ACARA II

PENGUKURAN DEBIT SUNGAI ATAU SALURAN

ABSTRAKSI

Praktikum acara “ Pengukuran Debit Sungai atau Saluran “ ini dilaksanakan untuk mengukur debit air sungai berdasarkan luas penampang melintang sungai dan kecepatan aliran sungai. Pengukuran dilaksanakan pada tanggal 7 Maret 2006 di selokan mataram. Bahan dan alat yang digunakan pada praktikum ini adalah pelampung berbandul dan pelampung tanpa bandul, stopwatch, meteran dan peilschaal. Pengukuran menggunakan metode pelampung ( float method ), yaitu dengan menggunakan pelampung berbandul dan pelampung tidak berbandul yang kedua jenis pelampung ini masing-masing memiliki harga koefisien yang berbeda. Bandul berfungsi sebagai pemberat dan penyeimbang arus dan mempengaruhi kecepatan pelampung sehingga menghasilkan pengukuran debit air yang berbeda. Nilai debit air pelampung dengan bandul yaitu 0,32 m3/s atau lebih rendah dibandingkan nilai debit air pelampung tanpa bandul yaitu 0,48 m3/s.Debit air pada saluran terutama dipengaruhi oleh luas penampang saluran, kecepatan pelampung dan koefisien konstanta pelampung. Semakin dalam titik pengamatan atau semakin luas penampang saluran air maka kecepatan pelampung semakin rendah dan pelampung tanpa bandul laju kecepatannya lebih tinggi daripada pelampung dengan bandul.

I. PENDAHULUAN

Debit atau kerapatan pengaliran adalah volume air yang melewati satuan luas

penampang melintang (tegak lurus terhadap arah aliran) per satuan waktu. Dua dimensi

yang diperhatikan adalah luas penampang melintang dari sungai atau saluran serta

kecepatan aliran dalam sungai atau saluran. Dua dimensi inilah yang harus diketahui

besarnya untuk dapat menentukan debit air suatu sungai atau saluran (Susanto dan

Purnomo, 1998).

Dalam sistem SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik

(m3/detik). Hidrograf aliran adalah suatu perilaku debit sungai sebagai respon adanya

perubahan karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS (oleh adanya

kegiatan (pengelolaan DAS) atau adanya perubahan (fluktuasi musiman atau tahunan)

iklim global (Asdak, 1995).

Cara-cara pengukuran debit adalah (Mori, 1993):

1. Pengukuran debit dengan bendungan

2. Perhitungan debit dengan mengukur kecepatan aliran dan luas penampang

melintang.

3. Didapat dari kerapatan larutan obat

4. Dengan menggunakan pengukur arus megnetik, pengukur arus gelombang

supersonik, meter venturi, dan seterusnya.

Pengukuran kecepatan aliran dapat digunakan dengan beberapa macam

diantaranya ( Sri Harto, 1993) :

1. Pengukuran dengan pelampung

2. Pengukuran dengan ‘velocity head rod’

3. Pengukuran dengan trupp’s ripple meter

4. Pengukuran dengan current meter

Pengukuran debit dengan menggunakan bahan-bahan kimia, pewarna, atau

radioaktif sering digunakan untuk jeenis sungai yang alirannya tidak beraturan

(turbulence). Untuk maksud-maksud pengukuran hidrologi, bahan-bahan penelusur

(tracers) seyogyanya dalam bentuk (Church, 1974 cit Gordon et.al., 1992):

1. Mudah larut dalam air sungai

2. Bersifat stabil

3. Mudah dikenali pada konsentrasi rendah

4. Tidak bersifat meracuni biota perairan dan tidak menimbulkan dampak negatif yang

permanen pada badan perairan

5. Relatif tidak terlalu mahal harganya

Debit sungai dapat dihitung dengan cara mengukur luas penampang basah dan

kecepatan alirannya. Apabila kecepatan aliran diukur dengan pelampung, maka

debitnya dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut (Soewarno, 1991):

Q = debit sungai total (m3/detik)

a = luas bagian penampang basah (m2)

= kecepatan aliran rata-rata pada penampang basah (m/det) = (k . Vp)

k = faktor koreksi kecepatan

Vp = kecepatan lintasan pelampung (m/det)

Kecepatan lintasan pelampung dapat dihitung sebagai berikut (Soewarno, 1991):

Vp = luas bagian penampang basah (m2)

L = panjang lintasan pelampung (m)

T = waktu lamanya lintasan pelampung (det)

Fenomena ketersediaan air berlebih pada suatu titik di sungai dapat dilakukan

dengan cara tak langsung yaitu memanfaatkan data aliran pada suatu titik di sungai

tersebut. Sebagai keluarannya dapat merupakan debit puncaknya saja, ataupun hidrograf

debit (hubungan antara debit atau elevasi muka air dengan waktu). Hidrograf debit pada

fenomena air berlebih menginformasikan pola aliran tinggi (high flow) dalam kurun

waktu 24 jam, sedangkan hidrograf debit pada fenomena air rendah menginformasikan

pola aliran air rendah (low flow) dalam kurun waktu 365 hari (Legono, 2002).

Tujuan dari praktikum Pengelolaan Air acara II ini adalah mengadakan

pengukuran debit sungai atau saluran berdasarkan penampang dan kecepatan aliran.

II. METODOLOGI

Praktikum Pengelolaan Air acara Pengukuran Debit Sungai atau Saluran

dilaksanakan di Selokan Mataram pada hari Kamis, 7 Maret 2006. Bahan dan alat yang

digunakan pada praktikum ini adalah pelampung berbandul dan pelampung tanpa

bandul, stopwatch, meteran dan peilschaal.

Pengukuran luas penampang melintang saluran dilakukan dengan cara diukur

jeluk air saluran pada beberapa titik pengamatan. Jarak antar titik pengamatan pada

saluran yang dasarnya tidak seragam atau tidak rata, tidak boleh lebih dari 1/20 lebar

total saluran. Sedangkan untuk saluran yang dasarnya seragam atau agak rata, cukup

digunakan 10 titik pengamatan. Kemudian dibuat gambar melintang dari saluran.

Langkah kerja yang pertama pada pengukuran kecepatan aliran dengan cara

pelampung apung yaitu pemilihan lokasi pengukuran dengan syarat bagian yang relatif

lurus cukup panjang dan penampang saluran/sungai seragam. Setelah itu ditentukan dua

titik pengamatan jalannya pelampung dengan jarak sekitar 20-50 m (L meter).

Kemudian pelampung dilepas di bagian hulu (titik 1), dicatat waktunya sampai

mencapai titik 2 (T detik). Pada masing-masing titik pengamatan dilakukan ulangan

sebanyak tiga kali.

III. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Lokasi : Selokan Mataram, Yogyakarta

Waktu tempuh pelampung

Ulangan

Dengan Bandul k=0,6 Tanpa Bandul k=0,85

d2 d3 d4 d2 d3 d4

1 136 113 118 115 112 114

2 118 112 127 111 108 117

3 115 115 114 113 106 113

Rerata (s) 123 113,33 119,67 113 108,67 114,67

Kec. aliran = U (m/s) 0,56 0,6 0,57 0,61 0,63 0,6

Kec. pelampung = V (m/s) 0,34 0,36 0,34 0,52 0,54 0,51

V rerata (m2/s) 0,35 0,52

Debit = Q 0,32 0,48

Pada Praktikum Pengelolaan Air acara ‘Pengukuran Debit Sungai atau Saluran’

memiliki tujuan untuk mengadakan pengukuran debit sungai atau saluran berdasarkan

penampang dan kecepatan aliran. Debit adalah laju aliran air, dalam bentuk volume

yang melewati suatu penampang melintang sebuah sungai atau suatu saluran air setiap

satuan waktu. Pengukuran debit merupakan pengukuran luas penampang basah sungai

dan kecepatan aliran. Peralatan untuk mengukur luas penampang basah sungai terdiri

atas alat untuk menentukan lebar dan kedalaman sungai, yaitu tongkat penduga, pita

meteran. Data debit atau aliran sungai merupakan informasi yang cukup penting bagi

pengelola sumber daya air. Data debit aliran kecil sangat diperlukan dalam pengelolaan

air dalam berbagai macam keperluan, terutama dalam bidang pertanian dalam musim

kemarau. Debit puncak atau yang sering disebut sebagai banjir diperlukan untuk

merancang bangunan pengendali banjir.

Metode yang digunakan dalam praktikum untuk pengukuran debit sungai dan

saluran ini adalah metode apung ( float method ). Metode ini dilakukan dengan

menggunakan benda yang tidak dapat tenggelam di permukaan aliran sungai pada jarak

tertentu. Kemudian mencatat waktu yang diperlukan oleh benda terapung tersebut yang

bergerak dari satu titik pengamatan ke titik pengamatan yang lain. Lokasi pengukuran

debit adalah Selokan Mataram, dipilih bagian yang alurnya lurus dan aliran yang sejajar,

penampang sungai yang teratur dan stabil, dan tidak terdapat gangguan tanaman.

Pada pengamatan pengukuran debit air ini dilaksanakan dengan dua perlakuan,

yaitu menggunakan pelampung dengan bandul dan pelampung tanpa bandul.

Penampang melintang saluran di selokan mataram dibagi menjadi empat daerah (yaitu

daerah I, II, III, dan IV ) dengan lima titik (d1, d2, d3, d4, dan d5). Lebar tiap daerah

adalah + 1 m, panjang titik pengamatan 68,5 m dan pada masing-masing titik

pengamatan mempunyai jeluk air saluran air yang berbeda – beda atau tidak merata

yaitu pada titik d1 sedalam 0,7 m ; d2 0,8 m; d3 0,75 m; d4 0,88 m; dan d5 0,7 m,

seperti gambar di bawah ini:

d1 d2 d3 d4 d5

Pencatatan waktu pengamatan pada saat benda terapung (pelampung) bergerak

dari satu titik ke titik lainnya dilakukan sebanyak tiga ulangan. Hal ini bertujuan untuk

memperoleh hasil perhitungan yang lebih akurat. Waktu pengamatan yang dicatat

adalah pada titik d2, d3, dan d4 karena antara d1 dengan d2 dan d4 dengan d5 mempunyai

jeluk air saluran air yang relatif sama. Dari hasil pengamatan diketahui bahwa nilai

kecepatan pelampung dengan bandul dan tanpa bandul di setiap titik (d2, d3, dan d4)

berbeda. Hal ini dapat disebabkan oleh faktor kedalaman saluran ( kontur dasar sungai )

dan material penghambat baik di dasar maupun yang mengapung di permukaan. Pada

pelampung dengan bandul, kecepatan paling tinggi yaitu pada titik pengamatan d3

sebesar 0,36 m/s sedangkan pada titik d2 dan d4 kecepatannya lebih rendah yaitu 0,34

m/s, sedangkan pada pelampung tanpa bandul juga kecepatan tertingginya pada titik

pengamatan d3 yaitu 0,54 m/s dibanding kecepatan pelampung di titik pengamatan d2

yaitu 0,52 m/s dan titik pengamatan d4 yaitu 0,51 m/s. Hal ini menunjukkan bahwa

semakin dalam titik pengamatan atau semakin luas saluran air maka kecepatan

pelampung semakin rendah dan pelampung tanpa bandul laju kecepatannya lebih tinggi

daripada pelampung dengan bandul.

Berdasarkan hasil perhitungan juga dapat diketahui bahwa nilai debit air yang

diukur menggunakan pelampung dengan bandul 0,32 m3/s dan nilai debit air yang

I II III IV

diukur menggunakan pelampung tanpa bandul 0,48 m3/s. Perbedaan nilai debit air ini

disebabkan karena adanya perbedaan gaya berat pelampung dengan bandul yang

menggantung pada pelampung yang membuat laju pelampung terhambat karena adanya

goyangan/gerakan yang ditimbulkan oleh bandul sehingga laju pelampung berbandul

menjadi tidak konstan. Sedangkan pada pelampung tanpa bandul yang relatif tidak

mengalami hambatan kecepatan sehingga gaya mengapung pelampung lebih stabil

karena tidak adanya gangguan gerakan dari bandul. Karena pelampung dengan bandul

cenderung tidak stabil, maka kecepatan rata-ratanya lebih kecil dan nilai debit airnya

juga lebih kecil. Sedangkan pelampung tanpa bandul cenderung lebih stabil sehingga

lajunya lebih cepat dan nilai debit airnya juga lebih besar. Selain kecepatan rata-rata,

perbedaan nilai debit air saluran juga dipengaruhi faktor luas penampang saluran dan

koefisien konstanta pelampung.

V. KESIMPULAN

A. Kesimpulan

1. Debit adalah laju aliran air dalam bentuk volume yang melewati suatu

penampang melintang sebuah sungai atau suatu saluran air setiap satuan waktu.

2. Metode yang digunakan untuk pengukuran debit air pada praktikum ini adalah

metode yang paling sederhana dan mudah, yaitu metode apung (float method).

3. Bandul berfungsi sebagai pemberat dan penyeimbang arus dan mempengaruhi

kecepatan pelampung sehingga menghasilkan pengukuran debit air yang

berbeda. Nilai debit air pelampung dengan bandul yaitu 0,32 m3/s atau lebih

rendah dibandingkan nilai debit air pelampung tanpa bandul yaitu 0,48 m3/s.

4. Debit air pada saluran terutama dipengaruhi oleh luas penampang saluran,

kecepatan pelampung dan koefisien konstanta pelampung.

5. Semakin dalam titik pengamatan atau semakin luas penampang saluran air maka

kecepatan pelampung semakin rendah dan pelampung tanpa bandul laju

kecepatannya lebih tinggi daripada pelampung dengan bandul.

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Gordon, N.D., Mc Mahon T.A., dan B.L. Finlayson. 1992. Stream Hydrology: An Introduction for Ecologist. John Wiley and Sons. Chichester.

Legono, D. 2002. Kelayakan Hidro-Ekonomi Pembangunan Waduk Limo (Hydro-Economy Feasibility of Limo Dam). Forum Teknik XXVI (3) : 261-274.

Mori, K. 1993. Manual On Hydrology (Alih bahasa: L. Taulu, Hidrologi, S. Sosrodarsono dan Takeda ceds). Paramita. Jakarta.

Soemartono, C.D.1995. Hidrologi Teknik. Erlangga. Jakarta.

Soewarno.1991. Hidrologi, Pengukuran, dan Pengolahan Data Aliran Sungai (Hidrometri). Nova. Bandung.

Sri Harto, Br. 1993. Analisis Hidrologi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta

Susanto R,B dan R,H Purnomo.1998. Pengantar Fisika Tanah. Mitra Gama Widya. Yogyakarta.

LAMPIRAN

DATA SALURAN

Lokasi : selokan mataram

Panjang titik pengamatan ( L ) : 68,5 m

Lebar saluran air : 4 m

Kedalaman saluran air :

d1 : 70 cm = 0,7 m

d2 : 80 cm = 0,8 m

d3 : 75 cm = 0,75 m

d4 : 88 cm = 0,88 m

d5 : 70 cm = 0,7 m

PERHITUNGAN LUAS PENAMPANG AIR DI SALURAN ( A )

Luas : I = ( 0,7 x 0,8 ) x 1 = 0,28 m2

2

II = ( 0,8 x 0,75 ) x 1 = 0,3 m2

2

III = ( 0,75 x 0,88 ) x 1 = 0,33 m2

2

IV = ( 0,88 x 0,7 ) x 1 = 0,308 m2

2

Total : 0,28 + 0,3 + 0,33 + 0,308 = 1,218 m2

DATA PENGAMATAN WAKTU TEMPUH PELAMPUNG ( T )

Dengan bandul ( k = 0,6 ) :

rerata d 2 : 136” + 118” + 115” = 123” 3

kecepatan aliran ( U ) = L / T

= 68,5 = 0,56 m / s 123

kecepatan pelampung ( V ) = k x U

= 0,6 x 0,56 = 0,34 m / s

rerata d 3 : 113” + 112” + 115” = 113,33” 3

kecepatan aliran ( U ) = L / T

= 68,5 = 0,6 m / s 113,33

kecepatan pelampung ( V ) = k x U

= 0,6 x 0,6 = 0,36 m / s

rerata d 4 : 118” + 127” + 114” = 119,67”

3

kecepatan aliran ( U ) = L / T

= 68,5 = 0,57 m / s 119,67

kecepatan pelampung ( V ) = k x U

= 0,6 x 0,57 = 0,34 m / s

V rerata = 0,34 + 0,36 + 0,34 = 0,35 m/s 3

debit ( Q ) = A x V x K dasar

= 1,218 x 0,35 x 0,75

= 0,32 m3/s

Tanpa bandul ( k = 0,85 ) :

rerata d 2 : 115” + 111” + 113” = 113” 3

kecepatan aliran ( U ) = L / T

= 68,5 = 0,61 m / s 113

kecepatan pelampung ( V ) = k x U

= 0,85 x 0,61 = 0,52 m / s

rerata d 3 : 112” + 108” + 106” = 108,67” 3

kecepatan aliran ( U ) = L / T

= 68,5 = 0,63 m / s 108,67

kecepatan pelampung ( V ) = k x U

= 0,85 x 0,63 = 0,54 m / s

rerata d 4 : 114” + 117” + 113” = 114,67” 3

kecepatan aliran ( U ) = L / T

= 68,5 = 0,6 m / s 114,67

kecepatan pelampung ( V ) = k x U

= 0,85 x 0,6 = 0,51 m / s

V rerata = 0,52 + 0,54 + 0,51 = 0,52 m/s 3

debit ( Q ) = A x V x K dasar

= 1,218 x 0,52 x 0,75

= 0,48 m3/s

LAPORAN PRAKTIKUM

PENGELOLAAN AIR UNTUK PERTANIAN

ACARA II

PENGUKURAN DEBIT SUNGAI ATAU SALURAN

Disusun oleh :

1. Putri Hambawani ( 09691 )2. Endah Susiyanti ( 09689 )3. Arrum Lestariningsih ( 09700 )4. Mawarsih ( 09708 )5. Sapto Prayitno ( 09718 )

GOLONGAN / KELOMPOK : A3 / 3ASISTEN : Wahyu Sunu Aji

LABORATORIUM AGROHIDROLOGIJURUSAN TANAH

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA2006