Isi Laporan Debit

Laboratorium Hidrogeologi 2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air adalah unsur yang tidak dapatdipisahkan dalam kehidupan manusia. Bahkan dapat

dipastikan tanpa pengembangan sumber daya air secara konsisten, peradaban manusia tidak akan

mencapai tingkatyang dinikmati saat ini. Oleh karena itu, pengembangan dan pengolahan sumber

daya air merupakan dasar peadaban manusia (Sunaryo dkk, 2005).

Bukan hanya bagi kepentingan manusia tetapi juga bagi semua mahluk hidup yang ada

dibumi air merupakan bagian yang penting dalam kelangsungan hidup. Ketersediaan air dibumi

sendiri dipengaruhi oleh siklus hidrologi yang dimana air yang ada dibumi selalu mengalami

siklus yang sama dari mulai mengalami penguapan, transpirasi, kondensasi, persipitasi, aliran

dipermukaan dan infiltrasi,semua proses inilah yang akan mengatur ketersediaan air dibumi.

Pada saat dipermukaan air banyak digunakan oleh mahluk hidup baik untuk minum

maupun sebagai tempat tinggal. Air-air dipermukaan ditampung diberbagai wadah, seperti

danau, sungai, laut, waduk, dll.

Sungai merupakan salah satu wadah penampungan air yang ada didarat. Sungai memiliki

fungsi seperti sebagai sumber mata air, pembangkit listrik,sarana irigasi dll. Sungai juga

memiliki fungsi sebagai sarana untuk menghitung curah hujan dan sebagai saran pemberi

informasi daerah resapan air

Debit sungai merupakan variable yang digunakan untuk menentukan daerah resapan air

suatu wilayah. Debit merupakan perbandingan volume air yang mengalir pada satuan waktu

tertentu. Debit air merupakan komponen yang penting dalam pengelolaan suatu DAS.

Dengan mengetahui debit aliran kita dapat menentuhkan debit andalan dalam pembuatan

irigasi dan drainase. Debit andalan sangat berpengaruh dalam pembuatan irigasi dan drainase

karena debit andalan merupakan debit maksimum yang dapat digunakan untuk irigasi. Apabila

kita tidak mengetahui debi andalan aliran irigasi maka kita tidak dapat mengoptimalkan

pemakaian air.

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

permukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari, atau dengan pengertian yang lain

Nama : Heriober Taruk ANIM :111.130.187Plug 10 1


debit atau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu

penampang melintang sungai per satuan waktu. Debit air sungai dapat dimanfaatkann dalam

pembuatan PAM, saluran irigasi bahkan pembangkit listrik tenaga air.

I.2. Maksud dan Tujuan

I.2.1 Maksud

Melakukan pengukuran debit sungai dengan metode current meter dan float

I.2.2 Tujuan

Menghitung debit sungai

Membandingkan metode current dan metode float

I.3 Waktu dan Lokasi Penelitian

Waktu : Minggu 27, September 2015 Pukul 12.30 WIB

Lokasi : Sungai Babarsari



BAB II

DASAR TEORI

II.1 Debit Aliran

Teknik pengukuran debit aliran langsung di lapangan pada dasarnya dapat dilakukan

melalui empat katagori ( Gordon et al., 1992):

1. Pengukuran volume air sungai

2. Pengukuran debiut dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas penampang

melintang sungai.

3. Pengukuran debit dengan menggunakan bahan kimia ( pewarna) yang dialirkan dalam aliran

sungai (substance tracing method).

4. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukuran debit seperti weir ( aliran air

lambat) atau flume ( aliran cepat).

Teori yang mendasari pengukuran debit ini adalah percobaan Darcy, yaitu hukum Darcy,

bahwa banyaknya volume air yang mengalir di tubuh sungai adalah hasil kali antara kecepatan

aliran dengan luas penampang media yang dialiri oleh air sungai tersebut.

Dapat di tulis dengan rumus : Q = V . A

Dimana :

Q = Debit aliran

V = Kecepatan aliran

A = Luas penampang

Pada umum nya pengukuran debit air sungai dilakukan pada waktu-waktu tertentu.

Pengukuran ini biasanya berkaitan erat dengan maksud untuk mencari rating curve. Semakin

banyak lokasi pengukuran debit maka semakin akurat hasil analisis datanya. Jumlah pengukuran

debit pada waktu periode tertentu tergantung dari :

- Tujuan pengukuran



- Tingkat ketelitian yang ingin dicapai

Pada dasarnya pengukuran debit debit dapat dilakukan dengan dua cara :

1. Pengukuran debit secara langsung

2. Pengukuran debit secara tidak langsung

II.2 Pengukuran Debit Secara Langsung

Pengukuran debit sungai secara langsung dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Volumetric method

Pengukuran debit dengan cara ini dilakukan pada sungai kecil ( debitnya kecil ), memakai

bejana yang volumenya sudah diketahui, kemudian mengukur waktu yang diperlukan untuk

memenuhi persamaan :

Q = v/t

Dimana :

Q = Debit air

V = Volume bejana

T = waktu yang diperlukan untuk memenuhi bejana

2. Ambang atau pintu ukur

Bangunan pintu ukur ini dibuat menurut konstruksi sedemikian, sehingga ada hubungan

langsung antara debit aliran (Q) dengan tinggi muka air ( H ).

Contoh alat ukur debit yang menggunakan ambang / pintu ukur :

- Pintu air romyn

- Pintu air cipoletti



II.3 Pengukuran Debit Secara Tidak Langsung

Pengukuran debit sungai dengan cara ini dilakukan dengan menghitung kecepatan air

sungai (v). Dengan menggunakan alat tertentu dan berdasarkan rumus tertentu , kecepatan aliran

sungai dapat diketahui. Dengan mengingat bahwa debit adalah perkalian antara kecepatan aliran

dengan luas penampang. Beberapa jenis alat ukur debit aliran sungai secara tidak langsung :

1. Velocity head rod

Alat ukur debit jenis ini terdiri dari papan berskala, dilengkapi dengan pemberat yang

dapat diputar.

Gambar II.1 Alat velocity

head rod

Dimana persamaan yang digunakan : V = 2 . g . h

Dimana :

V = Kecepatan rata-rata aliran sungai

G = Percepatan grafitasi

H = Selisih tinggi air akibat pemutaran papan ukur sebesar 90o

2. Trupp’s ripple meter

Alat jenis ini terdiri dari rangkaian papan ukur dan batang kayu. Kecepatan aliran dapat

ditentukan dengan persamaan : V = C + X . L

Dimana :

V = Kecepatan rata-rata aliran sungai

C = konstanta,biasanya 0,4

X = Nilai yang tergantung pada lebar papan ukur

L = Luas



Gambar II.2 Truup’s ripple meter

3. Pilot Meter

Alat ini biasanya digunakan untuk pengukuran kecepatan pengaliran didalam pipa di

laboratorium. Terdiri dari pipa bengkong yang dimasukan kedalam aliran.

Dengan persamaan : V = 2 . g . h

Gambar II.3 Pitot Meter

Dimana :

V = Kecepatan rata rata

G = Percepatan gravitasi

H = Selisih tinggi permukaan air dalam tabung pilot



4. Pengapung ( Float )

Pengukuran kecepatan aliran dengan cara ini hanya untuk menaksir secara kasar , karena

hanya meliputi kecedpatan aliran di permukaan saja. Padahal sesungguhnya kecepatan rerata

aliran sungai tidak hanya terdiri atas kecepatan aliran bagian zat cair yang ada dipermukaan

saja, tetapi juga kecepatan disetiap kedalaman sungai, padahal besar kecepatan itu berbeda

beda. Dimana : v = s/t

Gambar II.4 Pengapungan

5. V Nocth

Merupakan seperangkat alat yang terdiri dari papan yang salah satu sisinya membentuk

huruf V dan disertai alat ukur berskala.

Gambar II.5 V Nocth



6. Current Meter

Prinsip kerja dari alat ini adalah mengukur besarnya kecepatan arus berdasarkan jumlah

putaran kipas dalam alat.

Gambar II.6 Current meter

Setelah dihitung dari persamaan V=a+b . N

Dimana : V = Kecepatan aliran

A = Kecepatan awal yang diperlukan untuk mengatasi gesekan

mekanis

B = Konstanta yang diperoleh dari kalibrasi alat

N = Jumlah putaran kipas perdetik

Selain itu dibutuhkan parameter luas penampang sungai (A) untuk menghitung debit

dimana : Q = V . A

Dalam praktikum pengukuran debit sungai ini kita akan memperagakan salah stu metode

pengukuran debit sungai secara tidak langsung yaitu current meter.

Keunggulan Current Meter

Alat ini dilengkapi dengan counter, yang menunujukan jumlah putaran baling-baling.

Alat ini banyak digunakan karena mudah dioperasikan untuk pengukuran kecepatan aliran

sungai untuk berbagai kedalaman.

Selain itu untuk berbagai kondisi lapangan, dapat dioperasikan langsung dengan

memegang stang nya atau kondisi yang tidak mungkin alat dapat diturunkan dengan kabel



atau batang, pada dasarnya cara kerjanya sama hanya cara kalibrasi nya berbeda ( Kalibrasi

stang dan kalibrasi bandu ).

Contoh Perhitungan Kecepatan Arus Dengan Stang :

Diketahui kalibrasi kincir nomor 1-8-61193 dengan diameter 125 mm :

Jika N < 0,95 maka v = ( 0,2518 . N ) + 0,0121 m/detik

Jika N > 0,95 maka v = ( 0,2588 . N ) + 0,0050 m/detik

Misal : hasil pengukuran current meter jumlh putaran kincir 13, dalam waktu 10 detik.

Maka harga N = Jumlah putaran/waktu= 13/10 = 1,3

Harga N 1,3 artinya > 0,95 sehingga rumus yang digunakan adalah

V = (0,2588 . 1,3 ) + 0,0050 = 0,314 m/dtk.



BAB III

METODOLOGI

III.1 Alat dan bahan

Alat dan bahan yang digunakan antara lain :

1. Current meter

2. Penggaris kayu 1 m

3. Meteran

4. Stopwatch

5. Bola pingpong

6. Lembar tabulasi

7. Alat tulis

8. Milimeter blok

9. Kalkulator

Gambar III.1 Alat Pengukuran



III.2 Langkah kerja

a. Metode Current meter

Tentukan lebar sungai yang akan diukur

Bagilah lebar sungai tadi menjadi beberapa segmen yang sama lebar

Hitunglah kedalaman sungai dumulai dari bagian yang dekat pinggir sungai pada

titik segmen pertama

Letakkan current meter dibagian tengah lebar segmen pertama pada bagian tengah

kedalaman sungai dititik current meter tersebut

Catatlah nilai kecepatan aliran sungai yang terukur pada current meter dilembar

tabulasi

Lakukan langkah 3, 4 dan 5 untuk titik lebar selanjutnya

b. Metode Float

Bentangkan meteran sepanjang 10 m

Hitunglah waktu yang diperlukan bola pingpong dari ujung meteran yang satu

kemeteran yang lain menggunakan stopwatch

Kemudaian catatlah pada lembar tabulasi


Pengambilan data Metode current meter dan metode

float

Mulai


Gambar III.2 Pengukuran current meter Gambar III.3 Pengukuran Float

II.3 Diagram Alir


Pembuatan sketsa penampang sungai

Perhitungan kecepatan rata-rata (Vrata-

rata ), Luas penampang total (Atotal), Debit sungai(Q)

Pembahasan Metode current dan metode float

Kesimpulan


Gambar III.4 Diagram Alir

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Tabulasi Data

Tabulasi Metode Current Meter Sungai 1Lebar Sungai

(m)

Lebar (m)

Dalam Sungai

(m)

Dalamnya Kincir (m)

Kecepatan Pada titik

(m/s)

Kecepatan Rata-rata

(m/s)

Luas Penampang Sungai (m2)

Debit (m3/s)

7

10,3

0,390,3

0,350.,460,35

0,05 0

0,2714

0,15

0,5835

1 0,2 0,4 0,3451 0,2 0,7 0,3451 0,19 0,5 0,3251 0,2 0,2 0,4051 0,15 0,1 0,4051 0,05 0 0,175

∑ V = 1,9 ∑ A = 2,15Tabel IV.1 Tabulasi Metode Current Meter Sungai


(m)

Lebar (m)

Dalam Sungai

(m)

Dalamnya Kincir (m)


(m/s)

Kecepatan Rata-rata

(m/s)


Debit (m3/s)

7 1 0,30,520,490,380,350,3

0,08 0 0,2286 0,15 0,53491 0,14 0,2 0,411 0,25 0,3 0,5051 0,24 0,4 0,4351 0,2 0,4 0,3651 0,16 0,3 0,325


Selesai


1 0,08 0 0,15∑ V = 1,6 ∑ A = 2,34

Tabel IV.2 Tabulasi Metode Current Meter Sungai 2

Tabel IV.3 Tabulasi Metode Current Meter Sungai 3

Tabulasi Metode Float

Panjang sungai (m) Waktu (s)

Luas Penampang (m2)

Kecepatan Bola Pingpong (m/s)

Debit (m3/s)

Sungai 1 10 25 2,15 0,4 0,86Sungai 2 10 18 2,34 0,556 1,301Sungai 3 10 15 1,14 0,67 0,76

Tabel IV.4 Tabulasi Metode Float

IV.2. Perhitungan

IV.2.1 Perhitungan Metode Current Meter

a. Sungai 1

Vrata-rata = ∑V

total segmen

= V 1+V 2+V 3+V 4+V 5+V 6+V 7

total segmen

=0+0,1+0,2+0,5+0,7+0,4+0

7

=1,97

= 0,2714 m/s


A1 = a x t

2

= 1 x 0,32

= 0,15 m2

A2 = (s+s ) x t

2

= (0,3+0,39) x12

= 0,69 x 1

2

A3 = (s+s ) x t

2

= (0,3+0,39) x12

= 0,69 x 1

2

= 0,345 m2

A4 = (s+s ) x t

2

= (0,3+0,35) x12

= 0,65 x 1

2


(m)

Lebar (m)

Dalam Sungai

(m)

Dalamnya Kincir (m)


(m/s)

Kecepatan Rata-rata

(m/s)


Debit (m3/s)

6

10,180,230,3

0,180,25

0,07 0,4

0,7

0,09

0,798

1 0,08 1,1 0,2051 0,13 1 0,2651 0,14 0,8 0,241 0,09 0,5 0,2151 0,11 0,4 0,125

∑ V = 4,2 ∑ A = 1,14


b. Sungai 2

Vrata-rata = ∑V

total segmen

= V 1+V 2+V 3+V 4+V 5+V 6+V 7

total segmen

=0+0,3+0,4+0,4+0,3+0,2+0

7

=1,67

= 0,2286 m/s


A5 = (s+s ) x t

2

= (0,35+0,46)x12

= 0,81 x 1

2

= 0,405 m2

A6 = (s+s ) x t

2

= (0,35+0,46)x12

= 0,81 x 1

2

A7 = a x t

2

= 1x 0,352

= 0,175 m2

Atotal = A1+ A2+ A3 + A4 + A5 + A6 + A7

= 2,15 m2

Q = Vrata-rata x Atotal

= 0,2714 m/s x 2,15 m2

= 0,5835 m3/s

A1 = a x t

2

= 1 x 0,32

= 0,15 m2

A2 = (s+s ) x t

2

= (0,3+0,52) x12

= 0,82 x 1

2

A3 = (s+s ) x t

2

= (0,52+0,49) x12

= 1,01 x1

2

= 0,505 m2

A4 = (s+s ) x t

2

= (0,49+0,38) x12

= 0,87 x1

2


c. Sungai 3

Vrata-rata = ∑V

total segmen

= V 1+V 2+V 3+V 4+V 5+V 6

total segmen

=0,4+0,5+0,8+1+1,1+0,4

6

=4,26

= 0,7 m/s


A5 = (s+s ) x t

2

= (0,38+0,35) x12

= 0,73 x 1

2

= 0,365 m2

A6 = (s+s ) x t

2

= (0,35+0,3) x12

= 0,65 x 1

2

A7 = a x t

2

= 1 x 0,32

= 0,15 m2

Atotal = A1+ A2+ A3 + A4

+ A5 + A6 + A7

= 2,34m2


= 0,2286 m/s x 2,34m2

= 0,5349 m3/s

A1 = a x t

2

= 1 x 0,182

= 0,09 m2

A2 = (s+s ) x t

2

= (0,18+0,23) x12

= 0,41 x 1

2

A3 = (s+s ) x t

2

= (0,23+0,3) x12

= 0,53 x 1

2

= 0,265 m2

A4 = (s+s ) x t

2

= (0,3+0,18) x12

= 0,48 x1

2


IV.2.2 Perhitungan Metode Float

a. Sungai 1

V = st

= 1025

= 0,4 m/s

b. Sungai 2

V = st

= 1018

= 0,556 m/s


A5 = (s+s ) x t

2

= (0,18+0,25) x12

= 0,43 x 1

2

= 0,215 m2

A6 = a x t

2

= 1x 0,252

= 0,125 m2

Atotal = A1+ A2+ A3 +

A4 + A5 + A6

= 1,14m2


= 0,7 m/s x 1,14 m2

= 0,798 m3/s

Q = V x Atotal

= 0,4 m/s x 2,15 m2

= 0,86 m3/s

Q = V x Atotal

= 0,556 m/s x 2,34 m2

= 1,301 m3/s


c. Sungai 3

V = st

= 1015

= 0,67 m/s

IV.3. Pembahasan

Metode current meter merupakan metode pengukuran debit air secara tidak langsung

dengan menggunakan alat yang disebut current meter. Pengukuran metode ini membagi lebar

sungai menjadi beberapa segemen dengan tujuan agar hasil pengukurannya debit air pada titik

tersebut menjadi akurat, semakin banyak segemen maka hasil pengukuran dari debit air lebih

akurat. Berdasarkan dari rumus yang digunakan untuk menghitung debit air, maka faktor yang

mempengaruhi debit air adalah kecepatan dan luas penampang. Kecepatan air sendiri dapat

dipengaruhi oleh berbagai hal seperti morfologi sungai,morfologi dasar sungai, kedalaman

sungai. Hal ini dapat dilihat dari data pengukuran. Pada sungai 2, memiliki kedalamn yang cukup

besar dibandingkan dengan sungai 1 dan 3 dan juga morfologi dasar sungai yang terdiri dari

material yang halus menyebabkan kecepatan air pada lokasi ini lebih lambat dibandingkan

dengan yang lain. Dan walaupun memiliki luas penampang yang lebih besar tetapi debit air yang

mengalir lebih kecil dibandingkan dengan sungai 1 dan 3. Sedangkan pada sungai 3 memiliki

kedalaman yang lebih dangkal dan morfologi dasar sungai yang berbatu tetapi memiliki

kecepatan yang lebih besar dibandingkan dengan sunagi 2 dan 3, dan walaupun memiliki luas

yang lebih kecil dibandingkan yang lain tetapi memiliki debit air yang lebih besar.

Metode Float merupakan metode pengapungan dengan mengambil data berupa panjang

lintasan benda tersebut mengapung dan waktu yang diperlukan oleh benda tersebut untuk

melewati lintasan tersebut dan hasilnya nanti berupa kecepata benda dan digunakan

dalamperhitungan debit air sungai.

Akan tetapi pengukuran yang dilakukan pada sungai ini tidak memenuhi syarat untuk

dilakukannya pengukuran karena arus yang mengalir berupa turbulen bukan kemudian


Q = V x Atotal

= 0,67 m/s x 21,14 m2

= 0,76 m3/s


banyaknya penghalang yang menghambat laju air seperti bendungan buatan, dasar permukaan

yang tidak rata sehingga data pengukuran debit menggunakan float tidak akurat.

BAB V

PENUTUP

V.1. Kesimpulan

Debit air yang mengalir melalui suatu penampang, bergantung pada kecepatan

dan luas penampang. Sedangkan kecepatan sendiri dipengaruhi oleh kedalaman

sungai, morfologi sungai, morfologi dasar sungai, cuaca (angin)

Pengukuran debit sungai menggunakan metode current meter harus membagi

lebar sungai menjadi beberapa segmen dengan tujuan agar hasil pengukuran debit

air akurat. Semakin banyak segemen maka hasilnya pun akan semakin akurat.

Pengukuran debit sungai menggunakan metode float harus mempunyai kedalaman

yang sama atau permukaan dasar yang rata agar penghitungan debit sungai akurat.

Penentuan lokasi pengukuran debit sungai harus memenuhi syarat-syarat

pengukuran seperti arus yang megalir bukan turbulen melainkan laminar, tidak

pada kelokan sungai.

Berdasarkan pengukuran menggunakan metode current meter dan float pada saat

dilapangan maka hasil menggunakan metode current lebih diutamakan karena

pada pada metode float kedalaman sungai berbeda-beda dan juga kecepatan arus

yang diukur itu dipermukaan,air.

V.2. Saran

Praktikum sebaiknya dilakukan di aliran sungai yang lebih bersih.


Isi Laporan Debit

Documents

Transcript of Isi Laporan Debit