Syifa Laporan Pengukuran Debit Aliran Sungai

Laboratorium Hidrogeologi 2015

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. 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 k

ita berkesempatan untuk melakukan acara lapangan bab ini pada sungai Babarsari, jadi kita

mengetahui bagaimana cara pengambilan datanya.

I.2. Maksud dan Tujuan

Maksud :

1. Praktikan dapat mengetahui prosedur pengukuran metode Current Meter dan Float di

Lapangan.

2. Dapat mengambil data yang ada di lapangan sesuai dengan data yang di perlukan pada

metode Current Meter dan Float.

Tujuan :

1. Mengetahui bagaimana cara menggunakan alat Current Meter.

2. Mengetahui cara pengukuran di Lapangan.

3. Menghitung data pengukuran debit sungai sesuai hasil data lapangan dengan

menggunakan perhitungan sesuai Metode masing-masing.

I.3. Alat dan Bahan

Nama : Syifa Oktaviani S 1NIM : 111.130.085Plug : 10


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. Tabel pengerjaan

7. Millimeter block A3

Gambar 1.1. Alat Current Meter

Sumber Google.image.co.id

I.4. Langakah Kerja

A. Metode Current Meter

1. Mengukur kecepatan aliran air

1) Merangkai Current Meter, membentangkan jarak dari tepi 1 ke tepi 2.

2) Pengukuran kecepatan aliran air menggunakan metode Current Meter pada jarak dan

kedalaman yang telah ditentukan, pengukuran di lakukan setiap jarak 50 cm atau

setengah nya per 1m (jarak yang di ambil). Dengan cara membaca jumlah putaran pada

layar yang ada pada alat Current Meter

3) Catat data yang di dapat pada tabulasi data.



2. Mengukur penampang sungai

1) Mengukur lebar penampang sungai dengan menggunakan meteran.

2) Ambil data kedalaman per 1 meter.

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

muka air sungai dengan menggunakan penggaris 1 m.

4) Catat data yang di dapat pada tabulasi data.

B. Metode Floating / Float

1) Ambil jarak membentang yang akan menjadi jalur bola ping pong di apungkan

2) Catat jarak tepian 1 ke tepian 2

3) Ukur kedalaman tepian 1 dan tepian 2

4) Siapkan stopwatch untuk mulai mengukur kecepatan pada waktu bola ping pong saat di

apungkan di atas permukaan sungai.

5) Apungkan bola pingpong tersebut ke jalur tepian 1 ke 2

6) Mulai jalankan waktu di stopwatch saat bola ping pong di apungkan dari jalur tepian

pertama, lalu stop waktu stopwatch saat bola sudah sampai pada tepian 2.

7) Catat hasil data yang didapat pada tabulasi data

8) Lakukan Perhitungan



BAB II

DASAR TEORI

II.1. 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 (1)

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

II.2. Metode 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, (2,II)

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.

II.3. Metode Tidak Langsung

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 (3,II)

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 (4,II)



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 (5,II)

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 (6,II)

5. V Nocth


Dimana :

v

C

X

L

=

=

=

=


konstanta, biasanya diambil 0,4

nilai yang tergantung pada lebar papan ukur (w)

Luas


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

V dan disertai alat ukur berskala.

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 (7,II)

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 (8,II)

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 (9,II)

Jika N > 0,95 maka V = (0,2588 . N ) + 0,0050 m/dt (10,II)

Misalnya : hasil pengukuran Current Meter jumlah putaran kincir 13, dalam waktu 10 detik.

Maka hitung harga (11,II)

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

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

= 0,341 m/dt


=


BAB III

PEMBAHASAN

III.1. 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 lepaskan bola pingpong

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

III.2. Perhitungan

a. Metode Current Meter

- Penampang 1

Tabel.III.1. Tabulasi Data Hasil Pengukuran dan Perhitungan pada Penampang 1

PanjangLebar (m)

KedalamanJumlah Putaran

WaktuKecepatan Luas

(m2)Debit (Q)

Dalam SungaiV V rata2



5,8

1 0,06 - 0,3

0,175

0,165

0,36603

0,33

1 0,18 - 0,4 0,285 0,24

1 0,1 - 0,5 0,21 0,18

1 0,2 - 0,3 0,45 0,72

1 0,37 - 0,1 0,685 0,65

0,8 0,15 - 0 0,26 0

ƩV= 0,27 ƩA= 2,005

Perhitungan Penampang 1 :

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

Luas

o A1 = (alas × t) ÷ 2 = (1 × 0,33) ÷ 2 = 0,165 m2

o A2 = ((b + c) × a) ÷ 2 = ((0,33 + 0,24) × 1) ÷ 2 = 0,285 m2

o A3 = ((c + d) × a) ÷ 2 = ((0,24 + 0,18) × 1) ÷ 2 = 0,21 m2

o A4 = ((d × e) × a) ÷ 2 = ((0,18 + 0,72) × 1) ÷ 2 = 0,45 m2

o A5 = ((e × f) × a) ÷ 2 = ((0,72 + 0,65) × 1) ÷ 2 = 0,685 m2

o A6 = (A × t) ÷ 2 = (0,8 × 0,65) ÷ 2 = 0,26 m2

Q = Vrata-rata × ƩA = 0,27 × 2,055 = 0,55485 m3/s

- Penampang 2


Lebar Lebar Kedalaman Jumlah Waktu N Kecepatan Luas Debit Dalam



Sungai (m) (m) Putaran (m2) (Q) SungaiV V

rata2

7,2 1 0,075 - - - 0,5 0,557 0,1 0,631 0,2

1 0,10 - - 0,6 0,2 0,2

1 0,10 - - 0,6 0,17 0,14

1 0,085 - - 0,7 0,45 0,15

1 0,075 - - 0,4 0,16 0,17

1 0,11 - - 0,6 0,85 0,2

1,2 0,11 - - 0,5 0,74 0,09

ƩV =3,9 ƩA = 1,134


Vrata-rata = ƩV ÷ 7 = 3,9 ÷ 7 = 0,557 m/s

Luas

o A1 = (alas × t) ÷ 2 = (1 × 0,2) ÷ 2 = 0,1 m2

o A2 = (P × L) = (1 × 0,2) = 0,2 m2

o A3 = ((c + d) × a) ÷ 2 = ((0,2+ 0,14) × 1) ÷ 2 = 0,17 m2

o A4 = ((d + e) × a) ÷ 2 = ((0,14 + 0,15) × 1) ÷ 2 = 0,145 m2

o A5 = ((e + f) × a) ÷ 2 = ((0,15 + 0,7) × 1) ÷ 2 = 0,16 m2

o A6 = ((f + g) × a) ÷ 2 = ((0,7 + 0,2) × 1) ÷ 2 = 0,185 m2

o A7 = ((g + h) × a) ÷ 2 = ((0,2 + 0,09) × 1) ÷ 2 = 0,174 m2

Q = Vrata-rata × ƩA = 0,557 × 1,134 = 0,6317 m3/s



- Penampang 3


PanjangLebar (m)

KedalamanJumlah Putaran

Kecepatan Luas (m2)

Debit (Q)

Dalam SungaiV V rata2

10,8

1 0,08 - 0,4

0,39

0,1

0,572

0,2

1 0,115 - 0,7 0,17 0,14

1 0,025 - 0,1 0,08 0,02

1 0,025 - 0,1 0,0225 0,025

1 0,025 - 0,4 0,0925 0,16

1 0,11 - 0,3 0,185 0,21

1 0,1 - 0,4 0,21 0,21

1 0,075 - 0,5 0,19 0,17

1 0,075 - 0,7 0,19 0,21

1 0,08 - 0,6 0,165 0,12

0,8 0,15 - 0,1 0,06 0

ƩV= 0,39 ƩA= 1,465




Vrata-rata = ƩV ÷ 11 = 4,3 ÷ 11 = 0,39

Luas

o A1 = (alas × t) ÷ 2 = (1 × 0,2) ÷ 2 = 0,1 m2

o A2 = ((b + c) × a) ÷ 2 = ((0,2+ 0,4) × 1) ÷ 2 = 0,17 m2

o A3 = ((c + d) × a) ÷ 2 = ((0,4+ 0,02) × 1) ÷ 2 = 0,08 m2

o A4 = ((d + e) × a) ÷ 2 = ((0,02 + 0,025) × 1) ÷ 2 = 0,0225 m2

o A5 = ((e + f) × a) ÷ 2 = ((0,025 + 0,16) × 1) ÷ 2 = 0,0925 m2

o A6 = ((f + g) × a) ÷ 2 = ((0,16 + 0,21) × 1) ÷ 2 = 0,185 m2

o A7 = (P × L) = (0,21 × 1) = 0,21 m2

o A8 = ((h + i) × a) ÷ 2 = ((0,21 + 0,17) × 1) ÷ 2 = 0,19 m2

o A9 = ((i + j) × a) ÷ 2 = ((0,17 + 0,21) × 1) ÷ 2 = 0,19 m2

o A10 = ((j + k) × a) ÷ 2 = ((0,21 + 0,12) × 1) ÷ 2 = 0,165 m2

o A11 = (alas × t) ÷ 2 = (0,12 × 0,8) ÷ 2 = 0,06 m2

Q = Vrata-rata × ƩA = 0,39 × 1,465 = 0,572 m3/s

b. Metode Pengapungan (float)

- Penampang 1

Diketahui : h1 = 0,3m, h2 = 0,21m, S = 11,2 m, t = 30s

Perhitungan :

V = S ÷ t = 11,2 ÷ 30 = 0,373 m2/s



A = ((a + b) × S) ÷ 2 = ((0,3+ 0,21) × 11,2) ÷ 2 = 2,856 m2

Q = V × A = 0,373 × 2,856 = 1,0652 m3/s

- Penampang 2

Diketahui : h1 = 0,07m, h2 = 0,25m, S = 12 m, t = 17s

Perhitungan :

V = S ÷ t = 12 ÷ 7 = 1,7142 m2/s

A = ((a + b) × S) ÷ 2 = ((0,07+ 0,25) × 12) ÷ 2 = 1,92 m2

Q = V × A = 1,7142 × 1,92 = 3,291 m3/s

- Penampang 3

Diketahui : h1 = 0,2m, h2 = 0,8m, S = 7 m, t = 10s

Perhitungan :

V = S ÷ t = 7 ÷ 10 = 0,7 m2/s

A = ((a + b) × S) ÷ 2 = ((0,2+ 0,18) × 7) ÷ 2 = 1,33 m

Q = V × A = 0,7 × 1,33 = 0,931 m3/s



III.3. Penampang Sungai

GambarIII.2. Penampang Metode Current Meter



Gambar III.3. Penampang metode Float

BAB V

KESIMPULAN

Dalam pengukuran debit sungai Babarsari,

1. Kita dapat mengetahui bagaimana mengukur Debit Aliran Sungai secara tidak langsung

dengan metode Current Meter dan metode Floating yang dimana data yang di ambil

sesuai dengan apa yang ada di lapangan.

2. Dapat mengetahui perbedaan pengukuran dari kedua metode tersebut

3. Mendapatkan hasil debit aliran sungai dari mekanisme metode yang berbeda,

4. Current kecepatannya berdasar dengan alat yang di ambil per 50 m

5. Float kecepatannnya di ambil dengan jarak per waktu.

6. Di dapatkan hasil debit aliran Penampang 1 metode Current Meter 0,55485 m3/s

Dan hasil debit metode Floating 1,0652m3/s


Dan hasil debit metode Floating 3,29 m3/s


Dan hasil debit metode Floating 0,931 m3/s


Syifa Laporan Pengukuran Debit Aliran Sungai

Documents

Transcript of Syifa Laporan Pengukuran Debit Aliran Sungai