenis radar yang sangat akurat dalam mengukur kecepatan radial. Contoh Doppler radar adalah Weather Radar yang digunakan untuk mendeteksi cuaca.

Bistatic Radar

Bistatic radar merupakan suatu jenis sistem radar yang komponennya terdiri dari pemancar sinyal (transmitter) dan penerima sinyal (receiver), di mana kedua komponen tersebut terpisah. Kedua komponen itu dipisahkan oleh suatu jarak yang dapat dibandingkan dengan jarak target/objek. Objek dapat dideteksi berdasarkan sinyal yang dipantulkan oleh objek tersebut ke pusat antena. Contoh Bistatic radar adalah Passive radar. Passive radar adalah sistem radar yang mendeteksi dan melacak objek dengan proses refleksi dari sumber non-kooperatif pencahayaan di lingkungan, seperti penyiaran komersial dan sinyal komunikasi.

Sistem radar

Ada tiga komponen utama yang tersusun di dalam sistem radar, yaitu antena, transmitter (pemancar sinyal) dan receiver (penerima sinyal) .

Antena

Antena yang terletak pada radar merupakan suatu antena reflektor berbentuk piring parabola yang menyebarkan energi elektromagnetik dari titik fokusnya dan dipantulkan melalui permukaan yang berbentuk parabola. Antena radar memiliki du akutub (dwikutub). Input sinyal yang masuk dijabarkan dalam bentuk phased-array (bertingkat atau bertahap). Ini merupakan sebaran unsur-unsur objek yang tertangkap antena dan kemudian diteruskan ke pusat sistem radar.

Pemancar sinyal (transmitter)

Pada sistem radar, pemancar sinyal (transmitter) berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik melalui reflektor antena. Hal ini dilakukan agar sinyal objek yang berada didaerah tangkapan radar dapat dikenali. Pada umumnya, transmitter memiliki bandwidth dengan kapasitas yang besar. Transmitter juga memiliki tenaga yang cukup kuat, efisien, bisa dipercaya, ukurannya tidak terlalu besar dan tidak terlalu berat, serta mudah dalam hal perawatannya.

Penerima sinyal (receiver)

Pada sistem radar, penerima sinyal (receiver) berfungsi sebagai penerima kembali pantulan gelombang elektromagnetik dari sinyal objek yang tertangkap oleh radar melalui reflektor antena. Pada umumnya, receiver memiliki kemampuan untuk menyaring sinyal yang diterimanya agar sesuai dengan pendeteksian yang diinginkan, dapat memperkuat sinyal objek yang lemah dan meneruskan sinyal objek tersebut ke pemroses data dan sinyal (signal and data processor), dan kemudian menampilkan gambarnya di layar monitor (display).

Selain tiga komponen di atas, sistem radar juga terdiri dari beberapa komponen pendukung lainnya, yaitu

  • Waveguide, berfungsi sebagai penghubung antara antena dan transmitter.
  • Duplexer, berfungsi sebagai tempat pertukaran atau peralihan antara antena dan penerima atau pemancar sinyal ketika antena digunakan dalam kedua situati tersebut.
  • Software, merupakan suatu bagian elektronik yang berfungsi mengontrol kerja seluruh perangkat dan antena ketika melakukan tugasnya masing-masing.

Prinsip pengoperasian radar

Umumnya, radar beroperasi dengan cara menyebarkan tenaga elektromagnetik terbatas di dalam piringan antena. Tujuannya adalah untuk menangkap sinyal dari benda yang melintas di daerah tangkapan antena yang bersudut 20o – 40o. Ketika ada benda yang masuk ke dalam daerah tangkapan antena tersebut, maka sinyal dari benda tersebut akan ditangkap dan diteruskan ke pusat sitem radar untuk kemudian diproses sehingga benda tersebut nantinya akan tampak dalam layar monitor/display.

Referensi

  • Philbin,Tom.2005.100 Penciptaan Terbesar Sepanjang Masa.Batam:Kharisma Publishing.
  • Wickens,Christopher D..1998.The Future of Air Traffic Control:Human Operators and Automation.Washington DC:National Academy Press EY6016.
  • Skolnik,Merrill.1990.Radar Handbook Second Edition.United States:McGraw-Hill,Inc.
  • Raemer,Harold R..1997.Radar Systems Principles.Florida:CRC Press LLC.

Wikipedia Indonesia

Optika Fisis

OPTIKA FISIS

Optika fisis atau optika gelombang (en:physical optics) adalah cabang studi cahaya yang mempelajari sifat-sifat cahaya yang tidak terdefinisikan oleh optik geometris dengan pendekatan sinarnya. Definisi sifat cahaya dalam optik fisis dilakukan dengan pendekatan frekuensi tinggi (Inggris:high frequency approximation atau short wave approximation). Teori pertama dicetuskan oleh Robert Hooke pada sekitar tahun 1660. Christiaan Huygens menyusul dengan Treatise on light pada tahun 1690 yang dikerjakannya semenjak tahun 1678. Cahaya didefinisikan sebagai emisi deret gelombang ke segala arah dalam medium yang disebut Luminiferous ether. Karena gelombang tidak terpengaruh oleh medan gravitasi, cahaya diasumsikan bergerak lebih lamban ketika merambat melalui medium yang lebih padat.

Padan tahun 1746, Leonhard Euler dengan Nova theoria lucis et colorum mengatakan bahwa difraksi dapat dijelaskan dengan lebih mudah secara teori gelombang.

Pada sekitar tahun 1800, Thomas Young menyatakan bahwa gelombang cahaya dapat saling berinterferensi, dapat dipolarisasi, mempunyai warna sesuai dengan panjang gelombangnya dan menjelaskan color vision dalam konteks reseptor tiga warna pada mata. Pada tahun 1817, Augustin Jean Fresnel membuat presentasi teori gelombang dengan perhitungan matematis di Académie des Sciences yang kemudian dikenal dengan persamaan Fresnel. Simeon Denis Poisson menambahkan perhitungan matematis yang melemahkan teori partikel Newton. Pada tahun 1921, Fresnel menunjukkan metode matematis bahwa polarisasi hanya dapat dijelaskan oleh teori gelombang, karena gelombang merambat tanpa vibrasi longitudinal. Kelemahan teori gelombang hanya karena gelombang membutuhkan medium untuk merambat, hipotesa substansi Luminiferous ether diajukan, namun digugurkan oleh percobaan Michelson-Morley. Pada saat Léon Foucault berhasil mengukur kecepatan cahaya dengan cukup akurat pada tahun 1850, hasil percobaannya menggugurkan teori partikel cahaya yang menyatakan bahwa partikel cahaya mempunyai kecepatan lebih tinggi dalam medium yang lebih padat, dan mengukuhkan teori gelombang cahaya yang menyatakan sebaliknya.

Pada tahun 1845, Michael Faraday menemukan bukti relasi antara cahaya dengan medan elektromagnetik pada percobaan rotasi Faraday.Serangkaian percobaan Faraday berikutnya menginspirasi James Clerk Maxwell dengan On Physical Lines of Force pada tahun 1862, A Treatise on Electricity and Magnetism pada tahun 1873 dengan penjabaran matematis yang disebut persamaan Maxwell. Segera setelah itu, Heinrich Hertz mengukuhkan teori Maxwell dengan serangkaian percobaan pada gelombang radio. Penemuan kedua tokoh tersebut mengakhiri era optika klasik dan membuka lembaran baru pengembangan radio modern, radar, televisi, citra elektromagnetik, komunikasi nirkabel dll.

Interferensi

Interferensi adalah penjumlahan superposisi dari dua gelombang cahaya atau lebih yang menimbulkan pola gelombang yang baru. Interferensi mengacu kepada interaksi gelombang yang saling berkorelasi dan koheren satu sama lain, karena cahaya tersebut berasal dari sumber yang sama atau mempunyai frekuensi yang serupa. Dengan mengabaikan efek optik non linear, dua buah gelombang cahaya dengan frekuensi yang sama dapat berinterferensi satu sama lain dengan konstruktif atau destruktif, bergantung pada posisi fasa gelombang tersebut. Interferensi gelombang cahaya merupakan salah satu bentuk superposisi. Dalam matematika, superposisi adalah bentuk fungsi penjumlahan (Inggris:additivity) bidang linear.

Difraksi

Difraksi merupakan suatu fenomena gelombang yang terjadi sebagai respon gelombang terhadap halangan yang berada pada arah rambatnya. Pada gelombang cahaya, difraksi adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan respon cahaya dengan sinar yang melengkung mengitari halangan kecil pada arah rambatnya, dan radiasi gelombang yang menyebar keluar dari sebuah rana/celah kecil(bahasa inggris:slit).

Fenomena difraksi pertama kali dijelaskan oleh Francesco Maria Grimaldi pada tahun 1665 dengan nama Latin diffringere yang berarti to break into pieces[5][6] dengan penjabaran sifat gelombang yang dapat terurai menjadi potongan-potongan gelombang. Potongan-potongan gelombang ini dapat bergabung kembali dalam suatu resolusi optis.

Dispersi

Dispersi sering juga disebut chromatic dispersion merupakan suatu fenomena saat kecepatan fasa suatu gelombang bergantung kepada frekuensinya atau pada saat kecepatan grup gelombang tersebut bergantung pada frekuensi. Dispersi terjadi karena cahaya dengan berbagai macam frekuensi mempunyai kecepatan fasa yang berbeda-beda, hal ini dapat disebabkan oleh dispersi material dan dispersi pandu gelombang

Dispersi material terjadi karena adanya perbedaan tanggapan medium terhadap frekuensi cahaya yang melaluinya, misalnya fenomena color fringe pada fotografi akibat perbedaan indeks bias lensa terhadap cahaya yang melaluinya, fenomena separasi warna pada prisma yang membentuk pola warna pelangi,Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Nila, Ungu.

Salah satu bentuk dispersi material yang paling umum adalah nisbah terbalik antara indeks bias dan panjang gelombang, yang dapat diamati pada umumnya materi transparan dielektrik yang tidak menyerap cahaya, disebut normal dispersion. Pada medium dengan indeks bias berbanding lurus terhadap panjang gelombang, cahaya akan diserap oleh medium, disebut anomalous dispersion.[8][9]

Dispersi pandu gelombang terjadi pada saat cepat rambat gelombang di dalam sebuah pandu gelombang (misalnya serat optik) bergantung frekuensinya, karena struktur geometris medium.

Hamburan adalah proses fisis bentuk radiasi, seperti cahaya atau suara, yang terdeviasi dari arah rambatnya akibat adanya ketidakteraturan di dalam medium rambat. Ketidakteraturan medium dapat berupa partikel, gelembung udara dalam air, tetes air, fluktuasi kepadatan medium cair (fluid), cacat pada padatan kristal, kekasaran permukaan, sel organisme, dan serat tekstil pakaian. Keteraturan struktur medium yang mendeviasi arah rambat cahaya disebut dispersi pandu gelombang.

Polarisasi

Polarisasi adalah orientasi gelombang. Pada cahaya terdapat 3 jenis polarisasi, osilasi gelombang cahaya dapat berorientasi pada satu arah (linear polarization) atau ber-rotasi bersamaan dengan arah rambatnya (circular atau elliptical polarization). Circular polarization dapat berputar searah atau berlawanan jarum jam, arah polarisasi disebut wave chirality.

Reference

  1. David Cassidy, Gerald Holton, James Rutherford (2002). Understanding Physics. Birkhäuser. ISBN 0387987568. http://books.google.com/books?id=rpQo7f9F1xUC&pg=PA382.
  2. Longair, Malcolm. Theoretical Concepts in Physics (2003) p. 87.
  3. H. D. Young (1992). University Physics 8e. Addison-Wesley. ISBN 0201529815. Chapter 37
  4. Dietrich Zawischa. “Optical effects on spider webs”. http://www.itp.uni-hannover.de/%7Ezawischa/ITP/spiderweb.html. Diakses pada 21 September 2007.
  5. J. L. Aubert (1760). Memoires pour l’histoire des sciences et des beaux arts. Paris: Impr. de S. A. S.; Chez E. Ganeau. hlm. 149. http://books.google.com/books?vid=OCLC58901501&id=3OgDAAAAMAAJ&pg=PP151.
  6. D. Brewster (1831). A Treatise on Optics. London: Longman, Rees, Orme, Brown & Green and John Taylor. hlm. 95. http://books.google.com/books?vid=OCLC03255091&id=opYAAAAAMAAJ&pg=RA1-PA95.
  7. Born, Max; Wolf, Emil (1 Oktober 1999). Principle of Optics. Cambridge: Cambridge University Press. hlm. 14–24. ISBN 0521642221.
  8. J. D. Jackson (1975). Classical Electrodynamics (edisi ke-2nd). Wiley. hlm. 286. ISBN 047143132X.
  9. H. D. Young (1992). University Physics 8e. Addison-Wesley. ISBN 0201529815. Chapter 34

Wikipedia Indonesia

Metode Kriging

Metode Kriging

Kriging adalah metode geostatistik yang digunakan untuk mengestimasi nilai dari sebuah titik atau blok sebagai kombinasi linier dari nilai conto yang terdapat disekitar titik yang akan diestimasi. Bobot kriging diperoleh dari hasil variansi estimasi minimum dengan memperluas penggunaan semi-variogram. Estimator kriging dapat diartikan sebagai variabel tidak bias dan penjumlahan dari keseluruhan bobot adalah satu. Bobot inilah yang dipakai untuk mengestimasi nilai dari ketebalan, ketinggian, kadar atau variabel lain.

Kriging memberikan lebih banyak bobot pada conto dengan jarak terdekat dibandingkan dengan conto dengan jarak lebih jauh, kemenerusan dan anisotropi merupakan pertimbangan yang penting dalam kriging, bentuk geometri dari data dan karakter variabel yang diestimasi serta besar dari blok juga ditaksir.

Sifat-sifat Kriging :

  1. Struktur dan korelasi variabel melalui fungsi γ(h)
  2. Hubungan geometri relatif antar data yang mencakup hal penaksiran dan penaksiran volume melalui (Si,Sj) (hubungan antar data) dan sebagai (Si,V) (hubungan antara data dan volume)
  3. Jika variogram isotrop dan pola data teratur, maka sistem kriging akan memberikan data yang simetri
  4. Dalam banyak hal hanya conto-conto di dalam blok dan di sekitar blok memberikan estimasi dan mempunyai suatu faktor bobot masing-masing nol
  5. Dalam hal ini jangkauan radius conto yang pertama atau kedua pertama tidak memengaruhi (tersaring).
  6. Efek screen ini akan terjadi, jika tidak ada nugget effect atau kecil sekali ε = C0/C
  7. Efek nugget ini menurunkan efek screen
  8. Untuk efek nugget yang besar, semuai conto mempunyai bobot yang sama.
  9. Conto-conto yang terletak jauh dari blok dapat diikutsertakan dalam estimasi ini melalui harga rata-ratanya

 

 

Reference

Wikipedia Indonesia

PENGUKURAN DEBIT DAN PENGAMBILAN SAMPEL

Pengukuran Debit dan Pengambilan Sampel

Pengukuran debit dapat dilakukan secara langsung dan secara tidak langsung. Pengukuran debit secara langsung adalah pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan peralatan berupa alat pengukur arus (current meter), pelampung, zat warna, dll. Debit hasil pengukuran dapat dihitung segera setelah pengukuran selesai dilakukan.

Pengukuran debit secara tidak langsung adalah pengukuran debit yang dilakukan dengan menggunakan rumus hidrolika misal rumus Manning atau Chezy. Pengukuran dilakukan dengan cara mengukur parameter hidraulis sungai yaitu luas penampang melintang sungai, keliling basah, dan kemiringan garis energi. Garis energi diperoleh dari bekas banjir yang teramati di tebing sungai. Untuk pos duga air yang sudah dilengkapi dengan pelskal khusus garis energi dapat dibaca dari pelskal khusus tersebut.

Pengambilan sampel sedimen terlarut dilakukan setelah pengukuran debit selesai. Penentuan bagian penampang sungai tempat pengambilan sampel dapat digunakan dengan metode Equal Discharge Increment (EDI) dan Equal Width Increment (EWI). Metode Equal Discharge Increment dilakukan dengan cara membagi debit pengukuran menjadi bagian yang sama sejumlah sampel yang akan diambil. Metode Equal Width Increment dilakukan dengan cara membagi lebar penampang sungai menjadi beberapa bagian yang sama tergantung dari jumlah sampel yang akan diambil. Vertikal pengambilan sampel terletak pada tengah – tengah dari bagian penampang tempat pengambilan sampel. Cara pengambilan sampel dapat dilakukan dengan metode point sample dan depth integrated. Lamanya waktu pengambilan ditentukan berdasarkan kecepatan aliran dan diameter nozzle yang digunakan. Grafik hubungan antara lamanya pengambilan sampel, waktu pengambilan dan diameter nozzle dapat dilihat pada lampiran 4 volume sampel berkisar antara 300 sampai dengan 500 ml. Pada umumnya pengambilan sampel dilakukan sebanyak 3 botol.

1.  Persyaratan Lokasi Pengukuran Debit

Persyaratan lokasi pengukuran debit dengan mempertimbangkan factor-faktor, sebagai berikut:

a)     Berada tepat atau di sekitar lokasi pos duga air, dimana tidak ada perubahan bentuk penampang atau debit yang menyolok

b)    Alur sungai harus lurus sepanjang minimal 3 kali lebar sungai pada saat banjir/muka air tertinggi

c)     Distribusi aliran merata dan tidak ada aliran yang memutar

a)     Aliran tidak terganggu sampah maupun tanaman air dan tidak terganggu oleh adanya bangunan air lainnya (misalkan pilar jembatan), tidak terpengaruh peninggian muka air, pasang surut dan aliran lahar

b)    Penampang melintang pengukuran diupayakan tegak lurus terhadap alur sungai

c)     Kedalaman pengukuran minimal 3 sampai dengan 5 kali diameter baling – baling alat ukur arus yang digunakan

d)    Apabila dilakukan di lokasi bending, harus dilakukan di sebelah hilir atau hulu bending pada lokasi yang tidak ada pengaruh pengempangan (arus balik)

Berikut adalah gambar penempatan stasiun pengamat pada berbagai macam aliran sungai:

Penempatan Stasiun Pengamat

2.  Pengukuran Debit Secara Langsung

a.   Dengan Menggunakan Current Meter

Pengukuran debit dengan menggunakan current meter (alat ukur arus) dilakukan dengan cara merawas, dari jembatan, dengan menggunakan perahu, dengan menggunakan winch cable way dan dengan menggunakan cable car.

Apabila pengukuran dilakukan dengan kabel penggantung dan posisi kabel penduga tidak tegak lurus terhadap muka air, maka kedalaman air harus dikoreksi dengan besarnya sudut penyimpangan.

Pengukuran debit dengan current meter

Pengukuran dengan merawas dilakukan apabila kedalaman air tidak lebih dari 1,2 m dan kecepatan air lebih kecil dari 1 m/detik, apabila kedalaman dan kecepatan arus air lebih dari kriteria tersebut maka pengukuran dapat dilakukan dengan menggunakan alat bantu pengukuran yang lain.

Tahapan pengukuran dengan menggunakan current meter adalah sebagai berikut:

1)    Siapkan peralatan yang akan digunakan untuk pengukuran yaitu:

  • 1 (satu) set alat ukur arus atau current meter lengkap
  • 2 (dua) buah alat penduga kedalaman (stang/stick) panjang masing-masing 1 m
  • Kartu Pengukuran
  • Alat Tulis
  • Alat pengambilan sample air
  • Botol tempat sample air
  • Peralatan penunjang lainnya seperti topi, sepatu lapangan dll.

2)    Bentangkan kabel pada lokasi yang memenuhi persyaratan dan posisi tegak lurus dengan arah arus air dan tidak melendut

3)    Tentukan titik pengukuran dengan jarak antar vertikal ± 1/20 dari lebar sungai dan jarak minimum = 0.50 m

4)    Berikan tanda pada masing-masing titik

5)    Baca ketinggian muka air pada pelskal

6)    Tulis semua informasi/keterangan yang ada pada kartu pengukuran seperti nama sungai dan tempat, tanggal pengukuran, nama petugas dll.

7)    Catat jumlah putaran baling – baling selama interval waktu yang telah ditentukan (40 – 70 detik), apabila arus air lambat waktu yang digunakan lebih lama (misal 70 detik), apabila arus air cepat waktu yang digunakan lebih pendek (misal 40 detik)

8)    Hitung kecepatan arus dari jumlah putaran yang didapat dengan menggunakan rumus baling – balingtergantung dari alat bantu yang digunakan (tongkat penduga dan berat bandul)

9)    Hitung kecepatan (v) rata-rata pada setiap vertikal dengan rumus :

  • Apabilapengukuran dilakukan pada 1 titik (0.5 atau 0.6 d) contoh (vertikal 2) maka v rata – rata = v pada titik tersebut
  • Apabilapengukuran dilakukan pada 2 titik (0.2 dan 0.8 d) contoh (vertikal 3) maka v rata – rata = (v0.2 + v0.8) / 2
  •  Apabilapengukuran dilakukan pada 3 titik (0.2 – 0.8 d dan 0.6 d) contoh (vertikal 4) maka v rata – rata = [{(v0.2 + v0.8) / 2} + (v0.5 atau v0.6 )] / 2

10)  Hitung luas sub/bagian penampang melintang

11).  Hitung debit pada setiap sub/bagian penampang melintang

12).  Ulangi kegiatan pada butir 10 sampai dengan butir 12 untuk seluruh sub bagian penampang

13).  Hitung debit total (Q total)

Debit total dihitung dengan cara menjumlahkan debit dari seluruh debit pada sub/ bagian penampang

Q (total) = q1 + q2 + q3 + … + qn

14).  Hitung luas seluruh penampang melintang (A)

Luas seluruh penampang melintang dihitung dengan cara menjumlahkan seluruh luas pada sub/bagian penampang dengan :         A    = a1 + a2 + a3 + … + an

15).  Hitung kecepatan rata-rata seluruh penampang melintang (V)

Kecepatan rata-rata seluruh penampang melintang = debit total / luas seluruh penampang melintang atau V = Q total / A

16).  Catat waktu dan tinggi muka air pada pelskal segera setelah pengukuran selesai pada kartu pengukuran.

17).  Catat hasil perhitungan butir 14 sampai dengan 16 pada kartu pengukuran

Pengukuran debit dengan menggunakan current meter dapat dilakukan dengan beberapa metode diantaranya:

a.  Merawas

Pengukuran debit dengan cara merawas adalah petugas pengukur langsung masuk ke dalam badan air. Petugas pengukur minimal terdiri dari 2 orang, 1 orang petugasmengoperasikan peralatan dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran. Dalam pelaksanaannya perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut:

  1. dilakukan pada lokasi sebatas pengukur mampu merawas
  2. posisi berdiri pengukur harus berada di hilir alat ukur arus dan tidak boleh menyebabkan berubahnya garis aliran pada jalur vertikal yang diukur
  3. letakkan tongkat penduga tegak lurus pada jarak antara 2,5 – 7,5 cm di hilir kabel baja yang telah dibentangkan
  4. hindari berdiri dalam air apabila akan mengakibatkan penyempitan penampang melintang
  5. apabila posisi current meter (arah aliran) tidak tegak lurus terhadap penampang melintang sungai, maka besarnya sudut penyimpangan perlu dicatat untuk menghitung koreksi kecepatan di vertikalnya.

Metode merawas

b.  Perahu

Pengukuran debit menggunakan perahu adalah petugas pengukur menggunakan sarana perahu sebagai alat bantu pengukuran. Petugas pengukur minimal terdiri dari 3 orang, 1 orang petugas memegang dan menggeser perahu, 1 orang petugasmengoperasikan peralatan dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran.

Petugas pelaksanaan pengukuran dengan menggunakan perahu perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut :

  1. dilakukan apabila tidak memungkinkan pengukuran dengan cara merawas
  2. alat ukur arus dilengkapi dengan alat penggulung kabel (sounding reel) dan pemberat yang disesuaikan dengan kondisi aliran (kedalaman dan kecepatan)
  3. posisi alat ukur harus berada di depan perahu
  4. kabel yang digunakan untuk mengukur lebar sungai (tagline) harus terpisah dari kabel yang digunakan untuk menggantungkan perahu
  5. apabila lebar sungai lebih dari 100 m, atau sungai digunakan untuk transportasi air maka kabel penggantung perahu tidak dapat digunakan. Pengaturan posisi perahu diatur dengan menggunakan sextant meter agar lintasan pengukuran tetap berada pada satu jalur sehingga lebar sungai sesuai dengan lebar sungai sesungguhnya. Metode ini disebut metode sudut (angular method). Selain metode ini dapat juga digunakan metode perahu bergerak.

Metode perahu

c.  Sisi jembatan

  1. Pengukuran debit dari sisi jembatan adalah pengukuran dilakukan dari sisi jembatan bagian hilir aliran dan sebaiknya jembatan yang digunakan tidak terdapat pilar. Peralatan yang digunakan adalah bridge crane, sounding reel, tagline, dan 1 set current meter + pemberat yang beratnya tergantung dari kecepatan aliran. Petugas pengukur minimal terdiri dari 3 orang, 2 orang petugasmengoperasikan bridge crane dan peralatan pengukur dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran.
  2. Pengukuran dari sisi jembatan dilakukan apabila pada lokasi pos terdapat fasilitas jembatan, dengan kondisi kedalaman air lebih dari 2 m dan kecepatan airnya cukup deras sehingga tidak memungkinkan dilakukan pengukuran dengan menggunakan perahu.

Metode Jembatan

d.  Cable Car (Kereta Gantung)

Cable car adalah alat bantu pengukuran berupa kereta gantung yang digantungkan pada kabel utama yang juga berfungsi sebagai alat ukur lebar sungai, dilengkapi dengan tempat duduk petugas pengukur dan dudukan sounding reel. Peralatan yang digunakan adalah current meter lengkap dengan ekor panjang dan pemberat yang disesuaikan dengan kondisi kecepatan dan kedalaman aliran. Petugas pengukur terdiri dari 2 orang, 1 orang petugasmengoperasikan peralatan dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran.

Metode Kereta Gantung

e.  Winch Cable Way

Pengukuran debit dengan menggunakan winch cable way dilakukan dari pinggir sungai dengan menggunakan peralatan winch cable way. Petugas pengukur minimal terdiri dari 2 orang, 1 orang petugasmengoperasikan peralatan dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran.

Lokasi penempatan winch cable way harus memenuhi persyaratan teknis seperti halnya tempat pengukuran dengan metode lainnya. Persyaratan tersebut antara lain pada bagian alur sungai yang lurus, aliran laminar dan merata, dll.

Peralatan winch cable way yang terdiri dari:

  1. Kabel pengukur lebar sungai
  2. Kabel pengukur kedalaman air juga berfungsi sebagai kabel penghantar listrik untuk menghitung jumlah putaran dan juga berfungsi sebagai penggantung current meter + pemberat yang disesuaikan dengan kondisi aliran (kedalaman dan kecepatan)
  3. Kabel utama (main cable) yang berfungsi sebagai penggantung semua peralatan yang digunakan. Kabel utama diikatkan pada dua buah tiang yang dipasang pada kedua tebing sungai, dan salah satu tiangnya digunakan untuk menempatkan pengerek (winch)
  4. Pengerek (winch) yang berfungsi untuk menggulung kabel pengukur lebar sungai dan kabel pengukur kedalaman air. Winch dapat terdiri dari 2 (double drum winch) atau hanya terdiri dari 1 winch (single drum winch)

Metode Winch cable

b.   Dengan Menggunakan Pelampung

Pengukuran debit menggunakan alat pelampung pada prinsipnya sama dengan metode konvensional, hanya saja kecepatan aliran diukur dengan menggunakan pelampung.

Metode pengukuran debit dengan menggunakan pelampung biasa digunakan pada saat banjir dimana pengukuran dengan cara konvensional tidak mungkin dilaksanakan karena faktor peralatan dan keselamatan tim pengukur.

  • Lokasi Pengukuran

Pengukuran debit dengan pelampung perlu memperhatikan syarat-syarat lokasi sebagai berikut :

  1. Syarat lokasi pengukuran seperti pada metode konvensional
  2. Kondisi aliran sedang banjir dan tidak melimpah
  3. Geometri alur dan badan sungai stabil
  4. Jarak antara penampang hulu dan hilir minimal 3 kali lebar sungai pada kondisi banjir
  • Peralatan Pengukuran
  1. alat pengukur jarak
  2. alat pelampung
  3. alat pengukur waktu (stop watch)
  4. alat penyipat ruang (theodolith)
  • Pengukuran Penampang Melintang

Pengukuran penampang basah dapat dilakukan pada saat sungai tidak sedang banjir yaitu sesudah atau sebelum banjir. Pengukuran paling sedikit 2 penampang melintang yaitu di hulu dan di hilir yang merupakan titik awal dan titik akhir lintasan penampang. Luas penampang basah sungai didapat dengan cara merata-rata luas kedua penampang basah yang telah diukur.

  • Tahapan Pengukuran

a.  Persiapan

  1. Pilih lokasi pengukuran
  2. Siapkan pelampung
  3. Siapkan peralatan untuk mengukur jarak antara dua penampang
  4. Siapkan peralatan untuk menentukan posisi lintasan pelampung
  5. Siapkan peralatan untuk memberi aba-aba
  6. Siapkan alat pencatat waktu
  7. Siapkan alat tulis

b.  Pelaksanaan Pengukuran

  1. Lakukan pembacaaan tinggi muka air pada pos duga air di awal pengukuran
  2. Letakan alat penyipat ruang di tengah-tengah antara penampang hulu & hilir
  3. Ukur jarak antara penampang hulu dan penampang hilir
  4. Lepaskan pelampung kira-kira 10 meter di hulu penampang hulu
  5. Ukur sudut azimuth posisi pelampung pada saat pelampung melalui penampang hulu dan penampang hilir. Pada saat itu juga catat waktunya
  6. Ulangi pekerjaan (d) dan (e) sampai pelampung terakhir
  7. Catat tinggi muka air pada akhir pengukuran

c.  Perhitungan Debit

1.   Gambar penampang basah di hulu dan hilir
2.   Gambar lintasan pelampung
3.   Hitung panjang tiap lintasan pelampung
4.   Hitung kecepatan aliran permukaan tiap pelampung, untuk mendapatkan kecepatan aliran sebenarnya  maka kecepatan aliran permukaan tiap pelampung harus dikalikan dengan koreksi yang besarnya berkisar antara 0.7 dan 0.8 tergantung dari panjang pelampung dan proses lintasan pelampung
5.   Gambar  grafik kecepatan aliran
6.   Tentukan bagian penampang basah
7.   Tentukan nilai kecepatan aliran pada setiap batas bagian penampang
8.   Hitung kecepatan rata-rata pada setiap bagian penampang basah
9.   Hitung luas bagian penampang basah
10. Hitung debit untuk setiap bagian penampang basah
11. Hitung debit total
12. Hitung tinggi muka air rata-rata

Metode Pelampung

c.   Dengan Menggunakan Larutan

Debit aliran dapat diukur dengan menggunakan larutan zat kimia. Metode larutan ini baik digunakan pada lokasi pengukuran yang alur sungainya dangkal, aliran relatif turbulens dan kecepatan aliran cukup tinggi. Larutan zat kimia yang biasa digunakan adalah Sodium Chlorida (NaCl) atau yang biasa kita kenal dengan garam dapur.

Metode Larutan

  • Tahapan Pengukuran
  1. tentukan lokasi pengukuran
  2. ukur penampang basah di hulu dan di hilir dengan jarak antara dua penampang tersebut L
  3. tuangkan larutan zat kimia secara terus menerus di hulu dari penampang basah hulu
  4. ukur konsentrasi di penampang hulu dan penampang hilir hingga puncak konsentrasi sampai normal dengan alat electric conductivity
  5. hitung waktu antara puncak konsentrasi di penampang hulu dan penampang hilir (T)

Pada metode ini larutan zat kimia dapat pula diganti dengan menggunakan zat warna. Perjalanan zat warna dari penampang hulu ke penampang hilir dapat diamati secara manual.

d.   Dengan Menggunakan ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler)

ADCP adalah alat pengukur arus dimana kecepatan arus air dapat terpantau dalam 3 dimensi pada suatu penampang melintang sungai dengan menggunakan efek dari doppler pada gelombang supersonic. Alat ini dipasang di perahu dan akan mengukur air di sungai secara cepat bila perahu melalui suatu penampang sungai.

Metode ADCP

Cara bekerjanya peralatan ADCP adalah air sungai yang mengandung larutan sedimen, tanaman, kayu, dll. merupakan media untuk memantulkan gelombang supersonic didalam air secara tegak lurus dalam 2 arah yang dikirim oleh peralatan ADCP. Dengan menghitung data sistim transmisi, distribusi kecepatan arus 3 dimensi pada tampang aliran dapat diketahui. Profil kecepatan arus digunakan untuk mengintegrasikan arah aliran vertikal dan susunan keepatan arus terhadap tampang horizontal sungai dan digunakan untuk menghitung debit aliran

Keuntungan dan kerugian menggunakan peralaran ADCP ini :

  • Pengukuran kecepatan dapat dilakukan secara cepat
  • Distribusi kecepatan arus secara 3 dimensi dapat teramati
  • Kondisi kecepatan aliran, dan debit dapat langsung diketahui
  • Pada kondisi dimana banyak kayu besar yang terbawa dapat menghantam alat ADCP
  • Pengukuran sulit untuk dilakukan pada malam hari dan sungai yang berkelok-kelok
  • Komunikasi antara perahu radio kontrol dan kontrol transmisi radio maksimum berjarak 1000 meter

e.    Dengan Menggunakan Bangunan Hidraulik

Debit aliran dihitung dengan menggunakan rumus hidrolika dimana koefisiennya dapat ditentukan dari hasil kalibrasi di laboratorium dengan model tes atau dapat dilakukan pengukuran debit dengan current meter pada berbagai elevasi muka air untuk mencari koefisiennya.

3.    Pengukuran Debit Secara Langsung

a.   Metode Kemiringan Luas (Slope Are Method)

Metode ini meliputi perhitungan debit banjir pada saluran terbuka atau sungai dengan menggunakan karakteristik penampang yang representatif, kemiringan muka air, dan koefisien kekasaran.

Ringkasan Metode

Metode Kemiringan Luas digunakan untuk menentukan debit secara tidak langsung dari suatu ruas saluran, biasanya setelah banjir terjadi dengan menggunakan tanda bekas banjir dan karakteristik fisik penampang melintang ruas saluran tersebut.

Survei lapangan dilakukan untuk menentukan jarak antara dan elevasi tanda bekas banjir dan menetapkan penampang sungai.Data itu selanjutnya digunakan menghitung beda tinggi muka air diantara dua penampang melintang yang berdekatan dan untuk menetapkan sifat-sifat tertentu dari penampang tersebut. Informasi tersebut digunakan bersama dengan nilai n Manning untuk menghitung debit.

b.    Metode Darcy-Weisbach

Metode ini meliputi perhitungan debit banjir pada saluran terbuka atau sungai yang dasarnya berbatu-batu dengan menggunakan karakteristik penampang yang representatif, kemiringan muka air, dan koefisien resistensi Darcy-Weisbach.

Ringkasan Metode

Metode Darcy-Weisbach digunakan untuk menentukan debit banjir cara tidak langsung dari suatu ruas sungai, biasanya setelah banjir terjadi dengan menggunakan tanda bekas banjir dan karakteristik fisik penampang melintang ruas sungai tersebut. Persamaan Darcy-Weisbach yang digunakan untuk menghitung debit (Q).

4.    Pengambilan Sampel Sedimen Terlarut

Besarnya debit sedimen terlarut/suspensi dapat dihitung melalui pengukuran debit dan pengambilan sampel sedimen. Sampel sedimen suspensi yang diambil dari suatu lokasi pos duga air dilakukan setelah pengukuran debit. Lokasi pengambilan sampel harus memenuhi syarat sebagaimana yang berlaku pada pengukuran debit.

Peralatan yang digunakan adalah :

  • Alat pengambil sampel sedimen jenis USDH 48 yang digunakan pada saat pengukuran debit dengan merawas
  •  Alat pengambil sampel sedimen jenis USD 59 untuk pengukuran debit menggunakan perahu, sisi jembatan, cable car dan winch cable way.
  • Botol sampel isi 500 ml lengkap dengan etiketnya
  • Seperangkat peralatan pengukuran debit lengkap

Jika maksud pengambilan sampel untuk mendapatkan data distribusi konsentrasi sedimen suspensi terhadap kedalaman, maka digunakan metode integrasi titik. Metode integrasi kedalaman diperlukan bila diinginkan analisa hidrologi yang terkait dengan sedimen suspensi dari suatu SWS atau DPS.

PEMBANGUNAN STASIUN PENGAMATAN HIDROLOGI DAN PEMASANGAN PERALATAN

PEMBANGUNAN STASIUN PENGAMATAN HIDROLOGI DAN PEMASANGAN PERALATAN

Stasiun pengamatan hidrologi adalah suatu tempat/lokasi peralatan hidrologi yang dibangun melalui tahapan survei dan perencanaan jaringan hidrologi yang berfungsi sebagai pemantau karakteristik hidrologi. Periode pengamatan/pembacaan/perekaman data dari peralatan pemantauan di lapangan bervariasi tergantung dari kebutuhan data dan jenis peralatan yang dipasang seperti periode jam – jaman, harian, mingguan, dst.

Tahapan pembangunan stasiun pengamatan hidrologi adalah sebagai berikut :

a.  Pekerjaan Persiapan

  1. Koordinasi dengan Institusi terkait, dilakukan untuk menginformasikan akan maksud dan rencana pembangunan stasiun duga muka air.
  2. Pembebasan lahan, lahan untuk penempatan stasiun pengamatan hidrologi perlu dibebaskan kepemilikannya agar tidak terjadi masalah dikemudian hari. Pembebasan lahan harus dilakukan sebelum pekerjaan/tender konstruksi dimulai.

b.  Pengadaan bahan

c.  Pelaksanaan pembangunan

d.  Pemasangan alat

e.  Pelatihan operasi dan pemeliharaan peralatan bagi pengamat

f.  Penunjukkan petugas pengamat dipilih dari penduduk setempat yang terdekat dengan syarat dapat mebaca, menulis, jujur dan bertanggung jawab.

g.  Untuk menghindari kehilangan data dalam proses pengiriman, maka pengamat diwajibkan memiliki buku arsip data pembacaan/rekaman data pengamatan hidrologi.

h. Hasil pembacaan/rekaman data pengamatan harus segera dilaporkan kepada pengelola hidrologi setiap bulannya.

Stasiun Pengamatan Duga Muka Air

Stasiun duga muka air adalah stasiun pengamatan yang difungsikan untuk mengamati/ mencatat fluktuasi muka air baik secara manual maupun otomatik (mekanik/elektronik).

Ketentuan teknis yang harus dipenuhi tentang papan duga air/peilskal adalah sebagai berikut :

  1. Untuk menghindari pembacaan negative (-) maka 0 (nol) duga muka air dipasang pada elevasi ± 25 cm di bawah muka air minimum di musim kemarau.
  2. Untuk pengamatan ketinggian air maksimum maka bagian atas peilskal dipasang ± ½ m di atas muka air maksimum yang pernah terjadi.
  3. Elevasi 0 (nol) duga muka air harus diikatkan pada suatu datum/titik tetap yang dipasang didekat pos dan elevasi datum tersebut harus dicek setiap tahun dengan BM terdekat.
  4. Posisi stasiun duga muka air di pasang secara bertingkat ke arah darat dan tidak harus dalam satu titik lokasi.

Duga Muka Air Biasa (contoh: 5 buah peilskal)

Stasiun pengamatan duga muka air biasa adalah stasiun pengamatan yang difungsikan untuk mengamati/mencatat muka air secara manual, dengan cara membaca papan duga muka air 3 kali sehari.

Tahapan pembangunan stasiun pengamatan duga muka air biasa:

a.  Pekerjaan persiapan

b.  Pembelian Bahan:

  • 2 batang balok kayu 10 x 12 cm @ 4m untuk tiang peilskal
  • 4 batang balok kayu 7 x 10 cm @ 4m untuk skur
  • Semen 1 zak
  • Pasir ½ m3
  • Batu dan kerikil ½ m3
  • Cat dan meni @ 2 kg
  • Peilskal 5 buah
  • Paku 7 dan 10 cm ½ kg
  • 1 baut 5/8 inch @ 20 cm untuk BM

c.  Pelaksanaan pembangunan/ pemasangan peralatan

Pemasangan peralatan (peilskal/papan duga air) dimulai dengan pemasangan tiang untuk menempelkan papan duga air yang diperkuat dengan 2 buah skur, dan cukup kuat untuk menahan banjir. Pemasangan peilskal/papan duga harus dapat mengamati kondisi muka air rendah hingga muka air banjir.Posisi dari papan duga menghadap ke arah darat sehingga mudah untuk dibaca oleh pengamat.

d.  Pelatihan operasi dan pemeliharaan peralatan bagi pengamat

Pelatihan operasi dan pemeliharaan peralatan bagi pengamat dilakukan segera setelah pemasangan alat selesai. Materi pelatihan adalah yang berkaitan dengan pengamatan tinggi muka air sebagai berikut:

  1. Pembacaan muka air dilakukan secara manual 3 kali sehari pada jam 7.00, 12.00 dan 17.00. Untuk kondisi dimana terjadi banjir, pembacaan muka air tertinggi dilakukan dengan cara membaca bekas banjir di peilschaal / tebing sungai.
  2. Hasil pembacaan dicatat dalam formulir pembacaan peilskal dan dilaporkan kepada pengelola hidrologi setiap bulannya.

Duga Muka Air Otomatik

Stasiun pengamatan duga muka air otomatik adalah stasiun pengamatan yang difungsikan untuk mengamati/mencatat fluktuasi muka air secara otomatik, hasil pengamatan berupa grafik hubungan antara fluktuasi muka air dan waktu. Bangunan stasiun duga muka air otomatik terdiri dari pondasi bangunan, rumah peralatan, peilskal, alat pencatat fluktuasi muka air (AWLR) dan peralatan lainnya.

Tahapan pembangunan stasiun pengamatan duga muka air otomatik adalah sebagai berikut :

a.   Pekerjaan persiapan

b.   Pengadaan bahan antara lain:

  • batu kali, batu bata
  • pasir, semen
  • besi beton, besi siku, besi kanal dan besi plat, paku, baut, mur, seng sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan
  • pipa diameter 40 cm dapat terbuat dari plat besi atau pvc
  • balok kayu, papan, bambu sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan
  • cat, meni besi, meni kayu
  • kunci gembok dan peralatan pengaman lainnya

c.   Pelaksanaan pembangunan

Pelaksanaan pembangunan dimulai dari pembersihan lahan, penggalian pondasi, pemasangan profil rencana bangunan, pembangunan konstruksi AWLR, sampai dengan pekerjaan finishing. Untuk pembangunan pos duga air tipe konsol selengkapnya dapat dilihat pada buku pedoman nomor Pd-T-07-1995-3 (Lampira3).

d.   Pemasangan alat

Pemasangan alat terdiri dari :

  • pemasangan alat (AWLR) pada tempat yang telah disediakan (meja instrument)
  • periksa kondisi alat (AWLR) harus dalam kondisi baik
  • pemasangan peralatan duga air otomatik (AWLR)
  • pemasangan dan penyetelan panjang kabel pelampung dan pemberat disesuaikan dengan posisi alat (AWLR) dengan ujung pipa sehingga pengamatan dapat dilakukan dari muka air rendah sampai muka air tinggi
  • penyetelan (setting) tinggi muka air pada alat AWLR harus sesuai dengan pembacaan muka air pada peilskal.
  • untuk sungai dengan fluktuasi muka air sangat cepat pengamatan dapat dilakukan dengan skalawaktu yang lebih kecil (harian).

e.   Pelatihan operasi dan pemeliharaan peralatan bagi pengamat meliputi :

  • Tata cara pengoperasian dan pemeliharaan alat dan bangunan
  • Tata cara pembacaan papan duga air dan penempatan posisi pena pada grafik (sesuai dengan waktu dan tinggi muka air pada saat pemasangan/pengecekan)
  • Tata cara pemasangan dan penggantian kertas grafik, pena dan tinta
  • Tata cara setting/pencocokan waktu dan tinggi muka air pada peilskal dengan AWLR
  • Tata cara pengoperasian jam
  • Tata cara pengecekan/pengontrolan yang dilakukan secara periodic 3 hari sekali untuk periode perekaman mingguan dan setiap minggu untuk yang bulanan, 3 bulanan, dst.

Peralatan yang dipasang pada bangunan stasiun duga muka air otomatik dapat berupa peralatan pemantau duga muka air dengan sistim mekanik atau sistim elektronik.

a.     Sistem Mekanik

Prinsip kerja dari peralatan ini adalah pemantauan fluktuasi muka air dengan menggunakan pelampung yang dihubungkan dengan peralatan rekam (pena, drum kertas grafik dan jam) melalui pulley dan kabel pelampung.

Perekaman fluktuasi muka air terpantau pada kertas grafik yang menempel pada drum yang dihubungkan dengan jam.

b.     Sistem Elektronik

Prinsip kerja dari sistim elektronik adalah perekaman fluktuasi muka air sungai dilakukan dengan menggunakan sensor yang dihubungkan dengan GPA (General Purpose Agent). Data disimpan dalam memory card berupa data analog (digit). Sistim ini dapat digabungkan dengan sistim telemetri sehingga data dapat dikirimkan secara tepat waktu dengan interval sesuai dengan yang dikehendaki.Apabila peralatan ini tidak dihubungkan dengan peralatan telemetri, maka data akan tersimpan dalam memory card (data logger). Pengambilan data dapat dilakukan maksimum 3 bulan sekali tergantung pada kapasitas data logger dengan menggunakan laptop. Peralatan ini dapat dioperasikan dengan menggunakan tenaga listrik yang berasal dari listrik PLN, tenaga surya atau baterai.

Stasiun Pengamatan Curah Hujan

Stasiun pengamatan curah hujan adalah stasiun pengamatan yang difungsikan untuk mengamati/mencatat curah hujan baik secara manual atau otomatik (mekanik/elektronik).

  •  Menurut standar WMO (World Meteorological Organization) ketinggian ujung penakar curah hujan adalah 1.2 m dari permukaan tanah, akan tetapi ada beberapa institusi lainnya yang memasang ketinggian ujung penakar hujan pada ketinggian 0.2 m, 0.5 m dan 0.7 m.
  • Permukaan corong penakar hujan harus terbebas dari halangan (pohon, rumah, dll) dengan membentuk sudut 45˚ dihitung dari ujung pagar bagian atas.

1. Curah Hujan Biasa

Alat penakar curah hujan biasa (Manual Rain Gauge – MRG) terdiri dari 2 tipe yaitu :

  1. Tipe 1 dengan luas permukaan corong 100 cm²
  2. Tipe 2 dengan luas permukaan corong 200 cm²

Kedua alat tersebut dilengkapi dengan gelas ukur dengan ukuran yang berbeda.

Pembacaan alat penakar hujan biasa dilakukan setiap pagi pada pukul 7.00 dengan menggunakan gelas ukur sesuai dengan permukaan corong. Pembacaan pada hari yang bersangkutan merupakan data ketinggian curah hujan pada hari sebelumnya. Pembacaan harus dilakukan pada waktu yang sama agar data yang diamati betul – betul merupakan data ketinggian curah hujan selama 24 jam.

Tahapan pembangunan stasiun pengamatan curah hujan biasa adalah sebagai berikut:

a.  Pekerjaan Persiapan

b.  Pengadaan bahan :

  1. batu kali, batu bata, pasir, semen
  2. besi siku, paku, baut, mur sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan
  3. kawat harmonica minimum diameter 4 mm
  4. cat, meni besi
  5. kunci gembok dan peralatan pengaman lainnya

c.  Pelaksanaan Pembangunan

Pelaksanaan pembangunan dimulai dari pembersihan lahan, penggalian pondasi, pemasangan profil rencana bangunan rencana bangunan, pembangunan konstruksi pos hujan, sampai dengan pekerjaan finishing. Tata cara pembangunan pos curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada buku pedoman nomor Pd M-19-1995-03 tentang Tata cara penentuan lokasi dan pembangunan pos klimatologi dan pos hujan.

d.  Pemasangan alat

  1. Periksa kondisi alat harus dalam kondisi baik dan baru
  2. Pemasangan alat pada pondasi yang telah disediakan. Posisi alat harus tegak lurus dan datar.

e.  Pelatihan operasi dan pemeliharaan peralatan bagi pengamat meliputi :

  1. Tata cara pengoperasian dan pemeliharaan alat dan bangunan
  2. Tata cara pengukuran curah hujan dengan menggunakan gelas ukur sesuai dengan luas permukaan corong
  3. Tata cara pencatatan data pada formulir yang telah tersedia
  4. Tata cara lainnya dapat dilihat pada butir 3 disesuaikan dengan jenis peralatan.

2.  Curah Hujan Otomatik

Tahapan pembangunan stasiun pengamatan curah hujan otomatik adalah sebagai berikut:

a.  Pekerjaan Persiapan

b.  Pengadaan bahan :

  1. kali, batu bata, pasir, semen
  2. besi siku, paku, baut, mur sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan
  3. kawat harmonica minimum diameter 4 mm
  4. cat, meni besi
  5. kunci gembok dan peralatan pengaman lainnya

c.  Pelaksanaan pembangunan

Pelaksanaan pembangunan dimulai dari pembersihan lahan, penggalian pondasi, pemasangan profil, pemasangan pondasi, pemasangan pagar, sampai dengan pekerjaan finishing. Tata cara pembangunan pos curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada buku pedoman nomor Pd M-19-1995-03 tentang Tata cara penentuan lokasi dan pembangunan pos klimatologi dan pos hujan

d.  Pemasangan alat

  1. Periksa kondisi alat harus dalam kondisi baik dan baru
  2. Pemasangan alat pada pondasi yang telah disediakan. Posisi alat harus tegak lurus dan datar, pengaturan ini dapat menggunakan bantuan nivo.
  3. Pemasangan kertas grafik pada drum
  4. Pemasangan dan penyetelan pena
  5. Untuk alat penakar hujan otomatik type siphon penyetelan titik 0 (nol) dilakukan dengan cara menumpahkan air ke dalam corong dan pada saat air yang ditumpahkan mencapai 10 mm ujung pena harus menyentuh garis teratas pada kertas grafik dan seketika itu air dalam siphon harus tumpah dan ujung pena harus kembali ke titik 0 (nol).
  6. Untuk alat penakar hujan otomatik type tipping bucket penyetelan titik 0 (nol) dilakukan dengan cara menumpahkan air ke dalam corong dan pada saat air yang ditumpahkan mencapai 0.5 mm maka air dalam tipping bucket harus tumpah dan ujung pena harus menunjukan angka 0.5 mm pada grafik.

e.  Pelatihan operasi dan pemeliharaan peralatan bagi pengamat meliputi :

  1. Tata cara pengoperasian dan pemeliharaan alat dan bangunan
  2. Tata cara pembacaan gelas ukur dan penempatan posisi pena pada grafik (sesuai dengan waktu dan ketinggian curah hujan pada saat pemasangan/pengecekan)
  3. Tata cara pemasangan dan penggantian kertas grafik, pena dan tinta
  4. Tata cara setting/pencocokan waktu dan ketinggian curah hujanpada pos hujan biasa dengan alat penakar hujan otomatik (ARR)
  5. Tata cara pengoperasian jam
  6. Tata cara pengecekan/pengontrolan yang dilakukan secara periodic 3 hari sekali untuk periode perekaman mingguan dan setiap minggu untuk yang bulanan, 3 bulanan, dst.

Jenis alat penakar hujan otomatik terbagi menjadi dua yaitu :

a.     Sistem Mekanik

Prinsip kerja dari peralatan ini adalah pemantauan ketinggian curah hujan dengan menangkap hujan yang terjadi melalui corong dan dialirkan ke dalam system penakaran berupa system pelampung, system siphon dan system tipping bucket.

System tersebut dihubungkan dengan peralatan rekam (pena, drum kertas grafik dan jam). Perekaman ketinggian curah hujan terpantau pada kertas grafik yang menempel pada drum yang dihubungkan dengan jam.

b.     Sistem Elektronik

Prinsip kerja dari sistim elektronik adalah perekaman ketinggian curah hujan dilakukan dengan menggunakan sensor yang dihubungkan dengan GPA (General Purpose Agent). Data disimpan dalam memory card berupa data analog (digit). Sistem ini dapat digabungkan dengan sistim telemetri sehingga data dapat dikirimkan secara tepat waktu dengan interval sesuai dengan yang dikehendaki. Apabila peralatan tidak dihubungkan dengan peralatan telemetri, maka data akan tersimpan dalam memory card (data logger). Pengambilan data dapat dilakukan maksimum 3 bulan sekali tergantung pada kapasitas data logger dengan menggunakan laptop. Peralatan ini dapat dioperasikan dengan menggunakan tenaga listrik dari listrik PLN, tenaga surya atau baterai.

Stasiun Pengamatan Klimatologi

Stasiun pengamatan klimatologi adalah stasiun yang difungsikan untuk mengamati/ mencatat/ merekam parameter iklim baik secara manual, mekanik, maupun elektronik.

Peralatan stasiun pengamat klimatologi umumnya terdiri dari :

  • penakar hujan otomatik
  • penakar hujan biasa
  • termometer maksimum
  • termometer minimum
  • termometer bola kering
  • termometer bola basah
  • termohigrograf
  • panci penguapan
  • tabung penenang
  • canting
  • dudukan panci penguapan
  • pencatat lamanya penyinaran matahari
  • aktinograf
  • anemometer
  • sangkar meteo

Apabila diperlukan parameter tekanan atmosfer maka harus dipasang peralatan tambahan yaitu barograph.

Tahapan pembangunan stasiun pengamatan stasiun klimatologi adalah sebagai berikut :

a.  Pekerjaan Persiapan

b.  Pengadaan bahan:

  • semen
  • batu kali, batu bata
  • pasir
  • besi siku, paku, baut, mur sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan
  • kawat harmonica minimum diameter 4 mm
  • cat, meni besi
  • kunci gembok dan peralatan pengaman lainnya

c.  Pelaksanaan pembangunan

Pelaksanaan pembangunan dimulai dari pembersihan lahan, penggalian pondasi, pemasangan profil, pemasangan pondasi, pemasangan pagar dan pintu, sampai dengan pekerjaan finishing.

Tata cara pembangunan stasiun pengamatan klimatologi dan curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada buku pedoman nomor Pd M-19-1995-03 tentang Tata cara penentuan lokasi dan pembangunan pos klimatologi dan pos hujan (Lampiran 3).

d.  Pemasangan alat

  1. Alat penakar curah hujan biasa
  2. Termometer Maksimum

Termometer maksimum adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu udara maksimum. Alat terbuat dari tabung gelas pipih yang didalamnya terdapat pipa kapiler yang terbuat dari kaca, dibagian ujung terdapat bejana berbentuk bola yang berisi air raksa. Prinsip kerja dari alat ini adalah suhu udara akan menggerakan air raksa dalam bejana melalui pipa kapiler yang dilengkapi dengan skala dalam derajat Celcius (˚C). Pergerakan air raksa akan berhenti pada saat suhu udara mencapai suhu maksimum. Besarnya suhu maksimum yang terjadi diperoleh dengan cara membaca air raksa dalam pipa kapiler.

3.  Termometer Minimum

Termometer minimum adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu udara minimum. Alat terbuat dari tabung gelas pipih yang didalamnya terdapat pipa kapiler yang terbuat dari kaca, dibagian ujung terdapat bejana berbentuk bola yang berisi air raksa. Prinsip kerja dari alat ini adalah suhu udara akan menggerakan air raksa dalam bejana melalui pipa kapiler yang dilengkapi dengan skala dalam derajat Celcius (˚C). Pergerakan air raksa akan berhenti pada saat suhu udara mencapai suhu minimum. Besarnya suhu minimum yang terjadi diperoleh dengan cara membaca air raksa dalam pipa kapiler.

4.  Termometer Bola Kering

Alat ukur suhu udara yang terbuat dari gelas dengan bejana berbentuk bola berisi air raksa dan ujungnya dalam keadaan kering

5.  Termometer Bola Basah

Alat ukur suhu udara yang terbuat dari gelas dengan bejana berbentuk bola berisi air raksa dimana ujungnya dibalut kain kasa yang dicelupkan kedalam air

6.  Termohigrograf

Peralatan no 2 s.d no 6 disimpan dalam sangkar meteo, untuk peralatan no 2 s.d 5 diletakan pada alat psychrometer standar.

7.  Sangkar Meteo

Sangkar meteo berbentuk rumah kecil dengan cat warna putih yang terbuat dari bahan kayu, dengan ventilasi yang cukup sehingga kondisi cuaca di dalam sangkar dengan di luar sangkar relative sama. Sehingga variable iklim yang diamati dapat mewakili kondisi iklim disekitarnya. Sangkar meteo berdiri diatas pondasi dengan ketinggian lantai sangkar 1.2 m dari permukaan tanah.

8.  Panci Penguapan

Panci penguapan diletakan pada dudukan yang terbuat dari kayu dengan maksud agar panas matahari tidak terserap oleh kayu sehingga penguapan yang terjadi betul–betul hanya dipengaruhi oleh suhu udara/panas matahari. Penjelasanselengkapnya dapat dilihat pada buku pedoman nomor Pd M-19-1995-03 tentang Tata cara penentuan lokasi dan pembangunan pos klimatologi dan pos hujan.

Penguapan yang terjadi adalah besarnya perbedaan muka air di dalam panci pada saat pembacaan dengan muka air satu hari sebelumnya. Pengukuran tingginya penguapan dilakukan dengan cara membaca alat ukur yang ada dalam tabung penenang atau dengan cara menghitung berapa canting air yang ditambahkan ke dalam panci penguapan ditambah dengan curah hujan yang terjadi pada hari itu (apabila terjadi hujan). Pembacaan dilakukan setiap hari pada jam yang sama sehingga penguapan yang terjadi betul – betul merupakan penguapan yang terjadi selama 24 jam.

9.  Tabung Penenang

Tabung penenang dipasang ditengah panci penguapan, dilengkapi dengan alat ukur berskala yang berfungsi sebagai alat pengukur kedalaman air dalam panci yang menunjukan tinggi penguapan yang terjadi.

10.   Canting

Canting adalah tabung yang terbuat dari plat besi yang berfungsi untuk menakar air yang menguap dari panci. Volume air dalam 1 canting setara dengan besarnya penguapan sebesar 1 mm.

11.   Dudukan Panci Penguapan

Rangkaian konstruksi kayu untuk alas atau dudukan panci penguapan yang dipasang pada tempat tertentu di dalam stasiun klimatologi.

12.   Pencatat Lamanya Penyinaran Matahari

Alat ukur lamanya penyinaran matahari (Sunshine Recorder) adalah alat yang digunakan untuk mengukur berapa persen (%) lamanya matahari bersinar dalam 1 hari. Alat terbuat dari bola kaca dengan diameter 10.1 cm, yang terpasang pada dudukan yang terbuat dari besi. Penyetelan alat disesuaikan dengan lokasi stasiun klimatologi terhadap garis khatulistiwa (lintang selatan atau lintang utara). Alat dipasang diatas tiang pasangan/beton dengan posisi puncak bolasetinggi 1.2m dihitung dari permukaan tanah.

Lamanya penyinaran matahari terekam pada kertas grafik yang terdiri dari 3 macam kertas grafik yaitu :

  • Kartu S O – 40 U (1400 0-40S) kartu melengkung panjang untuk dipakai pada periode tanggal 15 April sampai 31 Agustus
  • Kartu S O – 40 F (1400 0-40 FH) kartu lurus untuk dipakai dalam periode tanggal 1 September sampai 14 Oktober
  • Kartu S O – 40 W (1400 0-40 W)kartu melengkung pendek untuk dipakai dalam periode 15 Oktober sampai 14 April

13.  Aktinograf

Alat ukur energi radiasi matahari dalam satuan cal/cm2/hari. Prinsip kerja dari alat ini adalah sinar matahari ditangkap oleh suatu membrane yang dipasang di bawah kubah kaca. Pemuaian membrane akibat radiasi matahari akan menggerakan pena yang dihubungkan dengan kertas grafik yang menempel pada drum yang diputar oleh jam. Besarnya radiasi yang terjadi akan tergambar dalam grafik hubungan antara waktu dengan energy radiasi matahari. Waktu pengamatan dari alat ini adalah 7 hari.

14.  Anemometer

Alat ukur kecepatan angin adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin dengan satuan km/hari. Prinsip kerja dari alat ini adalah kecepatan angin yang mendorong canting berputar pada poros penyangga. Banyaknya putaran yang terjadi dicatat pada alat penghitung/counter. Pembacaan dilakukan setiap hari pada jam yang sama sehingga kecepatan angin yang terjadi betul – betul merupakan kecepatan angin yang terjadi selama 24 jam.

Kecepatan angin yang terjadi (km/hari) adalah besarnya perbedaan pembacaan angkadi dalam counter pada saat pembacaan dengan pembacaan angka dalam counter satu hari sebelumnya dikalikan dengan nilai konversi yang besarnya tergantung dari alat.

e.  Pelatihan operasi dan pemeliharaan peralatan bagi pengamat meliputi :

  • Tata cara pengoperasian dan pemeliharaan alat dan bangunan
  • Tata cara pembacaan peralatan klimatologi dan penempatan posisi pena pada grafik (sesuai dengan waktu dan ketinggian curah hujan pada saat pemasangan/ pengecekan)
  • Tata cara pemasangan dan penggantian kertas grafik, pena dan tinta untuk beberapa peralatan yang menggunakan grafik, pena dan tinta
  • Tata cara setting/pencocokan waktu dan ketinggian curah hujanpada pos hujan biasa dengan alat penakar hujan otomatik (ARR)
  • Tata cara pengoperasian jam untuk beberapa peralatan yang menggunakan jam
  • Tata cara pengecekan/pengontrolan yang dilakukan secara periodic 3 hari sekali untuk periode perekaman mingguan dan setiap minggu untuk yang bulanan, 3 bulanan, dst.

Seiring dengan kemajuan teknologi ada beberapa parameter tersebut diatas yang diamati secara otomatis dan direkam dengan menggunakan data logger. Apabila peralatan tersebut dikombinasikan dengan peralatan telemetri maka data pengamatan dapat dikirim secara otomatis ke server induk dengan interval waktu sesuai dengan yang dikehendaki.

Stasiun Pengamatan dengan Sistem Telemetri

Duga muka air dengan sistim pemantauan telemetri memungkinkan untuk mendapatkan data secara tepat waktu. Pengiriman data dapat menggunakan sistim komunikasi dengan radio, telephone cellular dan kombinasi diantaranya.

1.  Sistem Radio

Pembangunan sistim dengan radio dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:

  • survai dan pengujian propagasi
  • pemilihan sistim komunikasi dengan event reporting system atau pooling reporting system
  • analisis dan evaluasi land of site
  • perencanaan jaringan dan pos pengulang / repeater (bila diperlukan)
  • permohonan ijin frekwensi radio.

Prinsip kerja dari system ini adalah data hidrologi diamati dengan menggunakan peralatan otomatik (mekanik atau elektronik) kemudian dengan menggunakan modem dan transmitter data tersebut dikirimkan ke stasiun penerima (receiver) dengan interval waktu sesuai yang dikehendaki. Apabila data diamati dengan menggunakan peralatan otomatik jenis mekanik maka data tersebut harus dikonversi dari system analog (grafik) ke system digital. Pengiriman data dilakukan dengan menggunakan frekuensi gelombang radio.

2.  Jaringan Selular

Pembangunan sistim dengan jaringan selular dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :

  • survei dan pengujian propagasi (kekuatan sinyal), apabila pada lokasi tersebut sinyal tidak kuat maka dapat membuat permohonan pada provider untuk memasang repeater pada daerah tersebut.
  • pemilihan sistim komunikasi dengan event reporting system atau pooling reporting system
  • analisis dan evaluasi land of site

Prinsip kerja dari system ini adalah data hidrologi diamati dengan menggunakan peralatan otomatik (mekanik atau elektronik) kemudian dengan menggunakan modem dan transmitter data tersebut dikirimkan ke stasiun penerima (receiver) dengan interval waktu sesuai yang dikehendaki. Apabila data diamati dengan menggunakan peralatan otomatik jenis mekanik maka data tersebut harus dikonversi dari sistem analog (grafik) ke sistem digital. Pengiriman data dilakukan dengan menggunakan jaringan seluler.

3.  Kombinasi

Pembangunan sistim dengan kombinasi radio dan seluler dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :

  • survei dan pengujian propagasi (kekuatan sinyal), apabila pada lokasi tersebut sinyal tidak kuat maka dapat membuat permohonan pada provider untuk memasang repeater pada daerah tersebut.
  • pemilihan sistim komunikasi dengan event reporting system atau pooling reporting system
  • analisis dan evaluasi land of site
  • perencanaan jaringan dan pos pengulang / repeater (bila diperlukan)
  • permohonan ijin frekwensi radio

Prinsip kerja dari system ini adalah data hidrologi diamati dengan menggunakan peralatan otomatik (mekanik atau elektronik) kemudian dengan menggunakan modem dan transmitter data tersebut dikirimkan ke stasiun penerima (receiver) dengan interval waktu sesuai yang dikehendaki. Apabila data diamati dengan menggunakan peralatan otomatik jenis mekanik maka data tersebut harus dikonversi dari system analog (grafik) ke system digital. Pengiriman data dilakukan dengan menggunakan frekuensi gelombang radio atau jaringan seluler.

Jaringan Stasiun Pengamatan Duga Muka Air

Jaringan Stasiun Pengamatan Duga Muka Air

1. Tujuan Pembangunan

Pembangunan Stasiun Pengamatan duga muka air dimaksudkan untuk mendapatkan data fluktuasi muka air pada suatu penampang sungai. Penempatan stasiun pengamatan duga muka air disesuaikan dengan rencana pengembangan dan pengelolaan daerah aliran sungai. Untuk perencanaan sarana dan prasarana sumber daya air yang memerlukan akurasi tinggi seperti pengendalian banjir, penyediaan air baku, perencanaan bangunan air, operasi pengelolaan sumber air, dan didalam estimasi debit sedimen yang terbawa aliran air dibutuhkan stasiun pengamatan duga muka air otomatik atau telemetri.

2. Pemilihan Jenis dan Tipe Bangunan Stasiun Pengamatan

Tipe peralatan untuk pemantauan duga muka air adalah :
- Manual/biasa
Data muka air tidak dimonitor secara kontinyu (3 kali dalam sehari), data muka air harian rata–rata dihitung berdasarkan penjumlahan hasil pembacaan dibagi dengan jumlah pembacaan muka air dalam satu hari. Kelemahan dari jenis peralatan ini adalah tidak semua kondisi muka air dapat terpantau. Pemasangan stasiun pengamatan duga air dapat dilakukan secara bertingkat, posisi miring (Gambar 2.1) atau dengan menggunakan kabel yang berskala dan pemberat.

- Otomatik dan logger
Data muka air dimonitor secara kontinyu dengan menggunakan peralatan otomatik jenis mekanik atau elektronik (logger). Data muka air dapat diproses berdasarkan waktu yang diperlukan misal: jam – jaman, harian, bulanan. Keuntungan dari jenis alat ini adalah semua kondisi data muka air dapat terpantau. Kelemahan dari jenis alat ini adalah biaya operasionalnya lebih mahal.

- Telemetri
Data muka air dapat ditransfer secara tepat waktu, pada setiap waktu, menit, jam, dst.

Tipe bangunan :

Tipe bangunan ditentukan berdasarkan kondisi lapangan apabila kondisi tebing landai maka dipilih tipe bangunan jenis sumuran (flushing), apabila tebing curam dan stabil maka dipilih tipe bangunan konsol, apabila tebing sangat landai kondisi tanah sangat lunak dan posisi muka air jauh dari tebing maka dipilih tipe bangunan jenis gelembung (bubble gauge) atau jenis tekanan (pressure), apabila kondisi sedimentasi sangat tinggi dan dikhawatirkan akan mempengaruhi kondisi pembacaan serta arus sungai sangat deras maka dipilih peralatan jenis infrared, acoustic, sonar, super sonic.

3. Metode Penentuan Jumlah Stasiun

Metode yang dapat digunakan untuk menentukan jumlah stasiun pengamatan duga muka air adalah metode pembobotan. Konsep metode pembobotan ini adalah memberikan suatu nilai (bobot) terhadap fungsi stasiun pengamatan duga muka air, jenis stasiun pengamatan duga muka air, lama pengamatan, kondisi alur sungai, kondisi bangunan stasiun pengamatan duga muka air, kemudahan pengukuran banjir, kecocokan lokasi stasiun pengamatan duga muka air, usulan pemanfaatan stasiun pengamatan duga muka air.

Tahapan yang perlu dilakukan dalam memberikan pembobotan dan melakukan survei dan identifikasi kondisi stasiun pengamatan sebagai berikut :

a) Masih beroperasi, dan diklasifikasikan sebagai stasiun pengamatan duga air:

  • Mutlak-Perlu, dipilih sebagai pos primer
  • Perlu, dilanjutkan pengoperasiannya dengan skala prioritas, ditentukan sebagai pos sekunder atau pos khusus.

b) Sudah tidak beroperasi, dan :

  • Diusulkan di lokasi yang bersangkutan dibangun stasiun pengamatan duga air biasa selama minimal 5 (lima) tahun untuk selanjutnya ditingkatkan menjadi Stasiun Pengamatan duga air Otomatik atau tetap Stasiun Pengamatan duga air Biasa.
  • Diusulkan dihentikan pengoperasiannya

Penjelasan :

  •  Pos hidrometri yang termasuk klasifikasi sebagai pos hidrometri mutlak-perlu dipilih secara sengaja, dipilih berdasarkan fungsi dan kondisi lokasi di lapangan. Tanpa adanya data hidrometri di lokasi tersebut maka analisis hidrologi yang terkait tidak akan akurat dan sulit untuk diganti fungsinya dengan data dari lokasi pos hidrometri lainnya, meskipun berdasarkan kondisi lapangan pos tersebut mungkin sekali perlu dilakukan rehabilitasi atau bahkan relokasi.
  • Pos Hidrometri klasifikasi perlu ditentukan dengan metode analisis bobot (skor), sehingga diperoleh pos hidrometri skala prioritas : (1) Pertama; (2) Kedua dan (3) Ketiga.

4.  Inventarisasi, Identifikasi dan Evaluasi Jaringan yang Ada

Inventarisasi dan Identifikasi jaringan stasiun pengamatan duga air perlu dilakukan sebagai bahan evaluasi kinerja stasiun pengamatan yang ada. Untuk kondisi dimana ada stasiun pengamatan yang tidak berfungsi secara baik maka stasiun tersebut dipertimbangkan untuk direhabilitasi, dipindahkan atau ditutup.

Dari hasil perhitungan pembobotan akan diperoleh nilai skala prioritas masing-masing stasiun pengamatan. Nilai skala prioritas ini dapat berubah sesuai dengan kebutuhan pengembangan dan pengelolaan sumber daya air. Sebagai contoh apabila suatu stasiun pengamatan mendapat nilai SP3, tetapi data stasiun pengamatan tersebut sangat dibutuhkan untuk suatu rencana pengembangan atau pengelolaan sumber daya air maka stasiun pengamatan tersebut berubah statusnya menjadi SP1.

5. Analisis Rencana Jaringan

Dengan memperhatikan hasil analisis pembobotan dan rencana pengembangan serta pengelolaan sumber daya air maka dimungkinkan untuk menambah jumlah stasiun pengamatan dengan kriteria sebagai berikut:

  • Daerah tersebut berpotensi untuk dikembangkan
  • Daerah tersebut belum memiliki stasiun pengamatan
  • Diperlukan untuk pengendalian daya rusak air di daerah tersebut
  • Diperlukan untuk dapat memberikan informasi dini dalam mitigasi bencana banjir
  • Diperlukan untuk memantau laju erosi dan sedimentasi yang terjadi akibat perubahan tata guna lahan

6. Plotting Rancangan Lokasi

Berdasarkan analisis rencana jaringan stasiun pengamatan, lokasi penempatan stasiun pengamatan yang baru ditetapkan dan diplot dalam peta dengan skala 1:100.000 – 1:50.000. Dalam kondisi tidak tersedia peta pada skala tersebut maka plotting rancangan lokasi stasiun pengamatan dapat dilakukan dengan bantuan Google Earth.

7. Survei Lokasi Penempatan Stasiun

Survei lokasi penempatan stasiun pengamatan duga muka air yang meliputi tata cara dalam menetapkan ketentuan, persyaratan dan berbagai pertimbangan dalam pemilihan lokasi stasiun pengamatan duga muka air di sungai. Tata cara ini hanya berlaku untuk stasiun pengamatan duga muka air di sungai yang tidak terpengaruh oleh kondisi pengempangan dan pasang surut, sehingga dapat berfungsi untuk memantau fluktuasi muka air yang dapat ditransfer ke dalam debit dengan menggunakan lengkung aliran (rating curve).

8. Perencanaan dan Penyusunan Spesifikasi Teknis Kebutuhan Sarana dan Prasarana Stasiun

Dari hasil survei lokasi penempatan stasiun pengamatan diperoleh gambaran tentang situasi dan kondisi lapangan. Berdasarkan hal tersebut dapat dibuat:

  • Sketsa denah pencapaian lokasi, lokasi penempatan stasiun pengamatan
  • Gambar rencana struktur bangunan stasiun pengamatan serta jenis peralatan yang akan digunakan untuk lokasi tersebut
  • Gambar rencana struktur bangunan penunjang (cable car, winch cable way, dll)
  • Spesifikasi teknis struktur bangunan dan peralatan

9. Analisis Perhitungan Biaya per DAS

Untuk mendapatkan data hidrologi yang akurat dan berkesinambungan dibutuhkan biaya untuk pengelolaan stasiun pengamatan duga muka air yang terdiri dari:

  • Perencanaan Jaringan Stasiun Pengamatan duga muka air
  • Pembangunan Stasiun Pengamatan duga muka air dan Pemasangan Peralatan
  • Pengukuran Debit dan Pengambilan Sampel
  • Inspeksi dan pengumpulan data
  • Operasi dan Pemeliharaan
  • Kendali Mutu dalam Operasi dan Pemeliharaan

Pengembangan Sistem informasi Hidrologi

Pengembangan Sistem informasi Hidrologi(1)

Oleh :

Irfan Sudono (2), Radhika (3), Bayu Raharja (3), Rosidatu Diniyah(3)

1)       Disampaikan pada Konsinyasi Peningkatan Mutu Data Hidrologi

2)       Peneliti Hidrologi dan Konservasi Tata Air

3)       Staff Balai Hidrologi dan Tata Air, Calon Peneliti Hidrologi dan Konservasi Tata Air

I. Pendahuluan

Pengelolaan SDA di Indonesia telah mengalami perkembangan diantaranya ditandai dengan adanya perubahan perundangan (UU No.7/2004 dari UU No. 11/1974), penataan kelembagaan (pembentukan Dewan Sumber Daya Air, Balai Besar, Balai Wilayah Sungai), serta penyempurnaan management tools di bidang SDA,  Upaya perubahan peraturan perundangan, penataan kelembagaan, dan penyempurnaan perangkat manajemen sumber daya air perlu terus dilanjutkan sampai dengan tahap implementasi di lapangan.

Amanat Undang-undang No. 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air, mengenai sistem informasi SDA bahwa untuk mendukung pengelolaan sumber daya air, Pemerintah dan pemerintah daerah menyelenggarakan pengelolaan sistem informasi sumber daya air sesuai dengan kewenangannya dan Untuk mendukung pengelolaan sistem informasi sumber daya air tersebut  diperlukan pengelolaan sistem informasi hidrologi, hidrometeorologi, dan hidrogeologi (SIH3) wilayah sungai pada tingkat nasional, provinsi, dan kabupaten/kota.

Untuk mewujudkan sistem informasi hidrologi, hidrometeorologi, dan hidrogeologi tersebut, pemerintah dengan seluruh jajarannya serta masyarakat hidrologi harus mengelola kegiatan hidrologi secara profesional untuk menjamin data yang memadai, akurat, mutakhir / up todate dan berkesinambungan yang mudah diakses oleh pemangku kepentingan / stakeholder  dengan mengimplementasikan sistem manajemen mutu hidrologi dan mendorong penggunaan produksi nasional peralatan hidrologi secara konsisten untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi pengelolaan SDA.

Pada saat ini Dewan Sumber Daya Air Nasional dalam proses diskusi-diskusi naskah ilmiah untuk penyelesaian konsep penyusunan kebijakan pengelolaan sistem informasi hidrologi, hidrometeorologi, dan hidrogeologi oleh sebagai bahan ketetapan pengelolaan SIH3 untuk ditetapkan oleh Pemerintah (Presiden)

Dalam rangka mendukung tersusunnya sistem informasi hidrologi pada tingkat pengelola hidrologi dan peningkatan kualitas data hidrologi, makalah ini akan menyajikan pengetahuan mengenai pengembangan sistem informasi hidrologi, mulai dari kondisi sistem informasi yang ada saat ini dan pandangan kedepan bahwa data dan informasi hidrologi juga ikut andil dalam global informasi dan dukungan untuk pengelolaan sumber daya air terpadu (IWRM, Integrated Water Resources Management)

Rasionalisasi Jaringan Pos Hidrologi

Rasionalisasi Jaringan Pos Hidrologi

Irfan Sudono (1)

Charisal Akdian Manu (2)

Bayu Raharja (3)

  1. Peneliti / Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan Balai Hidrologi dan Tata Air, Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air
  2. Kepala Seksi Perencanaan BWS Nusa Tenggara II
  3. Staff Balai Hidrologi dan Tata Air, Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air

ABSTRAK

Informasi sumberdaya air yang diantaranya berupa informasi mengenai kondisi hidrologis dan hidrometeorologis, diperlukan untuk mendukung pengelolaan sumber daya air pada suatu wilayah sungai (UU No.7/2004 SDA).  Infomasi ini diperoleh dari jaringan pos hidrometeorologi yang mewakili WS tersebut.

Rasionalisasi bertujuan untuk memperoleh jaringan hidrologi yang efisien, efektif, dan dapat merepresentasikan kondisi hidrologi WS Aesesa saat ini dan mendatang. oleh sebab itu pemilihan satu metode yang hanya menyarankan jumlah,  kerapatan atau distribusi pos bukan jawaban final dan langsung dipilih, melainkan keterpaduan antara metode-metode yang digunakan yaitu Metode Kagan, Faktor Bobot, dan Stepwise dengan aturan (Standar, Pedomean, Manual) dan mempertimbangkan kesesuain kebutuhan infrastruktur yang ada dan rencana pengembangan  yang berkesusaian dengan pola pengembangan Wilayah Sungai.

Usulan jaringan pos hidrologi Wilayah Sungai Aesesa adalah mempertahankan jumlah pos yang ada dengan catatan diperlukan usaha peningkatan pengelolaan, seperti untuk jumlah pos hujan sebanyak 22 buah, hasil analisis Kagan untuk WS dengan luas 7456 km2, mempunyai tingkat kesalahan untuk analisis sebesar 4,15 %, relatif kecil dan sudah cukup baik untuk dipertahankan, namun distribusi lokasi pos perlu ditinjau kembali karena untuk mencapai hal ini diperlukan jarak antar pos hanya 20 km, kesesuain dengan infrastruktur dan catatan delapan (8) tahun terakhir maksimum hanya sepuluh (10) Pos hujan yang beroperasi.

Kata Kunci : Informasi, kerapatan, rasionalisasi, Kagan, Stepwise, Faktor Bobot, Jaringan

ABSTRACT

Information of water resources in the form of information on hydrological and hydrometeorological conditions, necessary to support the management of water resources in the basin (Law No.7/2004 SDA). This information is obtained from hydro-meteorological network that represents of these Basin.

Rationalization aims to obtain efficient and effective hydrological network and can represent the hydrologic conditions Aesesa Basin both present and future. therefore the selection of a method that only suggest the number, density or distribution of the post is not the final answer and directly elected, but the integration between the methods used by the method of Kagan, weight factor, and Stepwise with rules (Standard, Guidance, and Manual) and considering spesific infrastructure needs existing and planned development in accordance with the pattern of river basin management.

Proposed hydrology network for  Aesesa River Basin is to maintain the existing number of hydrological station with the notes necessary of  improvement efforts for hydrological management, such as to the amount of rainfall station are  as many as 22 stations. Kagan analysis results for the basin with an area 7456 km2, has an error rate of 4.15% for the analysis, relatively small and good enough to be maintained, but the distribution of the location of stations needs to be revisited because it is necessary to achieve the distance between stations only 20 km, spesific with infrastructure and records of last eight (8) years, maximum of only ten (10) Post rain which operate.

Key words : Information, density, distribution, rasionalization, Kagan, Stepwise, Weight factor, Hydrological Network

1.  Latar Belakang

Pemerintah dan pemerintah daerah menyelenggarakan pengelolaan sistem informasi sumber daya air sesuai dengan kewenangannya untuk mendukung pengelolaan sumber daya air,.Informasi sumber daya air yang dimaksud meliputi informasi mengenai kondisi hidrologis hidrometeorologis, hidrogeologis, kebijakan sumber daya air, prasarana sumber daya air, teknologi sumber daya air, lingkungan pada sumber daya air dan sekitarnya, serta kegiatan sosial ekonomi budaya masyarakat yang terkait dengan sumber daya air. (UU No.7/2004 SDA)

Kesalahan dalam pemantauan data dasar hidrologi dalam suatu daerah aliran sungai akan menghasilkan data siap pakai yang tidak benar dan mengakibatkan hasil perencanaan, penelitian, dan pengelolaan sumber daya air yang tidak efisien dan tidak efektif., sebaliknya data hidrologi yang dipantau baik, ditunjang oleh metoda yang tepat dan kualitas sumber daya manusia yang cakap akan didapatkan perencanaan, penelitian, dan pengelolaan sumber daya air yang efektif dan efisien.

Kualitas dari data dasar yang akan digunakan untuk suatu analisis sangat tergantung pada seberapa jauh pos hidrologi yang ada dapat memantau karakteristik hidrologi dalam suatu daerah aliran tersebut atau dengan perkataan lain berapa jumlah pos hidrologi yang ideal perlu ditempatkan dalam suatu DAS untuk memantau karakteristik hidrologi secara akurat dan benar.

Permasalahannya adalah apakah jumlah pos hidrologi yang ada saat ini pada WS Aesesa sudah cukup mewakili, sesuai dengan metode rasionalisasi, aturan, kesesuain dengan kebutuhan pada tiap jenis infrastruktur (bendung, bendungan, daerah irigasi, dll) dan rencana pengembangan sesuai pola pengelolan WS Aesesa.

Dalam rangka antisipasi bahwa ketersediaan data dan informasi hidrologi yang memadai, akurat, tepat waktu dan berkesinambungan sudah menjadi tuntutan mendesak untuk dapat segera diwujudkan, sementara sarana prasarana penunjang serta ketersediaan dana operasi dan pemeliharaan yang sangat terbatas sehingga akan berdampak secara langsung pada mutu dan kesinambungan data hidrologi yang dihasilkan, maka perlu perencanaan (rasionalisasi) jaringan hidrologi yang efektif dan efisien.

2.  Permasalahan

Salah satu permasalahan dalam pengelolaan data sumber daya air adalah makin menurunnya kualitas dan kuantitas data hidrologi, untuk itu diperlukan peningkatan pengelolaan hidrologi salah satunya dengan melakukan kajian rasionalisasi untuk dapat mewakili/menggambarkan karakteristik hidrologi suatu wilayah sungai sungai dalam rangka antisipasi sehubungan tuntutan mendesak informasi hidrologi yang memadai, akurat, tepat waktu, dan berkesinambungan dengan tantangan keterbatasan sarana prasarana penunjang, biaya operasi dan pemeliharaan peralatan dan pos hidrologi

3. Lingkup Kegiatan

Kegiatan yang akan dilakukan dibatasi pada permasalahan rasionalisasi jaringan pos hidrologi, mulai dari persiapan, inventarisasi dan pembuatan peta jaringan pos, survai lapangan dan pengumpulan data hidrologi, analisis Rasionalisasi Jaringan Pos Hidrologi, dan evaluasi Hasil Analisis Rasionalisasi Jaringan Pos Hidrologi.

4.  Tujuan

Tujuan dari kegiatan rasionalisasi ini adalah melakukan inventarisasi, identifikasi dan kajian terhadap kondisi jaringan pos hidrologi yang ada pada saat ini dengan melakukan analisis kerapatan jaringan dan kesesuaian di WS Aesesa.

5. Metodelogi

Kenyataan hingga saat ini kualitas data hidrologi yang ada, dapat dikatakan secara umum masih rendah (QA/HDR/MPH/2009), untuk mengatasi dan mencegah makin menurunnya kualitas dan kuantitas data hidrologi, diperlukan pengetahuan tentang kondisi jaringan pos yang ada saat ini dalam bentuk suatu pengkajian ulang terhadap jaringan pos hidrologi yang ada melalui tahapan survai, pengumpulan informasi, jumlah pos hidrologi, lokasi, dan akurasi data yang didapat dari pos-pos tersebut. Mengetahui informasi tentang kondisi jaringan pos hidrologi, hubungan antara pos-pos yang ada serta hasil analisis jaringan pos yang diperoleh dapat memberikan gambaran tentang pola pengelolaan yang optimal dan prioritas pemeliharaan yang diperlukan.

Dalam studi rasionalisasi jaringan pos hidrologi, ada beberapa masalah yang sering timbul dan membutuhkan klarifikasi, yaitu antara lain sebagai berikut:

  1. Pos-pos hidrologi yang ada pada suatu WS, berada pada pengelolaan beberapa instansi (Pekerjaan Umum, Perhubungan, Pertanian, Kehutanan dan lain-lain) sehingga perlu adanya koordinasi.
  2. Tujuan dari pembangunan pos dan metoda pembacaan datanya untuk tiap instansi/ Departemen pengelola kadangkala berbeda, untuk itu diperlukan adanya penyesuaian.
  3. Perencanaan atau pemindahan pos milik instansi lainnya belum tentu disetujui oleh institusi pengelola yang kemungkinan mempunyai kepentingan yang berbeda dengan Pekerjaan Umum. Untuk itu diperlukan sosialiasasi dan diskusi sebelum dilakukan implementasi pemindahan pos.
  4. Kerapatan jaringan hidrologi sangat tergantung pada maksud, tujuan, dan akurasi dari analisis yang akan dibuat, juga biaya operasional dan pemeliharaan.

Metode-metode yang akan dipakai dalam analisis rasionalisasi masih berkembang dan belum diperoleh metode yang baku. Adapun metode yang akan digunakan adalah sebagai berikut :

  • Metode Stepwise
  • Metode Kriging
  • Metode Kagan
  • Metode Analisa Bobot

Mengunakan metode-metode diatas yang digabungkan dengan peratuaran atau pedoman kerapatan jaringan Pos hidrologi (WMO, SNI, Jaminan Mutu Hidrologi, Literatur), serta efektifitas untuk pemantauan infrasrtuktur yang ada dan perkembangan mendatang maka akan didapatkan suatu jaringan pos hidrologi yang efektif dan efisien.

Untuk lebih jelas nya dilampirkan dalam skema seperti disajikan pada gambar berikut.

Diagram rasionalisasi

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.