ALAT UKUR CURAH HUJAN

ALAT UKUR CURAH HUJAN

Hujan adalah peristiwa turunnya titik-titik air atau kristal-kristal es dari awan sampai ke permukaan tanah. Curah hujan ( dalam satuan mm ) merupakan ketinggian air hujan yang terkumpul dalam tempat yang datar, tidak menguap, tidak meresap, dan tidak mengalir.

Alat untuk mengukur jumlah curah hujan yang turun kepermukaan tanah per satuan luas, disebut Penakar Hujan. Satuan curah hujan yang umumnya dipakai oleh

BMKG adalah millimeter (mm.). Jadi jumlah curah hujan yang diukur, sebenarnya adalah tebalnya atau tingginya permukaan air hujan yang menutupi suatu daerah luasan di permukaan bumi / tanah. Curah hujan 1 (satu) millimeter, artinya dalam luasan satu meter persegi pada tempat yang datar tertampung air setinggi 1 (satu) millimeter atau tertampung air sebanyak 1 (satu ) liter atau 1000 ml. Misalnya disuatu daerah atau lokasi pengamatan curah hujannya 10 mm., itu berarti daerah luasan sekitar daerah / lokasi tergenangi oleh air hujan setinggi atau tebalnya 10 millimeter (mm.)

Alat penakar hujan terbagi dalam 2 jenis yaitu :

a. Penakar hujan biasa tipe Obervatorium (Obs.) atau non recording.

b. Penakar hujan Otomatis / penakar hujan yang dapat mencatat sendiri (self-recording).

Penakar hujan Otomatis terbagi dalam 2 type :

1. Penakar Hujan Otomatis type Hellmann yaitu penakar hujan yang menggunakan sistem pelampung ( Float ).

2. Penakar Hujan Otomatis yang menggunakan sistemTipping Bucket.

A. PENAKAR HUJAN BIASA (OBS.)

Penakar hujan ini tidak dapat mencatat sendiri (non recording), bentuknya sederhana terbuat dari seng plat tingginya sekitar 60 Cm dicat aluminium, ada juga yang terbuat dari pipa pralon tingginnya 100 Cm.

Penakar hujan biasa terdiri dari :

a. Sebuah corong yang dapat dilepas dari bagian badan alat, mulut corong ( bagian atasnya ) terbuat dari kuningan yang berbentuk cincin ( lingkaran ) dengan luas 100 Cm2.

b. Bak tempat menampung air hujan.

c. Kran, untuk mengeluarkan air dari dalam bak ke gelas ukur.

d. Kaki yang berbentuk silinder, tempat memasang penakar hujan pada pondasi kayu dengan cara disekrup.

e. Gelas ukur penakar hujan untuk luas corong 100 Cm2 , dengan skala ukur 0 s/d 25 mm.

Keseragaman pemasangan alat, cara pengamatan, dan waktu observasi sangat diperlukan untuk memperoleh hasil pengamatan yang teliti, dengan maksud data yang dihasilkan dapat dibandingkan satu

sama lain. Menentukan tempat pemasangan penakar hujan merupakan faktor yang sangat diperhatikan dalam pengukuran curah hujan. Jika penakar hujan akan dipasang pada Stasiun Meteorologi yang

mempunyai Taman alat- alat, letak pemasangannya dapat disesuaikan dengan pola taman alat. Tetapi banyak penakar hujan yang dipasang pada Stasiun Meteorologi Khusus / Stasiun kerja sama yang

belum atau tidak mempunyai taman alat, dalam hal ini untuk penentuan tempat pemasangan penakar hujan perlu diperhatikan hal - hal berikut.

1. Syarat - syarat pemasangan :

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

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

c. Penakar dipasang dengan cara disekrup / dipaku pada balok bulat yang dicat putih dan ditanam pada pondasi beton (lihat gambar), sehingga tinggi penakar hujan dari permukaan corong sampai

permukaan tanah 120 Cm.(lihat gbr), letak penampang corong harus datar (horizontal) bukaan kran diberi kunci gembok sebagai pengaman.

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

2. Cara pengamatan :

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

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

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

d. Untuk menghindarkan kesalahan parallax, pembacaan curah hujan pada

gelas penakar dilakukan tepat pada dasar meniskusnya.

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

f.   Bila dasar meniskus tepat pada pertengahan antara dua garis skala, diambil atau dibaca ke angka yang ganjil, misalnya :

17,5 mm. menjadi 17 mm.. dan 24,5 mm. menjadi 25 mm.

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

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

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

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

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

dapat dibeli di Apotik. Dengan gelas ukur ini, hasil pengukurannya yaitu volume air yang tertampung dibagi luas corongnya (100 Cm2) dan kemudian satuannya dijadikan millimeter (mm.). Misalnya air

yang tertampung sebanyak 170 ml. (170 Cm3) maka hasilnya adalah : 170 Cm3 : 100 Cm2 = 1.7 Cm = 17 mm. atau 1 mm sama dengan 10 ml (Cc).

3. Pemeliharaan :

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

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

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

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

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

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

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

B. PENAKAR HUJAN OTOMATIS PENAKAR HUJAN OTOMATIS

TYPE HELLMANN

Penakar hujan Otomatis type Hellman adalah penakar hujan yang dapat mencatat sendiri, badannya berbentuk silinder, luas permukaan corong penakarnya 200 Cm2, tingginya antara 100 sampai dengan 120 Cm. Jika pintu penakar hujan dalam keadaan terbuka, maka bagian dalamnya akan terlihat seperti gambar terlampir :

1. Syarat -syarat pemasangan :

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

2. Prinsip kerja alat :

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

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

3. Cara mengkalibrasi penakar hujan type Hellmann :

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

a. Cara yang dilakukan adalah sebagai berikut :

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

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

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

d.    Setelah memperoleh posisi pena pada angka 0, tindakan selanjutnya ialah menentukan posisi puncak pena yaitu pada angka 10. Caranya tuangkan air sebanyak 10 mm. sesuai takaran pada gelas hujan Hellmann atau sebanyak 200 cc (200 ml) kedalam corong penakar hujan secara perlahan-lahan, sambil memperhatikan gerakan pena dan kedudukan air dalam gelas siphon. Bila air telah tertuang semua dan pena tepat menunjukkan angka 10 pada pias, namun air belum tertumpah keluar melalui pipa gelas siphon berarti kedudukan gelas

siphon terlalu tinggi. Untuk itu kedudukan pipa gelas siphon harus diturunkan yaitu dengan cara mengedurkan klem/sekrup yang terdapat pada gelas siphon. Kemudian secara perlahan-lahan masukkan (turunkan gelas siphon) dengan arah kedalam tabung, sambil memperhatikan permukaaan air yang terdapat pada lengkungan gelas siphon. Jika permukaan air telah mencapai pertengahan lengkungan gelas siphon, hentikan penurunan gelas siphon dan sekerupnya

kencangkan kembali. Tambahkan air sedikit pada penakar hujan, maka air dalam tabung akan tumpah keluar melalui gelas siphon, dan bersamaan dengan itu. Pena akan bergerak turun secara vertikal sampai menunjuk angka 0 ketika air berhenti mengalir.

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

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

b. Pemeliharaan alat penakar hujan type Hellmann

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

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

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

C. PENAKAR HUJAN OTOMATIS TYPE TIPPING BUCKET.

Penakar hujan Otomatis type Tipping bucket terbagi 2 macam yaitu :

1. Penakar Hujan Tipping Bucket yang sistem kerjanya mekanik.

Penakar hujan Tipping Bucket jenis ini yaitu merk Jules Richard, yang terpasang dan dioperasikan dibeberapa Stasiun Meteorologi BMG pada tahun 1976, kemungkinan besar saat ini sudah banyak yang tidak dioperasikan lagi. Luas permukaan corong penakar hujan ini 400 Cm2. Silinder jam untuk meletakkan pias, serta perlengkapan bucketnya berada pada satu kotak, dan dapat diangkat keluar dari badan penakar hujan saat penggantian pias. piasnya berskala 50 mm. Pada saat penggantian pias kedudukkan pena tidak perlu dirubah atau diturunkan, sebagaimana halnya pada penakar hujan type Hellman. Dalam pemasangan alat ini, tinggi permukaan corongnya 140 Cm dari permukaan tanah.

Prinsip kerja alat :

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

2. Penakar hujan Tipping Bucket yang sistem kerjanya elektrik.

Pada umumnya peralatan Automatic Weather Station (AWS) yang kini banyak dioperasikan di Stasiun Meteorologi, perangkat sensor penakar hujannya menggunakan Tipping Bucket. Dimana pada saat bucketnya saling berjungkit, secara elektrik terjadi kontak dan menghasilkan keluaran nilai curah hujan yang displaynya dapat dilihat pada monitor. Penakar hujan type tipping bucket, nilai curah hujannya tiap bucket berjungkit tidak sama, serta luas permukaan corongnya beragam tegantung dari merk pembuatnya. Jadi dalam kita mengoperasikan penakar hujan jenis tipping bucket, kita

harus pula mengetahui secara teliti dasar dari perhitungan data yang dihasilkannya. Untuk itu perlu dilakukan pengetesan atau mengkalibrasinya, dengan cara menuangkan sejumlah air sesuai dengan luas permukaan corong dan nilai curah hujan tiap jungkit / tip bucketnya. Jadi nilai curah hujan 1 mm yang masuk pada luasan permukaan corong yang berbeda, maka volume air yang tertampung pun berbeda contohnya :

Masing-masing penakar hujan yang berbeda merk, dan luas permukaan corongnya tersebut, berbeda pula nilai tiap jungkit / tip bucketnya, misalnya ada yang 0,1 mm, 0,2 mm dan 0,5 mm. Sebagai contoh untuk luas corong 200 Cm2 dan nilai tiap jungkit / tip bucket 0.2 mm, maka volume air yang dituangkan 4 Cc akan menjungkitkan bucket sesaat setelah airnya tercurah semua, keadaan ini akan berulang lagi pada giliran bucket berikutnya. Apabila saat air telah dituangkan semua tapi bucketnya belum berjungkit, atau air belum tertuang semua tapi bucketnya telah berjungkit, maka dalam keadaan ini kita harus mengupayakan penyetelan kedudukan tinggi rendahnya penyangga bucket. Upaya ini dilakukan sampai mendapatkan hasil yang benar-benar tepat, sesuai dengan perhitungannya. Dibawah ini tabel jumlah atau volume air yang dituangkan, sesuai dengan luas corong dan nilai curah hujannya.

4. Pemeliharaan :

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

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

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

D.PRECIPITATION OPTICAL DETECTOR

Prinsip Kerja :

Memanfaatkan sensor infra red (IR-light barrier) untuk mendeteksi butiran air hujan yang melewati celah yang diaktifkan cahaya infra red (lihat gambar) dan selanjutnya dikonversi menjadi besaran intensitas air hujan .Biasa dilengkapi pula dengan Contact Relay (on/off sensor

bila ada hujan) dan alat pemanas untuk menghindari pembekuan/salju pada musim dingin.

E.LASER PRECIPITATION MONITORING

Prinsip Kerja :

Prinsip Kerja hampir sama dengan raingauge optical detector, hanya cahaya yang digunakan adalah laser bukan infra red.

F.Alat Kalibrasi Penakar Hujan

Adalah alat yang digunakan untuk menguji/mengkalibrasi peralatan penakar hujan, terutama jenis tipping bucket. Prinsip Kerja : Menggunakan prinsip putaran pompa  yang alirannya diukur dengan presisi flow meter.