BAB
I
PENDAHULUAN
1.1.Latar
Belakang
Tinggi permukaan air
sungai yang terukur oleh alat ukur pemukaan air sungai, dalam istilah
hidrologi disebut debit aliran sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari, atau
dengan pengertian yang lain debit atau aliran sungai adalah laju aliran air
(dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per
satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan
meter kubik per detik (m3/dt).
Debit air adalah jumlah air yang
mengalir dari suatu penampang tertentu (sungai/saluran/mata air) peratuan waktu
(ltr/dtk, m3/dtk, dm3/dtk). Dengan mengetahui debit air
suatu perairan kita dapat mengetahui jenis organisme apa saja yang hidup di
suatu perairan tersebut atau yang tinggal dan memiliki habitat di perairan
tersebut.
Apabila debit air disuatu perairan
tinggi, maka dapat dipastikan bahwa organisme yang hidup di perairan tersebut
adalah organisme perenang kuat karena dapat melawan arus dari perairan tersebut
dan apabila debit suatu perairan tersebut rendah, maka organisme yang hidup di
perairan tersebut adalah organisme yang membenamkan dirinya (tidak melawan
arus). (Harnalin., 2010).
Debit aliran merupakan satuan untuk
mendekati nilai-nilai hidrologis. Kemampuan debit air sangat diperlukan untuk
mengetahui potensi sumber daya air disuatu aliran air. Debit air juga dapat
dijadikan salah satu indikator untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air
disuatu kawasan melaui pendekatan potensi sumber daya air yang tersedia,
sehingga dapat memelihara pengelolaan sumber daya air yang benar secara
berkelanjutan dan lestari.
Informasi mengenai besarnya debit
aliran jaringan irigasi 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.
Selain itu data debit juga dapat
digunakan untuk menentukan kebutuhan air pada tanaman. 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 praktikan belajar melakukan
pengukuran debit jaringan irigasi untuk mendapatkan informasi besarnya air yang
mengalir pada suatu jaringan irigasi pada saat waktu.
1.2. Rumusan Masalah
1. Bagaimana cara mengukur debit aliran
kecil ?
2. Bagaimana cara mengukur debit aliran
besar ?
3. Alat-alat apa saja yang dibutuhkan
dalam pengukuran debit aliran kecil ?
4. Alat-alat apa saja yang dibutuhkan
dalam pengukuran debit aliran besar ?
1.3. Tujuan dan Kegunaan
1.3.1. Tujuan
Tujuan
dari praktikum ini adalah untuk mengukur debit aliran kecil yang bertempat di
sungai Amanuban dan mengukur debit aliran besar yang bertempat di sungai
Noelmina dengan metode apung.
1.3.2. Kegunaan
Kegunaan dari praktikum pengukuran debit ini adalah dapat
menggunakan alat ukur debit yang mana pada praktikum ini alat yang digunakan
adalah alat-alat sederhana seperti meter roll, tongkat ukur, stopwatch, dan
lain-lain. Selain itu kita juga dapat mengetahui besarnya debit pada aliran
sungai tersebut.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Debit Aliran Sungai dan Cara
Pengukuran
2.1.1. Debit Aliran Sungai
Debit Aliran Sungai adalah volume air sungai yang mengalir dalam
satuan waktu tertentu. Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang
terukur oleh alat ukur pemukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari,
atau dengan pengertian yang lain debit atau aliran sungai adalah laju aliran
air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai
per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan
meter kubik per detik (m3/dt).
Sungai dari satu atau beberapa aliran sumber air yang berada
di ketinggian, umpamanya disebuah puncak bukit atau gunung yangg tinggi, dimana
air hujan sangat banyak jatuh di daerah itu, kemudian terkumpul dibagian yang
cekung, lama kelamaan dikarenakan sudah terlalu penuh, akhirnya mengalir keluar
melalui bagian bibir cekungan yang paling mudah tergerus air.
Selanjutnya air itu akan mengalir di atas permukaan tanah
yang paling rendah, mungkin mula mula merata, namun karena ada bagian- bagian
dipermukaan tanah yg tidak begitu keras, maka mudahlah terkikis, sehingga
menjadi alur alur yang tercipta makin hari makin panjang, seiring dengan makin
deras dan makin seringnya air mengalir di alur itu.
Semakin panjang dan semakin dalam, alur itu akan berbelok,
atau bercabang, apabila air yang mengalir disitu terhalang oleh batu sebesar
alur itu, atau batu yang banyak, demikian juga dengan sungai di bawah permukaan
tanah, terjadi dari air yang mengalir dari atas, kemudian menemukan
bagian-bagan yang dapat di tembus ke bawah permukaan tanah dan mengalir ke arah
dataran rendah yang rendah.lama kelamaan sungai itu akan semakin lebar.
2.1.2. Cara Pengukuran
Ada
berbagai cara yang bisa digunakan dalam pengukuran debit aliran, antara lain:
Ø Pengukuran secara langsung :
1. Velocity Area Method
- floating method
- current meter
2. Slope Area Method
3. Tracing Method
- Suddent injection
-
Constant injection
Ø Pengukuran secara tidak langsung :
1. Menggunakan data SPAS (Stasiun
Pengamat Aliran Sungai).
Namun
pada praktek ini kami hanya menggunakan satu cara pengukuran yakni pengukuran
menggunakan metode pelampung (Floating Method). Caranya dengan menempatkan benda
yang tidak dapat tenggelam di permukaan aliran sungai untuk jarak tertentu dan
mencatat waktu yang diperlukan oleh benda apung tersebut bergerak dari satu
titik pengamatan ke titik pengamatan lain yang telah ditentukan.Benda apung
yang digunakan dalam pengukuran ini pada dasarnya adalah benda apa saja
sapanjang dapat terapung dalam aliran sungai. Cara ini dapat
dengan mudah digunakan meskipun permukaan air sungai itu tinggi. Cara ini
sering digunakan karena tidak dipengaruhi oleh kotoran atau kayu-kayuan yang
hanyut dan mudah dilaksanakan.
2.2.
Metode dan Peralatan
2.2.1.
Metode dan Peralatan Pengukuran Aliran Kecil
Ø Waktu
dan Tempat
Tanggal : Sabtu, 23 Mei 2015
Jam : 08.15 s/d selesai
Tempat : Sungai Amanuban, Oebufu
Ø Metode
Pengukuran Secara Langsung
Pada pengukuran aliran
kecil kami menggunakan dua cara yang berbeda satu sama lain. Pada pengukuran
cara pertama kami melakukan
dengan cara memenuhi ember yang disediakan dengan pancuran aliran air yang
sudah disiapkan terlebih dahulu dan menghitung waktu sampai ember terisi penuh
oleh air dengan stopwatch, dan dilakukan sebanyak 5 kali
Pada
cara kedua, pengukuran pada cara kedua sedikit berbeda yaitu dengan cara
mengisi ember dengan pancuran aliran air yang sudah disiapkan dengan syarat
waktu yang ditentukan selama 10 detik.
Ø Alat-alat
1. Ember
2. Gelas
ukur 500 ml
3. Batang
pisang untuk membuat pancuran
4. Alat
tulis
Ø Langkah-langkah
1. Membuat
pancuran memakai batang pisang
2. Saat
membuat pancuran diusahakan agar tidak boleh ada rembesan dicelah – celah
pancuran yang telah dibuat
3. Jika
aliran sudah stabil, mulai mengisi ember dengan air bersamaan dengan
dijalankannya waktu atau stopwatch sampai ember terisi penuh dengan air. (pada
cara pertama)
4. Jika
aliran sudah stabil, mulai mengisi ember dengan air bersamaan dengan
dijalankannya waktu atau stopwatch dengan syarat waktu harus pas 10 detik.
(pada cara kedua)
5. Hitung
jumlah air yang tertampung pada ember menggunakan gelas ukur
6. Ulangi
pengukuran cara pertama dan cara kedua masing-masing sebanyak 5 kali.
2.2.2.
Metode dan Peralatan Pengukuran Aliran Besar
Ø Waktu
dan Tempat
Tanggal : Sabtu, 23 Mei 2015
Jam : 10.45 s/d selesai
Tempat : Sungai Noelmina, TTS
Ø Metode Apung
Metode ini menggunakan alat bantu suatu benda ringan
(terapung) untuk mengetahui kecepatan air yang diukur dalam satu aliran
terbuka. Biasanya dilakukan pada sumber air yang membentuk aliran yang
seragam (uniform). Metode ini
menempatkan benda yang tidak dapat tenggelam di permukaan aliran sungai untuk
jarak tertentu dan mencatat waktu yang diperlukan oleh benda apung tersebut
bergerak dari satu titik pengamatan ke titik pengamatan lain yang telah
ditentukan.Benda apung yang digunakan dalam pengukuran ini pada dasarnya adalah
benda apa saja sapanjang dapat terapung dalam aliran sungai.
Pengukuran dilakukan oleh 5 (lima) orang yang masing- masing
bertugas sebagai pelepas pengapung di titik awal, pengamat di titik akhir
lintasan dan pencatat waktu perjalanan alat pengapung dari awal sampai titik
akhir.
Pengukuran dilakukan dengan cara menghanyutkan benda
terapung dari suatu titik tertentu (start) kemudian dibiarkan mengalir
mengikuti kecepatan aliran sampai batas titik tertentu (finish), sehingga
diketahui waktu tempuh yang diperlukan benda terapung tersebut pada bentang
jarak yang ditentukan tersebut.
Ø Alat-alat
1. Meter Roll (panjang minimal 30 m)
2. Stopwatch atau handphone yang
dilengkapi dengan aplikasi stopwatch
3. Pelampung (botol air atau benda lain
yang dapat terapung)
4. Tongkat Ukur
5. Tali Plastik
6. Alat tulis
Ø Langkah-langkah
1.
Pilih bagian aliran yang tenang dan seragam, hindari aliran yang
memiliki pusaran air.
2.
Tentukan panjang saluran/lintasan (P) sungainya dan batasi titik
awal (start) dan akhirnya (finish).
3.
Bagilah panjang saluran/lintasan menjadi beberapa bagian (misal
5 bagian/titik), ukur lebar sungai (L) pada titik-titik tersebut; dan ukur juga
kedalamannya (H) pada bagian tepi kanan, tepi kiri dan tengah aliran. Kemudian
hitung masing-masing rata-ratanya.
4.
Hitung luas penampang
(A) rata-rata seperti dalam formulir pengukuran.
5.
Gunakan benda apung (bola pingpong, kayu kering, gabus, dll)
yang dapat mengalir mengikuti aliran air dan tidak terpengaruh angin.
6.
Lepaskan benda terapung pada titik awal lintasan (start)
bersamaan dengan menekan stop watch (tanda start) dan tekan kembali stop watch
(tanda stop) pada titik akhir lintasan (finish) dan hitung waktunya (T).
7.
Ulangi pengukuran waktu tempuh 3 kali ulangan.
8.
Catat waktu tempuh benda apung dan hitung waktu rata-ratanya.
9.
Hitung kecepatannya (V) menggunakan variabel luas penampang
rata-rata (A) dan waktu rata-rata (T) sesuai rumus.
10.
Hitung debit air (Q) yang mengalir sesuai rumus
BAB III
HASIL PENGUKURAN DAN PEMBAHASAN
3.1. Hasil Pengukuran Aliran
Kecil.
3.1.1.
Pengukuran Cara Pertama
Pengukuran pada cara
pertama dilakukan dengan cara memenuhi ember yang disediakan dengan pancuran
aliran air yang sudah disiapkan terlebih dahulu dan menghitung waktu sampai
ember terisi penuh oleh air dengan stopwatch, dan dilakukan sebanyak 5 kali.
Hasil dari pengukuran ini sebagai berikut :
1. Q = V / t 2. Q
= V / t
= 9395 / 18,27 = 9395 / 18,20
= 514,2 ml/s
=> 0.514 l/s = 516,2 ml/s
=> 0,516 l/s
3. Q = V / t 4. Q = V / t
= 9395 / 18,32 = 9395 / 18,22
= 512,8 ml/s
=> 0,512 l/s = 515,6 ml/s
=> 0,515 l/s
5. Q = V / t
= 9395 / 18,30
= 513,3 ml/s
=> 0,513 l/s
Rata – rata pengukuran cara
pertama
Q = Q1
+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 / n
= 0,514 + 0,516 + 0,512 + 0,515 + 0,513 / 5
= 2,57 / 5
= 0,514 l/s
3.1.2.
Pengukuran Cara Kedua
Pengukuran pada cara
kedua sedikit berbeda yaitu dengan cara mengisi ember dengan pancuran aliran
air yang sudah disiapkan dengan syarat waktu yang ditentukan selama 10 detik.
Pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali. Hasil dari pengukuran cara kedua ini
sebagai berikut :
1. Q = V / t 2. Q
= V / t
=
5450 / 10 =
5500 / 10
= 545 ml/s
=> 0,545 l/s = 550 ml/s
=> 0,55 l/s
3. Q = V / t 4. Q
= V / t
= 5310 / 10 = 5280 / 10
= 531 ml/s
=> 0,531 l/s = 528 ml/s
=> 0,528 l/s
5. Q = V / t
= 5300 / 10
= 530 ml/s
=> 0,53 l/s
Rata – rata pengukuran cara
pertama
Q = Q1
+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 / n
= 0,545 + 0,55 + 0,531 + 0,528 + 0,53 / 5
= 2,68 / 5
= 0,536 l/s
Rata – rata pengukuran cara
pertama dan cara kedua
Q = Q1
+ Q2 / n
= 0,514 + 0,536 / 2
= 1,05 / 2
= 0,525 l/s
3.2. Hasil
Pengukuran Aliran Besar
3.2.1.
Data Pengukuran
Data Pengukuran Penampang
Melintang
Sungai Noelmina, TTS
Penampang Hulu
|
Penampang Hilir
|
||
Jarak dari kiri
|
Kedalaman
|
Jarak dari kiri
|
Kedalaman
|
0 m
|
0 cm
|
0 m
|
0 cm
|
3 m
|
30 cm
|
3 m
|
20 cm
|
6 m
|
22 cm
|
6 m
|
12 cm
|
9 m
|
27 cm
|
9 m
|
25 cm
|
12 m
|
29 cm
|
12 m
|
30 cm
|
15 m
|
20 cm
|
15 m
|
20 cm
|
18 m
|
17 cm
|
18 m
|
18 cm
|
21 m
|
9 cm
|
21 m
|
9 cm
|
22 m
|
0 cm
|
23 m
|
0 cm
|
Pengukuran Aliran Besar, Percobaan 1
Pelampung
|
Jarak dari tepi kiri
|
Jarak
(meter)
|
Waktu
(detik)
|
|
Hulu
|
Hilir
|
|||
1
|
4,70 m
|
6,32 m
|
20
|
64
|
2
|
6,05 m
|
8,95 m
|
20
|
49
|
3
|
12,40 m
|
13,20 m
|
20
|
25
|
4
|
14,40 m
|
16,45 m
|
20
|
40
|
5
|
18,65 m
|
20,10 m
|
20
|
72
|
Pengukuran Aliran Besar, Percobaan 2
Pelampung
|
Jarak dari tepi kiri
|
Jarak
(meter)
|
Waktu
(detik)
|
|
Hulu
|
Hilir
|
|||
1
|
4,25 m
|
6,35 m
|
20
|
60
|
2
|
6,50 m
|
8,30 m
|
20
|
45
|
3
|
11,20 m
|
13,25 m
|
20
|
29
|
4
|
14,80 m
|
16,65 m
|
20
|
42
|
5
|
17,35 m
|
19,20 m
|
20
|
68
|
Pengukuran Aliran Besar, Percobaan 3
Pelampung
|
Jarak dari tepi kiri
|
Jarak
(meter)
|
Waktu(detik)
|
|
Hulu
|
Hilir
|
|||
1
|
3,40 m
|
6,00 m
|
20
|
56
|
2
|
7,10 m
|
8,50 m
|
20
|
41
|
3
|
10,00 m
|
13,50 m
|
20
|
23
|
4
|
14,40 m
|
16,25 m
|
20
|
36
|
5
|
16,50 m
|
20,40 m
|
20
|
58
|
3.2.2. Penghitungan Data Pengukuran
Ø Penghitungan
cara pertama
Rumus-rumus yang
digunakan :
1. V1 = D /
t , V2 = D / t ,. . . . . . , Vn = D /
t
2. V = V1
+ V2
+ . . . . . .+ Vn / n
3. A
hulu dan A hilir = P x L
4. A = A
hulu + A hilir / 2
5. Q = V .
A
Penghitungan pada percobaan 1 :
1. V1 = D / t V2 = D /
t
V3 = D / t
V3 = D / t
=
20 / 64 = 20 / 49 = 20 / 25
=
0,312 m/detik = 0,408 m/detik = 0,8 m/detik
V4 = D /
t V5 = D / t
=
20 / 40
= 20 / 72
= 0,5 m/detik = 0,277 m/detik
2. V = V1
+ V2
+ V3
+ V4
+ V5
/
5
=
0,312 + 0,408 + 0,8 + 0,5 + 0,277
/ 5
=
2,297 / 5 = 0,459 m/detik
3.
A hulu
= P x L
=
20 x 22 = 440 m
4.
A hilir = P x L
=
20 x 23 = 460 m
5.
A
= A hulu + A hilir / 2
=
440 + 460 / 2
=
900 / 2 = 450 m2
6. Q = V .
A
=
0,459 x 450
=
206,88 m/detik
Penghitungan pada percobaan 2 :
1. V1 = D / t V2 = D /
t V3 = D / t
=
20 / 60 = 20 / 45 = 20 / 29
=
0,333 m/detik = 0,444 m/detik = 0,689 m/detik
V4 = D /
t V5 = D / t
=
20 / 42
= 20 / 68
= 0,476 m/detik = 0,294 m/detik
2. V = V1
+ V2
+ V3
+ V4
+ V5
/ 5
=
0,333 + 0,444 + 0,689 + 0,476 + 0,294
/ 5
=
2,236 / 5 = 0,447
m/detik
3.
A hulu
= P x L
=
20 x 22 = 440 m
4.
A hilir = P x L
=
20 x 23 = 460 m
5.
A
= A hulu + A hilir / 2
=
440 + 460 / 2
=
900 / 2 = 450 m2
6. Q = V .
A
=
0,447 x 450
=
201,15 m/detik
Penghitungan pada percobaan 3 :
1. V1 = D / t V2 = D /
t V3 = D / t
=
20 / 56 = 20 / 41 = 20 / 23
=
0,357 m/detik = 0,487 m/detik = 0,869 m/detik
V4 = D /
t V5 = D / t
=
20 / 36
= 20 / 58
= 0,555 m/detik = 0,344 m/detik
2. V = V1
+ V2
+ V3
+ V4
+ V5
/ 5
=
0,357 + 0,487 + 0,869 + 0,555+ 0,344
/ 5
=
2,612 / 5 =
0,522 m/detik
3.
A hulu
= P x L
=
20 x 22 = 440 m
4.
A hilir = P x L
=
20 x 23 = 460 m
5.
A
= A hulu + A hilir / 2
=
440 + 460 / 2
=
900 / 2 = 450 m2
6. Q = V .
A
=
0,522 x 450
=
234,9 m/detik
BAB
IV
PENUTUP
4.1.
Kesimpulan
Pada praktek pengukuran aliran kecil
sungai di Sungai Amanuban dan pengukuran aliran besar di Sungai Noelmina dapat
disimpulkan sebagai berikut:
1. Pengukuran
debit aliran kecil di sungai amanuban yang dilakukan dengan metode pengukuran
secara langsung digunakan dengan dua cara yang berbeda dan mendapat rata-rata
sebesar 0,0525 l/s.
2. Pengukuran
debit aliran kecil di sungai amanuban yang dilakukan dengan metode apung didapat
kecepatan aliran sebesar 214 m/s.
4.2. Saran
Pada pengukuran debit aliran sungai
dengan metode apung sebaiknya dikaji mengenai pengaruh dimensi benda yang
digunakan dan sebelum pengamatan dilakukan sebaiknya dicoba dahulu berapa waktu
tempuh benda dari jarak tertentu hingga dapat menetukan jarak yang memenuhi
syarat pengamatan, yaitu waktu perjalanan benda sekurang-kurangnya 20 detik.
Pengukuran menggunakan metode apung juga harus dilihat dengan kondisi anging di
tempat pengukuran aliran karena angin akan mempengaruhi kecepetan aliran yang
sebenarnya dari sungai dan dapat mengganggu lajunya pelampung.
