## Analisis Hubungan Tebal Hujan dan Durasi Hujan Pada Stasiun Klimatologi Lasiana Kota Kupang
Wilhelmus Bunganaen 1)
Denik S. Krisnayanti 2)
Yacobus A. Klau 3)

## ABSTRAK
Rusaknya  alat  ukur  curah  hujan  dapat  mengakibatkan  kehilangan  data  tebal hujan dalam beberapa waktu. Penelitian ini dilakukan untuk mencari model persamaan hubungan  antara  tebal  hujan  dan  durasi  hujan  pada  Stasiun  Klimatologi  Lasiana  Kota Kupang.
Data  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  data  curah  hujan  otomatis (jam-jaman) yang diperoleh dari alat ukur curah hujan otomatis tipe Hellman dari tahun 2000  –  2011  (11  tahun  pengamatan).  Teknik  analisa  data  dalam  penelitian  metode analisis regresi linear sederhana, dan selanjutnya diuji dengan analisis chi-kuadrat.
Hasil  penelitian  diperoleh  model  persamaan  hubungan  antara  tebal  hujan  dan durasi hujan  yaitu H = 11.03 t 0.34 , dimana ‘H’ merupakan tebal hujan  yang dinyatakan dalam  millimeter  (mm)  dan  ‘t’  merupakan  durasi  hujan  yang  dinyatakan  dalam  menit. Model  persamaan  ini  telah  diuji  menggunakan  uji  chi-kuadrat  yang  hasilnya menunjukan  bahwa  terdapat  hubungan  yang  signifikan  antara  tebal  hujan  dan  durasi hujan,  oleh  sebab  itu  persamaan  ini  dapat  dipakai  dalam  menentukan  tebal  hujan  pada Stasiun Klimatologi Lasiana Kota Kupang.
Kata kunci : Analisis, Tebal Hujan, Durasi Hujan

## PENDAHULUAN
Hidrologi  merupakan  ilmu  pengetahuan  yang  secara  khusus  mempelajari  tentang kejadian, perputaran dan penyebaran air di atmosfir dan permukaan bumi serta di bawah permukaan bumi. Hampir semua kegiatan pengembangan sumber daya air memerlukan informasi  hidrologi  untuk  dasar  perencanaan  dan  perancangan,  interpretasi  terhadap fenomena hidrologi akan dapat dilakukan dengan cermat apabila didukung ketersediaan data yang cukup. Untuk merencanakan suatu bangunan sipil diperlukan data yang telah terkumpul  lama  tak  cukup  satu  tahun  bahkan  minimal  disarankan  30  tahun,  hasil  dari pengukuran  alat  ukur  khusus  yang  disebut  instrumentasi  klimatologi  (Soewarno,1987: 211).
Stasiun  Klimatologi  Lasiana  Kupang  untuk  memperoleh  data  curah  hujan menggunakan  dua  jenis  alat,  yaitu  manual  OBS(Obsevatorium)  dan  otomatis  tipe Hellman.  Alat  ukur  hujan  manual  termasuk  jenis  penakar  hujan  non-recording, sedangkan  penakar  hujan  jenis  otomatis  tipe  Hellman  merupakan  alat  penakar  hujan
berjenis  recording.  Alat  ukur  curah  hujan  tipe  Hellman  ini  sewaktu–waktu  dapat mengalami  gangguan  sehingga  mengakibatkan  hilangnya  beberapa  data  curah  hujan untuk  waktu  atau  hari–  hari  tertentu  dan  hal  ini  tentunya  mengganggu  dalam  proses pengambilan data.
Bertolak  dari  uraian  permasalahan  tersebut,  maka  perlu  dilakukan  analisis  data dengan mengacu pada hubungan antara tebal hujan dan lamanya hujan berdasarkan data curah  hujan  otomatis.  Analisis  tersebut  menggunakan  analisis  regresi  sederhana  untuk mendapatkan  suatu  model  persamaan  yang  dapat  digunakan  sebagai  alternatif  dalam perhitungan curah hujan akibat kerusakan alat ukur curah hujan dalam beberapa waktu atau hari.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  model  persamaan  berdasarkan hubungan  antara  tebal  hujan  dan  durasi  hujan,  serta  untuk  mengatasi  kehilangan  data tebal  hujan  akibat  kerusakan  alat  ukur  curah  hujan  otomatis  (Automatic  Rainfall Recorder/ARR) di Stasiun Klimatologi Lasiana Kota Kupang  pada Stasiun Klimatologi Lasiana Kota Kupang.

## TINJAUAN PUSTAKA

## Penakar Hujan Otomatis (Automatic Rainfall Recorder/ARR)
Data  hujan  harian  banyak  bermanfaat  untuk  sektor  pertanian  dan  perkebunan, namun  kurang  bermanfaat  untuk  desain  saluran.  Hujan  yang  mengakibatkan  banjir  di perkotaan biasanya berdurasi pendek, maka diperlukan data hujan dengan durasi waktu pendek,  misalnya  5  menit,  15  menit,  dan  seterusnya  yang  dapat  diperoleh  dari  alat pencatat  hujan  otomatis  (ARR=  Automatic  Rainfall  Recorder).  Alat  ini  dilengkapi dengan pencatat jumlah akumulasi hujan terhadap waktu dalam bentuk grafik. Ada tiga jenis alat pencatat hujan otomatis yaitu weighing bucket, tipping bucket, dan float.
Jenis  ARR  dengan  float  (pelampung)  dilengkapi  dengan  pelampung  dalam  suatu bejana  yang  dihubungkan  dengan  corong  penangkap  hujan  melalui  pipa.  Gerakan  naik pelampung akibat pertambahan air dalam tabung diteruskan dengan mekanisme khusus yang  dapat  menggerakan  pena  di  atas  kertas  perekam.  Alat  ini  dilengkapi  dengan  alat penguras.  Pada  waktu  pelampung  mencapai  posisi  tertinggi,  maka  air  akan  terbuang secara  otomatis  melalui  pembuang  dan  pelampung  kembali  pada  posisi  paling  bawah (Gambar 1).
(a) (b)
Gambar 1 (a) Bentuk skematik Pencatat pelampung tipe Hellman (b) Penakar hujan jenis Hellman.

## Hubungan Tebal Hujan Terhadap Durasi Hujan
Data curah hujan diperlukan sebagai masukan pada analisis hidrologi. Data  yang diperlukan dapat berupa :
1. Tebal hujan  yang terakumulasi selama selang waktu tertentu (a given time interval) pada peluang ( probability ) atau periode ulang ( return period ) tertentu.
2. Hubungan antara tebal hujan dan durasi hujan.
Kedua parameter tersebut ditentukan dari hasil pengukuran data curah hujan yang cukup lama. Pada durasi yang sama dapat terjadi hujan dengan intensitas yang berbeda– beda, dalam satu kejadian hujan pun intensitas setiap selang waktu dapat berbeda–beda.
Tebal  hujan  dan  durasi  umumnya  mempunyai  hubungan  langsung,  tebal  hujan akan bertambah jika durasi bertambah. Persamaan umum untuk menyatakan hubungan tebal hujan terhadap durasi ( Soewarno, 2000 : 210 ) adalah :
H = k t n ……………………………………………..………………………. (1) Dimana :
H = tebal hujan ( mm ) t = durasi hujan ( menit )
k = koefisien
n = eksponen yang bernilai sebagai bilangan riel positif dan  nilainya kurang dari 1
(satu).umumnya 0.20-0.50
Persamaan (1) dapat diubah menjadi :
log H =log k + n log t  ………………………...………………...…………………. (2)
Atau dapat diubah menjadi persamaan regresi linier sederhana :
Y = A + B X ………………………………………...………...…………. (3)
Dimana Y = log H, A = log k dan BX = n log t serta  untuk X = log t maka  B = n. Bila i =  1,2,3,…n  adalah  banyaknya  data  maka  nilai  A  dan  B  dapat  ditentukan  dengan  cara kuadrat terkecil :
B = ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ………………………………………...……..…….  (4) A = ∑ ∑ ………………………………………………...……..…….  (5) Dengan persamaan korelasi  (r) r = ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ / ……….……………………..…….  (6)
Proses  analisis  data  untuk  menentukan  tebal  hujan  rata  –  rata  (pada  periode tertentu  :  setiap  jam,  harian,  bulanan,  tahunan)  dapat  dilakukan  dengan  menggunakan metode rata – rata aritmatik, metode ini merupakan metode yang paling sederhana, tebal hujan dapat dihitung dengan rumus :
H r = 1/n ( H 1 + H 2 + H 3 + …+ H n )   ………………………………....……..……. (7) Dimana :
H r
= tebal hujan rata – rata (mm)
H 1 , H 2 , H 3 , …H n = tebal hujan (mm)
n = jumlah data

## Analisis Chi - Kuadrat
Dalam mendapatkan data yang diprakirakan besarnya melalui model persamaan regresi, tidak diperlukan adanya asumsi tentang bentuk penyebaran kesalahan. Selain itu juga  untuk  menguji  apakah  persamaan  itu  cocok  dengan  data  pengamatan  maka  perlu diuji, pengujian dilakukan dengan uji chi- kuadrat yang dirumuskan sebagai berikut :
dk = ( B-1 )(K-1) ……………………………………....……..……. (8) ( ) ∑     
     − =
E E O 2 χ 2 ……………………………………....……..……. (9)
Dimana :
dk = derajat kebebasan
B = banyak baris K = banyak kolom χ 2
= nilai chi – kuadrat terhitung
O = nilai pengukuran

## E = nilai dari persamaan

## METODE PENELITIAN
Adapun  langkah-langkah  yang  dilakukan  dalam  penelitian  ini  adalah  sebagai berikut :
1. Data  tinggi  hujan  atau  tebal  hujan  untuk  setiap  periode  waktu  terlebih  dahulu dikelompokan  untuk memperoleh tebal hujan maksimum dari setiap periode waktu (5,10,15,30,45,60,120,180,360,720,1440) untuk setiap tahun dari tahun 2000–2011.
2. Menghitung  rata  –  rata  tebal  hujan  maksimum  untuk  setiap  periode  waktu (5,10,15,30,45,60,120,180,360,720,1440) untuk setiap tahun dari tahun 2000–2011.
3. Menganalisis  hubungan  tebal  hujan  dan  durasi  hujan  berdasarkan  analisis  regresi untuk mendapatkan model persamaan regresi.
4. Menguji  kecocokan  persamaan  dengan  data  pengamatan  menggunakan  analisis korelasi dan analisis chi-kuadrat.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisis Data Hujan
Hasil  analisis  data,  diperoleh  data  curah  hujan  maksimum  Stasiun  Klimatologi Lasiana  Kota  Kupang  untuk  setiap  periode  dari  tahun  2000-2011  seperti  terlihat  pada Tabel 1.
Tabel 1 Tebal Hujan Maksimum Stasiun Klimatologi Lasiana\ Kota Kupang Tahun 2000 – 2011.
Berdasarkan  tebal  hujan  pada  Tabel  1,  maka  tebal  hujan  rata-rata  pada  masing-masing durasi dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Rata-rata Tebal Hujan maksimum Tahunan Stasiun Klimatologi Lasiana Kota Kupang Tahun 2000-2011

## Analisis Data Menggunakan Persamaan Regresi Linear Sederhana
Berdasarkan  Tabel  2  dan  persamaan  (1,  2,  3,  4  dan  5),  maka  model  persamaan dapat ditentukan dengan menggunakan tabel penolong seperti terlihat pada Tabel 3.
5 10 15 30 45 60 120 180 360 720 1440 2000 13,60 20,00 30,00 40,50 51,70 60,00 99,60 109,50 109,90 109,90 109,90 2001 17,00 21,30 30,00 47,70 60,00 68,90 72,10 75,40 104,40 119,90 119,90 2002 10,00 18,80 26,30 29,50 31,60 31,90 40,00 44,80 49,10 53,60 88,80 2003 20,00 30,00 40,00 69,40 66,20 86,80 107,00 118,00 130,00 133,50 139,80 2004 16,00 20,00 26,00 40,00 43,40 43,90 44,50 49,90 59,80 78,50 89,60 2005 10,00 21,00 27,50 35,90 42,30 50,00 50,00 50,00 50,00 50,00 50,00 2006 11,00 20,00 22,00 38,00 40,50 45,20 78,80 71,00 104,70 115,00 139,20 2007 14,30 15,00 26,00 38,50 38,50 38,50 42,20 43,60 47,50 64,40 87,50 2008 14,00 18,00 26,00 30,00 32,70 43,00 50,00 50,00 50,00 50,00 50,00 2009 12,50 20,00 40,00 50,00 80,00 116,00 124,40 126,00 128,60 128,60 128,60 2010 13,00 17,60 19,00 44,00 46,40 46,80 47,00 52,00 56,80 67,30 302,00 2011 15,00 25,00 40,00 45,80 51,60 55,30 58,20 58,40 63,20 66,30 78,80 Tahun Durasi ( Menit ) dan Tebal Hujan ( mm )
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11 1440 115,34 180 70,72 360 79,50 720 86,42 45 48,74 60 57,19 120 67,82 10 20,56 15 29,40 30 42,44 No Durasi ( menit ) Hujan Maksimum Tahunan ( mm ) ( ti ) Tebal Hujan rata - rata ( Hi ) 5 13,87
Tabel 3 Tabel Penolong Perhitungan Tebal Hujan dan Durasi Hujan pada Stasiun Klimatologi Lasiana Kota Kupang
Dari Tabel 3, dan Persamaan (4, 5) maka diperoleh nilai  B = 0,34; A = 1,04, dari  nilai A tersebut diperoleh  k  = 11,03, sehingga model persamaannya adalah :
H = 11,03  t ,
……………………………....……………………..……. (10)
Persamaan  (10)  tersebut  perlu  dianalisis  untuk  mendapatkan  apakah  ada hubungan  atau  korelasi  (r)  antara  durasi  hujan  (ti  atau  X)  dan  tebal  hujan  (Hi  atau  Y).
Korelasi tersebut dapat ditentukan berdasarkan persamaan 6 dan Tabel 3 yakni nilai r = 0,96, dengan nilai r 2 = 0,92.
Nilai  r  tersebut  menunjukan  hubungan  antara  variabel  X  (durasi  hujan)  dan  Y (tebal hujan) ternyata positif (sangat kuat) dan signifikan. Besarnya sumbangan variabel X  terhadap  Y  adalah  0,92  x  100%  =  92%,  sedangkan  sisanya  8%  ditentukan  oleh variabel lainnya.
Disamping itu persamaan (10) perlu diuji apakah data pengamatan sesuai dengan persamaan tersebut. Cara yang digunakan untuk menguji persamaan tersebut adalah chi- kuadrat ( χ 2 ) dan dari Persamaan (9) niali chi- kuadrat hitung dapat dilihat pada Tabel 4.
No ti Hi X = Log ti Y = Log Hi X Y X 2 Y 2 1 5 13,87 0,70 1,14 0,80 0,49 1,30 2 10 20,56 1,00 1,31 1,31 1,00 1,72 3 15 29,40 1,18 1,47 1,73 1,38 2,16 4 30 42,44 1,48 1,63 2,40 2,18 2,65 5 45 48,74 1,65 1,69 2,79 2,73 2,85 6 60 57,19 1,78 1,76 3,12 3,16 3,09 7 120 67,82 2,08 1,83 3,81 4,32 3,35 8 180 70,72 2,26 1,85 4,17 5,09 3,42 9 360 79,50 2,56 1,90 4,86 6,53 3,61 10 720 86,42 2,86 1,94 5,53 8,16 3,75 11 1440 115,34 3,16 2,06 6,51 9,98 4,25 Jumlah 2985 631,99 20,69 18,58 37,04 45,03 32,16
Tabel 4 Perhitungan Chi - Kuadrat
Chi- kuadrat tabel ( χ 2 tabel ) pada taraf signifikan ( α = 5%) dan derajat kebebasan (dk  =  10)  diperoleh χ 2 tabel =  18,307  lebih  besar  daripada χ 2 hitung =  16,750,  ( χ 2 hitung < χ 2 tabel ). Dari nilai  ini dapat dikatakan bahwa “terdapat hubungan yang signifikan antara kedua variabel tersebut”, dan diterima.

## Model Persamaan Hubungan Tebal Hujan Terhadap Durasi Hujan
Berdasarkan hasil analisis menggunakan analisis regresi linear sederhana Y = A +  BX,  maka  diperoleh  suatu  model  persamaan  regresi  yang  digunakan  untuk menyatakan  hubungan  tebal  hujan  terhadap  durasi  hujan  pada  Stasiun  Klimatologi Lasiana Kota Kupang adalah Persamaan (9).
H = 11,03  t ,
Dimana :
H = tebal hujan (mm)
t = durasi hujan (menit)
Persamaan  tersebut  telah  diuji  dan  dianalisis  menggunakan  analisis  chi-kuadrat dan  hasilnya  dapat  disimpulkan  bahwa  “terdapat  hubungan  yang  signifikan  antara durasi  hujan  dan  tebal  hujan  pada  Stasiun  Klimatologi  Lasiana  Kota  Kupang”.  Dari persamaan  tersebut  dapat  dibuat  hubungan  antara  durasi  hujan  dan  tebal  hujan  seperti terlihat  pada  Gambar  1.  Gambar  grafik  tersebut  menunjukan  bahwa  tebal  hujan  dan
( O-E ) 2 E 5 13,87 19,06 27,02 1,42 10 20,56 24,13 12,76 0,53 15 29,40 27,70 2,90 0,10 30 42,44 35,06 54,51 1,55 45 48,74 40,24 72,26 1,80 60 57,19 44,38 164,24 3,70 120 67,82 56,17 135,67 2,42 180 70,72 64,47 39,00 0,60 360 79,50 81,61 4,43 0,05 720 86,42 103,29 284,79 2,76 1440 115,34 130,74 237,20 1,81 ∑χ 2 = 16,75 (E) (O-E) 2 Tebal Hujan Rerata (O)
Durasi (menit)
durasi  hujan  mempunyai  hubungan  langsung  dimana  tebal  hujan  akan  bertambah  jika durasi bertambah.

## Gambar 1 Grafik Hubungan Durasi Hujan dan Tebal Hujan

## Kegunaan dan Mamfaat dari Model Persamaan
Model  persamaan  hubungan  tebal  hujan  terhadap  durasi  hujan  pada  Stasiun Klimatologi  Lasiana  Kota  Kupang  yang  telah  diperoleh  di  atas  merupakan  model persamaan  yang  dapat  digunakan  untuk  memprediksi  tebal  hujan  berdasarkan  durasi hujan  yang  diperoleh.  Model  persamaan  ini  dapat  digunakan  sewaktu–waktu  jika  alat ukur curah hujan otomatis tipe Hellman mengalami gangguan atau rusak dalam jangka waktu tertentu.
Hal–hal  yang  perlu  diperhatikan  oleh  observer  dalam  pemakain  model persamaan ini adalah sebagai berikut :
a. Model  persamaan  ini  hanya  dapat  digunakan  pada  Stasiun  Klimatologi  Lasiana Kota  Kupang,  tapi  dengan  catatan  bahwa  observer  selalu  siaga  selama  jam  kerja berlangsung  untuk  mengaktifkan  jam  (stopwatch)  pada  saat  terjadi  hujan.  Data lamanya hujan ini akan digunakan untuk menentukan tebalnya hujan.
b. Model  persamaan  ini  digunakan  jika  alat  ukur  curah  hujan  mengalami  gangguan atau rusak dalam jangka waktu tertentu.
0 20 40 60 80 100 120 140 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 T eba l H uj an ( m m ) Durasi Hujan ( Menit ) H =11.03 t 0.34

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisa  data  dan  pembahasan,  maka  dapat  disimpulkan bahwa analisis model hubungan tebal hujan dan durasi hujan Pada Stasiun Klimatologi Lasiana Kota Kupang adalah sebagai berikut :
1) Model  persamaan  hubungan  antara  tebal  hujan  dan  durasi  hujan  hasil  analisis  data curah  hujan  otomatis  (jam-jaman)  pada  Stasiun  Klimatologi  Lasiana  Kota  Kupang adalah H = 11.03 t 0.34
2) Kehilangan  data  tebal  hujan  akibat  kerusakan  alat  ukur  curah  hujan  otomatis  dapat diprediksi  dengan  menggunakan  persamaan  yang  telah  diperoleh  hasil  analisis  data curah  hujan  dimana    persamaan  tersebut  berlaku  terbatas  untuk  lokasi  pos  hujan dimana persamaan itu ditentukan.

## Saran
1) Penggunaan  model  persamaan  hasil  analisis  hanya  dapat  digunakan  untuk  durasi waktu maksimal 2-3 hari.
2) Bagi  BMG  Lasiana  Kota  Kupang  agar  lebih  memperhatikan  alat-alat  klimatologi khususnya alat ukur curah hujan agar perawatannya terkontrol dengan baik sehingga pemanfaatan alat bisa lebih optimal.

## DAFTAR PUSTAKA
Asdak  Chay.  2010,  Hidrologi  dan  Pengelolaan  Daerah  Aliran  Sungai,  Cetakan  Ke–5, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Sasrodarsono  Suyono  dkk.  1987.  Hidrologi  Untuk  Pengairan,  Edisi  Ke–6  Terjemahan, Pradnya Paramita, Jakarta.
Soemarto C.D. 1999, Hidrologi Teknik, Edisi ke - 2, Erlangga, Jakarta.
Soewarno. 2000, Hidrologi Operasional, Jilid Ke – 1, PT.Citra Aditya Bakti, Bandung.
Sugiyono. 2012. Statistika Untuk Penelitian, Cetakan Ke–20, Alfabeta, Bandung.
Wilson E.M. 1993. Hidrologi Teknik, Terbitan ke–4, Penerbit ITB, Bandung.