BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam suatu pengelolaan sumber daya air dengan perancangan bangunan air diperlukan suatu informasi yang menunjukan jumlah air yang akan masuk ke bangunan tersebut dalam satuan waktu yang dikenal sebagai debit aliran.informasi mengenai besarnya debit aliran sungai membantu dalam merancang bangunan dengan memperhatikan besarnya debit puncak ( banjir) yang diperlukan untuk perancangan bangunan pengendalian banjir dan juga dilihat dari data debit minimum yang diperlukan untuk pemanfaatan air terutama pada musim kemarau.sehingga dengan adanya data debit tersebut pengendalian air baik dalam keadaan berlebih atau kurang sudah dapat diperhitungkan sebagai usaha untuk mengurangi dampak banjir pada saat debit maksimum dan kekeringan atau defisit air pada saat musim kemarau panjang.oleh karena itu, dalam praktikum ini belajar melakukan pengukuran debit sungai untuk mendapatkan informasi besarnya air yang mengalir pada suatu sungai pada saat waktu tertentu. 1.2 Tujuan Praktikum Adapun tujuan yang ingin dicapai dari praktikum pengukuran debit aliran pada saluran terbuka yaitu untuk mengetahui cara mengukur debit air dilapangan dengan metode pelampung dan menggunakan currentmeter, beserta peralatan yang digunakan lainnya. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Debit Aliran Debit aliran adalah laju air ( dalam bentuk volume air ) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu.dalam system SI besarnya debti dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik ( m 3 /dt).sedangkan dalam laporan-laporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukan dalam bentuk hidrograf aliran.hidrograf aliranadalah suatu perilaku debit sebagai respon adanya perubahan karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS oleh adanya kegiatan pengelolaan DAS dan / atau adanya perubahan (fluktuasi musiman atau tahunan) iklim lokal. 2.2 Pengukuran Debit Teknik pengukuran debit aliran langsung di lapangan pada dasarnya dapat dilakukan melalui empat katagori ( Gordon et al., 1992): 1. Pengukuran volume air sungai 2. Pengukuran debiut dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas penampang melintang sungai. 3. Pengukuran debit dengan menggunakan bahan kimia ( pewarna) yang dialirkan dalam aliran sungai (substance tracing method). 4. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukuran debit seperti weir ( aliran air lambat) atau flume ( aliran cepat). 1.Pelampung Terdapat dua tipe pelampung yang digunakan yaitu: (i) pelampung permukaan, dan (ii) pelampung tangkai. Tipe pelampung tangkai lebih teliti dibandingkan tipe pelampung permukaan. Pada permukaan debit dengan pelampung dipilih bagian sungai yang lurus dan seragam, kondisi aliran seragam dengan pergolakannya seminim mungkin. Pengukuran dilakukan pada saat tidak ada angin. Pada bentang terpilih (jarak tergantung pada kecepatan aliran, waktu yang ditempuh pelampunh untuk jarak tersebut tidak boleh lebih dari 20 detik) paling sedikit lebih panjang dibanding lebar aliran. Kecepatan aliran permukaan ditentukan berdasarkan rata rata yang diperlukan pelampung menempuh jarak tersebut. Sedang kecepatan rata rata didekati dengan pengukuran kecepatan permukaan dengan suatu koefisien yang besarnya tergantung dari perbandingan antara lebar dan kedalaman air. Koefisien kecepatan pengaliran dari pelampung permukaan sebagai berikut: B/H 5 10 15 20 30 40 Vm/Vs 0,98 0,95 0,92 0,90 0,87 0,85
B H Vm Vs Keterangan: = lebar permukaan aliran = kedalaman air = kecepatan rata rata = kecepatan pada permukaan Dalam pelepasan pelampung harus diingat bahwa pada waktu pelepasannya, pelampung tidak stabil oleh karena itu perhitungan kecepatan tidak dapat dilakukan pada saat pelampung baru dilepaskan, keadaan stabil akan dicapai 5 detik sesudah pelepasannya. Pada keadaan pelampung stabil baru dapat dimulai pengukuran kecepatannya. Debit aliran diperhitungkan berdasarkan kecepatan rata rata kali luas penampang. Pada pengukuran dengan pelampung, dibutuhkan paling sedikit 2 penampang melintang. Dari 2 pengukuran penampang melintang ini dicari penampang melintang rata ratanya, dengan jangka garis tengah lebar permukaan air kedua penampang melintang yang diukur pada waktu bersama sama disusun berimpitan, penampang lintang rata-rata didapat dengan menentukan titik titik pertengahan garis garis horizontal dan vertikal dari penampang itu, jika terdapat tiga penampang melintang, maka mula mula dibuat penampang melintang rata rata antara penampang melintang rata rata yang diperoleh dari penampang lintang teratas dan terbawah. Debit aliran kecepatan rata rata: Q = C. Vp Ap Keterangan: Q = debit aliran C = koefisien yang tergantung dari macam pelampung yang digunakan Vp = kecepatan rata rata pelampung Ap = luas aliran rata rata 2. Pengukuran dengan Current Meter Alat ini terdiri dari flow detecting unit dan counter unit. Aliran yang diterima detecting unit akan terbaca pada counter unit, yang terbaca pada counter unit dapat
merupakan jumlah putaran dari propeller maupun langsung menunjukkan kecepatan aliran, aliran dihitung terlebih dahulu dengan memasukkan dalam rumus yang sudah dibuat oleh pembuat alat untuk tiap tiap propeller. Pada jenis yang menunjukkan langsung, kecepatan aliran yang sebenarnya diperoleh dengan mengalihkan factor koreksi yang dilengkapi pada masing-masing alat bersangkutan. Propeler pada detecting unit dapat berupa : mangkok, bilah dan sekrup. Bentuk dan ukuran propeler ini berkaitan dengan besar kecilnya aliran yang diukur. Debit aliran dihitung dari rumus : Q = V x A dimana : V = Kecepatang aliran A = Luas penampang Dengan demikian dalam pengukuran tersebut disamping harus mengukur kecepatan aliran, diukur pula luas penampangnya. Distribusi kecepatan untuk tiap bagian pada saluran tidak sama, distribusi kecepatan tergantung pada : Bentuk saluran Kekasaran saluran dan Kondisi kelurusan saluran Dalam penggunaan current meter pengetahuan mengenai distribusi kecepatan ini amat penting. Hal ini bertalian dengan penentuan kecepatan aliran yang dapat dianggap mewakili rata-rata kecepatan pada bidang tersebut. Dari hasil penelitian United Stated Geological Survey aliran air di saluran (stream) dan sungai mempunyai karakteristik distribusi kecepatan sebagai berikut: a. Kurva distribusi kecepatan pada penampang melintang berbentuk parabolic. b. Lokasi kecepatan maksimum berada antara 0,05 s/d 0,25 h kedalam air dihitung dari permukaan aliran. c. Kecepatan rata-rata berada ± 0,6 kedalaman dibawah permukaan air. d. Kecepatan rata-rata ± 85 % kecepatan permukaan. e. Untuk memperoleh ketelitian yang lebih besar dilakukan pengukuran secara mendetail kearah vertical dengan menggunakan integrasi dari pengukuran tersebut dapat dihitung kecepatan rata-ratanya. Dalam pelaksanaan kecepatan rata-rata nya. Pengukuran luas penampang aliran dilakukan dengan membuat profil penampang melintangnya dengan cara mengadakan pengukuran kea rah horikzonta l(lebar aliran) dan ke arah vertical (kedalamam aliran).luas aliran merupakan jumlah
luas tiap bagian (segmen) dari profil yang terbuat pada tiap bagian tersebut di ukur kecepatan alirannya. Debit aliran di segmen = ( Qi ) = Ai x Vi Keterangan : Qi : Debit aliran segmen i Ai : Luas aliran pada segmen i Vi : Kecepatan aliran pada segmen ini BAB III METODOLOGI
a. Bahan dan Alat - Roll meter/meteran - Alat Tulis - Currentmeter - Pelampung - Stop watch b. Langkah Kerja Pada praktikum pengukuran debit aliran pada saluran terbuka dan efisiensi pengaliran ada beberapa cara kerja yang dilakukan yaitu : Mengukur kecepatan aliran dengan metode pelampung 1. Ukurlah panjang sungai dengan meteran yang akan dijadikan sebagai lintasan benda.jarak atau panjang sungai sekurang-kurangnya 10-20 m 2. Jatuhkan benda yang dapat terapung pada titik pengamatan 1 dan waktu mulai dihitung.hentikan pencatat waktu ketika benda telah sampai pada titik pengamatan 2. 3. Catat waktu yang ditempuh benda tersebut. 4. Lakukan pengamatan beberapa kali minimalnya tiga kali percoban 5. Hitung rata-rata waktu yang diperlukan benda selama percobaan tersebut. 6. Hitung kecepatan aliran sungai dengan membagi antara jarak titik pengamatan dengan waktu tempuh rata-rata. 7. Hitung debit sungai dengan mengalikan luas sungai dan kecepatan aliran yang didapatkan dari perhitungan pada langkah 6. Mengukur kecepatan aliran menggunakan currentmeter 1. Ukur dimensi sungai meliputi lebar sungai, dan bagi lebar sungai menjadi beberapa segmen tergantung keadaan sungai tersebut. 2. Hitung kedalaman sungai 3. Tempatkan alat ukur current meter pada kedalaman tertentu sesuai kedalaman sungai 4. Hitunglah kecepatan sungai melalui angka yang ditampilkan dalam monitor current meter. 5. Lakukan pengukuran pada segmen. 6. Hitung kecepatan aliran sungai rata-rata pada setiap segmen pengukuran dengan cara menjumlahkan nilai pengamatannya. 7. Hitung debit sungai dengan mengalikan luas penampang sungai dengan kecepatan rata-rata aliran sungai. Mengukur luas penampang aliran 1. Langkah kerja dalam mengukur luas penampang aliran dengan mengukur luas penampang saluran sebagai rata rata dari luas penampang pada tiga titik dari saluran yang dilalui pelampung tersebut. 2. Luas penampang saluran diperoleh dengan membuat profil penampang melintangnnya 3. Luas penampang saluran merupakan jumlah luas tiap bagian (segmen) dari profil yang terbuat
4. Profil saluran dapat digambarkan seperti dibawah ini: c1 b c2 A1 A2 a2 A3 Maka luas penampang saluran tersebut adalah : A= A 1+ A 2+ A 3 Menghitung debit aliran - Debit aliran pada saluran yang diukur tersebut dengan rumus : Q= A.V Keterangan : L : panjang saluran yang diukur t : waktu yang diperlukan untuk melintasi saluran sepanjang L. V s : kecepatan pengaliran dari pelampung permukaan V : kecepatan pengaliran rata rata A : luas penampang saluran Q : debit aliran BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam praktikum yang kami laksanakan di Sungai daerah Sengkaling, Malang, Jawa Timur kami menghitung debit aliran pada saluran terbuka Menghitung Debit Aliran Kecepatan Aliran Dengan Metode Pelampung No Pelampung Waktu (sekon) 1 Pelampung 1 22 2 Pelampung 2 29 3 Pelampung 3 25 Diketahui : Panjang sisi atas = 300 cm Lebar dari pinggir = 75 cm 300 cm 75 cm 75cm 30 cm
Pembahasan Perhitungan kecepatan aliran dengan metode pelampung dari data yang kami dapatkan aliran yaitu sebagai berikut : Dengan jarak = 15 m No Pelampung Waktu (sekon) 1 Pelampung 1 22 2 Pelampung 2 29 3 Pelampung 3 25 Dari table di atas kita akan mengitung waktu dengan: Rata-rata = 22+29+ 25 3 76 3 t 25.333 s Perhitungan selanjutnya yaitu mencari debit aliran pada saluran terbuka : A 1=0,5 (0,75 0,30) 0,112m 2 A 2=3 0,3 0,9m 2
A 1= A 3 A total=0,112+0, 9+ 0,112 1,124m 2 Kecepatan : jarak waktu = 15m 25,333 m/s 0,592 m/ s Debit Aliran hulu ; Q= A.V 1,124 0,592 0,665m 2 /s Kecepatan Aliran Dengan Current Meter Hasil pengukuran dengan currentmeter Titik 1 2 Kedalaman saluran (cm) 30 Kedalaman alat (cm) V 0,4 Y1 = 12 0,3 0,6 Y1 = 18 0,2 0,4 Y2 = 12 0,4 0,6 Y2 = 18 0,2 V 1 = 0,3+0,2 = 0,5 2 2 =0,25m/s 0,3m
1,5m L 1 =1,5.0,3=0,45m 2 L 2 =0,5.0,25.0,3=0,0375 m 2 Q 1 =V 1 A 1 =0.25.0,4875=0,121 m 3 /s V 2 = 0,4+0,2 2 = 0,6 =0,3 m/s 2 A 2 2,5m 0,25m 0,3m L 2 =0,5.0,25.0,3=0,0375 m 2 Q 2 =V 2 A 2 =0.3.0,7875=0,236 m 3 /s Q 1 +Q 2 =0,121+0,236=0,357m 3 /s
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan di Sungai Cikuda Jatinagor dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Debit aliran sungai berdasarkan pengukuran dengan metode apung sebesar 16,002 m 3 /s. 2. Debit aliran sungai berdasarkan pengukuran dengan menggunakan current meter sebesar 8,90 m 3 /s. 3. Pengukuran debit aliran sungai dengan menggunakan current meter lebih akurat dibandingkan dengan metode apung.