HIDROLOGIHIDROLOGI

‘H I D R O M E T R I’‘H I D R O M E T R I’

PENDAHULUANPENDAHULUAN

Hidrometri secara umum diartikan sebagai ilmu yang Hidrometri secara umum diartikan sebagai ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran air. Berdasarkan mempelajari cara-cara pengukuran air. Berdasarkan pengertian tersebut berarti hidrometri mencakup kegiatan pengertian tersebut berarti hidrometri mencakup kegiatan pengukuran air permukaan dan air bawah permukaan pengukuran air permukaan dan air bawah permukaan termasuk air di danau, rawa dan di formasi geologi dibawah termasuk air di danau, rawa dan di formasi geologi dibawah permukaan.permukaan.

Menurut Menurut (Chow 1988) (Chow 1988) pengukuran besaran-besaran pengukuran besaran-besaran hidrologi dapat dilakukan dengan dua pendekatan, yaitu : hidrologi dapat dilakukan dengan dua pendekatan, yaitu : pengukuran terus-menerus pada tempat tertentu, seperti pengukuran terus-menerus pada tempat tertentu, seperti hanya pengukuran hujan distasiun tertentu, yang akan hanya pengukuran hujan distasiun tertentu, yang akan menghasilkan data runtun-waktu menghasilkan data runtun-waktu (time series) (time series) dan sejalan dan sejalan dengan perkembangan teknologi, dimungkinkan pengukuran dengan perkembangan teknologi, dimungkinkan pengukuran sample terdistribusi pada waktu spesifik, yang akan sample terdistribusi pada waktu spesifik, yang akan menghasilkan data runtun-ruang menghasilkan data runtun-ruang (space series)(space series)..

Prinsip HidrometriPrinsip Hidrometri

• ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran airilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran air..

• ilmu untuk mengumpulkan data dasar bagi analisis hidrologi. ilmu untuk mengumpulkan data dasar bagi analisis hidrologi.

Cakupan Hidrometrikegiatan pengukuran air permukaan dan air bawah permukaan termasuk air di danau, rawa dan deformasi geologi di bawah permukaan.

Dalam analisis hidrologi, atau khusus hidrograf aliran, ada dua data dasar yang diperlukan yaitu tinggi muka air

dan debit.

• pengukuran dengan ultrasonik.pengukuran dengan ultrasonik.• pengukuran dengan elektromagnetik.pengukuran dengan elektromagnetik.• pengukuran dengan optik.pengukuran dengan optik.• pegukuran dengan memakai pegukuran dengan memakai frictionless contactsfrictionless contacts dan dan

electronic counterelectronic counter dalam dalam current meter.current meter.• pengukuran dengan menggunakan perahu.pengukuran dengan menggunakan perahu.• pengukuran dengan memanfaatkan telemetri.pengukuran dengan memanfaatkan telemetri.• pengukuran dengan menggunakan pengukuran dengan menggunakan transducerstransducers, ,

digital recordersdigital recorders, dan , dan remote sensingremote sensing..

Beberapa metode pengukuran dalam hidrometri

1.1. Kebutuhan data, baik untuk kepentingan sekarang Kebutuhan data, baik untuk kepentingan sekarang maupun untuk rencana pengembangan yang akan maupun untuk rencana pengembangan yang akan datang.datang.

2.2. Keterikatan satu stasiun dengan stasiun lain, dalam satu Keterikatan satu stasiun dengan stasiun lain, dalam satu jaringan hidrometri yang terpadu. Dalam hal pengelolaan jaringan hidrometri yang terpadu. Dalam hal pengelolaan air, maka diperlukan suatu ketepatan yang sangat tinggi air, maka diperlukan suatu ketepatan yang sangat tinggi dalam menentukan posisi stasiun hidrometri.dalam menentukan posisi stasiun hidrometri.

3.3. Status keberadaan stasiun hidrometri, apakah Status keberadaan stasiun hidrometri, apakah merupakan stasiun dasar, atau stasiun sekunder atau merupakan stasiun dasar, atau stasiun sekunder atau stasiun khusus. Masing-masing mempunyai maksud stasiun khusus. Masing-masing mempunyai maksud pemasangan yang berbeda-beda.pemasangan yang berbeda-beda.

Pertimbangan dalam Pemilihan Lokasi Stasiun Hidrometri(Sri Harto, 2000)

Penempatan stasiun hidrometri di Indonesia saat ini belum didasarkan atas pertimbangan hitungan-hitungan jaringan, akan tetapi didasarkan atas pertimbangan setempat dan sesaat.

STASIUN HIDROMETRISTASIUN HIDROMETRI

SSyarat yang perlu diperhatikan yarat yang perlu diperhatikan dalam memilih lokasi stasiun hidrometridalam memilih lokasi stasiun hidrometri (Boyer, 1964 dan Horst, 1978 dalam Sri Harto, 2000)(Boyer, 1964 dan Horst, 1978 dalam Sri Harto, 2000)

1.1. MMudah dicapai setiap saat dan dalam segala macam udah dicapai setiap saat dan dalam segala macam kondisi, musim hujan maupun musim kemarau.kondisi, musim hujan maupun musim kemarau.

2.2. Di bagian sungai yang lurus dan aliran yang sejajar Di bagian sungai yang lurus dan aliran yang sejajar dengan jangkau tinggi permukaan yang dapat dengan jangkau tinggi permukaan yang dapat dijangkau oleh alat yang tersedia.dijangkau oleh alat yang tersedia.

3.3. Di bagian sungai dengan penampang stabil, apabila Di bagian sungai dengan penampang stabil, apabila pada sungai-sungai kecil atau saluran tidak dijumpai pada sungai-sungai kecil atau saluran tidak dijumpai penampang yang stabil, maka penampang sungai / penampang yang stabil, maka penampang sungai / sungai dapat diperkuat dengan pasangan batu / beton.sungai dapat diperkuat dengan pasangan batu / beton.

4.4. Di bagian sungai yang peka.Di bagian sungai yang peka.5.5. Di bantaran sungai apabila tidak terjadi aliran pada saat Di bantaran sungai apabila tidak terjadi aliran pada saat

banjir besar.banjir besar.6.6. Tidak diganggu oleh pertumbuhan tanaman air.Tidak diganggu oleh pertumbuhan tanaman air.7.7. Tidak terganggu oleh pembendungan di sebelah hilir Tidak terganggu oleh pembendungan di sebelah hilir

((backwaterbackwater).).

Contoh Contoh PenempatanPenempatan

Stasiun Stasiun HidrometriHidrometri

Pengukuran Elevasi Muka AirPengukuran Elevasi Muka Air• ElevasiElevasi muka air merupakan salah satu unsur aliran muka air merupakan salah satu unsur aliran

yangyang sangat penting, karena hampir semua variabilitas sangat penting, karena hampir semua variabilitas unsur aliran lainnya dikaitkan dengan variabilitas tinggi unsur aliran lainnya dikaitkan dengan variabilitas tinggi muka air. muka air.

• Elevasi tersebut dapat diukur terhadap datum (elevasi Elevasi tersebut dapat diukur terhadap datum (elevasi referensi) yang bisa berupa elevasi muka air laut rerata referensi) yang bisa berupa elevasi muka air laut rerata atau datum lokal (atau datum lokal (bench markbench mark). ).

• Pengamatan muka air dilakukan di lokasi di mana akan Pengamatan muka air dilakukan di lokasi di mana akan dibuat bangunan air seperti bendungan, bangunan dibuat bangunan air seperti bendungan, bangunan pengambilan air atau tempat penting lainnya.pengambilan air atau tempat penting lainnya.

• Alat pencatat elevasi muka air dapat berupa papan Alat pencatat elevasi muka air dapat berupa papan duga dengan meteran (duga dengan meteran (staff gaugestaff gauge) atau alat pengukur ) atau alat pengukur elevasi muka air otomatis (AWLR).elevasi muka air otomatis (AWLR).

Metode Pengukuran Elevasi Muka AirMetode Pengukuran Elevasi Muka Air

• Papan DugaPapan Duga

• Jenis PelampungJenis Pelampung

• Pencatat Muka Air Otomatis (AWLR)Pencatat Muka Air Otomatis (AWLR)

• Jenis Tekanan airJenis Tekanan air

Alat Ukur Elevasi Muka Air tipe Papan Alat Ukur Elevasi Muka Air tipe Papan DugaDuga• Papan duga merupakan alat paling sederhana Papan duga merupakan alat paling sederhana

untuk mengukur elevasi muka air. untuk mengukur elevasi muka air.

• Bahan dari Bahan dari kayu atau plat baja yang diberi ukuran kayu atau plat baja yang diberi ukuran skala dalam sentimeter, yang dapat dipasang di skala dalam sentimeter, yang dapat dipasang di tepi sungai atau pada suatu bangunan seperti tepi sungai atau pada suatu bangunan seperti jembatan, bendungan, dan sebagainya. jembatan, bendungan, dan sebagainya.

• Untuk pemasangan alat ukur permukaan air Untuk pemasangan alat ukur permukaan air sungai, maka harus dipilih tempat yang sungai, maka harus dipilih tempat yang memungkinkan pengamatan seluruh keadaan memungkinkan pengamatan seluruh keadaan permukaan air, dari batas terendah sampai batas permukaan air, dari batas terendah sampai batas tertinggi.tertinggi.

Pemasangan Pemasangan Papan DugaPapan Duga

• Pemasangan di atas landasan (pondasi yang Pemasangan di atas landasan (pondasi yang kokoh, sehingga ketinggiannya terhadap kokoh, sehingga ketinggiannya terhadap ketinggian referensi tidak berubah.ketinggian referensi tidak berubah.

• Tidak terdapat banyak sampah dan sejenisnya, Tidak terdapat banyak sampah dan sejenisnya, yang dapat mengganggu pembacaan.yang dapat mengganggu pembacaan.

• Dapat dibaca sedekat mungkin oleh petugas.Dapat dibaca sedekat mungkin oleh petugas.

• Sebaiknya ketinggian di masing-masing papan Sebaiknya ketinggian di masing-masing papan duga telah diikat dengan ketinggian referensi.duga telah diikat dengan ketinggian referensi.

Jenis Papan Duga (Sri Harto, Jenis Papan Duga (Sri Harto, 2000)2000)

Papan Duga Tunggal

Papan Duga Miring

Papan Duga Bertingkat

PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR(manual)

Papan duga tunggal

papan duga bertingkat ( step gauge )

Papan duga miring( sloping gauge )

PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR(manual)

PAPAN DUGA ( STAFF GAUGE, PEIL SCHAAL )

PAPAN DUGA ( PAPAN DUGA ( STAFF GAUGE, PEIL SCHAAL )STAFF GAUGE, PEIL SCHAAL )

Alat Ukur Elevasi Muka Air Alat Ukur Elevasi Muka Air Jenis PelampungJenis Pelampung

• Jenis Richard : jenis ini mempunyai alat yang mencatat Jenis Richard : jenis ini mempunyai alat yang mencatat perubahan permukaan muka air pada kertas pencatat yang perubahan permukaan muka air pada kertas pencatat yang dilingkarkan pada drum / silinder dengan sumbu vertikal yang dilingkarkan pada drum / silinder dengan sumbu vertikal yang diputar oleh jam. Pencatatan dilakukan oleh pena pencatat diputar oleh jam. Pencatatan dilakukan oleh pena pencatat yang merubah permukaan air itu menjadi putaran sudut.yang merubah permukaan air itu menjadi putaran sudut.

• Jenis Fuess : jenis ini mempunyai peralatan yang mencatat Jenis Fuess : jenis ini mempunyai peralatan yang mencatat perubahan permukaan air pada kertas pencatat yang perubahan permukaan air pada kertas pencatat yang dilingkarkan pada drum / silinder yang berputar. Drum dilingkarkan pada drum / silinder yang berputar. Drum dengan kertas pencatat ini digerakkan oleh roda sebanding dengan kertas pencatat ini digerakkan oleh roda sebanding dengan permukaan air. Jenis ini mempunyai arah pencatatan dengan permukaan air. Jenis ini mempunyai arah pencatatan yang langsung mudah dibaca.yang langsung mudah dibaca.

• Jenis Roll : jenis ini mempunyai peralatan yang menggerakkan Jenis Roll : jenis ini mempunyai peralatan yang menggerakkan putaran sudut roda pemutar yang mengikuti perubahan putaran sudut roda pemutar yang mengikuti perubahan permukaan air menjadi pergerakan roda ulat (permukaan air menjadi pergerakan roda ulat (worm gearworm gear) ) sehingga pena pencatat itu bergerak horisontal yang sehingga pena pencatat itu bergerak horisontal yang mencatat perubahan permukaan air itu pada kertas pencatat mencatat perubahan permukaan air itu pada kertas pencatat yang dilingkarkan pada drum dengan sumbu horisontal.yang dilingkarkan pada drum dengan sumbu horisontal.

Alat Ukur Tipe Alat Ukur Tipe PelampungPelampung

Automatic Water Level RecorderAutomatic Water Level Recorder

• EElevasi muka air sungai dapat tercatat secara levasi muka air sungai dapat tercatat secara kontinyu sepanjang waktu. kontinyu sepanjang waktu.

• Alat ukur yang banyak digunakan di Indonesia adalah Alat ukur yang banyak digunakan di Indonesia adalah dengan menggunakan pelampung yang dilindungi dengan menggunakan pelampung yang dilindungi dengan sumur pengamatan agar gelombang dan dengan sumur pengamatan agar gelombang dan aliran tidak mengganggu pada saat pencatatan. aliran tidak mengganggu pada saat pencatatan.

• Pelampung tersebut mengikuti gerak naik turunnya Pelampung tersebut mengikuti gerak naik turunnya muka air dan gerak tersebut ditransfer ke roda gigi muka air dan gerak tersebut ditransfer ke roda gigi yang mereduksi fluktuasi muka air (fluktuasi muka air yang mereduksi fluktuasi muka air (fluktuasi muka air biasanya lebih besar dari tinggi kertas pencatat). Roda biasanya lebih besar dari tinggi kertas pencatat). Roda gigi tersebut dihubungkan dengan pena pencatat gigi tersebut dihubungkan dengan pena pencatat yang mencatat pada kertas grafik yang digulung pada yang mencatat pada kertas grafik yang digulung pada silinder yang berputar. silinder yang berputar.

• Hasil pencatatan berupa grafik fluktuasi muka air Hasil pencatatan berupa grafik fluktuasi muka air sungai sebagai fungsi waktu.sungai sebagai fungsi waktu.

Automatic Water Level Recorder Automatic Water Level Recorder (AWLR)(AWLR)

Apabila data tinggi muka air di perlukan disuatu sungai, maka Apabila data tinggi muka air di perlukan disuatu sungai, maka diperlukan satu alat yang dapat merekam setiap gerakan muka air secara diperlukan satu alat yang dapat merekam setiap gerakan muka air secara otomatik yang disebut otomatik yang disebut Automatic Water Level Recorder (AWLR)Automatic Water Level Recorder (AWLR)..

Dalam pemakaian terdapat beberapa jenis AWLR baik yang Dalam pemakaian terdapat beberapa jenis AWLR baik yang menggunakan pelampung maupun pneumatik.menggunakan pelampung maupun pneumatik.

Untuk mendapatkan data yang akurat, Lambie (1978) memberikan Untuk mendapatkan data yang akurat, Lambie (1978) memberikan beberapa petunjuk dalam operasional alat jenis AWLR, sebagai berikut :beberapa petunjuk dalam operasional alat jenis AWLR, sebagai berikut :

o sumur penenang harus selalu dalam keadaan terpelihara.sumur penenang harus selalu dalam keadaan terpelihara.

o pipa penghubung dan sumur harus bebas dari lumpurpipa penghubung dan sumur harus bebas dari lumpur

o papan duga acuan harus selalu tepat sesuai dengan tinggi papan duga acuan harus selalu tepat sesuai dengan tinggi acuanacuan

AUTOMATIC WATER LEVEL RECORDER (AWLR)AUTOMATIC WATER LEVEL RECORDER (AWLR)

AWLRAWLR

Alternatif pemasangan AWLR

Alat Pencatat Muka Air Otomatis(Sosrodarsono, 1987)

Hasil Rekaman Alat Ukur Otomatis(Sri Harto, 2000)

REKAMAN AWLR ( REKAMAN AWLR ( stage hydrograph stage hydrograph ))

STILLING WELLSTILLING WELL

SUMUR PENENANG ( SUMUR PENENANG ( stilling wellstilling well ) )

• Prinsip kerja: Prinsip kerja: hubungan yang linier hubungan yang linier antara tinggi antara tinggi muka airmuka air ddan tekanan air (jika gaya gelombang an tekanan air (jika gaya gelombang ditiadakan)ditiadakan)..

• AAlat pengukur tekanan diletakkan di dasar sungai. lat pengukur tekanan diletakkan di dasar sungai. • Alat pengukur ini tidak menghalangi aliran sungai Alat pengukur ini tidak menghalangi aliran sungai

dan dapat meneruskan tekanan air melalui pipa dan dapat meneruskan tekanan air melalui pipa tekan. Alat ini dapat ditempatkan pada bagian yang tekan. Alat ini dapat ditempatkan pada bagian yang terdalam dari sungai dan alat ini dapat digunakan terdalam dari sungai dan alat ini dapat digunakan pada sungai-sungai kecil di pegunungan yang pada pada sungai-sungai kecil di pegunungan yang pada musim kemarau airnya menjadi kecil.musim kemarau airnya menjadi kecil.

Alat Ukur Elevasi Tipe TekananAlat Ukur Elevasi Tipe Tekanan

Alat Ukur Jenis Tekanan(Sosrodarsono, 1987)

• Debit aliran dapat diperoleh dengan mengalikan Debit aliran dapat diperoleh dengan mengalikan luas tampang aliran dan kecepatan aliran. Kedua luas tampang aliran dan kecepatan aliran. Kedua parameter tersebut dapat diukur pada suatu parameter tersebut dapat diukur pada suatu tampang melintang sungai. tampang melintang sungai.

dengan : Q = debit (m3/s)A = luas penampang (m2)V = kecepatan air rata-rata (m/s)

Q = A . V

PENGUKURAN DEBIT SUNGAIPENGUKURAN DEBIT SUNGAI

• Mengingat bahwa sungai mempunyai Mengingat bahwa sungai mempunyai bentuk tampang lintang yang tidak teratur bentuk tampang lintang yang tidak teratur dan kecepatan aliran juga tidak seragam dan kecepatan aliran juga tidak seragam pada seluruh tampang, maka pengukuran pada seluruh tampang, maka pengukuran debit sungai dilakukan dengan membagi debit sungai dilakukan dengan membagi tampang sungai menjadi sejumlah pias. Di tampang sungai menjadi sejumlah pias. Di setiap pias diukur luas tampang dan setiap pias diukur luas tampang dan kecepatan reratanya. kecepatan reratanya.

• Dalam praktek terdapat dua cara Dalam praktek terdapat dua cara pengukuran debit yaitu pengukuran pengukuran debit yaitu pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung.langsung dan pengukuran tidak langsung.

MetodeMetode Pengukuran Debit Pengukuran Debit• 1. Pengukuran Langsung1. Pengukuran Langsung. .

a. a. Pengukuran dengan Pengukuran dengan Current MeterCurrent Meter b. b. Pengukuran Dengan PelampungPengukuran Dengan Pelampungc. c. Pengukuran Dengan Pengukuran Dengan Velocity Head RodVelocity Head Rod d. d. Pengukuran Dengan Thrupp’s wake (ripple) Pengukuran Dengan Thrupp’s wake (ripple)

metermetere.e. Pengukuran Elektromagnetik Pengukuran Elektromagnetikf. f. Pengukuran Ultrasonik Pengukuran Ultrasonik g.g. Pengukuran Dengan Bahan Terlarut Pengukuran Dengan Bahan Terlarut

• 2 Pengukuran Tidak Langsung2 Pengukuran Tidak Langsungaa. Slope Area Method. Slope Area Methodb.b. Bangunan Ukur Bangunan Ukur

• Metode Pengukuran Langsung digunakan jika Metode Pengukuran Langsung digunakan jika kedua parameter pengukuran (kecepatan dan kedua parameter pengukuran (kecepatan dan luas tampang) dapat diukur.luas tampang) dapat diukur.

• Pengukuran kecepatan dengan bantuan Pengukuran kecepatan dengan bantuan Current Current MeterMeter, , PelampungPelampung, , Velocity Head RodVelocity Head Rod atau atau dengan memanfaatkan sistimdengan memanfaatkan sistim ElektromagnetikElektromagnetik dan dan Ultrasonik Ultrasonik maupun dmaupun dengan Bahan Terlarutengan Bahan Terlarut..

1. PENGUKURAN SECARA 1. PENGUKURAN SECARA LANGSUNGLANGSUNG

Current meterCurrent meter

Current meter merupakan alat untuk mengukur kecepatan arus.

Current meter hanya dapat digunakan untuk mengukur kecepatan pada suatu penampang sungai.

Untuk memperoleh kecepatan pada seluruh penampang sungai, maka pengukuran dilakukan dengan membagi penampang saluran dalam beberapa bagian.

Alat ini pada dasarnya hanya mampu Alat ini pada dasarnya hanya mampu mengukur kecepatan air tepat dititik tengah mengukur kecepatan air tepat dititik tengah Propeller Propeller atau titik tengah atau titik tengah cup cup (mangkok). (mangkok). sehingga kecepatan arus air diperoleh sebagai sehingga kecepatan arus air diperoleh sebagai fungsi jumlah putaran fungsi jumlah putaran propeller propeller atau atau cup cup dengan dengan persamaan berikut :persamaan berikut :

dimana :dimana :

VV == kecepatan arus sungai dalam m/det.kecepatan arus sungai dalam m/det.

nn == jumlah putaran dalam waktu tertentu.jumlah putaran dalam waktu tertentu.

A,BA,B = = tetapan, ditentukan dari kalibrasi.tetapan, ditentukan dari kalibrasi.

BnAV

Kecepatan Rata-rataKecepatan Rata-rata• Mengacu pada profil teoritik distribusi kecepatan Mengacu pada profil teoritik distribusi kecepatan

vertikal, maka kecepatan rata-rata vertikal dapat vertikal, maka kecepatan rata-rata vertikal dapat dianggap sama dengan kecepatan yang terukur pada dianggap sama dengan kecepatan yang terukur pada kedalaman 0.6 H. kedalaman 0.6 H.

• Apabila dikehendaki pengukuran yang lebih dari satu Apabila dikehendaki pengukuran yang lebih dari satu titik, maka dapat dilakukan pengukuran pada dua titik titik, maka dapat dilakukan pengukuran pada dua titik dengan kedalaman masing-masing 0.2 H dan 0.8 H dan dengan kedalaman masing-masing 0.2 H dan 0.8 H dan kecepatan rata-rata dihitung dengan persamaan :kecepatan rata-rata dihitung dengan persamaan :

28.02.0 HH VV

V

• Apabila dikehendaki pengukuran di lebih banyak Apabila dikehendaki pengukuran di lebih banyak vertikal, dapat dipergunakan persamaan untuk vertikal, dapat dipergunakan persamaan untuk pengukuran tiga titik.pengukuran tiga titik.

38.06.02.0 HHH VVV

V

• Untuk pengukuran 4 dan 5 titik dapat digunakan persamaan sebagai berikut:

4

2 8.06.02.0 HHH VVVV

10

323 8.06.02.0 dHHHp VVVVVV

Kecepatan Rata-rataKecepatan Rata-rata

Apabila dikehendaki pengukuran 5 titik, maka persamaan Apabila dikehendaki pengukuran 5 titik, maka persamaan menjadi : menjadi :

10

323 8,06.02.0 dHHHp VVVVVV

Perhitungan DebitPerhitungan Debit

• Debit penampang sungai dihitung dengan persamaan:Debit penampang sungai dihitung dengan persamaan:

iqQ

dengan : Q = debit penampang sungai (m3/s)qi = debit tiap segmen (m3/s)

MEAN AREA METHOD

MID AREA METHOD

Q qi

MEAN AREA METHOD

in n n nq bx

d dx

V V

1 1

2 2

MID AREA METHOD i n n n nq V d b b 0 5 0 5 1, ,

• Ada dua tipe alat ukur Ada dua tipe alat ukur current meter yaitu tipe current meter yaitu tipe mangkok (mangkok (Price cup Price cup current metercurrent meter) dan tipe ) dan tipe baling-baling (baling-baling (Propeller Propeller current metercurrent meter). ).

• Pada tipe pertama, Pada tipe pertama, mangkok-mangkok mangkok-mangkok berputar terhadap berputar terhadap sumbu vertikal, sedang sumbu vertikal, sedang tipe kedua baling-baling tipe kedua baling-baling berputar terhadap berputar terhadap sumbu horizontal. sumbu horizontal. Jumlah putaran per Jumlah putaran per satuan waktu dapat satuan waktu dapat dikonversi menjadi dikonversi menjadi kecepatan arus.kecepatan arus.

PENGUKURAN DENGAN CURRENT METER

dengan WADING ( untuk kedalaman maks. 1 m) menggunakan suspensi tongkat (rod suspension)

dengan CABLE GAUGING menggunakan suspensi kabel (casuspennsion) dari jembatan atau perahu (boat gauging)

Pelaksanaan PengukuranPelaksanaan Pengukuran

1. 1. Dengan cara menyeberang (Dengan cara menyeberang (wadingwading))– Cara ini dilakukan oleh pengukur dengan cara Cara ini dilakukan oleh pengukur dengan cara

menyeberang sungai dan mengukur di vertikal yang menyeberang sungai dan mengukur di vertikal yang telah ditetapkan sebelumnya. Biasanya pengukur telah ditetapkan sebelumnya. Biasanya pengukur berdiri menghadap arus, di hilir berdiri menghadap arus, di hilir current metercurrent meter dengan sudut 45dengan sudut 45ºº sepanjang lengan. sepanjang lengan.

– Pengukuran dengan cara ini hanya dapat dilakukan Pengukuran dengan cara ini hanya dapat dilakukan pada kedalaman dan kecepatan yang sedemikian pada kedalaman dan kecepatan yang sedemikian sehingga tidak membahayakan pengukur. sehingga tidak membahayakan pengukur.

– Apabila kedalaman air masih sekitar satu meter, Apabila kedalaman air masih sekitar satu meter, maka pengukur masih diperbolehkan melakukan maka pengukur masih diperbolehkan melakukan pengukuran dengan cara ini. Meskipun demikian, pengukuran dengan cara ini. Meskipun demikian, hal ini bukan merupakan patokan karena meskipun hal ini bukan merupakan patokan karena meskipun kedalamnya kurang dari satu meter, tetapi kedalamnya kurang dari satu meter, tetapi kecepatan airnya besar, maka hal ini akan kecepatan airnya besar, maka hal ini akan membahayakan pengukur atau pengukur tidak membahayakan pengukur atau pengukur tidak dapat melakukan pengukuran dengan ketelitian dapat melakukan pengukuran dengan ketelitian tinggi. tinggi.

2.2. Dengan kabel (Dengan kabel (cable gaugingcable gauging))– Pengukuran dengan kabel pada dasarnya Pengukuran dengan kabel pada dasarnya

dilakukan dengan cara yang sama. dilakukan dengan cara yang sama. Perbedaanya terletak pada penggantung untuk Perbedaanya terletak pada penggantung untuk current meternya. Untuk pengukuran ini current meternya. Untuk pengukuran ini current metercurrent meter dipasang pada kabel yang dipasang pada kabel yang digulung pada satu penggulung yang dapat digulung pada satu penggulung yang dapat diketahui. Pengukuran dengan cara ini dapat diketahui. Pengukuran dengan cara ini dapat dilakukan dari atas jembatan atau dengan dilakukan dari atas jembatan atau dengan menggunakan perahu.menggunakan perahu.

Pelaksanaan PengukuranPelaksanaan Pengukuran

WADING

H1

H2

H = H2 – H1

CABLE GAUGING Penggulung kabel dengan counter

0,6 H

air line correction

wet line correction

CABLE GAUGINGpengaruh kecepatan aliran

Pemberat (counter weight)untuk meghindari lengkungan suspensi kabel

BOAT GAUGING

CABLE GAUGINGCABLE GAUGING

CABLE GAUGING

Pengukuran Dengan Pengukuran Dengan PelampungPelampung

• Prinsip kerja: MPrinsip kerja: Mengukur selang waktu yang engukur selang waktu yang diperlukan oleh pelampung untuk menempuh suatu diperlukan oleh pelampung untuk menempuh suatu jarak tertentu. jarak tertentu.

• Biasanya cara ini dilakukan pada waktu banjir di Biasanya cara ini dilakukan pada waktu banjir di mana pemakaian mana pemakaian current metercurrent meter sulit dilakukan, sulit dilakukan, atau pada survei pendahuluan. atau pada survei pendahuluan.

• Pada dasarnya semua benda yang mengapung, Pada dasarnya semua benda yang mengapung, seperti kayu, bola plastik dan lain-lain, dapat seperti kayu, bola plastik dan lain-lain, dapat digunakan sebagai alat untuk mengukur kecepatan. digunakan sebagai alat untuk mengukur kecepatan. Meskipun demikian dalam praktek terdapat Meskipun demikian dalam praktek terdapat beberapa jenis pelampung yang disarankan seperti beberapa jenis pelampung yang disarankan seperti sketsa berikut: sketsa berikut:

Pengukuran Dengan PelampungPengukuran Dengan Pelampung

Dalam prakteknya terdapat beberapa jenis pelampung yang Dalam prakteknya terdapat beberapa jenis pelampung yang disarankan, yaitu : disarankan, yaitu :

1.1. pelampung jenis permukaan;pelampung jenis permukaan;

2.2. pelampung dengan pemberat; dan pelampung dengan pemberat; dan

3.3. pelampung jenis batang. pelampung jenis batang.

Prinsip kerja menggunakan pelampung dapat diuraikan Prinsip kerja menggunakan pelampung dapat diuraikan sebagai berikut :sebagai berikut :

awal langkah adalah menentukan dua titik atau garis tegak awal langkah adalah menentukan dua titik atau garis tegak lurus dengan arah aliran sungai, dimana kedua titik memiliki lurus dengan arah aliran sungai, dimana kedua titik memiliki jarak (L) tertentu;jarak (L) tertentu;

tandai kedua titik tersebut dengan bagian hulu sebagai titik 1 tandai kedua titik tersebut dengan bagian hulu sebagai titik 1 dan bagia hilir sebagai titik 2;dan bagia hilir sebagai titik 2;

pelampung ditempatkan pada garis 1 dan dibiarkan hanyut pelampung ditempatkan pada garis 1 dan dibiarkan hanyut sampai pada garis 2. sampai pada garis 2.

dalam proses mengalirnya pelampung dari titik 1 hingga titik 2 dalam proses mengalirnya pelampung dari titik 1 hingga titik 2 dihitung waktu (t) yang diperoleh menggunakan stop watch;dihitung waktu (t) yang diperoleh menggunakan stop watch;

tandai kedua titik tersebut dengan bagian hulu sebagai titik 1 tandai kedua titik tersebut dengan bagian hulu sebagai titik 1 dan bagia hilir sebagai titik 2;dan bagia hilir sebagai titik 2;

dari hasil praktek ini diperoleh kecepatan aliran menggunakan dari hasil praktek ini diperoleh kecepatan aliran menggunakan persamaan berikut : persamaan berikut :

t

LV

Besaran kecepatan yang diperoleh adalah kecepatan Besaran kecepatan yang diperoleh adalah kecepatan permukaan air dan untuk memperoleh kecepatan penampang, permukaan air dan untuk memperoleh kecepatan penampang, besaran tersebut perlu dikalikan dengan koefisien aliran besaran tersebut perlu dikalikan dengan koefisien aliran < 1. Nilai < 1. Nilai tergantung dari jenis pelampung yang digunakan. Horst (1979) tergantung dari jenis pelampung yang digunakan. Horst (1979) mengusulkan besar koefisien sebagai berikut : mengusulkan besar koefisien sebagai berikut :

Pelampung permukaan :Pelampung permukaan :

~ 0,85 untuk keadaan normal~ 0,85 untuk keadaan normal

~ 0,60 untuk kedalaman < 0,5 meter~ 0,60 untuk kedalaman < 0,5 meter

~ 0,90 untuk kedalaman 3 – 4 meter ~ 0,90 untuk kedalaman 3 – 4 meter

Pelampung dengan pemberat Pelampung dengan pemberat ~ 1,00 ~ 1,00

Pelampung jenis batang, Pelampung jenis batang, ~ 0,85 – 1,00 ~ 0,85 – 1,00

CA B

PENGUKURAN DENGAN PELAMPUNG ( PENGUKURAN DENGAN PELAMPUNG ( FLOAT FLOAT ))

L

V = L / t m/det

Vp = α V

• Prinsip pengukuran Kecepatan dapat diperoleh dengan rumus :Prinsip pengukuran Kecepatan dapat diperoleh dengan rumus : V = L / tV = L / t

Pengukuran Menggunakan Pengukuran Menggunakan Velocity Head RodVelocity Head Rod

Alat ukur ini terdiri dari papan berskala, mirip dengan papan Alat ukur ini terdiri dari papan berskala, mirip dengan papan duga yang salah satu sisinya dipertajam. Alat ukur ini dimasukkan duga yang salah satu sisinya dipertajam. Alat ukur ini dimasukkan kedalam saluran dengan sisi tajam menghadap ke hulu dan tinggi kedalam saluran dengan sisi tajam menghadap ke hulu dan tinggi air dibaca (Hair dibaca (H11), selanjutnya alat tersebut diputar 90), selanjutnya alat tersebut diputar 90oo tegak lurus tegak lurus arah aliran dan tinggi air dibaca (Harah aliran dan tinggi air dibaca (H22). Tinggi kecepatan diperoleh ). Tinggi kecepatan diperoleh dari selisih dua pengukuran tinggi permukaan air ( Hdari selisih dua pengukuran tinggi permukaan air ( H22 - H - H11 ). Alat ini ). Alat ini hanya direkomendasikan untuk kecepatan antara 0,5 – 2,5 m/dtk.hanya direkomendasikan untuk kecepatan antara 0,5 – 2,5 m/dtk.

Pengukuran dengan cara ini memanfaatkan prinsip yang Pengukuran dengan cara ini memanfaatkan prinsip yang digunakan dalam pitot meter, yaitu :digunakan dalam pitot meter, yaitu :

g

VH

2

2

dengan :dengan :

HH :: tinggi kecepatan dalam metertinggi kecepatan dalam meter

vv :: kecepatan dalam m/det.kecepatan dalam m/det.

gg :: gravitasigravitasi

Pengukuran Dengan Pengukuran Dengan Velocity Head RodVelocity Head Rod

H1

H2

90o

H1H2

Pengukuran Dengan Thrupp’s Pengukuran Dengan Thrupp’s wake wake

(ripple) meter(ripple) meter • Alat ukur ini dapat dimanfaatkan untuk Alat ukur ini dapat dimanfaatkan untuk

pengukuran dengan ketelitian yang cukup, untuk pengukuran dengan ketelitian yang cukup, untuk kecepatan di atas 1 m/det.kecepatan di atas 1 m/det.

• Karena dalam pengukuran sudut di sungai sulit Karena dalam pengukuran sudut di sungai sulit dilakukan, maka digunakan dua batang yang dilakukan, maka digunakan dua batang yang dipasang dengan jarak tertentu dan pengukuran dipasang dengan jarak tertentu dan pengukuran sudut diganti dengan pengukuran jarak antara sudut diganti dengan pengukuran jarak antara sumbu penghubung dua batang tersebut dengan sumbu penghubung dua batang tersebut dengan titik potong antara dua gelombang yang titik potong antara dua gelombang yang terbentukterbentuk..

Sistem kerja alat ini adalah dua batang tegak lurus dengan Sistem kerja alat ini adalah dua batang tegak lurus dengan aliran air ditancapkan dengan jarak tertentu (W). Maka pengukuran aliran air ditancapkan dengan jarak tertentu (W). Maka pengukuran sudut diganti dengan pengukuran jarak antara sumbu penghubung sudut diganti dengan pengukuran jarak antara sumbu penghubung dua batang tersebut dengan titik-potong antara dua gelombang dua batang tersebut dengan titik-potong antara dua gelombang yang terbentuk. yang terbentuk.

W

L

LXCH .

Pengukuran Dengan Thrupp’s wake Pengukuran Dengan Thrupp’s wake (ripple) meter(ripple) meter

Persamaan yang digunakan untuk menghitung kecepatan permukaan adalah:

dengan : dengan :

VV :: kecepatan permukaan dalam ft/det.kecepatan permukaan dalam ft/det.

CC :: tetapan sebesar 0,40tetapan sebesar 0,40

XX :: variabel yang besarnya tergantung dari nilai variabel yang besarnya tergantung dari nilai WW

W ( Inchi )

468912

X

0,2800,2060,1610,1450,109

αL

W

• Prinsip dasar dari pengukuran ini Prinsip dasar dari pengukuran ini adalah pengukuran tegangan yang adalah pengukuran tegangan yang ditimbulkan oleh aliran air melewati ditimbulkan oleh aliran air melewati medan magnet (Herschy, 1982 medan magnet (Herschy, 1982 dalam Sri Harto, 2000). Tegangan ini dalam Sri Harto, 2000). Tegangan ini sebanding dengan kecepatan air sebanding dengan kecepatan air rata-rata. rata-rata.

Pengukuran ElektromagnetikPengukuran Elektromagnetik

Pengukuran dengan UltrasonikPengukuran dengan Ultrasonik

• Pada dasarnya pengukuran dengan ultrasonik Pada dasarnya pengukuran dengan ultrasonik memperoleh besaran kecepatan dari perbedaan waktu memperoleh besaran kecepatan dari perbedaan waktu yang diperlukan oleh pulsa ultrasonik yang diarahkan yang diperlukan oleh pulsa ultrasonik yang diarahkan secara diagonal, baik kearah secara diagonal, baik kearah tranducerstranducers di sebelah di sebelah hulu maupun hulu maupun tranducerstranducers ke arah hilir. ke arah hilir.

Pengukuran Dengan Bahan Pengukuran Dengan Bahan TerlarutTerlarut

• Prinsip pengukuran ini adalah dengan menginjeksikan Prinsip pengukuran ini adalah dengan menginjeksikan bahan terlarut (bahan terlarut (tracertracer) di titik injeksi dan mengambil ) di titik injeksi dan mengambil sampelnya di sebelah hilir dalam jarak tertentu.sampelnya di sebelah hilir dalam jarak tertentu.

• PPengukuran ini hanya dapat dilakukan dalam satu engukuran ini hanya dapat dilakukan dalam satu penggal sungai yang mungkin sampai beberapa penggal sungai yang mungkin sampai beberapa kilometerkilometer saja. saja.

Pengukuran Tidak langsungPengukuran Tidak langsung

• Pengukuran tidak langsung adalah suatu upaya Pengukuran tidak langsung adalah suatu upaya yang dilakukan untuk memperoleh besaran yang dilakukan untuk memperoleh besaran debit dengan memanfaatkan prinsip-prinsip debit dengan memanfaatkan prinsip-prinsip hidraulika. hidraulika.

• Pengukuran tidak langsung terbagi atas dua Pengukuran tidak langsung terbagi atas dua cara yaitu:cara yaitu:

1.1. Dengan Slope Area MethodDengan Slope Area Method2.2. Dengan Bangunan UkurDengan Bangunan Ukur

..Slope Area MethodSlope Area Method• Cara ini baik digunakan untuk bagian sungai yang lurus dan Cara ini baik digunakan untuk bagian sungai yang lurus dan

seragam. seragam.

• Tinggi muka air maksimum yang diperlukan untuk hitungan ini Tinggi muka air maksimum yang diperlukan untuk hitungan ini dapat diperoleh dari data dapat diperoleh dari data ‘crest gauge ‘crest gauge atauatau data bekas data bekas banjir banjir pada suatu tebing sungai setelah terjadi banjir. pada suatu tebing sungai setelah terjadi banjir.

• Luas penampang melintangsungai diperoleh dari rat-rata tiga Luas penampang melintangsungai diperoleh dari rat-rata tiga penampang sungaipenampang sungai

• Kecepatan aliran dapat diperoleh dengan menggunakan Kecepatan aliran dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan Manningpersamaan Manning::

2/13/21 SR

nCv

v = kecepatan (m/s)C = tetapan = 1 untuk unit metrik

R = radius hidraulikS = kemiringan dasar saluran

n = kekasaran manning

Menurut Barnes (1978) dan Ponce (1989) Menurut Barnes (1978) dan Ponce (1989) menunjukkan bahwa dalam persamaan Manning menunjukkan bahwa dalam persamaan Manning mengandung beberapa faktor yagn spesifik mengandung beberapa faktor yagn spesifik terhadap sifat saluran yang disebut terhadap sifat saluran yang disebut ‘conveyance’‘conveyance’ . . Dengan demikian persamaan debit menjadiDengan demikian persamaan debit menjadi

SKQ Dari beberapa pertimbangan Barnes (1978) Dari beberapa pertimbangan Barnes (1978)

menyarankan sebagai bahan pertimbangan dalam menyarankan sebagai bahan pertimbangan dalam pemilihan penggal sungai untuk pengukuran.pemilihan penggal sungai untuk pengukuran.

1.1. panjang penggal sungai hendaknya paling sedikit 75 x panjang penggal sungai hendaknya paling sedikit 75 x kedalaman air rata-rata.kedalaman air rata-rata.

2.2. beda ketinggian paling sedikit sama dengan tinggi beda ketinggian paling sedikit sama dengan tinggi kecepatan.kecepatan.

3.3. beda ketinggian paling sedikit 15 cm.beda ketinggian paling sedikit 15 cm.

Bangunan UkurBangunan Ukur

• Debit dapat diperoleh dengan memanfaatkan Debit dapat diperoleh dengan memanfaatkan bangunan-bangunan ukur seperti bendung, gorong-bangunan-bangunan ukur seperti bendung, gorong-gorong, gorong, contracted openingcontracted opening (penyempitan) dan (penyempitan) dan flumeflume..

• Pengukuran ini dilakukan bila cara-cara yang lain Pengukuran ini dilakukan bila cara-cara yang lain tidak menguntungkan. tidak menguntungkan.

• Bangunan ukur dapat dibuat sedemikian rupa, Bangunan ukur dapat dibuat sedemikian rupa, sehingga ada hubungan antara debit dan tinggi muka sehingga ada hubungan antara debit dan tinggi muka air.air.

Menggunakan Bangukan Ukur Menggunakan Bangukan Ukur

Boyer (1964 ), Barnes (1978), Horst (1979) dan penulis lain Boyer (1964 ), Barnes (1978), Horst (1979) dan penulis lain menunjukkan berbagai cara konvensional untuk memperkirakan debit menunjukkan berbagai cara konvensional untuk memperkirakan debit sungai dengan beberapa macam bangunan ukur, yaitu :sungai dengan beberapa macam bangunan ukur, yaitu :

a. Penyempitan a. Penyempitan Pada kondisi seperti ini Boyer dan Barnes menyarankan agar Pada kondisi seperti ini Boyer dan Barnes menyarankan agar menggunakan persamaan berikut :menggunakan persamaan berikut :

hf

g

VhgACQ A

c 22.

2

dengan :dengan : C = koefisien debit.C = koefisien debit.

AAcc = luas penampang minimum pada penyempitan. = luas penampang minimum pada penyempitan.

h = beda tinggi muka air di hulu dan dipenyempitan.h = beda tinggi muka air di hulu dan dipenyempitan.

= pertimbangan kecepatan rata-rata dihulu.= pertimbangan kecepatan rata-rata dihulu.

VVAA = kecepatan rata-rata di hulu. = kecepatan rata-rata di hulu.

hf = kehilangan energi akibat gesekanhf = kehilangan energi akibat gesekan

22

.

kk

hw K

QLKKQLhf

dengan :dengan :

LLww = = panjang beda tinggi muka air di hulu dan di penyempitan.panjang beda tinggi muka air di hulu dan di penyempitan.

KKhh == conveyance di bagian hulu.conveyance di bagian hulu.

KKkk = = conveyance di kontraksi.conveyance di kontraksi.

L L = = panjang kontraksi.panjang kontraksi.

VVAA = = kecepatan rata-rata di hulu.kecepatan rata-rata di hulu.

hf hf = = kehilangan energi akibat gesekankehilangan energi akibat gesekan

Barnes memberikan persamaan untuk kehilangan energi (hf) yang Barnes memberikan persamaan untuk kehilangan energi (hf) yang terjadi :terjadi :

a. Bendunga. BendungWhite memberikan persamaan umum untuk pelimpah ambang lebar White memberikan persamaan umum untuk pelimpah ambang lebar

berbentuk persegi sebagai berikut :berbentuk persegi sebagai berikut :

2/32/3 ..3/2 ghLCFQ ddengan dengan koefisien Fkoefisien F bernilai bernilai 11 dan dan koefisien Cd koefisien Cd dengan nilai : 0,848dengan nilai : 0,848

Persamaan umum untuk pelimpah ambang lebar berbentuk persegi Persamaan umum untuk pelimpah ambang lebar berbentuk persegi sebagai berikut :sebagai berikut :

5,123

2HLgCQ

Bos (1978) memberikan nilai Bos (1978) memberikan nilai koefisien C yang koefisien C yang merupakan fungsi b/B merupakan fungsi b/B dan H/p dalam bentuk tabel berikut dan H/p dalam bentuk tabel berikut

b/B

1,00,99,80,70,60,50,40,30,20,1

0

C

0,602 + 0,075 H/p0,599 + 0,064 H/p0,597 + 0,045 H/p0,595 + 0,030 H/p0,593 + 0,018 H/p0,592 + 0,011 H/p0,591 + 0,006 H/p0,590 + 0,002 H/p0,589 + 0,018 H/p0,588 + 0,021 H/p0,587 + 0,023 H/p

Tabel Nilai Koefisien C sebagai fungsi b/B dan H/pTabel Nilai Koefisien C sebagai fungsi b/B dan H/p

5,2

2tan2

15

8eHgCQ

Kindsvate dan Carter (Bos, 1978) memberikan persamaan penampang Kindsvate dan Carter (Bos, 1978) memberikan persamaan penampang bentuk segitiga :bentuk segitiga :

b

h

H

Liku KalibrasiLiku Kalibrasi

• Liku kalibrasi adalah hubungan grafis antara tinggi Liku kalibrasi adalah hubungan grafis antara tinggi muka air danmuka air dan debit debit

• Liku kalibrasi dapat diperoleh dengan sejumlah Liku kalibrasi dapat diperoleh dengan sejumlah pengukuran yang terencana, dan mengkorelasikan pengukuran yang terencana, dan mengkorelasikan dua variabel yaitu tdua variabel yaitu tiinggi muka air dan debit di nggi muka air dan debit di ssuuatu stasiun hidrometri.atu stasiun hidrometri.

• Hubungan grafis antara variabel tinggi muka air Hubungan grafis antara variabel tinggi muka air dan debit dapat dilakukan dengan cara sederhana, dan debit dapat dilakukan dengan cara sederhana, yaitu menghubungkan titik-titik pengukuran yaitu menghubungkan titik-titik pengukuran dengan garis lengkung di atas kertas grafik. dengan garis lengkung di atas kertas grafik.

• Persamaan yang selama ini banyak dipakai untuk Persamaan yang selama ini banyak dipakai untuk menggambarkan liku kalibrasi adalah :menggambarkan liku kalibrasi adalah :

Q = A (H+∆H)Q = A (H+∆H)BB

Q = debit (m3/s)

A,B = tetapan

H = tinggi muka

∆H = angka koreksi, antara nol papan duga dan angka papan duga dengan Q = 0

Contoh kalibrasi untuk DAS Progo Di BantarContoh kalibrasi untuk DAS Progo Di Bantar

LIKU KALIBRASILIKU KALIBRASI

LIKU KALIBRASILIKU KALIBRASI