Laporan Pengukuran Debit Aliran Sungai

Laboratorium Geologi Teknik dan Hidrogeologi 2013

BAB I

PENDAHULUAN

I.I Latar Belakang

Dalam pertemuan ketiga praktikum Hidrogeologi kita membahas tentang pengukuran debit

aliran sungai, yang dimana kita ketahui ada dua metode. Dalam laboratorium kita telah

mengetahui teori-teori dari pengukuran debit aliran sungan dan juga kita telah mengetahui

bagaimana cara mengolah data-data seperti keceatan, waktu, jumlah putaran, lebar sungai, dan

kedalaman dengan menghitung menggunakan rumus kemudian mendapatkian data kecepatan

dan debitnya. Kali ini kita berkesempatan untuk melakukan acara lapangan bab ini pada sungai

Babarsari, jadi kita mengetahui bagaimana cara pengambilan datanya.

I.II Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari acara lapangan pengukuran debit aliran tidak langsung adalah

untuk mengetahui bagaimana cara menggunakan alat dan mengukur debit aliran Sungai Babrsari.

I.III Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pengukuran:

1. Satu set alat Current meter

2. Meteran

3. Penggaris 100 cm

4. Stopwatch

5. Bola pingpong

6. Clipboard

7. Tabel pengerjaan

8. Millimeter block A3

Nama : Pratty Montreana Utami NIM : 111110056Plug : 3


Gambar 1. Alat current meter model 6500

I.IV Dasar Teori

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 bangun alur

yang dialirinya.

Dapat ditulis dengan rumus : Q = v. A

Dimana :

Q

v

A

=

=

=

debit aliran

kecepatan aliran

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 :

1. Pengukuran debit secara langsung

2. Pengukuran debit secara tidak langsung

Pengukuran Debit Secara Langsung

Pengukuran debit sungai/saluran secara langsung, dapat dilakukan melalui dua metode, yakni

1. 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 :

Q = V/t,

Dimana :

Q = debit aliran sungai/saluran

V = volume bejana,

t = waktu yang diperlukan untuk memenuhi bejana.

2. Ambang / 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

Masih ada beberapa metode pengukuran debit sungai/saluran secara langsung, misal

dengan menggunakan cairan perunut/ tracer.

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 /saluran secara tidak langsung :

1. 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

g

h

=

=

=

kecepatan rerata aliran sungai/saluran

percepatan gravitasi

selisih tinggi air akibat pemutaran batang/ papan ukur

sebesar 900

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



3. Pitot

meter

Alat ini biasa dipergunakan 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

g

h

=

=

=


percepatan gravitasi

selisih tinggi permukaan air dalam tabung pitot akibat

adanya kecepatan aliran di sungai

4. Pengapung (Float)

Pengukuran kecepatan aliran 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

dipermukaan saja, tetapi juga kecepatan di setiap kedalaman sungai, padahal besar

kecepatan itu berbeda-beda. Dimana

5. V Nocth

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

V dan disertai alat ukur berskala.


Dimana :

v

C

X

L

=

=

=

=


konstanta, biasanya diambil 0,4

nilai yang tergantung pada lebar papan ukur (w)

Luas


6. 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

a

b

N

=

=

=

=

kecepatan aliran

kecepatan awal yang diperlukan untuk mengatasi gesekan

mekanis

konstanta yang diperoleh dari kalibrasi alat

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 satu metode

pengukuran debit sungai secara tidak langsung yaitu current meter.

Keunggulan current meter

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

Alat ini banyak dipergunakan karena mudah dioperasikan untuk pengukuran kecepatan aliran

sungai untuk berbagai kedalaman. Selain itu untuk berbagai kondisi lapangan, dapat

dioperasikan langsung dengan memegang stangnya atau untuk kondisi yang tidak

memungkinkan alat dapat diturunkan dengan kabel/batang, pada dasarnya cara kerjanya sama

hanya untuk cara kalibrasinya berbeda (kalibrasi stang dan kalibrasi bandul).

Contoh perhitungan kecepatan arus dengan stang (tanpa digantung) :

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



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

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

Misalnya : hasil pengukuran current meter jumlah putaran kincir 13, dalam waktu 10 detik.

Maka hitung harga =

harga N = 1,3 artinya > 0,95 sehingga rumus yang digunakan:

V = (0,2588 . 1,3) + 0,0050

= 0,341 m/dt

Prosedur kerja :

1. Mengukur kecepatan aliran air

1) Merangkai current meter.

2) Mengukur diameter kincir untuk kalibrasi.

3) Melakukan pengukuran kecepatan aliran air menggunakan current meter pada jarak dan

kedalaman yang telah ditentukan, dengan cara membaca jumlah putaran baling-baling

pada counter.

4) Mengukur waktu putaran, disarankan 10 detik.

5) Menghitung harga N untuk mendapatkan nilai V .

2. Mengukur penampang sungai

1) Mengukur lebar penampang sungai dengan menggunakan alat ukur.

2) Membuat gambaran dasar sungai dengan cara mengukur kedalaman dasar sungai dari

muka air sungai dengan menggunakan alat ukur.

3) Menghitung luas penampang sungai (A).

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



BAB II

ISI

II.I Pembahasan

Pada acara lapangan kali ini kita melakukan tiga kali pengukuran debit aliran yaitu

dengan menggunakan metode current meter, yang pertama lebar sungainya kemudian dalamnya

sungai per bagian-bagian lalu kecepatan dari debit, karena kita menggunakan alat current meter

jadi kita langsung mengetahui kecepatannya. Cara menggunakannya adalah dengan

menenggalamkan kincir current meter selama 10 detik.

Setelah selesai melakukan 3 kali pengukuran dengan metode current meter, lalu kita

melakukan metode pengapungan (floating). Dengan menggunakan bola pingpong dan meteran,

pertama bentangkan metaran sepanjang yang dibutuhkan kemudian lep[askan bola pingpong

tersebut. Hitung lamanya bola pingpong berjalan dari meter pertama hingga meter terakhir.

II.II Perhitungan

a. Metode Current meter

Penampang 1

Panjang Lebar

(m)

Kedalaman Jumlah

Putaran

Waktu N Kecepatan Luas

(m2)

Debit

(Q)V V rata2



11,2 2,8 0,0203 - 10 - 0,2 0,175 0,02842 0,36603

2,8 0,0342 - - 0,3 0,0763

2,8 0,0203 - - 0,1 0,07616

2,8 0 - - 0,1 0,02828

Perhitungan

Vrata-rata = ƩV ÷ 5 = 1,016 ÷ 2 = 0,203

Luas

o L1 = (a × b) ÷ 2 = (2,8 × 0,0203) ÷ 2 = 0,02842 m

o L2 = ((b1 + b2) × a) ÷ 2 = ((0,0203 + 0,0342) × 2,8) ÷ 2 = 0,0763 m

o L3 = ((b2 + b3) × a) ÷ 2 = ((0,0342 + 0,0203) × 2,8) ÷ 2 = 0,07616 m

o L4 = ((a × b3)) ÷ 2 = (2,8 × 0,0203) ÷ 2 = 0,02828 m

Q = ƩL ÷ 4 = 2,0916 m ÷ 4 = 0,36603 m2

Penampang 2

Panjang Lebar

(m)

Kedalaman

(m)

Jumlah

Putaran


(m2)

Debit

(Q)V V rata2

10,4 2,08 0,116 - 10 - 0,6 0,44 0,012 0,655

2,08 0,149 - - 0,4 0,027

2,08 0,269 - - 0,4 0,043

2,08 0,186 - - 0,4 0,0469

2,08 0 - - 0,4 0,019



Perhitungan

Vrata-rata = ƩV ÷ 5 = ÷ 5 = 0,44

Luas

o L1 = (a × b) ÷ 2 = (2,08 × 0,116) ÷ 2 = 0,012 m

o L2 = ((b1 + b2) × a) ÷ 2 = ((0,116 + 0,149) × 2,08) ÷ 2 = 0,027 m

o L3 = ((b2 + b3) × a) ÷ 2 = ((0,149 + 0,269) × 2,08) ÷ 2 = 0,0,043 m

o L4 = ((b3 + b4) × a) ÷ 2 = ((0,269 + 0,186) × 2,08) ÷ 2 = 0,0,0469 m

o L5 = ((a × b4)) ÷ 2 = (2,08 × 0,0203) ÷ 2 = 0,019 m

Q = ƩL ÷ 4 = 1,489 m ÷ 5 = 0,655 m2

Penampang 3

Panjang Lebar

(m)

Kedalaman Jumlah

Putaran


(m2)

Debit

(Q)V V rata2

9,45 2,45 0,083 - 10 - 0,4 2,2 0,0106 0,49825

2,45 0,109 - - 0,3 0,0235

2,45 0,252 - - 0,9 0,044

2,45 0 - - 0,6 0,0308

Perhitungan

Vrata-rata = ƩV ÷ 4 = 1,0914 ÷ 2 = 0,203

Luas

o L1 = (a × b) ÷ 2 = (2,45 × 0,083) ÷ 2 = 0,0106 m

o L2 = ((b1 + b2) × a) ÷ 2 = ((0,0,083 + 0,109) × 2,45) ÷ 2 = 0,0235 m

o L3 = ((b2 + b3) × a) ÷ 2 = ((0,109 + 0,252) × 2,8) ÷ 2 = 0,044 m



o L4 = ((a × b3)) ÷ 2 = (2,45 × 0,252) ÷ 2 = 0,0308 m

Q = ƩL ÷ 4 = 1,091475 m ÷ 4 = 0,49825 m2

b. Metode Pengapungan (float)

Mencari nilai v, S = 20, t = 31

V = s ÷ t = 20 ÷ 31 = … meter

BAB III

KESIMPULAN

Dalam pertemuan ketiga praktikum Hidrogeologi kita membahas tentang pengukuran debit

aliran sungai, yang dimana kita ketahui ada dua metode. Laporan ini dibuat untuk menjelaskan

cara melakukan acara lapangan bab ini pada sungai Babarsari, jadi kita mengetahui bagaimana

cara pengambilan datanya. Pengukuran kecepatan aliran 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 dipermukaan saja, tetapi juga kecepatan di setiap kedalaman sungai, padahal besar kecepatan

itu berbeda-beda. Dimana

Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pengukuran:

1. Satu set alat Current meter

2. Meteran

3. Penggaris 100 cm

4. Stopwatch

5. Bola pingpong

6. Clipboard

7. Tabel pengerjaan



8. Millimeter block A3


Laporan Pengukuran Debit Aliran Sungai

Documents

Transcript of Laporan Pengukuran Debit Aliran Sungai