Modul 4 Hidrologi Sungai · 2018-04-27 · Modul 4 Hidrologi Sungai Pusat Pendidikan dan Pelatihan...

Modul 4 Hidrologi Sungai

MODUL HIDROLOGI SUNGAI

PELATIHAN PERENCANAAN TEKNIK SUNGAI

2017

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

MODUL 04


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya

pengembangan Modul Hidrologi Sungai sebagai materi inti/substansi dalam

Pelatihan Perencanaan Teknik Sungai. Modul ini disusun untuk memenuhi

kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN) di bidang sumber daya

air.

Modul hidrologi sungai terpadu disusun dalam 3 (tiga) bagian yang terbagi atas

Pendahuluan, Materi Pokok, dan Penutup. Penyusunan modul yang sistematis

diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam memahami dan

menerapkan materi hidrologi sungai. Penekanan orientasi pembelajaran pada

modul ini lebih menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta.

Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim

Penyusun dan Narasumber, sehingga modul ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penyempurnaan maupun perubahan modul di masa mendatang senantiasa terbuka

dan dimungkinkan mengingat akan perkembangan situasi, kebijakan dan peraturan

yang terus menerus terjadi. Semoga Modul ini dapat memberikan manfaat bagi

peningkatan kompetensi ASN di bidang SDA.

Bandung, Oktober 2017

Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Sumber Daya Air dan Konstruksi

Ir. K. M. Arsyad, M.Sc.

NIP. 19670908 199103 1 006


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .............................................................................................. i

DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. iv

PETUNJUK PENGGUNAAN ................................................................................. v

PENDAHULUAN ................................................................................................... 1

A. Latar Belakang .......................................................................................... 1

B. Deskripsi Singkat ...................................................................................... 1

C. Tujuan Pembelajaran ................................................................................ 2

D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ......................................................... 2

E. Estimasi Waktu ......................................................................................... 3

MATERI POKOK 1 SIKLUS HIDROLOGI ............................................................. 4

1.1 Siklus Hidrologi ......................................................................................... 4

1.2 Pentingnya Data Aliran Sungai.................................................................. 5

1.3 Kegiatan Hidrologi Operasional ................................................................. 6

1.4 Latihan ...................................................................................................... 7

1.5 Rangkuman............................................................................................... 7

MATERI POKOK 2 LOKASI STASIUN PENGAMATAN ALIRAN SUNGAI .......... 9

2.1 Syarat Umum ............................................................................................ 9

2.2 Pemilihan Lokasi ....................................................................................... 9

2.3 Design Jaringan Stasiun Pengamat ........................................................ 10

2.4 Latihan .................................................................................................... 11

2.5 Rangkuman............................................................................................. 11

MATERI POKOK 3 JENIS INSTRUMENT DAN FUNGSINYA ............................ 13

3.1 Alat Ukur Kecepatan ............................................................................... 13

3.2 Bangunan Pengamat Muka Air................................................................ 15

3.3 Peralatan Pendukung .............................................................................. 16

3.4 Operasi dan Pemeliharaan Peralatan...................................................... 21

3.5 Latihan .................................................................................................... 22

3.6 Rangkuman............................................................................................. 22

MATERI POKOK 4 PENGUKURAN DEBIT ........................................................ 24

4.1 Umum ..................................................................................................... 24


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi iii

4.2 Pelaksanaan Pengukuran Debit .............................................................. 24

4.2.1 Metoda Mean Section ....................................................................... 24

4.2.2 Mid Section Method .......................................................................... 26

4.2.3 Pengukuran Kecepatan Arus dengan Pelampung ............................ 26

4.3 Pengukuran Debit Secara Tidak Langsung ............................................. 27

4.3.1 Pengukuran Debit dengan Cara Luas Kemiringan (Slope-Area Method)

28

4.3.2 Pengukuran Debit dengan Cara Ambang (Rumus Peluapan) ........... 29

4.4 Latihan .................................................................................................... 29

4.5 Rangkuman............................................................................................. 30

MATERI POKOK 5 HUBUNGAN TINGGI MUKA DAN AIR DEBIT ..................... 31

5.1 Plotting Hasil Pengukuran Debit .............................................................. 31

5.2 Hubungan Tinggi Muka Air H dan Aliran Q .............................................. 32

5.3 Latihan .................................................................................................... 32

5.4 Rangkuman............................................................................................. 32

PENUTUP ............................................................................................................ 34

A. Simpulan .................................................................................................... 34

B. Tindak Lanjut .............................................................................................. 34

EVALUASI FORMATIF ....................................................................................... 35

A. Soal ............................................................................................................ 35

B. Umpan Balik dan Tindak Lanjut .................................................................. 36

DAFTAR PUSTAKA

GLOSARIUM

KUNCI JAWABAN


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar I.1 - Kegiatan pengelolaan data .......................................................... 6

Gambar II.1 - Tabel angka minimum kepadatan stasiun ................................. 10

Gambar II.2 - Sketsa lokasi stasiun pencatat muka air ................................... 11

Gambar IV.1 - Rumus metoda mean section .................................................. 24


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi v

PETUNJUK PENGGUNAAN

Deskripsi

Modul hidrologi sungai ini terdiri dari 5 (lima) materi pokok. Materi pokok pertama

membahas siklus hidrologi. Materi pokok kedua membahas lokasi stasiun

pengamatan aliran sungai. Materi pokok ketiga membahas jenis instrument dan

fungsinya. Materi pokok keempat membahas pengukuran debit. Materi pokok

kelima membahas hubungan tinggi muka dan air debit.

Peserta pelatihan mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang berurutan.

Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk memahami dan

menerapkan hidrologi sungai dalam kaitannya dengan perencanaan pemanfaatan

sungai dalam skala besar. Setiap materi pokok dilengkapi dengan latihan yang

menjadi alat ukur tingkat penguasaan peserta pelatihan setelah mempelajari materi

pada materi pokok.

Persyaratan

Dalam mempelajari modul ini, peserta pelatihan diharapkan dapat menyimak

dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat memahami dan

menerapkan dengan baik materi yang merupakan materi inti/substansi dari

Pelatihan Perencanaan Teknik Sungai. Untuk menambah wawasan, peserta

diharapkan dapat membaca terlebih dahulu materi yang berkaitan dengan hidrologi

sungai dari sumber lainnya.

Metode

Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah dengan

kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Pengajar/Widyaiswara/Fasilitator, adanya

kesempatan diskusi, tanya jawab dan peragaan.

Alat Bantu/Media

Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/Media

pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/projector, Laptop, white board dengan spidol dan

penghapusnya, bahan tayang, serta modul dan/atau bahan ajar.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi vi

Kompetensi Dasar

Setelah mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran, peserta diharapkan mampu

memahami dan menerapkan hidrologi sungai dalam kaitannya dengan

perencanaan pemanfaatan sungai dalam skala besar.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 1

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sungai adalah sebuah sistem alur alam yang secara menerus menyesuaikan

dirinya terhadap perubahan lingkungan sekitarnya dalam bentuk aksi dan reaksi.

Penyesuaian terhadap perubahan lingkungan sekitar ini bisa berjalan pelan tak

terlihat dan berjangka panjang atau bisa juga berjalan sangat cepat mendadak.

Dampak dari perubahan yang terjadi di sungai tidak hanya terjadi local tapi bisa jauh

ke hulu dan ke hilir. Penyesuaian atas aksi terhadap sungai dapat berdampak

perubahan tampang melintang, kemiringan memanjang, sinusitas, bentuk palung,

kecepatan air, nilai kekasaran tebing dan dasar sungai dalam tampang memanjang

tergantung jenis dan intensitas dampak. Setelah terjadi dampak itu sungai akan

memulihkan dirinya ke kondisi keseimbangan yang dapat berlangsung cepat dalam

beberapa minggu atau dapat juga berlangsung lama dalam beberapa puluh tahun.

Pelatihan Perencanaan Teknik Sungai adalah hal yang relevan dan penting untuk

dilaksanakan demi keberhasilan dan menjaga agar Perencanaan Pemanfaatan

Sungai dilakukan dengan baik dan benar, sehingga sarana dan prasarana dapat

berhasil guna dan berdaya guna.

B. Deskripsi Singkat

Mata pelatihan ini membekali peserta dengan pengetahuan mengenai hidrologi

sungai dan khususnya pemahaman mengenai siklus hidrologi, lokasi stasiun

pengamatan aliran sungai, instrument pendukungnya dan pengukuran debit dan

hubungan tinggi muka air dan debit dalam kaitannya dengan tahapan perencanaan

pemanfaatan sungai yang disajikan dengan menggunakan metode ceramah, tanya

jawab, diskusi serta peragaan.



C. Tujuan Pembelajaran

1. Kompetensi Dasar

Setelah mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran, peserta diharapkan mampu

memahami dan menerapkan hidrologi sungai dalam dalam kaitannya dengan

perencanaan pemanfaatan sungai dalam skala besar.

2. Indikator Keberhasilan

Setelah mengikuti pembelajaran, peserta diharapkan mampu :

a. Menjelaskan dan menerapkan tentang siklus hidrologi,

b. Menjelaskan dan menerapkan tentang lokasi stasiun pengamatan aliran

sungai,

c. Menjelaskan dan menerapkan tentang jenis instrument dan fungsinya,

d. Menjelaskan dan menerapkan tentang pengukuran debit,

e. Menjelaskan dan menerapkan tentang hubungan tinggi muka air dan debit.

D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

Dalam modul hidrologi sungai ini akan membahas materi:

1. Siklus Hidrologi

a. Siklus hidrologi,

b. Pentingnya data aliran sungai,

c. Kegiatan hidrologi operasional.

2. Lokasi Stasiun Pengamatan Aliran Air

a. Syarat umum,

b. Pemilihan lokasi,

c. Design jaringan stasiun pengamat,

3. Jenis Instrument dan Fungsinya

a. Alat ukur kecepatan,

b. Bangunan pengamat muka air,

c. Peralatan pendukung,

d. Operasi dan pemeliharaan peralatan.

4. Pengukuran Debit

a. Umum,

b. Pelaksanaan pengukuran debit,



c. Pengukuran debit secara tidak langsung.

5. Hubungan Tinggi Muka Air dan Debit

a. Plotting hasil pengukuran debit,

b. Hubungan tinggi muka air H dan aliran Q,

c. Menentukan persamaan HQ.

E. Estimasi Waktu

Alokasi waktu yang diberikan untuk pelaksanaan kegiatan belajar mengajar untuk

mata pelatihan “Hidrologi sungai” ini adalah 8 (delapan) jam pelajaran (JP) atau

sekitar 360 menit.



MATERI POKOK 1

SIKLUS HIDROLOGI

1.1 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi adalah sirkulasi menerus air di bumi yang tidak pernah berhenti

dalam jumlah besar dari bumi ke atmosfer dan kembali lagi ke bumi melalui proses-

proses evaporasi dan transpirasi, kondensasi, presipitasi. Dalam perjalanan di tiap

proses tersebut air dapat berubah phase dari cair (air) menjadi gas (uap air),

menjadi cair lagi atau bahkan menjadi padat (es).

Siklus hidrologi telah berlangsung sejak ratusan juta tahun yang lalu sejak

terbentuknya bumi. Siklus ini ikut membentuk pola iklim dan cuaca seiring dengan

pergerakan bumi dalam orbit matahari. Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif

tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya, tempat air terbesar adalah di

laut.

Siklus hidrologi dimulai oleh pemanasan air laut oleh sinar matahari, yang

menimbulkan pergerakan uap air dalam jumlah besar karena penguapan menuju

atmosfer. Setelah melalui proses kondensasi uap air berubah menjadi cair dan turun

ke bumi lagi menjadi hujan (presipitasi). Pada perjalanan menuju bumi beberapa

presipitasi dapat terevaporasi kembali ke atmosfer atau jatuh ke tetumbuhan

diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, air

hujan terpisah menjadi 2 yaitu :

1. Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-

celah dan pori-pori tanah dan bebatuan menuju muka air tanah.

2. Aliran Permukaan - Air bergerak di atas permukaan tanah, yang tampak nyata

adalah di daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan

membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan menuju laut.

Indikator keberhasilan : setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan

mampu menjelaskan dan menerapkan siklus hidrologi secara benar.



Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa),

dan sebagian air bawah permukaan yang mengalir mengisi sungai akhirnya

membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS).

Dalam seluruh siklus itu makhluk hidup di bumi bergantung dan memperoleh

jaminan bagi kelangsungan hidupnya. Siklus hidrologi tidak hanya melalui bagian-

bagian fisik benda-benda di bumi, melainkan juga menembus makhluk hidup. Air

menempati dan menjadi penyusun tubuh benda-benda hidup, air bahkan

merupakan bagian penyusun terbesar tubuh manusia.

Dari seluruh perubahan lokasi yang dilalui air dalam siklus hidrologi, hanya ada satu

lokasi siklus hidrologi mengalami gangguan dan perubahan yang paling besar, baik

berupa perubahan kuantitas maupun kualitas, yaitu ketika air melalui permukaan

bumi. Apalagi karena pengaruh aktifitas kegiatan manusia, siklus hidrologi

mengalami gangguan dan perubahan yang sangat signifikan. Selain itu ketika air

melalui permukaan bumi, mengalir di sungai dan saluran, juga merupakan lokasi

yang paling mudah diukur kuantitas dan kualitasnya. Itulah sebabnya sejak awal

perkembangan ilmu hidrologi, perhatian para ahli banyak terpusat pada bagaimana

cara mengukur dan menghitung aliran air di sungai.

1.2 Pentingnya Data Aliran Sungai

Data aliran sungai adalah data yang amat penting bagi rencana pengelolaan

sumber daya air. Sumber daya air tidak bisa dikelola dengan baik jika kita tidak tahu

keadaan sumber daya air itu, kuantitas dan kualitasnya serta bagaimana

perubahannya di masa yang akan datang. Benarlah ungkapan “ Anda tidak dapat

mengelola apa yang tidak pernah anda ukur datanya (dengan benar) dan data

hanya akan ada manfaatnya jika ia digunakan. Perlunya data hidrologi didorong

oleh keperluan pengembangan sumber daya air yang berkelanjutan. Keperluan

jenis data hidrologi ditentukan oleh kebutuhan spesifik dan tahap tertentu

pengembangannya. Misalnya data hujan efektif untuk keperluan analisis banjir

rencana berbeda dengan data hujan efektif untuk keperluan perencanaan irigasi,

data untuk tahap perencanaan berbeda dengan data untuk tahap operasi.



Demikianlah pengelolaan sumber daya air merupakan bidang pengelolaan yang

amat luas spektrumnya dan banyak detil-detilnya.

Gambar I.1 - Kegiatan pengelolaan data

Kegiatan pengelolaan data meliputi : pengumpulan, penyimpanan, evaluasi,

pemrosesan dan analisis. Data yang perlu dikumpulkan adalah hanya data yang

akan dianalisis,setelah melalui tahap-tahap penyimpanan,evaluasi dan

pemrosesan. Di simpan artinya dikelompokkan sesuai fungsinya, setelah itu di

evaluasi sehingga data yang sahih dan telah diverifikasi yang akan diproses untuk

analisis. Tahap pengumpulan data merupakan tahap yang penting agar yang kita

kumpulkan adalah data yang komplit dan cukup teliti, artinya tidak ada kesalahan

sehingga menyimpang dari keadaan senyatanya di lapangan. Hasil tahap analisis

berupa informasi bahkan pencerahan terhadap sesuatu hal penting untuk bertindak.

Jika pengelolaan data tidak mencapai tahap informasi yang seperti itu, maka mudah

dipahami bahwa masih banyak yang perlu dilakukan untuk perbaikan.

1.3 Kegiatan Hidrologi Operasional

Hidrologi operasional (hidrometri) dalam tahap ini (OP tingkat dasar) adalah

kegiatan operasi hidrologi tahap awal mencakup kegiatan-kegiatan : pembangunan

stasiun pengamat, pencatatan muka air, pengukuran debit, operasi dan

pemeliharaan stasiun pengamat serta penyimpanan dan pemrosesan data yang



telah diperoleh. Catatan aliran (debit) sungai merupakan kombinasi antara kegiatan

pencatatan tinggi muka air secara menerus dan pengukuran debit secara periodik.

Selanjutnya karena debit sungai akan diturunkan dari hubungan antara ketinggian

muka air dan debit sungai, maka perlu dipilih lokasi stasiun pengamatan yang

hubungan keduanya relatif stabil (tetap) dan ‘unique’ yaitu diperoleh hubungan

untuk satu ketinggian muka air hanya ada satu nilai debit. Untuk menyusun

hubungan tersebut perlu dilakukan pencatatan ketinggian muka air dan pengukuran

debit di lokasi stasiun pengamat tersebut. Dengan hubungan tinggi muka air dan

debit, setiap angka ketinggian muka air dapat dengan mudah dikonversi menjadi

angka debit. Catatan ketinggian muka air dan pengukuran debit serta hubungan

keduanya merupakan dua kegiatan utama dalam hidrologi operasional.

1.4 Latihan

Terangkan secara singkat dan jelas pertanyaan di bawah ini!

1. Berapa proses dalam siklus hidrologi?

2. Bagaimana langkah-langkah dalam kegiatan pengelolaan data?

3. Bagaimana kegiatan operasional hidrologi tahap awal?

1.5 Rangkuman

Siklus hidrologi adalah sirkulasi menerus air di bumi yang tidak pernah berhenti

dalam jumlah besar dari bumi ke atmosfer dan kembali lagi ke bumi melalui proses-

proses evaporasi dan transpirasi, kondensasi, presipitasi. Dalam perjalanan di tiap

proses tersebut air dapat berubah phase dari cair (air) menjadi gas (uap air),

menjadi cair lagi atau bahkan menjadi padat (es). Siklus hidrologi dimulai oleh

pemanasan air laut oleh sinar matahari, yang menimbulkan pergerakan uap air

dalam jumlah besar karena penguapan menuju atmosfer. Setelah melalui proses

kondensasi uap air berubah menjadi cair dan turun ke bumi lagi menjadi hujan

(presipitasi). Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat terevaporasi

kembali ke atmosfer atau jatuh ke tetumbuhan diintersepsi oleh tanaman sebelum

mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, air hujan terpisah menjadi 2 yaitu

Infiltrasi dan Aliran Permukaan .



Data aliran sungai adalah data yang amat penting bagi rencana pengelolaan

sumber daya air. Sumber daya air tidak bisa dikelola dengan baik jika kita tidak tahu

keadaan sumber daya air itu, kuantitas dan kualitasnya serta bagaimana

perubahannya di masa yang akan datang. Kegiatan pengelolaan data meliputi :

pengumpulan, penyimpanan, evaluasi, pemrosesan dan analisis.

Hidrologi operasional (hidrometri) dalam tahap OP tingkat dasar merupakan

kegiatan operasi hidrologi tahap awal mencakup kegiatan-kegiatan : pembangunan

stasiun pengamat, pencatatan muka air, pengukuran debit, operasi dan

pemeliharaan stasiun pengamat serta penyimpanan dan pemrosesan data yang

telah diperoleh. Catatan aliran (debit) sungai merupakan kombinasi antara kegiatan

pencatatan tinggi muka air secara menerus dan pengukuran debit secara periodik.



MATERI POKOK 2

LOKASI STASIUN PENGAMATAN ALIRAN SUNGAI

2.1 Syarat Umum

Kendali (control) adalah komponen fisik tampang dan alur sungai yang relatif stabil

sehingga membuat hubungan tinggi muka air dan debit tetap tidak banyak berubah.

Ada dua jenis control yaitu kendali tampang sungai (section control) dan kendali

saluran (channel control). Misalnya peluapan di bendung atau air terjun (section

control) dan alur sungai yang uniform dan relatif lurus (channel control). Artinya

pada lokasi kendali tersebut pada tinggi muka air tertentu selalu bersesuaian

dengan satu (unique) angka debit tertentu. Lokasi stasiun pencatatan muka air

harus diupayakan terletak dekat dengan control tersebut (di sebelah hulunya).

2.2 Pemilihan Lokasi

Mengingat persyaratan adanya pengendali (control) tersebut di atas, dalam

menentukan lokasi stasiun pengamatan harus dipenuhi beberapa persyaratan

sebagai berikut :

1. Ruas sungai lurus dan uniform di bagian hulu dan hilir lokasi stasiun (kira-kira

sepanjang 5 – 10 kali lebar sungai ke arah hulu dan hilir).

2. Tebing dan dasar sungai relative stabil tidak banyak mengalami perubahan

karena gerusan dan sedimentasi (lebih disukai tanah lempung daripada pasir)

agar hubungan luas – debit tidak banyak berubah.

3. Tebing dan dasar sungai tidak terganggu oleh gangguan aliran (penyempitan,

vegetasi, tampang jembatan yang sempit dll).

4. Tebing cukup dalam sehingga pada saat banjir tidak terjadi luapan debit keluar

dari ruas sungai sehingga masih cukup dalam untuk menurunkan current meter

sehingga kecepatan terukurnya bebas dari pengaruh kekasaran dasar sungai.

5. Pada saat pengukuran dipilih tampang sungai yang mempunyai kecepatan

aliran antara 0.3 s/d 1.2 m/det


mampu menjelaskan dan menerapkan lokasi stasiun pengamatan aliran sungai.



6. Memiliki ‘control section’ di hilirnya agar diperoleh hubungan antara tinggi muka

air – debit yang unique stabil dan konsisten.

7. Mempunyai kedalaman air cukup untuk membenamkan current meter dan atau

melepas pelampung jika diperlukan.

8. Jauh dari pertemuan anak sungai di bagian hilir, sehingga aman dari pengaruh

efek pembendungan.

9. Mudah diakses oleh petugas dengan membawa alat-alat kerja.

2.3 Design Jaringan Stasiun Pengamat

Untuk memperoleh informasi tentang suatu parameter hidrologi, diperlukan jaringan

stasiun pengamat. World Meteorological Organization (WMO) dalam publikasinya

mensyaratkan angka minimum untuk masing-masing stasiun adalah sebagai

berikut :

Gambar II.1 - Tabel angka minimum kepadatan stasiun

Selain itu, untuk stasiun pengamat muka air (AWLR), diperlukan data pada tempat-

tempat tertentu untuk pengelolaan sumber daya air. Ada beberapa tempat yang

perlu dipasang tambahan pengamatan muka air sebagai bagian dari jaringan

stasiun minimum yaitu :

Pada setiap lokasi kota besar di sepanjang sungai. Pengamatan muka air di sini

merupakan bagian peralatan untuk prakiraan banjir, ketersediaan air dan keperluan

transportasi air.



Pada setiap sungai dan anak sungai utama di antara 2 lokasi stasiun AWLR.

Pengamatan muka air diperlukan untuk keperluan flood routing dan prakiraan banjir

Berikut ini gambar sketsa lokasi stasiun pencatat muka air yang perlu dibangun

untuk pengelolaan sumber daya air

Gambar II.2 – Sketsa lokasi stasiun pencatat muka air

2.4 Latihan


1. Apakah kendali kontrol itu dan apa saja jenis kontrolnya?

2. Sebutkan 5 persyaratan yang harus dipenuhi untuk menentukan lokasi stasiun

pengamatan!

3. Mengapa jaringan stasiun pengamat diperlukan?

2.5 Rangkuman

Kendali (control) adalah komponen fisik tampang dan alur sungai yang relatif stabil

sehingga membuat hubungan tinggi muka air dan debit tetap tidak banyak berubah.

Ada dua jenis control yaitu kendali tampang sungai (section control) dan kendali

saluran (channel control). Terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi

dalam menentukan lokasi stasiun pengamatan yaitu:

1. Ruas sungai lurus dan uniform di bagian hulu dan hilir lokasi stasiun.



2. Tebing dan dasar sungai relative stabil tidak banyak mengalami perubahan

karena gerusan dan sedimentasi (lebih disukai tanah lempung daripada pasir)

agar hubungan luas – debit tidak banyak berubah.

3. Tebing dan dasar sungai tidak terganggu oleh gangguan aliran.

4. Tebing cukup dalam sehingga pada saat banjir tidak terjadi luapan debit keluar

dari ruas sungai sehingga masih cukup dalam untuk menurunkan current meter

sehingga kecepatan terukurnya bebas dari pengaruh kekasaran dasar sungai.

5. Pada saat pengukuran dipilih tampang sungai yang mempunyai kecepatan

aliran antara 0.3 s/d 1.2 m/det.

6. Memiliki ‘control section’ di hilirnya agar diperoleh hubungan antara tinggi muka

air – debit yang unique stabil dan konsisten.

7. Mempunyai kedalaman air cukup untuk membenamkan current meter dan atau

melepas pelampung jika diperlukan.

8. Jauh dari pertemuan anak sungai di bagian hilir, sehingga aman dari pengaruh

efek pembendungan.

9. Mudah diakses oleh petugas dengan membawa alat-alat kerja.

Untuk memperoleh informasi tentang suatu parameter hidrologi, diperlukan jaringan

stasiun pengamat. Selain itu, untuk stasiun pengamat muka air (AWLR), diperlukan

data pada tempat-tempat tertentu untuk pengelolaan sumber daya air. Ada

beberapa tempat yang perlu dipasang tambahan pengamatan muka air sebagai

bagian dari jaringan stasiun minimum yaitu pada setiap lokasi kota besar di

sepanjang sungai dan pada setiap sungai serta anak sungai utama di antara 2

lokasi stasiun AWLR.



MATERI POKOK 3

JENIS INSTRUMENT DAN FUNGSINYA

3.1 Alat Ukur Kecepatan

Alat ini ada dua macam, yaitu current meter dengan sumbu mendatar dan dengan

sumbu tegak. Bagian-bagian alat ini terdiri dari:

1. Baling-baling sebagai sensor terhadap kecepatan, terbuat dari streamline styling

yang dilengkapi dengan propeler, generator, sirip pengarah dan kabel-kabel.

2. Contact box, merupakan bagian pengubah putaran menjadi signal elektrik yang

berupa suara gerakan jarum pada kotak monitor berskala, kadang juga dalam

bentuk digital,

3. Head phone yang digunakan untuk mengetahui jumlah putaran baling-baling

(dengan suara “klik”), kadang bagian ini diganti dengan monitor box yang

memiliki jendela penunjuk kecepatan aliran secara langsung.

Dengan alat ini dapat dilakukan pengukuran pada beberapa titik dalam suatu

penampang aliran. Dalam praktek digunakan untuk pengukuran kecepatan aliran

rerata pada satu vertikal dalam suatu tampang aliran tertentu. Mengingat bahwa

distribusi kecepatan aliran secara vertikal tidak merata, maka pengukuran dapat

dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut.

Pengukuran pada satu titik yang umumnya dilakukan jika kedalaman aliran kurang

dan 1 meter. Alat ditempatkan pada kedalaman 0.6 H diukur dari muka air.

Pengukuran pada beberapa titik, dilakukan pada kedalaman 0.2 H dan 0.8 H diukur

dari muka air. Kecepatan rerata dihitung sebagai : V=0,5(V0,2 +V0,8)

Pengukuran dengan tiga titik dilakukan pada kedalaman 0.2 H, 0.6 H dan juga pada

0.8 H. Hasilnya dirata-ratakan dengan rumus: V = 1/ 3(V0,2 +V0,6+V0,8)


mampu menjelaskan dan menerapkan jenis instrument dan fungsinya.



3.2 Bangunan Pengamat Muka Air



3.3 Peralatan Pendukung



3.4 Operasi dan Pemeliharaan Peralatan

Operasi dan Pemeliharaan AWLR dimulai ketika pelaksanaan konstruksi dan

instalasi peralatan selesai dilakukan. Kegiatan Operasi dan Pemeliharan meliputi :

1. Pengumpulan kertas catatan muka air dari AWLR

2. Melakukan pengukuran debit dalam jumlah yang cukup untuk membentuk rating

curve

3. Melakukan pengukuran debit periodik untuk men-check rating curve yang telah

ada dan melakukan perubahan jika terjadi penyimpangan

4. Melakukan inspeksi periodik dan acak (mendadak) apakah pengamat AWLR

telah menjalankan tugasnya dengan baik dan benar.

5. Menyediakan bahan dan peralatan termasuk suku cadang meliputi kertas dan

tinta AWLR, alat komunikasi, alat tulis, alat penerangan dan keamanan

6. Menjaga agar bangunan dan instrument peralatan dapat berfungsi dengan baik.

Membersihkan gangguan aliran (pepohonan, sampah). Khususnya kestabilan

dasar sungai perlu diamati menerus agar tidak ada perubahan yang tanpa

review terhadap kondisi dasar sungai baru.



Permasalahan Dalam OP Stasiun Pengamatan Muka Air

Kondisi lapangan setiap sungai berbeda-beda maka perlu ada perhatian menerus

terhadap hal-hal yang mengganggu operasi pengamatan muka air, seperti di bawah

ini :

1. Terjadi perubahan pada tampang sungai akibat sedimentasi, gerusan atau

munculnya vegetasi yang mengubah hubungan H – Q. Perlu dilakukan

serangkaian pengukuran H-Q baru berdasar kondisi yang sekarang dan

dilakukan koreksi.

2. Terjadi perubahan berupa pembendungan di hilir, maka perlu dilakukan

pengukuran kemiringan memanjang muka air. Ini dilakukan dengan memasang

staff gauge di hilir stasiun dan dicatat angkanya pada saat dilakukan

pengukuran debit di stasiun pengamat. Kejadian dan langkah serupa dapat

terjadi dan perlu dilakukan di sungai dengan kemiringan dasar amat landai

sehingga tidak terbentuk hubungan H-Q yang ‘unique’.

3. Pada beberapa sungai yang membawa banyak sedimen, pipa penghubung

antara stasiun dan muka air sungai sering tersumbat. Perlu dilakukan

pemeriksaan rutin sehingga perubahan muka air sungai teramati sesuai dengan

naik turunnya pelampung di AWLR. Jika terjadi sumbatan perlu dilakukan

penggalian di sungai dan pengglontoran dari AWLR agar pipa penghubung

terbuka dan berfungsi kembali.

3.5 Latihan


1. Sebutkan bagian-bagian dari jenis alat ukur kecepatan current meter!

2. Sebutkan 3 kegiatan operasi dan pemeliharaan peralatan!

3. Sebutkan permasalahan dalam operasi dan pemeliharaan stasiun pengamatan

muka air!

3.6 Rangkuman

Alat ukur kecepatan memiliki dua macam alat, yaitu current meter dengan sumbu

mendatar dan dengan sumbu tegak. Bagian-bagian alat ini terdiri dari baling-baling,

contact box, dan head phone. Dengan alat ini dapat dilakukan pengukuran pada

beberapa titik dalam suatu penampang aliran.



MATERI POKOK 4

PENGUKURAN DEBIT

4.1 Umum

Pengukuran debit sungai dapat dilakukan secara langsung dan tidak langsung.

Pengukuran langsung dengan mengukur kecepatan aliran dan luas tampang basah

langsung di sungai, sedangkan pengukuran tidak langsung dengan mengukur

parameter alur sungai dan atau tanda bekas banjir. Besarnya aliran (m3) tiap waktu

(detik) atau disebut debit tergantung pada luas tampang aliran dan kecepatan aliran

rerata. Pendekatan nilai debit dilakukan dengan cara mengukur tampang aliran dan

mengukur kecepatan aliran tersebut. Cara ini merupakan prosedur umum dalam

pengukuran debit sungai secara langsung.

4.2 Pelaksanaan Pengukuran Debit

Luas tampang aliran (basah) dibagi menjadi pias-pias (makin banyak pias makin

teliti) dan masing-masing dihitung debitnya. Selanjutnya debit aliran sungai dihitung

sebagai penjumlahan semua debit di pias tampang aliran yang terukur. Pengukuran

kecepatan aliran dilakukan dengan alat ukur kecepatan arus. Beberapa cara

pengukuran kecepatan arus aliran sungai yang banyak digunakan adalah sebagai

berikut ini.

4.2.1 Metoda Mean Section

Tampang melintang dibagi menjadi pias-pias vertikal masing-masing dibatasi oleh

dua garis vertikal. Jika v1 dan v2 adalah kecepatan rata-rata, d1 dan d2 adalah

kedalaman terukur di masing-masing vertikal tersebut, dan b adalah jarak horisontal

antara 2 garis vertikal, maka debit Qp yang lewat 1 pias tersebut adalah :

Gambar IV.1 – Rumus metoda mean section


mampu menjelaskan dan menerapkan pengukuran debit.



Untuk pias paling tepi dekat tebing, persamaan yang sama dapat digunakan, namun

kecepatan di tepi sungai harus diambil = nol dan kedalaman pada lokasi tersebut

juga = nol.

Harus diingat bahwa kecepatan rata-rata di vertikal yang semakin dekat dengan tepi

sungai akan berbentuk parabola dan oleh karena itu debit di pias paling tepi (kiri

dan kanan) harus dikoreksi menjadi :

Qp = 2/3 V1 x ½ d1 x b

dengan b = lebar pias paling tepi. Jika debit tiap pias dijumlahkan akan

diperoleh debit total sungai Qt = total penjumlahan Qp.



4.2.2 Mid Section Method

Agak berbeda dengan cara Mean Section, cara Mid Section menempatkan pias

bukan dibatasi oleh vertikal tempat dilakukan pengukuran debit, namun dibatasi

vertikal yang terletak ½ jarak antara vertikal tempat dilakukan pengukuran debit ke

vertikal sebelumnya dan vertikal yang terletak ½ jarak antara vertikal tempat

dilakukan pengukuran debit ke vertikal sesudahnya (periksa gambar).

Sehingga debit tiap pias Qp = v x d x ½ (b1 +b2) dan debit total adalah penjumlahan

debit seluruh pias.

4.2.3 Pengukuran Kecepatan Arus dengan Pelampung

Pengukuran kecepatan aliran dengan menggunakan pelampung dapat dilakukan

apabila dikehendaki besaran kecepatan aliran dengan tingkat ketelitian yang relatif

rendah. Cara ini masih dapat digunakan untuk praktek dalam keadaan :

1. Untuk memperoleh gambaran kasar tentang kecepatan aliran,



2. Karena kondisi sungai yang sangat sulit diukur, misal dalam keadaan banjir,

sehingga dapat membahayakan petugas pengukur.

Cara pengukuran adalah dengan prinsip mencari besarnya waktu yang diperlukan

untuk bergeraknya pelampung pada sepanjang jarak tertentu. Selanjutnya

kecepatan rerata arus didekati dengan nilai panjang jarak tersebut dibagi dengan

waktu tempuhnya. Pengukuran dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut

1. Tetapkan satu titik pada salah satu sisi sungai, misal ditandai dengan patok

kayu atau pohon dan satu titik yang lain di seberang sungai yang jika

dihubungkan dua titik tersebut akan berupa garis tegak lurus arah aliran.

2. Tentukan jarak L, misal 20 meter dan garis yang dibuat pada langkah pertama

dan buat garis yang sama (tegak lurus aliran) pada titik sejauh L tersebut.

3. Hanyutkan pelampung (dapat berupa sembarang benda yang dapat terapung,

misal bola ping-pong, gabus, kayu dll.) pada tempat di hulu garis pertama, pada

saat melewati garis pertama tekan tombol stopwatch dan ikuti terus pelampung

tersebut. Pada saat pelampung melewati garis kedua stopwatch ditekan

kembali, sehingga akan didapat waktu aliran pelampung yang diperlukan, yaitu

T.

4. Kecepatan arus dapat dihitung dengan L/T (m/det)

Perlu mendapat perhatian bahwa dengan cara ini yang diperoleh adalah kecepatan

pada permukaan, sehingga untuk memperoleh kecepatan rerata pada penampang

sungai hasil hitungan perlu dikoreksi dengan koefisien antara 0,85- 0,95. Selain itu

pengukuran dengan cara ini harus dilakukan beberapa kali mengingat distribusi

aliran permukaan yang terjadi tidak merata. Dianjurkan paling tidak pengukuran

dilakukan 3 kali, kemudian hasilnya dirata dirata-ratakan.

4.3 Pengukuran Debit Secara Tidak Langsung

Dalam hal tertentu pengukuran debit secara tidak langsung seringkali diperlukan.

Pengukuran dengan cara ini dapat dilaksanakan apabila pengukuran secara

langsung sulit dilaksanakan karena faktor kondisi atau permasalahan sebagai

berikut :



1. Pengukuran debit secara langsung berbahaya bagi keselamatan petugas dan

peralatan yang digunakan,

2. Sifat perubahan debit banjir relatif singkat waktunya dan saat kejadiannya sulit

diramalkan,

3. Selama suatu pengukuran dilakukan, kadang-kadang banjir tidak terjadi,

sehingga diperlukan cara lain untuk memperkirakan debit banjir tersebut,

4. Kadang-kadang pengukuran debit banjir untuk beberapa tempat sulit

dilaksanakan pada saat yang bersamaan, padahal datanya sangat diperlukan.

Pengukuran debit secara tidak langsung dapat dilaksanakan dengan dua cara, yaitu

cara luas kemiringan dan cara ambang.

4.3.1 Pengukuran Debit dengan Cara Luas Kemiringan (Slope-Area

Method)

Prinsip pengukuran debit dengan cara luas kemiringan (slope area method) adalah

dengan menghitung debit aliran yang telah terjadi berdasarkan taüda bekas banjir,

geometri sungai dan parameter fisik alur sungai. Hitungan didasarkan pada rumus

pengaliran, dapat dengan rumus Manning atau rumus Chezy. Prosedur pengukuran

dapat dijelaskan sebagai berikut ini.

1. Pengukuran tanda bekas banjir, yaitu elevasi atau ketinggian muka air banjir

rnaksimum pada dua lokasi/titik di sepanjang alur sungai yang ditinjau.

2. Ukur selisih tinggi antara muka air banjir di hulu dan di hilir (_h) dan panjang

jarak kedua titik tersebut (L). Kemiringan muka air banjir dapat dihitung, yaitu

besamya selisih tinggi muka air banjir dibagi dengan jarak antara dua titik yang

diukur.

3. Ukur luas penampang melintang aliran di kedua titik (A1 dan A2) dan

penampang memanjangnya.

4. Debit aliran dapat dihitung dengan rurnus berikut (Manning):

Q = 1/ n A R 2/3 S 1/2

dengan:

Q = debit aliran (m3/det),

n = koefisien kekasaran Manning (det/ m1/3),

A = luas tampang basah (m),



R = radius hidraulik (m),

S = kemiringan garis energi.

Nilai koefisien Manning dapat ditetapkan berdasarkan pengamatan kondisi alur atau

dengan pengukuran debit pada saat tidak banjir. Penetapan nilai koefisien Manning

ini sebaiknya digunakan current meter agar diperoleh hasil yang teliti. Dengan

rumus di atas, dilakukan proses hitungan dengan coba-ulang seperti dalam

hitungan step method.

4.3.2 Pengukuran Debit dengan Cara Ambang (Rumus Peluapan)

Pengukuran debit dengan cara ambang dapat dilaksanakan pada aliran melalui

ambang alam atau ambang buatan. Ambang buatan dapat berupa bendung,

bangunan pengendali dan pelindung sungai.

Prinsip hitungan adalah dengan menerapkan rumus hidraulika aliran melalui

ambang dengan bentuk umum sebagai berikut:

Q = c x B x Hm

dengan:

Q = debit aliran melalui ambang,

B = lebar ambang,

H = tinggi aliran di atas ambang,

c,m = konstanta yang tergantung pada bentuk ambang.

4.4 Latihan


1. Bagaimana cara melakukan pengukuran debit sungai?

2. Sebutkan cara pengukuran kecepatan arus aliran sungai yang banyak

digunakan!

3. Sebutkan dan jelaskan dua cara pengukuran debit secara tidak langsung?



4.5 Rangkuman

Pengukuran debit sungai dapat dilakukan secara langsung dan tidak langsung.

Pengukuran langsung dengan mengukur kecepatan aliran dan luas tampang basah

langsung di sungai, sedangkan pengukuran tidak langsung dengan mengukur

parameter alur sungai dan atau tanda bekas banjir. Pelaksanaan pengukuran debit

yaitu luas tampang aliran (basah) dibagi menjadi pias-pias (makin banyak pias

makin teliti) dan masing-masing dihitung debitnya. Selanjutnya debit aliran sungai

dihitung sebagai penjumlahan semua debit di pias tampang aliran yang terukur.

Pengukuran kecepatan aliran dilakukan dengan alat ukur kecepatan arus.

Beberapa cara pengukuran kecepatan arus aliran sungai yang banyak digunakan

adalah Metoda Mean Section, Mid Section Method dan Pengukuran Kecepatan

Arus dengan Pelampung. Pengukuran debit secara tidak langsung dapat

dilaksanakan dengan dua cara, yaitu cara luas kemiringan dan cara ambang.



MATERI POKOK 5

HUBUNGAN TINGGI MUKA DAN AIR DEBIT

5.1 Plotting Hasil Pengukuran Debit

Hasil pengukuran debit (Q m3/det) selalu bersesuaian dengan ketinggian muka air

tertentu (H m). Jika setiap hasil pengukuran Q dan H dari berbagai ketinggian muka

air diplot dalam sebuah grafik terbentuklah sebuah plotting hubungan H – Q, grafik

ini disebut grafik discharge rating curve atau Rating Curve.

Plotting data pengukuran H – Q tidak selalu membentuk hubungan yang smooth

sebuah garis grafik. Seringkali hasil pengukuran pada H tertentu terdapat berbagai

nilai Q sehingga menyulitkan penarikan garis Rating Curve.

Pada kondisi seperti ini penarikan Rating Curve dapat dilakukan dengan cara

regressi.


mampu menjelaskan dan menerapkan hubungan tinggi muka dan air debit.



5.2 Hubungan Tinggi Muka Air H dan Aliran Q

Hubungan antara H – Q di sungai atau saluran pada lokasi pengamatan muka air

ditentukan oleh kondisi sungai di hilir. Pengetahuan tentang kondisi kendali yang

menentukan hubungan H – Q merupakan hal yang krusial dalam penyusunan rating

curve.

Dikenal ada 3 tipe kendali tergantung kondisi sungai dan alirannya sebagai berikut:

1. Aliran rendah biasanya ditentukan oleh kendali tampang sungai

2. Aliran tinggi biasanya ditentukan oleh kendali saluran

3. Aliran menengah dapat ditentukan oleh kendali tampang dan saluran sungai

Kendali tampang sungai (section control) adalah kondisi spesifik tampang sungai di

hilir yang mengendalikan hubungan H – Q di lokasi pengukuran. Ini dapat berbentuk

kondisi alam yaitu adanya penyempitan dan/atau pendangkalan sehingga terjadi

rapid kondisi muka air kritik (riak/riffle) maupun buatan berupa bendung sehingga

terjadi peluapan. Dalam keadaan alami riffle dapat dikenali dengan adanya

penurunan muka air setelah melalui kendali tersebut.

5.3 Latihan

1. Bagaimana terbentuknya sebuah plotting hubungan H – Q?

2. Sebutkan tiga tipe kendali tergantung kondisi sungai dan alirannya!

3. Apa yang dimaksud dengan kendali tampang sungai (section control)?

5.4 Rangkuman

Hasil pengukuran debit (Q m3/det) selalu bersesuaian dengan ketinggian muka air

tertentu (H m). Jika setiap hasil pengukuran Q dan H dari berbagai ketinggian muka

air diplot dalam sebuah grafik terbentuklah sebuah plotting hubungan H – Q, grafik

ini disebut grafik discharge rating curve atau Rating Curve. Plotting data pengukuran

H – Q tidak selalu membentuk hubungan yang smooth sebuah garis grafik.

Seringkali hasil pengukuran pada H tertentu terdapat berbagai nilai Q sehingga

menyulitkan penarikan garis Rating Curve.



Hubungan antara H – Q di sungai atau saluran pada lokasi pengamatan muka air

ditentukan oleh kondisi sungai di hilir. Pengetahuan tentang kondisi kendali yang

menentukan hubungan H – Q merupakan hal yang krusial dalam penyusunan rating

curve. Terdapat tiga tipe kendali tergantung kondisi sungai dan alirannya yaitu aliran

rendah biasanya ditentukan oleh kendali tampang sungai, aliran tinggi biasanya

ditentukan oleh kendali saluran dan aliran menengah dapat ditentukan oleh kendali

tampang dan saluran sungai.



PENUTUP

A. Simpulan

Di dalam modul ini peserta dapat mempelajari, mendalami dan memahami materi

hidrologi sungai yang sangat diperlukan dalam melakukan pengelolaan sumber

daya air dalam wilayah sungai. Peserta juga dapat memahami mengenai siklus

hidrologi, lokasi stasiun pengamatan aliran sungai, jenis intrumen dan fungsinya,

pengukuran debit dan hubungan tinggi muka dan air debit.

Siklus hidrologi telah berlangsung sejak ratusan juta tahun yang lalu sejak

terbentuknya bumi. Siklus ini ikut membentuk pola iklim dan cuaca seiring dengan

pergerakan bumi dalam orbit matahari. Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif

tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya, tempat air terbesar adalah di

laut. Kendali (control) adalah komponen fisik tampang dan alur sungai yang relatif

stabil sehingga membuat hubungan tinggi muka air dan debit tetap tidak banyak

berubah. Mengingat persyaratan adanya pengendali (control) tersebut di atas,

dalam menentukan lokasi stasiun pengamatan terdapat beberapa persyaratan yang

harus dipenuhi. Selain itu terdapat beberapa instrument yang dapat digunakan

dalam mengukur aliran sungai, dan perlu dilakukan juga pengukuran debit sungai.

Kemudian terdapat hubungan antara tinggi muka dan air debit.

B. Tindak Lanjut

Sebagai tindak lanjut dari pelatihan ini, peserta diharapkan dapat lebih memahami

detail tentang kondisi hidrologi sungai untuk sungai pada suatu daerah serta

ketentuan pendukung terkait lainnya, sehingga memiliki pemahaman mengenai

siklus hidrologi, lokasi stasiun pengamatan aliran sungai, instrument pendukungnya

dan pengukuran debit dan hubungan tinggi muka air dan debit secara baik dan

bijaksana demi kesinambungan penyediaan pemanfaatan sungai secara

berkelanjutan.



EVALUASI FORMATIF

Evaluasi formatif adalah evaluasi yang dilakukan di akhir pembahasan Modul

Hidrologi Sungai pada Pelatihan Perencanaan Teknik Sungai. Evaluasi ini

dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana pemahaman peserta pelatihan

terhadap materi yang disampaikan dalam modul.

A. Soal

1. Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke

bumi dan kembali lagi ke atmosfir melalui proses .....

a. Evaporasi dan Transpirasi

b. Evaporsi, Transpirasi Kondensasi

c. Evaporasi, Transpirasi, Kondensasi dan Presipitasi

d. Evaporasi, Trasnparansi, Kondensasi dan Presipitasi

e. benar semua

2. Berikut ini yang merupakan persyaratan dalam menentukan lokasi stasiun

pengamatan adalah .....

a. Ruas sungai lurus dan uniform di bagian hulu dan hilir lokasi stasiun (kira-

kira sepanjang 5 – 10 kali lebar sungai ke arah hulu dan hilir).

b. Tebing dan dasar sungai tidak terganggu oleh gangguan aliran

(penyempitan, vegetasi, tampang jembatan yang sempit dll).

c. Pada saat pengukuran dipilih tampang sungai yang mempunyai kecepatan


d. Memiliki ‘control section’ di hilirnya agar diperoleh hubungan antara tinggi

muka air – debit yang unique stabil dan konsisten.

e. benar semua

3. Berikut ini yang bukan merupakan bagian-bagian dari alat ukur kecepatan

current meter adalah …..

a. Baling-baling

b. Contact box

c. Head phone



d. Pelampung

e. benar semua

4. Pendekatan nilai debit dilakukan dengan cara mengukur .....

a. Tampang aliran

b. Tampang aliran dan mengukur kecepatan aliran tersebut

c. Tampang aliran dan mengukur ketinggian muka air

d. Ambang alam atau ambang buatan

e. benar semua

5. Kendali tampang sungai (section control) dapat berbentuk .....

a. Kondisi alam dan kondisi buatan

b. Kondisi buatan

c. Kondisi alam

d. Kondisi tinggi

e. Benar semua

B. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Untuk mengetahui tingkat penguasaan peserta pelatihan terhadap materi yang di

paparkan dalam materi pokok, gunakan rumus berikut :

𝑇𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑠𝑎𝑎𝑛 =Jumlah Jawaban Yang Benar

Jumlah Soal × 100 %

Arti tingkat penguasaan :

90 - 100 % : baik sekali

80 - 89 % : baik

70 - 79 % : cukup

< 70 % : kurang

Diharapkan dengan materi yang diberikan dalam modul ini, peserta dapat

memahami kondisi hidrologi sungai untuk pemanfaatan sungai pada suatu daerah.

Proses berbagi dan diskusi dalam kelas dapat menjadi pengayaan akan materi

hidrologi sungai. Untuk memperdalam pemahaman terkait materi hidrologi sungai,



diperlukan pengamatan pada beberapa modul-modul mata pelatihan terkait atau

pada modul-modul yang pernah Anda dapatkan serta melihat variasi-variasi modul-

modul yang ada pada media internet. Sehingga terbentuklah pemahaman yang utuh

akan mengenai siklus hidrologi, lokasi stasiun pengamatan aliran sungai,

instrument pendukungnya dan pengukuran debit dan hubungan tinggi muka air dan

debit secara baik dan bijaksana serta bisa menerapkan tentang tata cara

pemanfaatan sungai secara baik dan bijaksana demi kesinambungan penyediaan

pemanfaatan sungai secara berkelanjutan.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi i

DAFTAR PUSTAKA


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi

GLOSARIUM

Aliran Sungai : Daerah sekitar sungai, yang melebar sampai

ke punggung bukit (gunung) yang merupakan

daerah sumber air, tempat semua curahan

air hujan yang jatuh di atasnya mengalir ke

dalam sungai.

Atmosfer Lapisan udara yang menyelubungi bumi

sampai ketinggian 300 km (terutama terdiri

atas campuran berbagai gas, yaitu nitrogen,

oksigen, argon, dan sejumlah kecil gas lain);

satuan tekanan yang besarnya sama dengan

tekanan udara pada permukaan laut (1,033

kg setiap cm2).

Control : Pengawasan; pemeriksaan; pengendalian.

Evaporasi : Proses yang terjadi apabila jumlah molekul

yang keluar dari permukaan lebih besar

daripada jumlah yang kembali ke permukaan

air.

Hidrologi : Ilmu tentang air di bawah tanah,

keterdapatannya, peredaran dan

sebarannya, persifatan kimia dan fisikanya,

reaksi dengan lingkungan, termasuk

hubungannya dengan makhluk hidup.

Hidrometri : Ilmu tentang pengukuran seluk-beluk berat

jenis air.

Infiltrasi : Penyusupan; perembesan; campur tangan.

Kondensasi : Perubahan uap air atau benda gas menjadi

benda cair pada suhu udara di bawah titik

embun.

Plotting : Membuat rencana; mengonsep (membuat,

menyusun konsep).



Presipitasi : Proses pengendapan, baik dari dalam larutan

maupun dari udara permukaan ke

permukaan bumi.

Siklus : Putaran waktu yang di dalamnya terdapat

rangkaian kejadian yang berulang-ulang

secara tetap dan teratur; daur;.

Sungai : Aliran air yang besar (biasanya buatan alam).

Transpirasi : Pelenyapan uap air dari permukaan daun

tumbuhan melalui proses biokimia dan

nonkimia.

Unique : Tersendiri dalam bentuk atau jenisnya; lain

daripada yang lain; tidak ada persamaan

dengan yang lain.

WMO : World Meteorological Organization.



KUNCI JAWABAN

Berikut ini merupakan kumpulan jawaban atau kata kunci dari setiap butir

pertanyaan yang terdapat di dalam modul. Kunci jawaban ini diberikan dengan

maksud agar peserta pelatihan dapat mengukur kemampuan diri sendiri.

Adapun kunci jawaban dari latihan setiap materi pokok, sebagai berikut:

Latihan Materi Pokok 1

1. Proses-proses dalam siklus hidrologi adalah proses evaporasi dan

transpirasi, kondensasi, presipitasi.

2. Kegiatan pengelolaan data meliputi : pengumpulan, penyimpanan, evaluasi,

pemrosesan dan analisis.

3. Kegiatan operasional hidrologi tahap awal mencakup kegiatan-kegiatan :

pembangunan stasiun pengamat, pencatatan muka air, pengukuran debit,

operasi dan pemeliharaan stasiun pengamat serta penyimpanan dan

pemrosesan data yang telah diperoleh.


1. Kendali (control) adalah komponen fisik tampang dan alur sungai yang relatif

stabil sehingga membuat hubungan tinggi muka air dan debit tetap tidak banyak

berubah. Ada dua jenis control yaitu kendali tampang sungai (section control)

dan kendali saluran (channel control).

2. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi dalam menentukan lokasi

stasiun pengamatan sebagai berikut :

2.1 Ruas sungai lurus dan uniform di bagian hulu dan hilir lokasi stasiun (kira-

kira sepanjang 5 – 10 kali lebar sungai ke arah hulu dan hilir).

2.2 Tebing dan dasar sungai relative stabil tidak banyak mengalami perubahan

karena gerusan dan sedimentasi (lebih disukai tanah lempung daripada

pasir) agar hubungan luas – debit tidak banyak berubah.

2.3 Tebing dan dasar sungai tidak terganggu oleh gangguan aliran

(penyempitan, vegetasi, tampang jembatan yang sempit dll).



2.4 Tebing cukup dalam sehingga pada saat banjir tidak terjadi luapan debit

keluar dari ruas sungai sehingga masih cukup dalam untuk menurunkan

current meter sehingga kecepatan terukurnya bebas dari pengaruh

kekasaran dasar sungai.

2.5 Pada saat pengukuran dipilih tampang sungai yang mempunyai kecepatan


2.6 Memiliki ‘control section’ di hilirnya agar diperoleh hubungan antara tinggi

muka air – debit yang unique stabil dan konsisten.

2.7 Mempunyai kedalaman air cukup untuk membenamkan current meter dan

atau melepas pelampung jika diperlukan.

2.8 Jauh dari pertemuan anak sungai di bagian hilir, sehingga aman dari

pengaruh efek pembendungan.

2.9 Mudah diakses oleh petugas dengan membawa alat-alat kerja.

3. Jaringan stasiun pengamat diperlukan untuk memperoleh informasi tentang

suatu parameter hidrologi.


1. Bagian-bagian alat ukur kecepatan current meter ini terdiri dari: baling-

baling, contact box, head phone.

2. Kegiatan Operasi dan Pemeliharan meliputi :

• Pengumpulan kertas catatan muka air dari AWLR

• Melakukan pengukuran debit dalam jumlah yang cukup untuk membentuk

rating curve

• Melakukan pengukuran debit periodik untuk men-check rating curve yang

telah ada dan melakukan perubahan jika terjadi penyimpangan

• Melakukan inspeksi periodik dan acak (mendadak) apakah pengamat AWLR

telah menjalankan tugasnya dengan baik dan benar.

• Menyediakan bahan dan peralatan termasuk suku cadang meliputi kertas

dan tinta AWLR, alat komunikasi, alat tulis, alat penerangan dan keamanan

• Menjaga agar bangunan dan instrument peralatan dapat berfungsi dengan

baik. Membersihkan gangguan aliran (pepohonan, sampah). Khususnya

kestabilan dasar sungai perlu diamati menerus agar tidak ada perubahan

yang tanpa review terhadap kondisi dasar sungai baru.



3. Permasalahan dalam operasi dan pemeliharaan stasiun pengamatan

muka air

• Terjadi perubahan pada tampang sungai akibat sedimentasi, gerusan atau

munculnya vegetasi yang mengubah hubungan H – Q. Perlu dilakukan

serangkaian pengukuran H-Q baru berdasar kondisi yang sekarang dan

dilakukan koreksi.

• Terjadi perubahan berupa pembendungan di hilir, maka perlu dilakukan

pengukuran kemiringan memanjang muka air. Ini dilakukan dengan

memasang staff gauge di hilir stasiun dan dicatat angkanya pada saat

dilakukan pengukuran debit di stasiun pengamat. Kejadian dan langkah

serupa dapat terjadi dan perlu dilakukan di sungai dengan kemiringan dasar

amat landai sehingga tidak terbentuk hubungan H-Q yang ‘unique’.

• Pada beberapa sungai yang membawa banyak sedimen, pipa penghubung

antara stasiun dan muka air sungai sering tersumbat. Perlu dilakukan

pemeriksaan rutin sehingga perubahan muka air sungai teramati sesuai

dengan naik turunnya pelampung di AWLR. Jika terjadi sumbatan perlu

dilakukan penggalian di sungai dan pengglontoran dari AWLR agar pipa

penghubung terbuka dan berfungsi kembali.


1. Pengukuran debit sungai dapat dilakukan secara langsung dan tidak

langsung. Pengukuran langsung dengan mengukur kecepatan aliran dan luas

tampang basah langsung di sungai, sedangkan pengukuran tidak langsung

dengan mengukur parameter alur sungai dan atau tanda bekas banjir. Besamya

aliran (m3) tiap waktu (detik) atau disebut debit tergantung pada luas tampang

aliran dan kecepatan aliran rerata. Pendekatan nilai debit dilakukan dengan

cara mengukur tampang aliran dan mengukur kecepatan aliran tersebut. Cara

ini merupakan prosedur umum dalam pengukuran debit sungai secara

langsung.

2. Beberapa cara pengukuran kecepatan arus aliran sungai yang banyak

digunakan adalah sebagai berikut:

• Metoda Mean Section

• Mid Section Method



• Pengukuran Kecepatan Arus dengan Pelampung

3. Pengukuran debit secara tidak langsung dapat dilaksanakan dengan dua

cara, yaitu cara luas kemiringan (slope area method) dan cara ambang (Rumus

Peluapan).


1. Terbentuknya sebuah plotting hubungan H – Q

Hasil pengukuran debit (Q m3/det) selalu bersesuaian dengan ketinggian muka

air tertentu (H m). Jika setiap hasil pengukuran Q dan H dari berbagai ketinggian

muka air diplot dalam sebuah grafik terbentuklah sebuah plotting hubungan H

– Q, grafik ini disebut grafik discharge rating curve atau Rating Curve.

2. Dikenal ada 3 tipe kendali tergantung kondisi sungai dan alirannya sebagai

berikut:

• Aliran rendah biasanya ditentukan oleh kendali tampang sungai

• Aliran tinggi biasanya ditentukan oleh kendali saluran

• Aliran menengah dapat ditentukan oleh kendali tampang dan saluran sungai

3. Kendali tampang sungai (section control) adalah kondisi spesifik tampang

sungai di hilir yang mengendalikan hubungan H – Q di lokasi pengukuran.

Adapun kunci jawaban dari soal evaluasi formatif, sebagai berikut :

1. c (evaporasi, transpirasi, kondensasi dan presipitasi)

2. e (benar semua)

3. d (pelampung)

4. b (tampang aliran dan mengukur kecepatan aliran tersebut)

5. a (kondisi alam dan kondisi buatan)

Modul 4 Hidrologi Sungai · 2018-04-27 · Modul 4 Hidrologi Sungai Pusat Pendidikan dan Pelatihan...

Documents

Transcript of Modul 4 Hidrologi Sungai · 2018-04-27 · Modul 4 Hidrologi Sungai Pusat Pendidikan dan Pelatihan...