Petunjuk Pengukuran Debit Aliran

A. UmumPengukuran aliran dapat dilakukan dengan beberapa cara:1. Dengan sekat Trapesional atau dinamai sekat Cipoleti2. Dengan sekat V-Notch atau dinamai sekat Thomson;3. Dengan metode pembubuhan garam4. Dengan cara sederhana

B. Cara Pengukuran1. Sekat CipoletiAlat yang diperlukan :- Sekat Trapesional yang sisi-sisi dalam sekat itu meruncing, seperti pada gambar 2, dibuat dari pelat logam (baja, alumunium dan lain-lain) atau dari kayu lapis. Sekat ini tetap dipasang pada lokasi pengukuran atau hanya sementara saja.- Penggaris, tongkat ukur atau pita ukur

Cara Pengukuran:- Tempatkan sekat pada lairan (sungai kecil, pelimpahn mata air dan sebagainya), yang akan diukur, pada posisi yang baik sehingga sekat betul-betul mendatar atau ”h” pada kedua sisinya adalah sama;- Ukur ”h” dengan penggaris, tongkat ukur atau pita ukur.

Perhitungan Debit- Debit dihitung dengan persamaan Q = 0,0186 bh 3/2Dimana:Q dalam l/dB dalam cmH dalam cm

Keadaan untuk pengukuran:- Aliran di hulu dan hilir sekat harus tenang;- Aliran hanya melalui sekat, tidak ada kebocoran pada bagian atas atau samping sekat;- Air harus mengalir bebas dari sekat, tidak menempel pada sekat ( lihat gambar 2).

Gambar 2 Sekat Cipoletti

- Kemiringan pintu 4:1- (h) diukur pada titik dengan jarak minimal 4h dari ambang ke arah hulu saluran.- Tebal ambang ukur harus antara 0,8 s/d 2 mm- Permukaan air di bagian hilir pintu minimal 6 cm di bawah ambagn ukur bagian bawah.- (h) Harus > 6 cm, tetapi < dari L/3- P dihitung dari saluran sebelah hulu harus > dari 2 h max, dimana h max adalah ketinggian air yang diharapkan.- B diukur dari tepi saluran dan harus > 2h max.

2. Sekat Thompson (V-Notch)Alat yang diperlukan :- Sekat V-Notch, dibuat dari pelat logam (baja, alumunium dan lain-lain) atau dari kayu lapis..- Penggaris, tongkat ukur atau pita ukur

Cara Pengukuran:- Tempatkan sekat pada aliran (sungai kecil, pelimpahan mata air dan sebagainya), yang akan diukur, pada posisi yang baik sehingga sekat betul-betul mendatar atau ”h” pada kedua sisinya adalah sama;- Ukur ”h” dengan penggaris, tongkat ukur atau pita ukur.

Gambar 3 Kurva Ambang Ukur Thompson

Perhitungan Debit- Debit dihitung dengan persamaan Q = 0,135 H 3/2Pada H = 8,5 cm; Q = 3,35 l/det

Persamaan Pintu Ukur V-NotchPersamaan V-Notch sesuai Standar:Persamaan V-Notch telah distandarkan oleh ISO (1980), ASTM (1993), dan USBR (1997) semuanya memberikan hasil menggunakan rumus Kindsvater-Shen. Contoh penggunaan persamaan tersebut adalah seperti dibawah ini.Dimana Q dalam unit cfs dam tinggi dalam unit ft. Diberikan dibawah ini kurva untuk C dan k vs sudut. Pada standar yang ada tidak diberikan persamaan untuk penyusunan kurva tersebut, sehingga atu satunya jalan adalah menggunakan kurva tersebut.

Gambar 4 Kurva V-Notch

Keadaan untuk pengukuran:- Aliran di hulu dan hilir sekat harus tenang;- Aliran hanya melalui sekat, tidak ada kebocoran pada bagian atas atau samping sekat;- Air harus mengalir bebas dari sekat, tidak menempel pada sekat ( lihat gambar 5).

Gambar 5 Sekat Thompson (V-Notch)

- (h) diukur pada titik dengan jarak minimal 2h dibagian hulu pintu ukur.- Tebal ambang ukur harus antara 0,8 s/d 2 mm

- Permukaan air di bagian hilir pintu minimal 6 cm di bawah ”ambang ukur bagian bawah”.- (h) Harus > 6 cm,untuk menghindari kesalahan ukur;- Persamaan dikembangkan untuk h antara 38 cm dan h/P < 2,4- Persamaan dikembangkan untuk V-Notch yagn sempurna, dalam arti h/B harus = 0,2- Lebar saluran rata-rata (B) harus >91 cm.- Bagian bawah V-Noth harus min 45 cm di atas bagian dasar saluran bagian hulu

Apabila alat ukur tidak memenuhi ketentuan di atas, maka alat ukur disebut alat ukur ”V-Notch yang tidak sempurna”. Dimana- h/B yang dibutuhkan = 0,4- Dasar ambang ukur bagian bawah cukup 10 cm di atas dasar saluran sebelah hulu- Lebar saluran cukup dengan 10 cm, dan h bisa sampai 61 cm (V-Notch sempurna mempunyai h 38 cm)- Grafik C yang digunakan berbeda, grafik memberikan hubungan antara C sebagai fungsi dari h/P dan P/B dan hanya berlaku untuk V-Notch dengan sudut 900- Pada Standar USBR, 1997 dapat dilihat bahwa Nilai C bergerak dari 0,576 sd 0,6 sedangkan pada V-Notch sempurna dengan sudut 900, nilai C adalah 0,578

3. Metode Pembubuhan GaramMetode ini bisa dipergunakan pada dua lokasi yang berjarak 30 m dan aliran dibagian hulu bersifat tubulen (bergejolak)Garam yang sudah dilarutkan di dalam seember air, ditumpahkan di bagian hulu aliran Keadaan aliran yang bergejolak dan jarak antara dua titik pengamatan di hulu dan di hilir harus cukup menjamin terjadinya percampuran garam yang merata diseluruh penampang aliran.Pada bagian hilir Daya Hantar Listrik atau Electrical Conductivity (EC) diukur setiap 15 detik dan hasilnya dicatat pada Formulir S14Ketika larutan garam seluruhnya telah melewati titik pengamatan dibagian hilir, EC akan kembali ke keadaan normal, EC nilainya naik pada saat awal pengukuranSetelah dikurangi oleh nilai EC dari air, maka nilai EC yang digunakan untuk menentukan debit aliran a. Alat dan Zat kimia yang diperlukan - Satu ember dengan volume 10 L- Garam meja (NaCl) yang diketahui benyaknyab. Metode pengukuran - Buat larutan garam dengan melarutkan sejumlah garam (misalnya 1 kg) ke dalam seember air- Tumpahkan ke dalam aliran di bagian hilir - Catat hasil ukur EC dibagian hilir pada selang waktu 15 detik dari saat ditumpahkan pada kolom-kolom Formulir S14 (lihat lampiran A)- hentikan pengukuran EC, ketika nilai EC kembali ke nilai normalc. Perhitungan Debit- Masukkan nilai EC yang benar pada kolom 3 Formulir S14 (lihat lampiran A) yaitu nilai pada kolom-kolom 2 dikurangi EC asli dari air- Jumlah nilai EC pada kolom 3;- Hitung debit dari aliran ini dengan persamaan

Q = 2.1 x s / E x t Dimana: Q = debit (l/det)S = berat kering NaCl (mg)

E = jumlah E pada kolom 3 formulir S 14 (uS/cm)T = selang waktu antara dua pengukuran yang berturutan

4. Cara Sederhana4.1 Metode Ember Peralatan yang dibutuhkan:- Ember atau wadah lainnya yang volumenya diketahui- Pengukur waktu (Stop watch)

Cara pengukuran- Gunakan metode ini bila seluruh aliran bisa ditampung dalam wadah atau ember itu, misalnya air yang keluar dari mata air melalui sebuah pipa- Hhidupkan stop watch tepat pada saat ember atau wadah disimpan untuk menampung aliran

- Matikan Stop watch tepat pada saat ember pada satu wadah penuh

Perhitungan Debit

Q = V/TDimana: Q dalam l/dtkT = waktu saat stop watch dihidupkan dan dimatikan, dalam detikV = volume ember atau wadah

Contoh: ember dengan isi 40 l, dalam waktu 8 detikQ = 40/8 = 5 l/dtk

4.2 Metode Benda ApungPeralatan yang dibutuhkan - pita ukur - stop watch- daun atau benda apung lainnya

Cara pengukuran- Pilih lokasi yang baik pada beban air dengan lebar, kedalaman, kemiringan dan kecepatannya yang dianggap tetap, sepanjang 2 meter;- Perhatikan agar tidak ada rintangan, halangan atau gangguan lainnya sampai tempat pengamatan di hilir - Jatuhkan daun ditengah sungai, pada bagian hulu bersamaan dengan itu di hidupkan stop watch - Hentikan stop watch manakala daun melewati titik pengamatan di hilir, jarak antara bagian hulu dan bagian hilir juga harus diukur (katakan Lm)- Ukur kedalaman air pada beberapa titik penampang aliran, juga lebar penampang itu

Gambar 6 Sketsa Penampang Melintang Aliran

Perhitungan DebitJika daun menempuh jarak L dalam waktu t detik, kecepatan muka air adalah:V=L/tKecepatan aliran rata-rata diseluruh penampang adalah 2/3 dari harga ini, jadi:V = L/tTentukan kedalaman air rata-rata h = (a+b+c)/ 3 (m)Luas penampang A = d x h (m2)Debit (Q) = V x A (m3/dtk)Atau = 1000 x V x A (l/dtk)

5. Pengukuran dengan Current MeterAlat ukur harus digunakan untuk mengukur aliran pada kecepatan air rendah tidak pada saat banjir. Ada beberapa jenis alat ukur kecepatan arus, pemeliharan jenis peralatan disesuaikan dengan kecepatan aliran air dan kedalaman air yang akan diukurPengukuran kecepatan air ada beberapa cara, cara satu titik, cara dua titik dan cara tiga titik tergantung dari kedalaman air yang akan diukur. Kecepatan aliran air dihitung dengan penambilan harga rata-rata. Untuk mengukur kecepatan aliran disamping memakai alat current meter dapat pula diukur memakai pelampung.Untuk menghitung debit sungai diperlukan luas penampang melintang sungai. Besarnya debit adalah hasil kali kecepatan harus dipasang melintang sungai.Untuk mengukur penampang melintang sungai harus dipasang titik tetapi lakukan survei lokasi pengukuran penampang melintang sungai sebelum diadakan pengukuran.Berikut ini disajikan interval pengukuran dalamnya air:

Tebel 6 Interval Pengukuran Dalamna Air

Lebar Sungai (m) 100 100-200 Diatas 200Interval (m) Diatas tanah Kurang dari 5 Kurang dari 10 Kurang dari 20Dalamnya air Kurang dari 5 Kurang dari 10 Kurang dari 20

Contoh menghitung kecepatan air dengan current meter:1. Kecepatan aliran cara mengukur satu titik dilakukan sebagai berikut:a. Ukur kecepatan aliran pada kedalaman 0,6 D, D adalah kedalaman total air di sungaib. Kecepatan rata-rata adalah sama dengan kecepatan pengukuran pada a)

2. Kecepatan aliran dengan cara dua titik dilakukan sebagai berikut:a. Ukur kecepatan aliran kedalaman 0,2 D, 0,6 D dan 0,8 D. Kecepatan rata-rata adalah sama dengan pengukuran:((V 0,2D) + (2V 0,6D) + (V 0,8 D))/4V 0,2 adalah kecepatan air pada kedalaman 0,2 DMakin rapat interval garis pengukuran kecepatan, mekin baik hasilnya

Tabel 7 Interval Pengukuran Kecepatan Air

Lebar sungai (m) Kurang dari 50 50-100 100-200 200-400 400-800 Lebih dari 800

Jumlah penampang 3 4 5 6 7 8

Sedangkan tabel dibawah ini menunjukkan standar interval pengukuran dalamnya air dan interval pengukuran kecepatan air menggunakan alat ukur arus

Tabel 8 Interval Pengukuran Kedalaman Air dan Kecepatan Aliran

Lebar Permukaan Air B (m) Interval Garis Pengukuran Dalamnya Air (m) Interval Garis Kecepatan Aliran (m)Kurang dari 10 0,1 B – 0,15 B 10 – 20 1 220 – 40 2 440 – 60 3 660 – 80 4 880 – 100 5 10100 – 150 6 12150 – 200 10 12Lebih dari 20 15 30

Banyaknya garis pengukuran dalmnya air adalah 2 kali banyaknya garis kecepatan

mengukur debit air

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

            Salah satu fungsi dari daerah aliran sungai adalah sebagai pemasok air dengan kuantitas dan 

kualitas yang baik terutama bagi orang di daerah hilir. Dan untuk menjaga agar air yang keluar dari 

daerah aliran sungai tidak melebihi dari kapasitas penerimaan dihilir, perlu dilakukan perhitungan 

debit air. Perhitungan debit air ini penting untuk menentukan agar fungsi dari daerah aaliran sungai 

sendiri   dapat   berjalan   dengan   baik   dan   menguntungkan   bagi   manusia   dan   ekosistem.   Pada 

perhitungan debit air, kita harus menganalisa bahan apa yang digunakan untuk membuat saluran 

tersebut sehingga kita tahu nilai S (kemiringan) dan nilai n (kekasaran) yang terjadi pada saluran 

tersebut.

1.2.Tujuan

Mahasiswa  dapat  menentukan  geometrik   saluran  dan  hitung  debit  aliran  dalam saluran 

drainase atau saluran irigasi

1.3. Ruang Lingkup

1. Mengukur dimensi penampang saluran (kedalaman air, lebar saluran, ambang bebas, dan kekasaran 

dinding saluran.

2. Mengukur panjang saluran (dengan bantuan speedometer)

3. Mengukur beda tinggi muka tanah (dengan bantuan goggle earth)

4. Menghitung kemiringan dasar saluran ( asumsi dari kemiringan muka tanah).

5. Menghitung kemiringan muka air

6. Mengitung luas penampang, keliling basah, jari2 hidrolis 

7. Menghitug debit aliran 

BAB II

STUDI LITERATUR DAN METODOLOGI

2.1. STUDI LITERATUR

Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Debit adalah 

satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan adalah 

meter kubir  per detik (m3/s).  Debit  aliran adalah  laju aliran air   (dalam bentuk volume air)  yang 

melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu (Asdak,2002). 

Dalam praktek,  sering variasi  kecepatan pada tampang  lintang diabaikan,  dan kecepatan 

aliran dianggap seragam di setiap titik pada tampang lintang yang besarnya sama dengan kecepatan 

rerataV, sehingga debit aliran adalah: 

Dengan :

Q =Debit Aliran (m3/s)

A = Luas Penampang (m2)

V = Kecepatan Aliran (m/s)

Metode   penelitian  meliputi   pengukuran   langsung   di   lapangan.   Pengukuran   langsung   di 

lapangan meliputi pengukuran lebar,  tinggi  air,  tinggi  saluran drainase,  sisi  miring,  dan diameter 

pada  masing-masing   saluran   drainase   dari   yang   berbentuk   trapesium,   persegi,   dan   lingkaran. 

Variabel yang diamati adalah debit air pada masing-masing saluran drainase.

Debit   air   sungai  merupakan  tinggi   permukaan   air   sungai   yang   terukur   oleh   alat   ukur 

permukaan air sungai ( Mulyana, 2007).

 Debit  adalah suatu koefesien  yang menyatakan banyaknya air  yang mengalir  dari   suatu 

sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter per/detik, untuk memenuhi keutuhan 

air pengairan, debit air harus lebih cukup untuk disalurkan ke saluran yang telah disiapkan  (Dumiary, 

1992).  Pada dasarnya debit  air  yang dihasilkan oleh suatu sumber air  ditentukan oleh beberapa 

faktor - faktor yaitu :

 1.Intensitas hujan  

 2.Penggundulan hutan

 3.Pengalihan hutan  

Pengukruan debit dapat dilakukan dengan berbagai macam cara yaitu (Arsyad,1989): 

a.       Pengukuran volume air sungai 

b.      Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas 

      penampang melintang sungai 

c.  Pengukuran dengan menggunakan bahan kimia yang dialirkan dalam sungai 

d. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukur debit.  

       Hidrograf  aliran merupakan   perubahan karakterisitik yang berlangsung dalam suatu DAS 

oleh adanya   kegiatan   pengelolaan DAS dan adanya perubahan iklim lokal ( Asdak, 1995).  Aliran  

sungai berasal dari hujan yang masuk kedalam alur  sungai berupa aliran permukaan dan aliran air 

dibawah permukaan,debit  aliran sungai  akan naik  setelah terjadi  hujan yang cukup  ,   kemudian  

yang    turun  kembali   setelah  hujan  selesai.  Grafik  yang  menunjukan  naik   turunnya  debit   sungai 

menurut  waktu disebut  hidrograf,  bentuk hidrograf   sungai   tergantung dari  sifat  hujan dan sifat 

daerah aliran sungai ( Arsyad,2006).  Terdapat tiga kemungkinan perubahan debit sungai yaitu laju 

pertambahan   air   bawah   tanah   lebih   kecil   dari   penurunan   aliran   air   bawah   tanah  normal,   laju 

pertambahan   air   bawah   tanah   sama  dengan   laju  penurunannya,   sehingga  debit   aliran  menjadi 

konstan untuk sementara, dan laju  pertambahan air bawah tanah melebihi laju penurunan normal, 

sehingga terjadi kenaikan permukaan air tanah dan debit sungai (Arsyad, 2006).

Perlu diingat bahwa distribusi kecepatan aliran di dalam aluran tidak sama arah horizontal 

maupun arah vertikal. Dengan kata lain kecepatan aliran pada tepi alur tidak sama dengan tengah 

alur, dan kecepatan aliran dekat permukaan air tidak sama dengan kecepatan pada dasar alur.

Distribusi Kecepatan Aliran:

A : teoritis

B : dasar saluran kasar dan banyak tumbuhan

C : gangguan permukaan (sampah)

D : aliran cepat, aliran turbulen pada dasar

E : aliran lambat, dasar saluran halus

F : dasar saluran kasar/berbatu

2.1. METODOLOGI

1.               Waktu dan Lokasi

Kegiatan pengukuran saluran drainase dilakukan pada tanggal 29 September 2011 pada pukul 

11.30-12.00. Lokasi kegiatan dilakukan di sungai depan jurusan Teknik Elektro dan sekitar Teknik 

Material dan Metalurgi.

2.               Jenis Penelitian

Metode   penelitian  meliputi   pengukuran   langsung   di   lapangan.   Pengukuran   langsung   di 

lapangan meliputi pengukuran lebar,  tinggi  air,  tinggi  saluran drainase,  sisi  miring,  dan diameter 

pada masing-masing saluran drainase yang berbentuk persegi. Variabel yang diamati adalah debit air 

pada masing-masing saluran drainase.

3.               Alat dan Bahan

a.       Rafia

b.      Meteran

c.       Kamera

d.      Spidometer sepeda Motor

e.       Stopwatch

BAB III

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

3.1. HASIL PENGAMATAN

No Perlakuan Keterangan

1. Mengukur   dimensi   penampang 

saluran( kedalaman air, lebar saluran, 

dan ambang bebas).

-kedalaman air = 31 cm

-lebar saluran   = 962 cm

2. Mengukur panjang saluran dengan 

bantuan spedometer.

-saluran yang diamati kira-kira panjangnya 1 

km.

3. Mengukur beda tinggi muka tanah 

(dengan bantuan google earth)

-dari pengamatan melalui google earth 

didapatkan tinggi muka tanah yaitu 3 feet

4. Menghitung kemiringan dasar saluran. -kemiringan dasar saluran yaitu 0,015 m.

5. Menghitung kemiringan muka  air. -kemiringan muka air sungai yaitu 0,15 m

6. Menghitung debit aliran. -dihitung di penghitungan.

PERHITUNGAN

                                                                                          53 cm

                                                          H= 31 cm

                      B = 962 cm

Hasil Pengamatan: 

                Tinggi Saluran    : 53 cm = 0,53 m

                Lebar Saluran     : 962 cm = 9,62 m

                Tinggi Air              : 31 cm = 0,31 m

                Kecepatan aliran              :  m/s

                Kemiringan ( S )                : 0,015 

                Kekasaran ( n )  : 0, 013 det/m3

a.       Keliling Basah (P)

P   = B + 2h

      = 9.62 m + 2 (0.31 m)

      = 9.62 + 0.62

      = 10.24 m

b.      Luas Penampang Basah (A)

      A =       B x h

      = 9.62 m x 0.31 m

      = 2.9822 m2

c.       Jari-Jari Hidrolis (R)

      R =       

      = 

      = 0.29 m

d.      Debit Air (Q)

      Berdasarkan penghitungan rumus :

      Q =       A x v

      = A x  x  x 

      = 2.9822 x  x  x 

      = 2.9822 x  x 0.438126 x 0.122474

      = 12.30942 m3/s

      Berdasarkan penghitungan kecepatan aliran air :

      Q =       A x v

      = 2.9822 m2 x  m/s

      = 0.0216101 m3/s

3.2. PEMBAHASAN

Praktikum kedua hidrolika dilaksanakan pada hari senin tanggal 26 September 2011 yaitu 

berjudul   Geometrik  Saluran dan Prediksi  Debit.  Dalam percobaan  ini,  kita mengukur kedalaman 

sungai, lebar sungai, menghitung panjang saluran sungai, menghitung kemiringan muka air dan debit 

aliran.

Langkah awal yang kelompok kami lakukan yaitu menentukan sungai yang akan dijadikan 

objek penelitian. Kelompok kami meneliti sungai di wilayah ITS yaitu tepatnya sungai yang berada di 

depan Teknik Elektro-FTI. Keadaan sungainya tidak mengalir dan sangat kotor. Setelah menentukan 

sungai yang akan dijadikan objek penelitian, kita melakukan langkah selanjutnya yaitu  mengukur 

dimensi penampang saluran. Kedalaman air di sungai tersebut yaitu 31cm, lebar saluran sungai yaitu 

962 cm. Selanjutnya mengukur panjang saluran dengan speedometer sepeda motor, dan didapatkan 

hasil bahwa panjang sungai yang kita amati tersebut sekitar 1 km. Kemudian mengukur tinggi muka 

air tanah. Pengukuran ini menggunakan google earth. Awalnya kita mencari dulu daerah sungai yang 

kita amati melalui google earth, setelah sudah ketemu kita bisa melihat dibagian bawah gambar 

pada sungai itu terdapat keterangan bahwa elevasi dari sungai itu adalah 3 feet. Dan elevasi sama 

dengan beda tinggi muka tanah, jadi dapat diketahui bahwa beda tinggi muka tanah tersebut adalah 

3 feet.   Setelah itu menghitung kemiringan dasar saluran. Kemiringan dasar salurannya yaitu 0,015 

m. Dan karena kekasaran sungai  tersebut terbuat dari  beton,  maka dapat diketahui  bahwa nilai 

kekasarannya yaitu 0,013detik/ m3. 

Berdasarkan data yang diperoleh di lapangan, dapat dihitung debit air yang mengalir pada 

sungai tersebut. Menurut hasil perhitungan yang tertera di atas, debit air berdasarkan penghitungan 

menggunakan rumus adalah 12.30942 m3/s. Akan tetapi, pada saat pengukuran di lapangan, kami 

menggunakan   papan   triplek   untuk  mengetahui   kecepatan   aliran   air,   dan   diketahui   jarak   1  m 

ditempuh selama 2 menit 18 detik atau sama dengan 138 detik. Dengan begitu, dapat disimpulkan 

bahwa kecepatan aliran airnya   m/s. Berdasarkan penghitungan kecepatan aliran air, debit airnya 

adalah 0.0216101 m3/s. Perbedaan besar debit air yang terjadi sangat besar sekali ini, kemungkinan 

terjadi   karena   pengamatan   dan   pengukuran   dilakukan   pada  musim   kemarau,   dimana   air   yang 

mengalir sangat sedikit, dan cenderung tidak mengalir (menggenang). Sehingga dapat disimpulkan 

bahwa debit air berdasarkan penghitungan rumus adalah debit air ketika musim hujan, dimana air 

yang mengalir lebih banyak daripada ketika musim kemarau.

BAB IV

KESIMPULAN

KESIMPULAN

Dari data di atas dapat disimpulkan :

1.      Debit air pada masing-masing saluran berbeda-beda tergantung pada bentuk saluran, bahan yang 

digunakan, dan ukuran salurannya.

2.      Debit air pada masing-masing saluran tergantung pada musim, terutama pada saluran drainase, 

karena saluran drainase digunakan untuk mengalirkan air hujan.

3.      Debit air yang diperoleh berdasarkan rumus yaitu 12.30942 m3/s, dan debit air yang diperoleh 

berdasarkan perhitungan kecepatan aliran yaitu 0.0216101 m3/s.

            

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press : Bogor

Arsyad. 1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press : Bogor

Asdak  C.  1995.  Hidrologi  dan  Pengelolaan  Daera  Aliran  Sungai.  Gadjah  Mada University  Press   : 

Yogyakarta

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (terjemahan). Jakarta : Erlangga Giancoli,  Douglas C. 2010. 

Fisika Jilid V (terjemahan). Jakarta : Erlangga 

Halliday dan Resnick. 1991. Fisika Jilid I  (terjemahan).  Jakarta : Erlangga Streeter L, Victor. 1985. 

Mekanika Fluida. Erlangga: Jakarta. 

KEPUSTAKAAN

3.1 Rumus Dasar Aliran pada Saluran Terbuka

3.1.1 Formula Chezy Untuk Aliran Pada Saluran Terbuka

Jumlah tahanan gesek untuk yang di salurkan adalah :

tahanan gesekan = f x luas basah x vn

= f x Pl x vn

Nilai n dari hasil percobaan adalah 2.

Hingga :

tahan gesekan = f x Pl x v2

Untuk gerakan air sejarak V adalah

= tanahan gesek x jarak

= f x Pl x v2 x v

= f x Pl x v3

Keterangan : l = panjang saluran

A = luas penampang aliran

v = kecepatan aliran air

P = keliling basah

f = tahanan gesekan

I = rata-rata kemiringan dasar saluran

Berat air sepanjang l meter dalam saluran adalah :

= w x A x 1

Dimana w = berat jenis air

Kehilangan energi potensial pada jumlah v x I/det

= w . A . l . v. I

w . A . l = berat air

v . I = tinggi air

dari ketentuan ketentuan di atas diperoleh persamaan.

f x Pl x V3 = w. A . l x v

V2 =

V = x I

= C 

C = R =

Debit aliran Q = A x v

= AC

3.1.2 Formula Bazin

Setelah percobaan yang dilakukan oleh Chezy, dengan menetapkan konstanta

selanjutnya Bazin membangun pik sumber :

C =

Dalam hal ini K adalah konstanta yang ditetapkan oleh Bazin berdasarkan kekasaran

dasar saluran, tertera dalam tabel berikut.

No Type Permukaan Saluran Nilai K

1

2

3

4

5

6

Pelesteran halus, kayu berketam

Kayu gergajian, bata, ubin, batu alam

Tembok pecahan batu alam

Saluran tanah beraturan sangat baik

Saluran tanah tidak beraturan

Saluran tanah yang sangat kasar

0,11

0,21

0,83

1,54

2,35

3,17

3.1.3 Formula Manning

Berdasarkan konstanta C yang dijawab oleh Chezy, maka Manning melanjutkan

persamaan :

C = x R1/6

N adalah konstanta yang didapat oleh Kutter hingga persamaan menjadi :

V = C = x R1/6

V = x R1/6 x R1/2 x I1/2

= x R2/3 x I1/2 = M x R2/3 x I ½

Dimana M = adalah konstanta Manning. Hingga diperoleh :

Q = luas x kecepatan

= A x x R2/3 x I ½

= A x M x R2/3 x I ½

Q = A x M x R2/3 x I ½

3.2 Kebutuhan Air untuk Irigasi

Perhitungan kebutuhan air irigasi bagi tanaman, biasanya d dasarkan pada 3 jenis

tanaman yaitu , padi, palawija dan tebu.

3.2.1 Padi

Air irigasi yang diberikan pada tanaman padi sawah untuk memenuhi kebutuhan air

bagi pengolahan tanah , persemaian dan pertumbuhan tanaman.

3.2.2 Pengolahan tanah dan persemaian

Selama masa pengolahan tanah,air irigasi banyak di perlukan air terutama untuk

penjenuhan/pelumpuran tanah, pengenangan dan untuk menganti kehilangan air melalui

evaporasi, perembesan dan perkolasi.

Berdasarkan peningalan arsip zaman kolonia ,di dapat kan bahwa angka kebutuhan air

untuk pengolahan tanah di daerah pemali comal adalah 1,20 1/dt/ha untuk selama 45 han atau

467 mm , (4.665.600 liter).

Konsultan nedeco merayakan angka 200 mm/ha bagi untuk pengolahan tanah.

Kemudian prosida sub proyek pemali comal mengadakan kebutuhan air pengolahan tanah

dan d dapat kan angka 1.12 /dt/ha selama 26 hari, (2.515.968 liter).

Modul proyek tata guna air meyarankan mengunakan angka kebutuhan air untuk

kebutuhan pengolahan tanah sebesar 1.50 I/dt/ha slama 35 han (4.536.00 liter).

Untuk persemaian , mengingat bahwa areal nya relatif kecil (3% - 5% dari areal tanam),

dan di tamukan jenis padi ungul di mana umur bibit nya kurang dari satu bulan. Dan umum

nya tiga minggu, maka pemberian airnya dapat di cakup oleh jumlah air untuk pengolahan

tanah.

3.3 Perhitungan Penampang Melintang

Menurut Chow (1989), hantaran suatu penampang saluran akan meningkat sesuai

dengan peningkatan jari-jari hidrolis atau berkurangnya keliling basah dan bentuk tampang

saluran akan mempengaruhi kecepatan aliran yang melaluinya.

Dalam hal ini dimensi saluran dihitung dengan menggunakan persamaan Stricler

sebagai mana yang tersebut di bawah ini :

Q = A x V

V = K x R⅔ x I0,5

I =

R = A/V

A = (b + m.h) h

P = b + 2h )

Dimana : Q = debit rencana saluran (m3/dt)

A = luas penampang basah hidrolis (m2)

V = kecepatan aliran (m/dt)

K = koefisien kekasaran

R = jari-jari hidrolis

I = kemiringan saluran (m)

P = keliling basah (m)

b = lebar dasar saluran (m)

m = kemiringan dinding saluran (m)

h = kedalaman air (m)

3.4 Perhitungan Penampang Memanjang

Menurut Chow (1989), kemiringan memanjang dasar saluran biasanya diatur oleh

keadaan topografi dan tinggi energi yang diperlukan untuk mengalirkan air pada saluran.

Perhitungan aliran kritis meliputi penentuan kedalaman kritis dan kecepatan kritis, bila tertib

dan tampang saluran diketahui.

Menurut Chow (1989), untuk menghitung kecepatan kritis dapat digunakan persamaan

Manning, yaitu :

Vc = (g . D)½

Dimana :

Vc = kecepatan disaluran (m/dt)

g = percepatan gravitasi = 9,8 (m/dt)

D = kedalaman hidrolis (m)

Untuk penentuan kedalaman air kritis (h), menurut Ranger raju K.G (1986), suatu aliran

dikatakan kritis jika bilangan froude adalah satu. Pernyataan tersebut dapat di nyatakan

dengan persamaan sebagai berikut :

F' =

Dimana:

F ' = bilanangan froude

Q = debit rencanan saluran (m³/dt)

T = lebar puncak air rencana (m)

G = percepatan gravitasi (m/dt)

A = luas penampang basah hidrolis (m²)

Untuk mengetahui kedalaman air kritis (h) digunakan persamaan sebagai berikut :

hc = 1/3

Dimana:

Hc = kedalaman air kritis (m)

Q = debit rencana saluran (m³/dt)

B = lebar dasar saluran (m)

m = kemiringan dinding saluran (m)

h = kedalaman air (m/dt)

g = percepatan gravitasi( m/dt)

Untuk mencari tinggi muka air yang di perlukan (p) dihitung dengan rumus standar

perencanaan irigasi (1986) yaitu :

P = a+ 0.7 + (L.I)

Dimana :

P = Tinggi muka air pada permukaan(m)

A = elerasi tertinggi dari permukaan sawah (m)

L = panjang saluran (m)

I = kemiringan saluran (m)

3.5 Koefisien Kekasaran Dasar Saluran

Berdasar kan anonymous (1986) standar perencanaan irigasi, besarnya koefisien

kekerasan stricler tergantung pada faktor – faktor sebagai berikut :

- kekasaran permukaan saluran

- ketidak teraturan permukaan saluran

- trase

- vegetasi (tetumbuhan)

- sedimen

Pengaruh faktor – faktor di atas terdapat koefisien kekasaran saluran akan bervariasi

menurut ukuran saluran. Koefisien kekasaran Manning (“n”) mempunyai

harga bilangan 1 dibagi dengan K.

Koefisien – koefisien kekasaran Strickler untuk saluran tanah dapat di lihat pada tabel

di bawah ini :

Debit Rencana

(m³/dtk)

Koefisien

Q > 1

5 <>

1 <>

Q <>

45

-42,5

40

35

Sedangkan saluran yang mengunakan pelindung (lining) besarnya kekasaran Strickler

adalah sebangai berikut :

Jenis Pasangan Koefisien

Pasangan Bata

Pasangan Beton

Tanah

Besi

60

70

35 – 45

85

3.6 Kecepatan Aliran yang Diizinkan

Batas kecepatan maksimum yang di izinkan di tentukan oleh sifat – sifat bahan

pembentukan saluran yang dingunkan. Pada pengurusan yang terjadi pada dasar saluran

terutama disebabkan oleh kecepatan yang melebilihi kecepaan yang diinginkan. Besar nilai

kecepatan sangat variasi tergantung pada jenis material yang dingunakan, juga dapat di

tentukan berdasarkan pengamatan dan percobaan. Dalam merencanakan kecepatan aliran

sebaiknya sedikit lebih baik dari pada kecepatanaliran yang diizinkan. Hal ini bertujuan untuk

mencengah pengendapamn dari sedimen yang melayang.

Menurut chow (1959) kecepatan maksimum yang diizinkan adalah kecepatan rata-rata

terbesar yang tidak akan menimbulkan erosi pada tubuh saluran. Menurut Anonymous (1986)

standar perencanaan irigasi, kecepatan maksimum untuk arah subkritis yang dianjurkan

adalah sebangai perlihatan pada tabel di bawah ini :

(m³/dtk) n V(m/dtk)

0 -1,5

1,5 – 3,5

3,5 – 4,5

4,5 – 6,0

6,0 – 7,5

7,5 – 9,0

2

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

0,4 s/d 0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

9,0 - 11 5,0 0,70 s/d 0,75

3.7 Kemiringan Talud Saluran

Untuk menekan biaya pembbebasan tanah dan pengalian, talut saluran di rencanakan

securam mungkin yang tentunya berdasarkan peraturan Direktorat Jenderal Pengairan. Untuk

saluran pasangan, kemiringan talut dapat dibuat lebih curam dari pada saluran tanah. Untuk

salauran yang lebih kecil (h <>

Jenis tanah H <> 0,75m <>

Lempung Pasiran

Tanah pasiran kohesip

Tanah pasiran lepas

Geluh pasiran, lempung berpori

Tanah gambul lunak

1

1

1

1

1,25

1

1

1,25

1,5

1,5

3.8 Tinggi Jagaan

Tinggi jagaan adalah tinggi vertikal yang direncanakan dan elevasi permukaan air

rencana hinga puncak tanggul. Hal ini dimaksud untuk mencengah melimpahnya air yang

dapat mengancam kestabilan tanggul.

Menurut Chow (1975) untuk perhitungan tinggi jagaan ini belum ada suatu metode

khusus untuk masing-masing saluran, karena kenaikan gelombang atau kenaikan muka air di

saluran sering di timbulkan oleh beberapa vaktor lain yang tidak dapat diduga. Besarnya

tinggi jagaan yang sering di pakai dalam perencanaan, berkisar antara 5% - 30% dari

kedalaman air rencan.

Harga-harga tinggi jagaan tersebut dapat diambil dari United State Bureau of

reclamation (USBR). Besarnya tingginya jagaan untuk saluran tanah dan saluran pasangan

dapat di lihat tabel di bawah ini :

Debit Rencana Tinggi Jagaan

(m³/dtk) (m)

Saluran Tanah Saluran Pasangan Tanggul

<>

0,5 – 1,5

1,5 – 5,0

5,0 – 10,0

10,0 – 15,0

0,40

0,50

0,60

0,75

1,00

0,20

0,20

0,25

0,30

0,50

0,40

0,50

0,60

0,75

1,00

3.9 Bangunan Ukur

Bangunan ukur debit yang di maksudkan pada tulisan ini adalah suatu bangunan air

yang di bangun melintang pada saluran irigasi atau sungai yang sengaja di buat untuk

meninggikan muka air, sehingga air saluran irigasi atau sungai dapat di sadap dan di alirkan

secara gravitasi ke tempat tertentu yang membutuhkan atau untuk mendapatkan tinggi terjun

yang cukup untuk keperluan tertentu. Di tinjau dari pandangan hidrologis, bangunan ukur

debit tersebut dapat di anggap sebagai penampang kendali buatan, yaitu suatu penampang

melintang buatan yang berfungsi sebagai pengendali aliran. Berdasarkan fungsinya maka

penampang kendalibuatan tersebut dapat di bedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Penampang kendali buatan yang hanya menentukan tinggi muka air, misalnya dapat

berupa ambang lebar, ambang tajam, mercu tetap dan alat ukur parshal.

2. Penampang kendali buatan yang dapat mengatur tinggi muka air, misalnya dapat

berupa balok sekat, pintu sorong, dan pintu radial, alat ukur Romijn.

a. Ambang Tajam

Suatu ambang di sebut dengan ambang tajam (sharpcrested weir) apabila aliran

yang terjadi tidak menempel pada ambang, dan merupakan bangunan aliran atas.

Ketelitian debit yang terukur tergantung dari kondisi aliran di bagian hulu dan hilir

ambang serta kondisi bangunannya sendiri. Di pasang sedemikian rupa agar alirannya

tidak tenggelam. Di pasang pada penampang saluran irigasi atau sungai kecil yang

bentuknya uniform, bagian alur yang lurus paling sedikit 5 kali lebar ambang, dasar

alur mendekati horizontal agar kecepatan datang kecil. Ketinggian muka air yang di

ukur paling sedikit pada jarak 4 sampai 5 kali tinggi muka air maksimum dari sebelah

hulu ambang. Bangunan di pasang secara simetris dan harus mampu berdiri untuk

mengalirkan debit maksimum tanpa mengalami kerusakan. Pengendapan material di

bagian hulu ambang yang terjadi secara kontinu dan kerusakan mercu ambang yang di

sebabkan oleh abrasi material yang hanyut akan mempengaruhi ketelitian debit yang

terukur.

Kondisi yang perlu di perhatikan untuk ambang tajam antara lain :

hi/L > 15

L <>

Batas modulen (H2/H1) berada kurang dari 0,1.

Ambang tajam yang di lengkapi dengan bagian pengendali berbentuk segi tiga,

kesamaan debitnya adalah :

Q = 8/15 (2g)½ Cd tan α/2 hi5/2

Dimana :

α = sudut diantara 2 sisi mercu

Ambang tajam yang dilengkapi dengan bagian pengendali berbentuk segi empat,

persamaan debitnya adalah :

Q = 2/3 Cd (2g) ½ b hi3/2

Disarankan :

Ca = 0,6035 + 0,0813 hi/p

Ambang tajam yang di lengkapi dengan bagian pengendali berbentuk trapesium,

persamaan debitnya adalah :

Q = 2/3 Cd Cv (2g)1/2 b hi3/2

Untuk menentukan harga koefisien Cd dan Cv diperlukan kalibrasi dilapangan,

antara lain dengan pengukuran debit menggunakan alat ukur arus.

b. Ambang pendek

Suatu ambang di sebut dengan ambang pendek (shortcreated weir) apabila aliran

yang terjadi menempel pada ambang, tidak membentuk garis aliran lurus (tidak terdapat

distribusi tekanan hidrostatik), merupakan aliran atas.

Untuk mercu bulat, debitnya dapat di hitung dengan rumus sebagai berikut :

Q = 2/3 Cd (2/3g)1/2 b hi1,5

Dimana :

Q = debit (m3/detik)

Cd = koefisien debit (= 1,48)

g = percepatan gravitasi (9,8 m/detik2)

b = lebar mercu (m)

hi = tinggi air di atas mercu (m)

3.10 Perhitungan Pintu-pintu Pembagi

Perencanaan boks bagi harus memenuhi persyaratan berikut guna membatasi

pembagian air di petak tersier :

a. Pembagian air terus menerus

b. Pemberian air secara rotasi

c. Debit moduler

d. Fleksibilitas

Untuk pemberian air secara terus menerus, pembagian air yang proporsional dapat

dicapai membuat lebar bukaan proporsional dengan luas daerah yang akan diberi air oleh

saluran bagian hilir. Tinggi ambang harus sama untuk semua bukaan dalam boks.

Untuk pemberian air secara rotasi, boks diberi pintu yang dapat menutup seluruh atau

sebagian bukaan secara bergantian.