laporan debit aliran sungai

Laboratorium Hidrogeologi 2015

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Hidrogeologi (hidro- berarti air, dan -geologi berarti ilmu mengenai

batuan) adalah merupakan perpaduan antara ilmu geologi dengan ilmu hidrolika

yang kajiannya dititik beratkan pada gerakan air tanah delam secara hidrolik.

Gabungan dua kata hidro dan geologi menunjukkan secara implisit pengertian

geologi dan air, atau dengan kata lain adalah merupakan suatu studi tentang

interaksi antara kerangka unsur batuan dengan air tanah. Dalam istilah hidrolika

maka istilah gerakan dalam tanah dikenal dengan hidrolika dalam media porus,

karena air tanah mengalir diantara sela-sela butiran tanah yang sekaligus sebagai

media.

Teori yang mendasari pengukuran debit ini adalah percobaan Darcy, yaitu

hukum Darcy bahwa banyaknya volume air yang mengalir dari suatu tubuh sungai

adalah hasil kali antara kecepatan aliran dengan luas penampang media yang

dialirinya atau luas penampang media yang dialirinya atau luas penampang

bangun alur yang dialirinya. Dapat ditulis Q = V . A, dimana Q = debit aliran, V =

kecepatan aliran, A = luas penampang.

Prinsip yang mengatur bagaimana cairan bergerak di bawah permukaan

disebut hukum Darcy. Hukum Darcy adalah persamaan yang mendefinisikan

kemampuan suatu fluida mengalir melalui media berpori seperti batu. Hal ini

bergantung pada kenyataan bahwa jumlah aliran antara dua titik secara langsung

berkaitan dengan perbedaan tekanan antara titik-titik, jarak antara titik-titik, dan

interkonektivitas jalur aliran dalam batuan antara titik-titik. Pengukuran

interkonektivitas disebut permeabilitas.

Nama : Rizky Pratama FirdausNIM : 111.130.016Plug : 2


Gambar I.1.1. Percobaan Darcy

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

ukur pemukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari, atau dengan

pengertian yang lain debit atau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk

volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuanwaktu.

Teori yang mendasari pengukuran debit ini adalah percobaan darcy,yaitu

hukum darcy menyatakan bahwa banyaknya volume air yang mengalir di suatu

tubuh sungai adalah hasil kali antara kecepatan aliran dengan luas penampang

media yang dialirinya atau luas penampang bangun alur yang dialirinya. Atau

dapat ditulis rumus Q = v.A

Dimana: Q = Debit aliran

v = Kecepatan aliran

A = Luas Penampang

Pada umumnya pengukuran debit aliran 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 dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:



A. Pengukuran debit secara langsung

B. Pengkuran debit secara tidak langsung

Penerapan ilmu hidrogeologi tentang pengukuran debit aliran sungai tidak

dapat hanya di pelajari di laboratorium saja. Acara lapangan juga harus dilakukan,

yang pada praktik ini kami kerjakan di Sungai Babarsari yang bertujuan agar ilmu

yang didapat tidak hanya sebatas teori dilaboratorium saja akan tetapi juga

diterapkan dilapangan

I.2. Maksud Dan Tujuan

Mengetahui besarnya volume air yang mengalir dalam satu satuan waktu.

Mengetahui fluktuasi/perubahan debit air pada suatu sungai pada periode

waktu tertentu dengan menggunakan metode pengapungan/floating dan Current

meter.

I.3 Metoda Yang Digunakan

1. Pengukuran debit secara langsung

Volumetric method

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

memakai bejana yang volumenya sudah diketahui/tertentu (misal = V), kemudian

mengukur waktu (dengan memakai stop watch) yang diperlukan untuk memenuhi

persamaan : , dimana Q = debit aliran sungai/saluran, V = volume bejana, t =

waktu yang diperlukan untuk memenuhi bejana.

Ambang/pintu-ukur



Bangunan ambang/pintu ukur ini dibuat menurut kontruksi sedemikian

sehingga ada hubungan langsung antara debit aliran (Q) dengan tinggi muka air

(H).Contoh alat ukur debit yang menggunakan ambang/pintu-ukur, yaitu : Pintu

air Romyn, Pintu air Cipoletti. Masih ada metode pengukuran debit sungai/saluran

secara langsung, misalnya dengan menggunakan cairan penurut/tracer

2. 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-rumus tertentu (termasuk rumus-rumus dalam hidrolika), 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 :

Velocity head rod

Alat ukur debit jenis ini terdiri dari batang/papan kayu berskala, dilengkapi

dengan pemberat yang dapat diputar, dimana persamaan yang digunakan : V = 2 .

g . h, dimana V = kecepatan rerata aliran sungai/saluran, g = percepatan gravitasi,

h = selisih tinggi air akibat pemutaran batang/ papan ukur sebesar 900.

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

rerata aliran sungai/saluran, C = konstanta, biasanya diambil 0,4, X = nilai yang

tergantung pada lebar papan ukur (w).

Pitot meter



Alat ini dapat digunakan untuk pengukuran kecepatan pengaliran di dalam

pipa (pipe flow) di laboratorium. Terdiri dari pipa bengkong yang dimasukkan ke

dalam aliran. Dengan persamaan : V = 2 . g . h, dimana V = kecepatan, g =

percepatan gravitasi, h = selisih tinggi permukaan air di dalam tabung pitot, akibat

adanya keepatan aliran di sungai.

Pengapung (float)

Pengukuran kecepatan alira dengan cara ini hanya untuk menaksir secara

kasar, karena hanya meliputi kecepatan aliran di permukaan saja. Padahal

sesungguhnya kecepatan rerata aliran di sungai tidak hanya terdiri atas kecepatan

aliran bagian zat cair yang ada di permukaan saja, tetapi juga kecepatan di setiap

kedalaman sungai, padahal besar kecepatan itu berbeda beda, dimana V =

st .

V Nocth

Merupakan seperangkat alat yang terdiri dari papan yang salah satu sisinya

membentuk huruf V dan disertai alat ukur berskala.

Current Meter

Prinsip kerja dari alat current meter adalah mengukur besarnya kecepatan arus

berdasarkan jumlah putaran kipas dalam alat, setelah dihitung dari persamaan : V

= a + b . N, dimana V = kecepatan aliran, a = kecepatan awal yang digunkan

untuk mengatasi gesekan mekanis, b = konstanta yang diperoleh dari kalibrasi

alat, N = jumlah putaran kipas perdetik.Selain itu juga dibutuhkan luas

penampang sungai (A) untuk menghitung debit, dimana Q = V . A.

I.4. Alat Dan Bahan



Adapun alat dan bahan yang diperlukan saat melakukan pengukuran debit sungai

adalah :

Kalkulator

Tabulasi debit sungai

Alat tulis lengkap

Bola pingpong

Alat current meter

Meteran

Stopwatch

Penggaris

Milimeter Blok

1.5. Langkah Kerja



Praktikum Hidrogeologi kali ini kita menentukan debit suatu aliran sungai.

Pengambilan data dilakukan langsung di lapangan.Yaitu di sungai babarsari,

dimana debit aliran sungai tersebut dapat diukur dengan mempertimbangkan

kondisi. Berikut merupakan prosedur kerjanya :

Current meter dapat digunakan dengan dibawa langsung oleh pengamat

terjun ke sungai yang dangkal /menggunakan alat tambahan untuk pengamatan di

sungai yang dalam. Langkah pengukuran menggunakan alat ini serta pengolahan

datanya sebagai berikut :

Hidupkan current meter sebelum pengukuran

Masukkan current meter kedalam air sesuai titik interfal pengukuran

pada lebar sungai.

Gambar 1.5.1. Alat current meter dimasukkan ke air sesuai titik interval,

posisi baling-baling setengah dari kedalaman sungai.

Dalam memasukkan current meter harus diposisikan pada setengah

dari dalam dasar sungai.

Kondisikan current meter tegak sejajar vertical dengan pengukur, lalu

baca nilai kecepatan yang terdapat pada current meter tiap titiknya dan

catat pada tabulasi data yang telah ada.



Gambar 1.5.2. Pembacaan nilai kecepatan dari alat current meter

Lakukan langkah tersebut hingga terakhir lebar sungai dengan interfal

yg sesuai

Membuat gambaran dasar sungai dengan cara mengukur kedalaman

dasar sungai dari muka air sungai dengan menggunakan alat ukur.

Menghitung luas penampang sungai

Hitung kecepatan rata-rata arus dari semua kecepatan yang dihasilkan

dari pengukuran sebelumnya pada setiap vertikal dengan rumus

Menghitung debit sungai (Q), dengan rumus Q = V.A

Metode pengapungan (float)

Siapkan alat dan bahan (meteran, bola, tabel, alat tulis, stopwatch)

Cari aliran sungai yang lurus dan tidak ada hambatannya



Gambar 1.5.3. Pemilihan lintasan, yaitu aliran yang lurus tanpa terhambat apapun

Bentangkan meteran sesuai dengan lebar dan panjang sungai

Gambar 1.5.4. Contoh pengukuran lebar sungai, dihitung dari masing-masing bibir sungai

menggunakan meteran

Jatuhkan bola pingpong dari titik satu dan hitung waktu tempuh bola

ke titik kedua dengan menggunakan stopwatch.



Gambar 1.5.5. Penghanyutan media (bola pingpong) untuk mengukur lama waktu tempuh media serta kecepatan alirannya dari titik pertama ke titik kedua.

Stop stopwatch jika bola sampai titik 2 dan catat waktu tempuhnya

Gunakan rumus untuk mencari kecepatannya.

BAB II

HASIL DAN PEMBAHASAN



II.1.1. Diagram Alir

II.2. Perhitungan Debit Aliran Sungai Dengan Metode Current Meter

II.2.1. Tabulasi Data


Mulai

Pembuatan Penampang Untuk Mencari Luas Penampang

Kesimpulan

Pengolahan Data Untuk Memperoleh Nilai Debit Aliran Sungai

Laporan dan Poster

Pengambilan Data di Lapangan

Selesai

Gambar II.1.1. Diagram Alir


ST1

Pada Titik Rata-rata0.15

1 6.5 1.3 0.1 0.6 0.62 0.2275 0.2 0.72542 1.3 0.08 0.6 0.234 0.163 1.3 0.0825 0.7 0.21125 0.1654 1.3 0.125 0.7 0.2535 0.2255 1.3 0.075 0.5 0.24375 0.15

Debit (m³/s)No Lebar Sungai (m) Lebar (m) Dalamnya Kincir (m)Kecepatan (m/s)

Luas Penampang Sungai (m²) Dalam Sungai (m)

ST2


1 6 1 0.07 0.7 0.85 0.1 0.14 0.7288752 1 0.075 0.8 0.145 0.153 1 0.105 1 0.18 0.214 1 0.08 1.1 0.185 0.165 1 0.075 1.1 0.155 0.156 1 0.0175 0.4 0.0925 0.035

Dalam Sungai (m) Debit (m³/s)No Lebar Sungai (m) Lebar (m) Dalamnya Kincir (m)Kecepatan (m/s)

Luas Penampang Sungai (m²)

ST3


1 5 1 0.055 0.6 0.86 0.105 0.11 0.61492 1 0.085 0.9 0.14 0.173 1 0.1 1.16 0.185 0.24 1 0.075 1.1 0.175 0.155 1 0.035 0.1 0.11 0.07

Dalam Sungai (m) Debit (m³/s)No Lebar Sungai (m) Lebar (m) Dalamnya Kincir (m)Kecepatan (m/s)

Luas Penampang Sungai (m²)

Tabel II.1.1.1. Tabulasi perhitungan debit aliran sungai metode current meter.

II.2.2. Pengolahan Data

Stopsite 1



Dik :

Lebar sungai = 6,5m

Lebar segmen = 1,3m

V1=0,6;V2=0,6;V3=0,7;V4=0,7;V5=0,5

Hawal=0,15;H1=0,2;H2=0,16;H3=0,165;H4=0,225;H5=0,15

A1=(0,15+0,2 ) x1,3

2=0,455

2=0,2275m2

A2=(0,2+0,16 ) x 1,3

2=0,468

2=0,234m2

A3=(0,16+0,165 ) x1,3

2=0,4225

2=0,21125m2

A4=(0,165+0,225 ) x 1,3

2=0,507

2=0,2535m2

A5=(0,225+0,15 ) x 1,3

2=0,4875

2=0,24375m2

A total=A1+A2+A3+A4+A5=1,17m2

V rata−rata=V 1+V 2+V 3+V 4+V 5

5=0,62m / s

Q=A total .V rata−rata=1,17 x0,62=0,7254m3/s

Stopsite 2

Dik :



Lebar sungai = 6m

Lebar segmen = 1m

V1=0,7;V2=0,8;V3=1;V4=1,1;V5=1,1;V6=0,4

Hawal=0,06;H1=0,14;H2=0,15;H3=0,21;H4=0,16;H5=0,15;H6=0,035

A1=(0,06+0,14 ) x1

2=0,2

2=0,1m2

A2=(0,14+0,15 ) x1

2=0,29

2=0,145m2

A3=(0,15+0,21 ) x 1

2=0,36

2=0,18m2

A4=(0,21+0,16 ) x 1

2=0,37

2=0,185m2

A5=(0,16+0,15 ) x1

2=0,31

2=0,155m2

A6=(0,15+0,035 ) x1

2=0,185

2=0,0925m2

Atotal=A1+A2+A3+A 4+A5+A 6=0,8575m2

V rata−rata=V 1+V 2+V 3+V 4+V 5+V 6

6=0,85m /s


Stopsite 3



Dik :

Lebar sungai = 5m

Lebar segmen = 1m

V1=0,6;V2=0,9;V3=1,6;V4=1,1;V5=0,1

Hawal=0,1;H1=0,11;H2=0,17;H3=0,2;H4=0,15;H5=0,07

A1=(0,1+0,11 ) x 1

2=0,21

2=0,1 05m2

A2=(0,11+0,17 ) x1

2=0,28

2=0,14m2

A3=(0,17+0,2 ) x 1

2=0,37

2=0,185m2

A4=(0,2+0,15 ) x1

2=0,35

2=0,175m2

A5=(0,15+0,07 ) x1

2=0,22

2=0,11m2

Atotal=A1+A2+A3+A 4+A5=0,715m2

V rata−rata=V 1+V 2+V 3+V 4+V 5

5=0,86m /s


II.2.3. Sketsa Penampang



II.3. Perhitungan Debit Aliran Sungai Dengan Metode Floating


Gam

bar II.2.1 Penam

pang S

ungai Metode C

urrent M

eter


II.3.1. Tabulasi Data

ST1

No Panjang (m) Lebar (m) Luas (m²) Waktu (s) Kecepatan (m/s) Debit (m³/s)1 15.62 7.12 111.2144 53 0.294716981 35.673949642 43.9 0.3558086563 50.1 0.311776447

Kecepatan Rata-rata 0.320767361

ST2

No Panjang (m) Lebar (m) Luas (m²) Waktu (s) Kecepatan (m/s) Debit (m³/s)1 9.2 4.9 45.08 12.2 0.754098361 48.197006922 7.5 1.2266666673 7.5 1.226666667


ST3

No Panjang (m) Lebar (m) Luas (m²) Waktu (s) Kecepatan (m/s) Debit (m³/s)1 14.6 7.79 113.734 28 0.521428571 71.417832262 22.7 0.6431718063 20.3 0.719211823


Tabel II.3.1. Tabulasi perhitungan debit aliran sungai metode terapung (floating)

II.3.2. Pengolahan Data



Stopsite 1

Diketahui : P = 15,62 m , l = 7,12 m

t1 = 53 s, t2 = 43,9 s, t3 = 50,1 s

Ditanyakan : V ? Q ?

Jawab : V= Pt

; V 1=15,62

53=0,295

ms

V 2=15,6243,9

=0,3558ms

V 3=15,6250,1

=0,3117ms

V rata−rata=0,295+0,3558+0,3117

3=0,3208

ms

Q=V . A=0,3208 .111,2144

¿35,6838m3

s

Stopsite 2



Diketahui : P = 9,2 m, l = 4,9 m

t1 = 12,2 s, t2 = 7,5 s, t3 = 7,5 s

Ditanyakan : A? V? Q?

Jawab : A=p . l=9,2.4,9=45,08m2

V= Pt

; V 1=9,2

12,2=0,7541

ms

V 2=9,27,5

=1,226ms

V 3=9,27,5

=1,226ms

V rata−rata=0,7541+1,226+1,226

3=1,0687

ms

Q=A .V=45,08 .1,0687=35,6838m3

s



Stopsite 3

Diketahui : P = 14,6 m, l = 7,79 m

t1 = 28 s, t2 = 22,7 s, t3 = 20,3 s

Ditanyakan : A? V? Q?

Jawab : A=p . l=14,6 .7,79=113,734m2

V= Pt

; V 1=14,628

=0,521ms

V 2=14,622,7

=0,643ms

V 3=9,2

20,3=0,719

ms

V rata−rata=0,521+0,643+0,719

3=0,6276

ms

Q=A .V=113,734 .0,6276=71,3870m3

s


Gambar II.3. Penampang Sungai Metode Floating


II.3.3. Sketsa Penampang



BAB III

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengolahan data lapangan pengukuran debit aliran

dengan metode floating dan metode current meter diketahui bahwa:

Cara kerja dari alat current meter adalah mengukur besarnya kecepatan

arus berdasarkan jumlah putaran kipas perdetik saat terkena arus sungai.

Prinsip kerja jenis curent meter ini adalah propeler berputar dikarenakan

partikel air yang melewatinya

Current meter bekerja berdasarkan rumus kecepatan pada umumnya yaitu

V=s/t ; dimana V adalah kecepatan (m/s). Pada hasil dari pengolahan data

diperoleh debit aliran adalah, untuk stopsite 1 Q = 0.7254 m3/s, stopsite 2

Q = 0.728875 m3/s, dan stopsite 3 Q = 0.6149 m3/s.

Metode floating bekerja dengan menggunakan bola yang mengapung

mengikuti arus sungai, untuk memperoleh debit menggunakan rumus Q =

V x A. Dimana V adalah kecepatan bola dan A adalah luas penampang

dari sungai.

Dari pengolahan data lapangan menggunakan metode float yang telah

diolah diperoleh debit tiap stopsite yaitu: stopsite 1 Q = 35.67394964 m3/s,

stopsite 2 Q = 48.19700692 m3/s, dan stopsite 3 Q = 71.41783226 m3/s.


laporan debit aliran sungai

Documents

Transcript of laporan debit aliran sungai