BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni sampai Agustus 2016 yang bertempat di Laboratorium Hidraulika Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil. Urutan penelitian dibedakan menjadi dua bagian utama, yaitu ; 1. Penelitian secara fisik, dilaksanakan di Laboratorium Hidraulika Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik dengan pengamatan secara terperinci terhadap setiap aspek pemodelan yang baku dan continue dalam penyempurnaannya. 2. Penelitian secara hipotetik dan analitik, dilaksanakan dengan tujuan menemukan beberapa variable-variabel yang saling berpengaruh. Penelitian fisik di laboratorium dengan tahapan studi literature, persiapan alat, persiapan bahan, pembuatan model dan pengumpulan data dari penyajian model. Sedangkan penelitian hipotetik dan analitik berupa analisis data dan membuat kesimpulan hasil penelitian secara ringkas dan jelas. 51

2 3.2 Bahan dan Alat Penelitian Dalam penelitian ini diperlukan bahan dan material untuk membuat model fisik. Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: 1. Triplek Triplek yang digunakan berfungsi sebagai dasar dan dinding saluran ( flume ). Material triplek yang dipakai dalam penelitian ini adalah triplek dengan kualitas terbaik, sehingga dalam kegunaannya material triplek dapat digunakan dalam durasi waktu yang panjang. Jenis triplek yang digunakan adalah tipe plywood dengan ketebalan 9 mm serta lebar dan panjang 122 x 244 mm. 2. Tanah Tanah yang digunakan berfungsi sebagai sedimen, yang mana diatur sesuai kebutuhan penelitian agar dapat diperoleh dengan adanya hasil praktikum. Tanah yang digunakan adalah tanah merah yang dilengkapi data test mekanika tanah dari Laboratorium Mekanika Tanah USU. 3. Akrilik Akrilik berfungsi sebagai bahan pemantau aliran, karena bahan ini transparan sehingga dapat memantau arus/ aliran air pada flume. 1. Pompa Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: Pompa berfungsi untuk menaikkan air dari bejana ke dalam flume. spesifikasi flume yang digunakan sebagai berikut : Tabel 3.1 Spesifikasi Pompa Spesikasi Name D90LEK1281DB KW 1.1 VOLT S 240 rev/min

3 hp 1.5 AMP S 8.8 RATING MCR (Sumber : Spesifikasi Pompa) Dan gambar pompa dapat dilihat pada Gambar 3.1 Gambar 3.1 Pompa Interdab DB 401 XHM/5B 2. Stopwatch Alat ini digunakan untuk menentukan satuan waktu yang ditentukan untuk pengambila data kedalaman sedimentasi selama running berlangsung. Adapun gambar stopwatch dapat dilihat pada Gambar 3.2 : 53

4 Gambar 3.2 Stopwatch 3. Hook and Point Gauge Alat ini digunakan untuk mengukur kedalaman air dan kedalaman dasar saluran yang terjadi dengan ujung runcing point gauge yang diturunkan hingga kedalaman yang sudah terbentuk oleh aliran. Kedalaman sedimen diukur terhadap waktu selama penelitian berlangsung, sedangkan kontur pergerakan sedimen dapat dilihat setelah running selesai dilakukan. Point Gauge yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.3 Gambar 3.3 Hook and Point Gauge 4. Flume Prototype Dalam penelitian ini, ada pengembangan pembuatan flume dengan menggunakan triplek garuda foam dan rangkaian akrilik. Panjang flume yang direncanakan oleh peneliti serta bentuk dari flume itu sendiri dapat dilihat pada 54

5 Gambar 3.4 berikut : Gambar 3.4 Tampak Flume Prototype P = 1500 cm L = 40 cm t = 40 cm T = 140 cm Direncanakan dengan adanya daerah bangunan pendukung yang dimodifikasi sesuai kebutuhan penelitian sedalam 15 cm serta panjang dan lebar 100 x 40 cm. Gambar 3.5 Tampak Daerah Bangunan Pendukung 5. Kamera Alat ini digunakan untuk pengambilan data berupa dokumentasi selama berlangsungnya penelitian. 55

6 6. Penggaris,meteran dan alat lainnya Alat ini bertujuan untuk mengukur panjang sedimen yang tertumpuk sebelum dan sesudah pintu serta untuk mengukur tinggi material dasar dan kedalaman aliran di sepanjang flume. Gambar 3.6 Alat Kerja Tukang 3.3 Rancangan Penelitian Metodologi yang digunakan untuk mengolah data dalam penulisan ini adalah metode kuantitatif deskriptif, yaitu metode perhitungan dan penjabaran hasil pengolahan data. Studi penelitian dilakukan sesuai urutan di bawah ini: 1. Studi Literatur Rumusan-rumusan serta konsep-konsep teoritis dari berbagai literatur dipelajari dan dipahami agar landasan teoritis terpenuhi dalam mengembangkan konsep penelitian mengenai kajian sistem pintu klep otomatis.hal ini akan memudahkan untuk mengidentifikasi faktor-faktor dalam menentukan pengaruh besar dimensi pintu klep otomatis tersebut. 2. Pengumpulan Data 56

7 Pengumpulan data dalam penelitian ini meliputi: Data-data yang digunakan berupa data ukuran pintu klep otomatis, jenis kayu dan ban yang digunakan, serta berat jenis dari kayu dan ban tersebut. Disini peneliti juga melihat data dari pintu klep fiber reshin pabrikan 3. Pengolahan Data Setelah semua data yang dibutuhkan diperoleh, langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Data-data yang diperoleh dari hasil survei lapangan, hasil analisa di laboratorium dan data-data yang telah di olah oleh suatu pusat penelitian akan di hitung. 4. Analisa Data Dari hasil pengolahan, dilakukan analisa data sehingga dapat diperoleh kesimpulan akhir. Beberapa analisa tersebut berupa: a. Kondisi sedimen pada pintu dan hilir b. Pola sedimen yang diteliti c. Model bangunan pendukung yang Ideal 5. Kesimpulan dan Saran diperoleh. Penarikan kesimpulan dapat dilakukan setelah hasil pengolahan data 3.4 Prosedur Pelaksanaan Penelitian Persiapan Peralatan a. Persiapan material sedimen Material dasar yang dipakai untuk penelitian adalah pasir, tanah, lempung 57

8 yang dapat ditemukan pada umumnya. Nantinya, setiap material ini diuji bergantian / masing-masing. b. Pengecekan alat flume Sebelum Flume Prototype digunakan, pengecekan akan kelengkapan alat ini harus diperhatikan. Seperti ketersediaan air dalam bejana, kebersihan dasar saluran dari material-material yang mengganggu saluran flume, pintu, pompa, bangunan pendukung, dll. Gunanya adalah untuk mempermudah peneliti dalam proses penelitian tersebut, agar tahap demi tahap pengujian tidak terhambat. c. Pengecekan debit air pada flume Pengecekan debit air yang dilakukan adalah dengan cara manual. Dimana proses air yang jatuh melalui ujung saluran flume diletakkan pada sebuah wadah berupa ember dengan satuan volume/detik yang ditiap pengambilan sample nya dihitung per 5 detik menggunakan stopwatch. Pengambilan sample dilakukan sebanyak 5 kali, sehingga didapat rerataan volume yang lebih akurat dari hasil pengambilan sample. Lalu pengelolaan data tersebut memakai rumus umum untuk mencari debit. Q = V. A... (3.1) Dimana ; Q : Debit ( m 3 /s ) A : Luas Penampang Basah ( m 2 ) V : Kecepatan ( m/s ) d. Kalibrasi Alat Hal ini sangat perlu agar data yang peneliti peroleh adalah data yang sesuai dengan data yang didapat nantinya pada perhitungan teoritis. e. Penghamparan material sedimen 58

9 Setelah semua material sedimen tersedia, maka selanjutnya penghamparan tiap-tiap material. Dalam pengerjaannya, letakkan 20 kg / masing-masing material pada jarak tertentu sebelum pintu air Percobaan Pendahuluan Percobaan pendahuluan dimaksudkan untuk mengetahui kapasitas debit maksimum yang mampu diberikan oleh pompa. Dengan diketahui debit maksimum, maka dapat menentukan debit yang akan digunakan. Dan untuk mengetahui berapa volume kebutuhan air pada saat pengujian dilakukan Pelaksanaan Penelitian Pada pelaksanaan penelitian direncanakan dengan menggunakan 2 model bangunan pendukung: 1. Model Bangunan Pendukung Tipe I Model bangunan pendukung ini tidak begitu spesifik dan tidak memiliki model yang rumit. Model ini berbentuk datar sering dijumpai disetiap aliran irigasi di Indonesia. Adapun model gambarnya dapat dilihat pada Gambar 3.7 Pintu Gambar 3.7 Model A. Pendukung Tipe I Bangunan pendukung tipe I 59

10 2. Model Bangunan Pendukung Tipe Segitiga Tipe dengan bangunan ini gunanya untuk menempatkan sedimen di dasar saluran sebelum naik ke atas pintu air. Sehingga petani dapat mengontrol sedimen secara rutin dapat dilihat pada Gambar 3.8 Pintu Gambar 3.8 Model B. Pendukung Tipe II Bangunan pendukung tipe II Untuk lebih memastikan ada tidaknya sedimen pada daerah tersebut, maka hasil pengujian dapat menjadi bahan referensi. Langkah-langkah pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut : a. Hamparkan sedimen pertama dalam saluran sebelum memasuki pintu air. Jarak yang ditentukan adalah 2 m sebelum pintu air. Hamparkan sedimen membentuk bukit-bukit sehingga keadaan sedimen sama dengan keadaan nyata pada beberapa saluran irigasi yang terdapat banyak sedimentasi. Kemudian ukur tinggi gundukan sedimen dengan alat Hook and Point 60

11 Gauge Kemudian begitupula untuk sedimen berikutnya. b. Pengaturan kecepatan aliran dengan variabel 0.05 m/s, 0.4 m/s, penyesuaian keadaan pompa dan saluran yang mungkin saja belum sesuai. c. Analisa hasil pengamatan, seberapa jauh sedimen bergerak dari gundukan yang tertahan dipintu ( vol P ) dan yang melewati pintu ( vol U ) dengan menggunakan satuan waktu tiap 1 menit. d. Gambar hasil gundungan yang bergerak pada dinding saluran, untuk memudahkan proses penganalisaan. e. Ukur kembali tingggi gundukan menggunakan Hook and Point Gauge dan catat berapa jaraknya. f. Matikan mesin, lalu hitung berapa volume sedimen yang bergerak dan tertahan di tiap-tiap percobaan. Untuk mempermudah pelaksaan penelitian, maka dibuatlah alur penelitian. Secara lengkap baga alur penelitian model bangunan pendukung pintu air pak tani berbahan jenis kayu dan ban sebagai pintu irigasi dapat dilihat pada Gambar

12 3.5 Prosedur Uji Laboratorium Start Memulai dengan mempersiapkan kelengkapan peraktikum Bangunan Pendukung Menempatkan Bangunan Pendukung pada tempatnya. Meletakkan pintu secara tegak lurus terhadap bangunan pendukung Hidupkan pompa Mengatur bukaan pada tuas untuk kec m/s Alat ukur kecepatan aliran (current meter) Penghamparan sedimen Penghamparan sedimen tanah dibagian hulu dengan volume m 3,berat 40 kg. Pengukuran Pengukuran tinggi muka air menggunakan (Hook and Point Gauge) Pengukuran ketinggian DIlakukan pada hulu (hu), pintu (hp), hilir (hi) Pengamatan Pengamatan memantau daerah pintu dan hilir. Pengamatan tebal sedimentasi, dimensi dan pola sedimentasi. pengamatan dilakukan selama 2 jam dari tiap sampel pengolahan data Pengolahan data berupa tinggi tebal sedimentasi yang diubah menjadi sebuah dimensi ruang sehingga diperoleh volume dan berat sedimentasi Selesai pengulangan kembali percobaan kedua dan seterusnya Gambar 3.9 Prosedur Uji Laboratorium 62

13 3.6 Diagram Alir Penelitian Diagram alir pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Start Tinjauan Teoritis Desain Model Skripsi Konstruksi Model Kalibrasi Alat dan Model Pengujian Lab Test Hasil Laboratorium Analisis Data A 63

14 A Output Kesimpulan dan Saran Stop Gambar 3.10 Diagram Alir Penelitian 64

15 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Konstruksi Model Konstruksi model memakai bahan triplek garuda form kualitas tinggi, dengan ketebalan 0.9 mm. Yang mana model-model yang dibuat di letakkan pada daerah tertentu Model Banyak model-model bangunan pendukung yang ada dalam praktiknya. Dalam penelitian ini kami menggunakan dua buah desain konstruksi bangunan pendukung, yaitu : Model Tipe I Model ini menggunakan triplek garuda form dengan ketebalan 0.9 mm serta panjang 1000 x 400 mm. Model ini diletakkan pada daerah yang telah tersedia, dapat dilihat pada Gambar

16 Gambar 4.1 Bangunan Pendukung Tipe I Model Tipe II Model ini menggunakan triplek garuda form dengan ketebalan 0.9 mm serta panjang 1000 mm. Namun ada bagian berbentuk segitiga ruang yang memanjang sejauh 600 mm terhadap bidang horizontalnya. Dimensi bentuk model pendukung segitiga ini dapat dilihat pada Gambar 4.2 Konstruksi Model Gambar 4.2 Bangunan Pendukung Tipe II A. Tahap Awal Tahap awal dari perakitan konstruksi model adalah dengan cara: 1. Membuat list pembelian bahan konstruksi. Ada beberapa barang yang paling penting seperti triplek garuda form, akrilik, kayu dan ban. Tujuan dari pembuatan list iini adalah sebagai hal yang sangat 66

17 penting untuk mempermudah peneliti dalam pencarian bahan konstruksi di toko bangunan. 2. Survei ketersediaan bahan konstruksi. Setelah list pembelian telah selesai dipilih dan dibahas dengan dosen pembimbing, selanjutnya dilakukan survei bahan ke panglong. Karena beberapa bahan yang diperlukan adalah bahan yang jarang ditemukan di pasar masyarakat, maka perlu melakukan pembelian indent (pesanan). Hal-hal ini yang mesti dihindari sehingga proses atau tahap kedepannya dapat berjalan dengan baik. 3. Membeli bahan konstruksi dengan mutu tinggi. Barang-brang atau bahan-bahan konstruksi yang dibeli di pasaran belum tentu terjamin kualitasnya dari segi mutu. Oleh karena itu kami sangat berhati-hati dalam memilih bahan yang berkualitas dengan mutu yang terjamin pula. Pemilihan bahan sesuai standar SNI ataupun bahan dengan kualitas terbaik adalah prioritas utama yang kami kedepankan. Karena model yang akan dibuat adalah model dengan konstruksi yang kuat, baik dan tahan lama. 4. Menyiapkan planning kerja. Setelah ketiga konsep tadi sudah terlaksana, maka dibuatlah persiapan planning kerja. Dimana seluruh barang dan bahan tersebut diletakkan pada satu tempat tertentu, yang dimana dapat mempermudah pekerjaan nantinya. Selain perletakan 67

18 alat-alat kerja, kami membuat planning kerja yang dimana berfungsi agar rangkaian kegiatan perakitan dapat berjalalan dengan baik. Pengelasan kaki meja saluran Pembuatan Kaki Leveling kedaratan meja Pengeboran kaki kaku Pemotongan triplek Merangkai triplek Flume protoype Pembuatan Dinding Saluran Meletakkan saluran pada meja Merangkai Alat Pendukung Pemasangan kaca akrilik Pemasangan pintu Pembuatan bejana pemasangan pompa Pembebanan pintu Bangunan pendukung pemasangan pipa dan selang Gambar 4.3 Bagan Kegiatan Kerja B. Tahap Pelaksanaan Perakitan 1. Perakitan Tahap I ( Kaki Besi ) a. Perakitan kaki besi digunakan sebagai dudukan saluran. Rangkaian besi disatukan sepanjang 13.5 meter dengan lebar 0.6 meter dan tinggi 1 meter. b. Rangkaian ini diletakkan di base plan. Karena lantai base plan tidak rata, maka dilakukan leveling untuk meratakan titik 0 meter sampai dengan titik 13.5 meter. 68

19 c. Pengeboran kaki kaku berfungsi untuk menempatkan tiap-tiap variabel kemiringan (s). ditiap lubang diberi baut untuk mengikat lempeng kaki kaku ke kaki meja saluran. Kemiringan diambil per 5 cm ketinggian. Variabel 0, 5, 10, 15 cm dari elevasi datar. Proses Perakitan Tahap 1 ( kaki besi ) dapat dilihat pada Gambar 4.4 (a) (b.1) 69

20 (b.2) (c) Gambar 4.4 (a) Pengelasan meja, (b.1) Leveling Longitudinal, (b.2) Leveling Cross, (c) Pemasangan kaki kaku (Sumber : Dokumentasi penelitian) 2. Perakitan Badan Saluran a. Pemotongan triplek dibagi atas 3 bagian memanjang dalam 1 lembar triplek. Ukuran triplek garuda form adalah 1.22 x 2.44 meter. Dua bagian triplek uk x 2.44 meter sebagai dinding saluran dan satu uk x 2.44 meter sebagai dasar saluran. b. Triplek tidak langsung disatukan disetiap sisinya, namun dibuat mal kayu uk. 1 / 2 inci sesuai desain agar triplek dapat diletakkan dalam kondisi kuat. Kayu sebagai mal tersebut disatukan sepanjang triplek menggunakan paku uk. ½ inci. Jarak antar paku ke paku adalah 10 cm. Untuk menyelesaikan rangkaian triplek sejauh 1500 cm dengan uk. 40 x 40 cm digunakan 6 lembar triplek. c. Meletakkan saluran diatas meja, dirangkai persegmen agar tidak terlalu berat untuk diangkat ke meja. Terlebih dahulu diletakkan alas saluran, kemudian dinding-dinding salurannya. 70

21 d. Setelah itu pemasangan kaca akrilik. Fungsi akrilik ini adalah sebagai tempat pengamat aliran di bagian ujung. Panjang segmen akrilik adalah 600 cm dengan tebal yang sama dengan triplek, yaitu 0.99 cm. e. Sebelum memasang pintu, segmen bangunan pendukung terlebih dahulu dimasukkan dan di letakkan ditempat yang telah dipersiapkan. Prosesnya, hanya memakukan beberapa bagian dari tiap bangunan pendukung. Lalu pemasangan pintu.menggunakan klep besi uk. ¾ inci sebanyak 4 buah kondisi ini dibarengi dengan menggukan ban dan pemberian beban ke dalam box pintu. Proses pembuatan dinding saluran dapat dilihat pada Gambar 4.5 (a) (b) 71

22 (c.1) (c.2) (d) (e) Gambar 4.5 (a) Pemotongan triplek, (b) Merangkai triplek, (c.1),(c.2) Meletakkan saluran pada meja, (d) Pemasangan kaca akrilik, (e) Pemasangan pintu (Sumber : Dokumentasi penelitian) 3. Perakitan Alat Pendukung a. Pembuatan bejana memakai bejana bekas yang ada di Laboratorium Hidraulika. Memakai dua buah bejana uk. 2 x 1 meter dan uk. 1x 1 meter. Dilakukan pengelasan dan pemotongan untuk menyatukan dua bejana ini. b. Pemasangan pompa dan sambungan pipa. Meletakkan pipa di bawah saluran sepanjang 10 meter. Kemudian disambung memakai selang kebagian pompa. Lalu pemasangan selang pompa ke bejana. 72

23 Proses merangkai alat pendukung dapat dilihat pada Gambar 4.6 Gambar 4.6 (a) Bak Air, (b) Pompa (a) (b) C. Tahap Akhir Pengetesan fungsional alat secara general. Pengetesan dilakukan ketika semua alat telah terpasang. Pengetesan antara lain : Pengetesan kecepatan air yang dapat digunakan. Ketersediaan air agar tidak menghambat penelitian. Pengetesan pintu, syarat tinggi air pada pintu harus 2/3 uk.pintu. Pembebanan pintu untuk mengatur tinggi muka air di hulu. Pengetesan bangunan pendukung. untuk melihat ada tidaknya kegagalan dalam konstruksi bangunan pendukung Kalibrasi alat dan Model Pengertian kalibrasi menurut ISO/IEC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM) adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang 73

24 sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional. Tujuan kalibrasi adalah untuk mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan/ditelusur sampai ke standar yang lebih tinggi/teliti (standar primer nasional dan / internasional), melalui rangkaian perbandingan yang tak terputus a Alat Untuk kalibrasi peralatan praktikum yang digunakan beberapa alat ini telah dilakukan kalibrasi, antara lain: Hook and Point Gauge Hook and Point Gauge yang digunakan, diperoleh dari Laboratorium Hidraulika. Yang setiap tahunnya dikalibrasi sesuai kebutuhan dan penggunaan alat tersebut. Alat ini berfungsi untuk dapat menentukan tinggi kritis air yang mengalir pada saluran sehingga diperoleh hasil data yang akurat untuk memudahkan dalam menganalisa data. Hook and Point Gauge yang digunakan dapat dilihat pada Gambar

25 Gambar 4.7 Hook and Point Gauge Current meter Current meter adalah suatu alat yang digunakan untuk megukur kecepatan aliran air. Alat ini digunakan dalam dunia pendidikan dan dalam dunia teknik sipil. Alat yang sangat penting untuk perencanaan struktur bangunan air. Dari kecepatan air kita ketahui debit, dari debit, kita bisa merancang dimensi saluran, dll. Kalibrasi current meter yang digunakan telah dilakukan sebelum penelitian ini berjalan. Kalibrasi disesuaikan agar dapat menghasilkan data yang compatible berdasarkan jenis saluran yang dipergunakan. Alat ini telah sesuai dengan jenis saluran yang dipergunakan, sesuai dengan dimensi dan kecepatan air yang dilalui. Untuk penelitian ini, current meter berfungsi sebagai alat pengukur kecepatan aliran dalam saluran. Alat ini dipakai karena fleksibilitas kerjanya dalam penelitian untuk merubah variabel-variabel kecepatan agar mempermudah menentukan tiap-tiap variabel kecepatan. Current meter yang digunakan dapat dilihat pada Gambar

26 Gambar 4.8 Current Meter Pompa Sorong Pompa sorong yang dipakai telah dikalibrasi sebelumnya. Diperoleh dari Laboratorium Hidraulika b Model Beberapa alat yang digunakan dirakit dan dirancang secara manual tanpa pabrikasi, antara lain: Flume Prototype Dibuat di Laboratorium Hidraulika, menggunakan sebagian besar kayu dan triplek berkualitas tinggi. Terbentang sepanjang 1500 cm dengan dimensi 40 x 40 cm. Flume ini telah dikalibrasi sesuai kebutuhan. Sebelum penelitian ini dilaksanakan, peneliti melakukan survei kelayakan dimensi pada salah satu saluran irigasi di daerah Binjai. Saluran yang diamati adalah saluran tersier dari Bendungan Namu Sira-Sira terletak di Kabupaten Langkat, Sumatera Utara. Kegiatan survey ini untuk memastikan keadaan saluran sesungguhnya. Hasil survei dapat dilihat dalam bentuk dokumentasi yang tertera pada Gambar

27 Gambar 4.9 Gambar pengukuran saluran tersier Desain Prototype saluran setelah dilakukan survei sebelumnya, dapat dilihat pada gambar 4.10 Gambar 4.10 Flume Prototype Pintu Pintu klep adalah salah satu pintu air yang pengoperasiannya dilakukan secara otomatis dengan membuka dan menutupnya pintu pada setiap perubahan muka air baik diudik/hulu maupun dihilir. 77

28 Gambar 4.11 kondisi pintu otomatis berbahan fiber resin Pintu yang digunakan telah dikalibrasi sesuai standar yang ada, seperti dapat dilihat dari beberapa dokumentasi hasil survei di lapangan. Pintu ini berada di area kampus, lebih tepatnya pada saluran buangan pintu 1. Dari hasil pengamatan dan survei pada bangunan air tersebut, maka dilakukan kalibrasi dimensi pintu, ketahanan bahan pintu dan beban pintu. Bangunan Pendukung Bangunan pendukung dibuat menggunakan triplek garuda form berkualitas tinggi dengan ketebalan 0.9 cm. kalibrasi dilakukan dengan penyesuaian dimensi terhadap dasar saluran pada flume prototype. 78

29 Gambar 4.12 Bangunan Pendukung 4.2 Pengujian ( Laboratory Test ) Operational Prosedure Proses pelaksanaan praktikum cukup panjang, dilakukan di Laboratorium Hidraulika. Tahap-tahap pelaksanaan akan dijabarkan sebagai berikut : a. Bangunan I Bangunan I adalah bangunan struktur berbentuk persegi panjang dengan ukuran 40 x 100 cm menggunakan triplek garuda form. Prosedur pelaksanaannya adalah sebagai berikut: Pastikan bahwa flume sudah horizontal. Tempatkan bangunan pendukung berbentuk persegi panjang pada flume secara horizontal terhadap dasar saluran flume. Masukkan beban pada pintu sebesar 35 kg. Pasang pintu otomatis, vertical terhadap dasar saluran flume. Letakkan hook and point gauge di hulu saluran, lalu atur titik nol terhadap dasar saluran. Hidupkan pompa. Atur bukaan pada tuas pompa, untuk menentukan variabel kecepatan aliran air pada saluran. 79

30 Masukkan sedimen berupa tanah merah seberat 40 kg. Lalu sedimen disebar di daerah pengamatan sepanjang 1 meter dan sejauh 1.5 meter dari pintu air otomatis. Pengamatan konstan air, lalu hitung tinggi muka air di hulu. Area pengamatan adalah dua kali panjang pintu. Artinya sepanjang 80 cm dari pintu. Pengamatan dilakukan selama 2 jam disetiap variabel kecepatannya. Ukur tebal sedimen yang tertahan di pintu ( dan di hilir menggunakan hook and point gauge. Adapun cara menghitung tinggi air di hilir dengan cara menggenangkannya menggunakan jaring tipis. Catat data yang diperoleh dari percobaan. Lakukan ulang praktikum dalam bentuk variabel yang lain sesuai penelitian. b. Bangunan II Bangunan II adalah bangunan struktur berbentuk segi tiga dengan ukuran 40 x 60 x 5 cm menggunakan triplek garuda form. Prosedur pelaksanaannya adalah sebagai berikut: Pastikan bahwa flume sudah horizontal. Tempatkan bangunan pendukung berbentuk segi tiga pada flume secara horizontal terhadap dasar saluran flume. Masukkan beban pada pintu sebesar 35 kg. Pasang pintu otomatis, vertical terhadap dasar saluran flume. 80

31 Letakkan hook and point gauge di hulu saluran, lalu atur titik nol terhadap dasar saluran. Hidupkan pompa. Atur bukaan pada tuas pompa, untuk menentukan variabel kecepatan aliran air pada saluran. Masukkan sedimen berupa tanah merah seberat 40 kg. Lalu sedimen disebar di daerah pengamatan sepanjang 1 meter dan sejauh 1.5 meter dari pintu air otomatis. Pengamatan konstan air, lalu hitung tinggi muka air di hulu. Area pengamatan adalah dua kali panjang pintu. Artinya sepanjang 80 cm dari pintu. Pengamatan dilakukan selama 2 jam disetiap variabel kecepatannya. Ukur tebal sedimen yang tertahan di pintu ( dan di hilir menggunakan hook and point gauge. Adapun cara menghitung tinggi air di hilir dengan cara menggenangkannya menggunakan jaring tipis. Catat data yang diperoleh dari percobaan. Lakukan ulang praktikum dalam bentuk variabel yang lain sesuai penelitian Hasil Laboratory Test Hasil diperoleh setelah melaksanakan kegiatan praktikum selama kurang lebih satu bulan dari tanggal 10 juli 2016 sampai 29 agustus Dilaksanakan di Laboratorium Hidraulika. Bentuk form yang dipakai untuk mendapatkan data dapat dilihat dibawah ini : 81

32 Percobaan I ( Menggunakan Bangunan Tipe I dengan penambahan tekanan maksimum 20 psi ) Tabel 4.1 Hasil Percobaan I Tebal (hp) Tebal (hi) Percobaan W pintu Pressure hu (mm) Vu (mm) (N) (psi) (mm) (mm) (Sumber; Hasil Laboratory Test) Percobaan II ( Menggunakan Bangunan Tipe I dengan tekanan minimum 0 psi ) Tabel 4.2 Hasil Percobaan II Tebal (hp) Tebal (hi) Percobaan W pintu Pressure hu (mm) Vu (mm) (N) (psi) (mm) (mm) (Sumber; Hasil Laboratory Test) 82

33 Percobaan III ( Menggunakan Bangunan Tipe II dengan penambahan tekanan maksimum 20 psi ) Tabel 4.3 Hasil Percobaan III Perco W pintu Pressure tebal sediment hu (mm) Vu (mm) baan (N) (psi) hp (mm) hi (mm) 1 343, ,4 2,35317E-07 0,003 0, , ,35 5,13588E-07 0,0042 0, , ,5 0,3 7,02654E-07 0,0048 0, , ,25 1,09934E-06 0,0058 0, , ,2 1,55026E-06 0,0067 0, , ,15 2,23194E-06 0,0078 0, , ,1 3,50127E-06 0,0094 0, , ,05 6,34022E-06 0,01 0,0025 (Sumber; Hasil Laboratory Test) Percobaan IV ( Menggunakan Bangunan Tipe II dengan tekanan minimum 0 psi ) Tabel 4.4 Hasil Percobaan IV Perco W pintu Pressure Vu tebal sediment hu (mm) baan (N) (psi) (mm) hp (mm) hi (mm) 1 343, ,4 6,03724E-07 0,0045 0, , ,35 9,27967E-07 0,0054 0, , ,5 0,3 1,44201E-06 0,0065 0, , ,25 1,72152E-06 0,007 0, , ,2 2,09686E-06 0,0076 0, , ,15 2,98502E-06 0,0088 0, , ,1 3,77816E-06 0,0097 0, , ,05 1,09532E-05 0,015 0,0032 (Sumber; Hasil Laboratory Test) 83

34 84

35 4.2.3 Analisis Data a Tabel Hasil Perhitungan Percobaan I ( Menggunakan Bangunan Tipe I dengan penambahan tekanan maksimum 20 psi ) Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengolahan Data Percobaa W pintu Pressure Vol (hu) Vol (hp) Vol (hi) hu (mm) Vu (m/s) n (N) (Psi) volume (m3) berat (kg) volume (m3) berat (kg) volume (m3) berat (kg) Σ (Sumber: Hasil Perhitungan) 85

36 Percobaan II ( Menggunakan Bangunan Tipe I dengan tekanan minimum 0 psi ) Tabel 4.6 Tabel Hasil Pengolahan Data Percoba W pintu Pressure Vol (hu) Vol (hp) Vol (hi) hu (mm) Vu (m/s) an (N) (Psi) volume (m3) berat (kg) volume (m3) berat (kg) volume (m3) berat (kg) Σ (Sumber: Hasil Perhitungan) 86

37 Percobaan III ( Menggunakan Bangunan Tipe II dengan penambahan tekanan maksimum 20 psi ) Tabel 4.7 Tabel Hasil Pengolahan Data Percoba W pintu Pressure Vol (hu) Vol (hp) Vol (hi) hu (mm) Vu (m/s) an (N) (Psi) volume (m3) berat (kg) volume (m3) berat (kg) volume (m3) berat (kg) Σ (Sumber: Hasil Perhitungan) 87

38 Percobaan IV ( Menggunakan Bangunan Tipe II dengan tekanan minimum 0 psi ) Tabel 4.8 Tabel Hasil Pengolahan Data Percobaa W pintu Pressure Vol (hu) Vol (hp) Vol (hi) hu (mm) Vu (m/s) n (N) (Psi) volume (m3) berat (kg) volume (m3) berat (kg) volume (m3) berat (kg) Σ (Sumber: Hasil Perhitungan) 88

39 Tabel 4.9 Matrix Data Penelitian Bangunan Pendukung Tipe I ( Kondisi dasar saluran normal/ datar) percobaan (Sumber : Hasil Penelitian) I II Kondisi Pintu Pintu dengan ban Pintu tanpa ban Beban pintu (kg) Tekanan (psi) Kecepatan Perolehan Data aliran (m/s) hp 1 (mm) hp 2 (mm) hi (mm)

40 Tabel 4.10 Matrix Data Penelitian Bangunan Pendukung Tipe II ( Kondisi dasar saluran menanjak/ segitiga) percobaan (Sumber : Hasil Penelitian) I II Kondisi Pintu Pintu dengan ban Pintu tanpa ban Beban pintu (kg) Tekanan (psi) Kecepatan Perolehan Data aliran (m/s) hp 1 (mm) hp 2 (mm) hi (mm) E E E E E E E E E E E E E E E E

41 4.2.3.b Pengolahan Data dan Grafik Pengolahan data memanfaatkan volume dan berat dari sedimen yang tertahan di masing-masing spot pengamatan. Menggunakan alat-alat sebagai berikut: Hook And Point Gauge Mistar Ember Timbangan Beberapa perhitungannya adalah sebagai berikut: a. Perhitungan volume dan berat sedimen di hulu. Volume Hulu Untuk mencari volume pada hulu, dilakukan dengan menggunakan ember. Rumus mecari volume ember adalah... (4.1) Berat Hulu Menghitung berat sedimen menggunakan timbangan. b. Perhitungan volume dan berat sedimen di pintu. Volume di Pintu Untuk mencari volume pada daerah pintu, dilakukan dengan menggunakan pengamatan pola bentuk sedimen. Pada bangunan tipe I, pola sedimennya berbentuk persegi panjang dengan pengukuran tebal,panjang dan lebar. Pada bangunan tipe II, pola sedimennya berbentuk persegi panjang dan ada 90

42 penumpukan berbentuk limas segitiga. Rumus mecari volume masing-masing volume adalah: Volume balok :... (4.2) Volume Prisma segitiga :... (4.3) Berat di Pintu Menghitung berat sedimen dengan mencari massa jenis terlebih dahulu. Rumus yang digunakan adalah:... (4.4) c. Perhitungan volume dan berat sedimen di hilir. PERHITUNGAN 1. BANGUNAN I a. Percobaan I ( Menggunakan Bangunan Tipe I dengan penambahan tekanan maksimum 20 psi ) Data I Data diperoleh dari percobaan, dapat dilihat pada tabel 4.5, adapun perhitungan dari analisa data tersebut adalah W pintu = 35 kg x 9.81 = N Berat Sedimen = 40 kg Lebar pintu = 40 cm = 0.4 m 91

43 Vol sediment = m 3 ρ = Volume sedimen di pintu (hp) V = P x L x t V = 2L x L x t V = (2 x 0.4) x (0.4) x (0.0025) V = m 3 Berat sedimen di pintu (hp) ρ = M / V M = ρ x V M = x M = kg Volume sedimen di hilir (hi) V = P x L x t V = 2L x L x t V = (2 x 0.4) x (0.4) x (0.0008) V = m 3 Berat sedimen di hilir (hi) 92

44 ρ = M / V M = ρ x V M = x M = kg 0,0035 0,003 Perbandingan Vol. (hp) dan (hi) berdasarkan hu I 260; 0, vol. sedimen (m 3 ) 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, volume ( hp ) volume ( hi ) 276; 0, ; 0,00112 [X VALUE]; [Y VALUE] 279; 0, ; 0, Tinggi muka air hu (mm) Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Vol. (hp) dan (hi) berdasarkan ketinggian air (hu) Gambar 4.14 Sketsa Pola Sedimentasi 93

45 Kondisi sedimen dapat dilihat pada Gambar 4.15 : Gambar 4.15 Kondisi sedimen pada Bangunan I (20 psi) b. Percobaan II ( Menggunakan Bangunan Tipe I dengan tekanan minimum 0 psi ) Data I Data diperoleh dari percobaan, dapat dilihat pada tabel 4.6, adapun perhitungan dari analisa data tersebut adalah W pintu = 35 kg x 9.81 = N Berat Sedimen = 40 kg Lebar pintu = 40 cm = 0.4 m Vol sediment = m 3 ρ = Volume sedimen di pintu (hp) V = P x L x t V = 2L x L x t V = (2 x 0.4) x (0.4) x (0.0035) V = m 3 94

46 Berat sedimen di pintu (hp) ρ = M / V M = ρ x V M = x M = kg Volume sedimen di hilir (hi) V = P x L x t V = 2L x L x t V = (2 x 0.4) x (0.4) x (0.0009) V = m 3 Berat sedimen di hilir (hi) ρ = M / V M = ρ x V M = x M = kg 95

47 0,0045 0,004 0,0035 Perbandingan Vol. (hp) dgn (hi) berdasarkan hu II 250; 0,00384 vol. sedimen (m 3 ) 0,003 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0, ; 0, ,5; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ,5; 0, ; 0, ,5; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ,5; 0, ; 0, ; 0, volume (hp) volume (hi) Tinggi muka air hu (mm) Gambar 4.16 Grafik Perbandingan Vol. (hp) dan (hi) berdasarkan ketinggian air (hu) Gambar 4.17 Sketsa Pola Sedimentasi 96

48 Kondisi sedimen dapat dilihat pada Gambar 4.18 : Gambar 4.18 Kondisi sedimen pada Bangunan I (0 psi) 2. BANGUNAN II a. Percobaan I ( Menggunakan Bangunan Tipe II dengan penambahan tekanan maksimum 20 psi ) Data I Data diperoleh dari percobaan, dapat dilihat pada tabel 4.7, adapun perhitungan dari analisa data tersebut adalah W pintu = 35 kg x 9.81 = N Berat Sedimen = 40 kg Lebar pintu = 40 cm = 0.4 m Vol sediment = m 3 ρ = Volume sedimen di pintu (hp) Volume 1 V = P x L x t V = 2L x L x t 97

49 V = (R+ 0.2) x (0.4) x (0.003) V = ( ) x (0.4) x (0.003) V = m 3 volume 2 V = La x t V = x t = r = t = V = x 0.4 t = V = m 3 volume total = volume 1 +volume 2 = = m 3 Berat sedimen di pintu (hp) ρ = M / V M = ρ x V M = x M = kg 98

50 Volume sedimen di hilir (hi) V = 2L x L x t V = (R+ 0.2) x (0.4) x (0.0003) V = ( ) x (0.4) x (0.0003) V = m 3 Berat sedimen di hilir (hi) ρ = M / V M = ρ x V M = x M = kg 0,0035 0,003 Perbandingan Vol. (hp) dan (hi) berdasarkan hu III 263; 0, ; 0, vol. Sedimen (m 3 ) 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ,5; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ,5; 0, ; 0, ; 0, Tinggi muka air hu (mm) volume ( hp ) volume ( hi ) Gambar 4.19 Grafik Perbandingan Vol. (hp) dan (hi) berdasarkan ketinggian air (hu) 99

51 Gambar 4.20 Sketsa Pola Sedimentasi Kondisi sedimen dapat dilihat pada Gambar 4.21 : Gambar 4.21 Kondisi sedimen pada Bangunan II (20 psi) b. Percobaan II ( Menggunakan Bangunan Tipe II dengan tekanan minimum 0 psi ) Data I Data diperoleh dari percobaan, dapat dilihat pada tabel 4.8, adapun perhitungan dari analisa data tersebut adalah W pintu = 35 kg x 9.81 = N Berat Sedimen = 40 kg Lebar pintu = 40 cm = 0.4 m Vol sediment = m 3 100

52 ρ = Volume sedimen di pintu (hp) Volume 1 V = 2L x L x t V = (R+ 0.2) x (0.4) x (0.0045) V = ( ) x (0.4) x (0.0045) V = m 3 volume 2 V = La x t V = x t = r = t = t = V = x 0.4 V = m 3 volume total = volume 1 +volume 2 = = m 3 101

53 Berat sedimen di pintu (hp) ρ = M / V M = ρ x V M = x M = kg Volume sedimen di hilir (hi) V = P x L x t V = 2L x L x t V = (R+ 0.2) x (0.4) x (0.0005) V = ( ) x (0.4) x (0.0005) V = m 3 Berat sedimen di hilir (hi) ρ = M / V M = ρ x V M = x M = kg 102

54 0,005 Perbandingan Vol. (hp) dan (hi) berdasarkan hu 253; 0, IV 0,004 vol. Sedimen (m 3 ) 0,003 0,002 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ,5; 0, ; 0, ; 0, ; 0, ,5; 0, ; 270; 0, , Tinggi muka air volume ( hp ) volume ( hi ) Gambar 4.22 Grafik Perbandingan Vol. (hp) dan (hi) berdasarkan ketinggian air (hu) Gambar 4.23 Sketsa Pola Sedimentasi Kondisi sedimen dapat dilihat pada Gambar 4.24 : 103

55 Gambar 4.24 Kondisi sedimen pada Bangunan II (0 psi) Output Pembahasan Hasil Penelitian Hasil ilmiah dari perhitungan dan analisa penelitian ini adalah penggunaan model terbaik sesuai data yang telah diperoleh sebelumnya, agar dapat menjelaskan secara ilmiah bagaimana pola dan bentuk pengendapan sedimen di pintu maupun di hilir dari bagian saluran irigasi. Menurut data yang diperoleh dari hasil percobaan menggunakan bangunan pendukung tipe II, design ini lebih efektif digunakan ketika pintu menggunakan pintu otomatis. Karena pengendapan sedimen lebih besar volumenya di pintu (hp) dan volume sedimen yang terbawa ke hilir (hi) lebih kecil, dibandingkan dengan design bangunan pendukung tipe I yang volume sedimennya lebih kecil tertahan di bagian pintu (hp) dan membawa sedimen ke hilir (hi) lebih banyak. Untuk memperjelas kondisi penelitian dan output yang diharapkan, kami coba membuat beberapa analisa antara lain: a. Analisa pengamatan arus dan bentuk atau pola sedimentasi Penganalisaan ini secara visual terhadap sedimen yang bergerak di pintu maupun hilir saluran. Kondisi Bg. Tipe I 104

56 Sedimen tidak dapat tertahan sepenuhnya pada bangunan pendukung di pintu (hp), menyebabkan sebagian besar sedimen dengan partikel yang besar terbawa ke hilir (hi). Pola sedimen yang terpantau adalah berbentuk persegi panjang ruang, karena model dasar saluran yang landai. Kondisi Bg. Tipe II Sedimen dapat tertahan di pintu (hp) dengan pola menumpuk berbentuk segitiga ruang. Menyebabkan partikel lanau yang melewai pintu terbawa ke hilir (hi). b. Analisa data Dilihat dari data yang diperoleh dari pengamatan, didapatlah perbandingan dari tiap kondisi percobaaan. Pada Gambar 4.25, dapat dilihat kondisi Volume di 0,006 Perbandingan Vol.(hp) tiap-tiap kondisi 0, ; 0, vol.bag.1max Vol.Sedimen (m 3 ) 0,004 0,003 0,002 0, ; 0, , ; 0, ; 0, , , , vol.bag.1min vol.bag.2max vol.bag2.min pintu tinggi muka air hu (mm) Gambar 4.25 Grafik Perbandingan vol. (hp) pada setiap percobaan Dilihat dari data yang diperoleh dari pengamatan, didapatlah perbandingan dari tiap kondisi percobaaan. Pada Gambar 4.26, dapat dilihat kondisi Volume di hilir. 105

57 Perbandingan Vol.(hp) tiap-tiap kondisi Vol. Sedimen (m 3 ) 0,0012 0,001 0,0008 0,0006 0,0004 0, ; 0, ; 0, , ; 0, ; 0, , , ,5 277 vol.bag.1max vol.bag.1min vol.bag.2max vol.bag2.min Tinggi Muka Air hu (mm) Gambar 4.26 Grafik Perbandingan vol. (hi) pada setiap percobaan 1. Dari hasil pengolahan data didapat sedimen terbesar yang terjadi dibagian pintu Bangunan Pendukung Tipe II (0 psi) sebesar kg dan yang terendah pada bagian pintu Bangunan Pendukung Tipe I (20 psi) sebesar kg. 2. Dari hasil pengolahan data didapat sedimen terbesar yang terjadi dibagian hilir Bangunan Pendukung Tipe I (0 psi) sebesar kg dan yang terendah pada bagian hilir Bangunan Pendukung Tipe II (20 psi) sebesar kg. 106

58 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 1. Pola sedimen pada bangunan pendukung tipe I berpola mengikuti dasar saluran yang landai. Sedangkan pola sedimen pada bangunan pendukung tipe II berpola mengkuti dasar saluran, namun penumpukan sedimen banyak terjadi pada bagian sambungan bangunannya. 2. Gambaran bagi kedua kondisi tipe bangunan pendukung adalah terdapat perbedaan yang signifikan terhadap jumlah sedimen yang tertahan di pintu maupun yang melewati pintu. 3. Dari hasil data yang telah diperoleh, kondisi model bangunan pendukung tipe II lebih ideal digunakan karena sedimen mudah tertumpuk di depan pintu sehingga mudah untuk dibilas secara manual, besar sedimen yang tertumpuk kg. Namun tidak menghambat kerja pintu secara otomatis, karena air mengalir dengan semestinya tanpa ada hambatan dari sedimen. Dimana sedimen yang mengarah ke hilir (hi) lebih kecil sebesar kg dibanding model tipe I yang sebesar kg. 107

59 5.2. Saran 1. Untuk lebih mendapatkan kondisi bentuk bangunan yang lebih ideal, perlu beberapa penelitian lanjutan dengan model yang berbeda-beda. 2. Perlu spesifikasi pompa yang baik agar penelitian dapat dijalankan dengan waktu pengamatan yang lebih lama. 3. Lebih banyak penelitian mengenai pemodelan bangunan pendukung, sehingga memperbanyak referensi untuk pengaplikasiannya. 4. Agar penelitian berikutnya dapat merumuskan desain secara teori, sehingga dimensi dapat dibuat sesuai teori perhitungan. 5. Semoga penelitian ini dapat teraplikasi secara sempurna untuk memudahkan setiap Petugas Penjaga Pintu Air (P3A) dalam pengontrolan sedimen 108