ALIRAN PERMUKAAN

Pengukuran debit dengan bantuan alat ukur current meter atau sering dikenal sebagai pengukuran debit melalui pendekatan velocity-area method yang paling banyak digunakan dan berlaku untuk kebanyakan aliran sungai. Current meter berupa alat yang berbentuk propeller dihubungkan dengan kotak pencatat ( monitor yang akan mencatat jumlah putaran selama propeller tersebut berada dalam air) kemudian dimasukan ke dalam sungai yang akan diukur kecepatan alirannya.Bagian ekor alat tersebut yang berbentuk seperti sirip akan berputar karena gerakan lairan air sunagi.Kecepatan lairan air akan ditentukan dengan jumlah putaran per detik yang kemudian dihitung akan disajikan dalam monitor kecepatan rata-rata aliran air selama selang waktu tetentu..Pengukuran dilakukan dengan membagi kedalaman sungai menjadi beberapa bagian dengan leber permukaan yang berbeda.Kecepatan aliran sungai pada setiap bagian diukur sesuai dengan kedalaman. (Prjitno, 1994)

Cara pengukuran lainnya selain dengan menggunakan alat Current meter, dalam pengukuran kecepatan aliran sungai juga dapat dilakukan dengan metode apung (floating method). Caranya dengan menempatkan benda yang tidak dapat tenggelam di permukaan aliran sungai untuk jarak tertentu dan mencatat waktu yang diperlukan oleh benda apung tersebut bergerak dari satu titik pengamatan ke titik pengamatan lain yang telah ditentukan.Benda apung yang digunakan dalam pengukuran ini pada dasarnya adalah benda apa saja sapanjang dapat terapung dalam aliran sungai.Pemilihan tempat pengukuran sebaiknya pada bagian sungai yang relatiflurus dengan tidak banyak arus tidak beraturan.Jarak antara dua titik pengamatan yang diperlukan ditentukan sekurang-sekurangnya yang memberikan waktu perjalanan selama 20 detik (Sosrodarsono, 1999)

1. Pengukuran dengan pelampung

Terdapat dua tipe pelampung yang digunakan yaitu: (i) pelampung permukaan, dan (ii) pelampung tangkai. Tipe pelampung tangkai lebih teliti dibandingkan tipe pelampung permukaan. Pada permukaan debit dengan pelampung dipilih bagian sungai yang lurus dan seragam, kondisi aliran seragam dengan pergolakannya seminim mungkin. Pengukuran dilakukan pada saat tidak ada angin. Pada bentang terpilih (jarak tergantung pada kecepatan aliran, waktu yang ditempuh pelampunh untuk jarak tersebut tidak boleh lebih dari 20 detik) paling sedikit lebih panjang dibanding lebar aliran. Kecepatan aliran permukaan ditentukan berdasarkan rata rata yang diperlukan pelampung menempuh jarak tersebut. Sedang kecepatan rata rata didekati dengan pengukuran kecepatan permukaan dengan suatu koefisien yang besarnya tergantung dari perbandingan antara lebar dan kedalaman air. (Harsoyo, 1997)

Dalam pelepasan pelampung harus diingat bahwa pada waktu pelepasannya, pelampung tidak stabil oleh karena itu perhitungan kecepatan tidak dapat dilakukan pada saat pelampung baru dilepaskan, keadaan stabil akan dicapai 5 detik sesudah pelepasannya. Pada keadaan pelampung stabil baru dapat dimulai pengukuran kecepatannya. Debit aliran diperhitungkan berdasarkan kecepatan rata rata kali luas penampang. Pada pengukuran dengan pelampung, dibutuhkan paling sedikit 2 penampang melintang. Dari 2 pengukuran penampang melintang ini dicari penampang melintang rata ratanya, dengan jangka garis tengah lebar permukaan air kedua penampang melintang yang diukur pada waktu bersama sama disusun berimpitan, penampang lintang rata-rata didapat dengan menentukan titik titik pertengahan garis garis horizontal dan vertikal dari penampang itu, jika terdapat tiga penampang melintang, maka mula mula dibuat penampang melintang rata rata antara penampang melintang rata rata yang diperoleh dari penampang lintang teratas dan terbawah. (Purnomo 2008)

Pengukuran dengan pelampung prinsip pengukurannya dengan metode kecepatan aliran diukur dengan menggunakan pelampung, luas penampang basah (A) ditetapkan berdasarkan pengukuran lebar permukaan air dan kedalaman air. Persamaan debit yang diperoleh adalah

Q = A x k x U

Keterangan :

Q = debit aliran (m3/dt)

A = luas penampang basah (m2)

U= kecepatan pelampung (m/dt)

K= koefisien pelampung

Nilai k tergantung dari jenis pelampung yang digunakan, nilai tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Y.B. Francis) sebagai berikut:

k = 1 0,116 ( 1 - - 0,1)

Keterangan :

= kedalaman tangkai (h) per kedalaman air (d), yaitu kedalaman bagian pelampung yang tenggelam dibagi kedalaman air

(Richards, 1998)

ALIRAN PERMUKAAN

Salah satu alat yang digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran permukaan adalah current meter. Alat ini terdiri dari flow detecting unit dan counter unit. Aliran yang diterima detecting unit akan terbaca pada counter unit, yang terbaca pada counter unit dapat merupakan jumlah putaran dari propeler maupun langsung menunjukkan kecepatan aliran. Untuk jenis yang tidak langsung menunjukkan kecepatan aliran, aliran di hitung terlebih dahulu dengan memasukkan dalam rumus yang sudah di buat oleh pembuat alat untuk tiap-tiap propeler.

Pada jenis yang menunjukkan langsung, kecepatan aliran yang sebenarnya diperoleh dengan mengalihkan faktor koreksi yang dilengkapkan pada masing-masing alat bersangkutan. Propeler pada detecting unit dapat berupa : (i) mangkok, (ii) bilah, dan (iii) sekrup. Bentuk dan ukuran propeler ini berkaitan dengan besar kecilnya aliran yang akan diukur.

Debit aliran dihitung dari rumus : Q = V.A, dengan V = kecepatan aliran, dan A = luas penampang. Dengan demikian dalam pengukuran tersebut di samping harus mengukur kecepatan aliran, diukur pula luas penampangnya.

Distribusi kecepatan untuk tiap bagian pada saluran tidak sama, distribusi kecepatan tergantung pada : (i) bentuk saluran, (ii) kekasaran saluran, dan (iii) kondisi kelurusan saluran. Dalam penggunaan curent meter pengetahuan mengenai distribusi kecepatan ini amat penting. Hal ini bertalian dengan penentuan kecepatan aliran yang dapat dianggap mewakili rata-rata kecepatan pada bidang tersebut.

Dari hasil penelitian United Stated Geological Survey aliran air di saluran (stream) dan sungai mempunyai karakteristik distribusi kecepatan sebagai berikut :

1. Kurva distribusi kecepatan pada penampang melintang berbentuk parabolik

2. Lokasi kecepatan maksimum berada antara 0,05 s/d 0,25 h kedalam air dihitung dari permukaan aliran

3. Kecepatan rata-rata berada 0,6 kedalaman di bawah permukaan air

4. Kecepatan rata-rata 85 % kecepatan permukaan

5. Untuk memperoleh ketelitian yang lebih besar dilakukan pengukuran secara mendetail ke arah vertical dengan menggunakan integrasi dari pengukuran-pengukuran tersebut dapat dihitung kecepatan rata-ratanya . Dalam pelaksanaan kecepatan rata-rata dapat diperoleh dengan :

a. mengukur kecepatan pada titik 0,6 kedalaman dengan kecepatan rata-rata = kecepatan pada titik tersebut

b. mengukur kecepatan pada titik 0,2 kedalaman dan 0,8 kedalaman, dengan kecepatan rata-rata = 0,5 (kecepatan pada 0,2 h + kecepatan pada 0,8h)

c. mengukur kecepatan pada titik pengukuran yaitu pada 0,2 h ; 0,6h dan 0,8h., dengan kecepatan rata-rata = 0,5 (kecepatan pada 0,2 h + 2 kecepatan pada 0,6 + kecepatan pada 0,8h)

Jumlah titik pengukuran berkaitan dengan kedalaman aliran ; Jumlah titik pengukuran pada berbagai kedalaman sesuai dengan daftar berikut :

Tabel 5.1. Jumlah titik pengukuran pada berbagai kedalaman

Kedalaman saluran (h) dalam m

Jumlah titik pengukuran

Titik kedalaman pengukuran

0,0 0,6

1

0,6 h

0,6 3,0

2

0,2 h; 0,8 h

3,0 6,0

3

0,2 h; 0,6 h; 0,8 h

> 6,0

4

0,2 h; 0,6 h; 0,8 h dan pada dasarnya

Pengukuran luas penampang aliran dilakukan dengan membuat profil penampang melintangnya dengan cara mengadakan pengukuran kearah horizontal (lebar aliran) dan kearah vertikal (kedalam aliran).

Luas aliran merupakan jumlah luas tiap bagian (segment) dari profil yang terbuat. Pada tiap bagian tersebut diukur kecepatan alirannya (sesuai dengan yang telah diterangkan dimuka).

Debit aliran di segment (Qi) = Ai.Vi

dimana : Qi = debit aliran pada segment i

Ai = luas aliran pada segment 2i

Vi = kecepatan aliran pada segment i

Debit aliran (Qtot) = jumlah debit untuk tiap segment

(5.1)

Untuk memperoleh hitungan luas dan debit pada tiap segment, garis pengukuran dalamnya air 2 kali banyaknya garis pengukuran kecepatan, akan diperoleh hasil seperti pada gambar berikut :

dasar saluran

Vd

b

b

c

d

e

b = interval pengukuran kedalaman air

c,d,e= dalamnya air tiap pengukuran

Vd = kecepatan rata-rata pada garis pengukuran

= garis pengukuran kedalaman

air

= garis pengukuran kecepatan

aliran

Maka luas untuk segment tersebut (Fd) :

Debit aliran pada segment tersebut (Qd) :

Qd = Fd x Vd

Pengukuran luas penampang tergantung pada stabilitas dasar sungai. Pada dasar sungai yang stabil, hasil suatu pengukuran dapat dipakai untuk 3 5 kali pengukuran debit. Apabila dasar sungai tidak stabil, pengukuran luas penampang harus dilakukan setiap kali pengukuran debit. Jika dasar sangat tidak stabil dimana deformasi terjadi pada waktu pengukuran kecepatan aliran, maka pengukuran dilakukan 2 kali, yaitu sebelum dan sesudah pengukuran kecepatan aluran dan kedalaman di tentukan dari hasil rata-rata kedua pengukuran tersebut.

2. Pengukuran dengan pelampung

Terdapat dua type pelampung yang digunakan yaitu : (i) pelampung permukaan, dan (ii) pelampung tangkai. Tipe pelampung tangkai lebih teliti dibanding dengan type pelampung permukaan. Pada pengukuran debit dengan pelampung dipilih bagian sungai yang lurus dan seragam, kondisi aliran seragam dengan pergolakannya seminim mungkin. Pengukuran dilakukan pada saat tidak ada angin.

Pada bentang terpilih (jarak tergantung pada kecepatan aliran, waktu yang ditempuh pelampung untuk jarak tersebut tidak boleh lebih dari 20 detik) paling sedikit lebih panjang dibanding lebar aliran. Kecepatan aliran permukaan ditentukan berdasarkan rata-rata yang diperlukan pelampung menempuh jarak tersebut. Sedang kecepatan rata-rata didekati dengan pengukuran kecepatan permukaan dengan suatu koefisien yang besarnya tergantung dari perbandingan antara lebar dan kedalaman air.

Koefisien kecepatan pengaliran dari pelampung permukaan sbb :

B/H

5

10

15

20

30

40

Vm/Vs

0,98

0,95

0,92

0,90

0,87

0,85

Keterangan :

B= lebar permukaan aliran

H= kedalaman air

Vm= kecepatan rata-rata

Vs= kecepatan pada permukaan

Pada pelampung tangkai koefisien kecepatan dapat dihitung dengan rumus Francis :

dimana : = koefisien

V = kecepatan rata-rata

u = kecepatan pelampung

Dalam pelepasan pelampung harus diingat bahwa pada waktu pelepasannya, pelampung tidak stabil oleh karena itu perhitungan kecepatan tidak dapat dilakukan pada saat pelampung baru dilepaskan; keadaan stabil akan dicapai 5 sekon sesudah pelepasannya. Pada keadaan pelampung stabil baru dapat dimulai pengukuran kecepatannya. Debit aliran diperhitungkan berdasarkan kecepatan rata-rata kali luas penampang. Pada pengukuran dengan pelapung, dibutuhkan paling sedikit 2 penampang melintang. Dari 2 pengukuran penampang melintang ini dicarai penampang melintang rata-ratanya, dengan jangka garis tengah lebar permukaan air kedua penampang melintang yang diukur pada waktu bersama-sama disusun berimpitan; penampang lintang rata-rata didapat dengan menentukan titik-titik pertengahan garis-garis horizontal dan vertikal dari penampang itu, jika terdapat tiga penampang melintang, maka mula-mula dibuat penampang melintang rata-rata antara penampang yang ditengah dengan penampang melintang rata-rata yang diperoleh dari penampang lintang teratas dan terbawah.

Debit aliran kecepatan rata-rata :

Q = C.Vp.Ap .. (5.2)

dimana :

Q = debit aliran

C = Koefisien yang tergantung dari macam pelampung yang digunakan

Vp = kecepatan rata-rata pelampung

Ap = luas aliran rata-rata

1. METODE PENGUKURAN DEBIT AIR

Perlu diingat bahwa distribusi kecepatan aliran di dalam alur tidak sama arah horisontal maupun arah vertikal. Dengan kata lain kecepatan aliran pada tepi alur tidak sama dengan tengah alur, dan kecepatan aliran dekat permukaan air tidak sama dengan kecepatan pada

Dasar alur.

Distribusi Kecepatan AliranA : teoritis

B : dasar saluran kasar dan banyak tumbuhan

C : gangguan permukaan (sampah)

D : aliran cepat, aliran turbulen pada dasar

E : aliran lambat, dasar saluran halus

F : dasar saluran kasar/berbatu

Menurut mayong.(situs mayong)

Ada beberapa metode pengukuran debit aliran sungai yaitu :

Area-velocity method

Fload area method

Metode kontinyu

1)Velocity Method

Pada prinsipnya adalah pengukuran luas penampang basah dan kecepatan aliran. Penampang basah (A) diperoleh dengan pengukuran lebar permukaan air dan pengukuran kedalaman dengan tongkat pengukur atau kabel pengukur. Kecepatan aliran dapat diukur dengan metode : metode current-meter dan metode apung.

Current meter adalah alat untuk mengukur kecepatan aliran (kecepatan arus). Ada dua tipe current meter yaitu tipe baling-baling (proppeler type) dan tipe canting (cup type). Oleh karena distribusi kecepatan aliran di sungai tidak sama baik arah vertikal maupun horisontal, maka pengukuran kecepatan aliran dengan alat ini tidak cukup pada satu titik. Debit aliran sungai dapat diukur dengan beberapa metode. Tidak semua metode pengukuran debit cocok digunakan. Pemilihan metode tergantung pada kondisi (jenis sungai, tingkat turbulensi aliran) dan tingkat ketelitian yang akan dicapai.

2) Pengukuran Debit dengan Cara Apung (Float Area Methode)

Jenis-jenis pelampung dapat dilihat pada Gambar dibawah ini..Prinsip :

kecepatan aliran (V) ditetapkan berdasarkan kecepatan pelampung (U)

luas penampang (A) ditetapkan berdasarkan pengukuran lebar saluran (L) dan kedalaman saluran (D)

debit sungai (Q) = A x V atau A = A x k dimana k adalah konstanta

Q = A x k x UQ = debit (m3/det)

U = kecepatan pelampung (m/det)

A = luas penampang basah sungai (m2)

k = koefisien pelampung

Pengukuran Debit denganCurrent-meterPrinsip :

kecepatan diukur dengancurrent-meter

luas penampang basah ditetapkan berdasarkan pengukuran kedalaman air dan lebar permukaan air. Kedalaman dapat diukur dengan mistar pengukur, kabel atau tali.

Pengukuran :

Ada 4 cara pengukuran kecepatan aliran yang disajikan dalam Tabel berikut :

Cara Pengukuran Kecepatan Aliran

Keterangan :

Vs di ukur 0,3 m dari permukaan air

Vb di ukur 0,3 m di atas dasar sungai

Kecepatan aliran dihitung berdasarkan jumlah putaran baling-baling per waktu putarannya (N = putaran/dt). Kecepatan aliran V = aN + b dimana a dan b adalah nilai kalibrasi alat current meter. Hitung jumlah putaran dan waktu putaran baling-baling (dengan stopwatch).

3) Pengukuran Debit dengan Metode Kontinyu

Current meter diturunkan kedalam aliran air dengan kecepatan penurunan yang konstant dari permukaan dan setelah mencapai dasar sungai diangkat lagi ke atas dengan kecepatan yang sama.

Pengukuran Debit dengan Metode KontinyuCurrent meter diturunkan kedalam aliran air dengan kecepatan penurunan yang konstant dari permukaan dan setelah mencapai dasar sungai diangkat lagi ke atas dengan kecepatan yang sama.

Namun menurut Chay asdak metode pengukuran debit air di bagi dalam 4 katagori

1. Pengukuran air sungai.

Biasanya dilakukan untuk aliran air (sungai) lambat. Pengukuran debit dengan cara ini dianggap paling akurat, terutama untuk debit aliran lambat seperti pada aliran mata air. Cara pengukurannya dilakukan dengan menentukan waktu yang di perlukan untuk mengisi kontainer yang telah diketahui volumenya. Prosedur yang biasa dilakukan untuk pengukuran debit dengan cara pengukuran volume adalah dengan membuat dam kecil (atau alat semacamweir) disalah satu bagian dari badan aliran air yang akan diukur. Gunanya adalah agar aliran air dapat terkonsentrasi pada satuoutlet. Di tempat tersebut pengukuran volume air dilakukan. Pembuatan dam kecil harus sedemikian rupa sehingga permukaan air di belakang dam tersebut cukup stabil. Besarnya debit aliran dihitung dengan cara:

Q =/t

Q = debit (m3/dt)

= volume air (m3)

t = waktu pengukuran (detik)

2. Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas penampang melintang sungai.

Yaitu pengukuran debit dengan bantuan alat ukurcurrent meteratau sering dikenal sebagai pengukur debit melalui pendekatanvelocity-area methodpaling banyak dipraktikan dan berlaku untuk kebanyakan aliran sungai.

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

Sering digunakan untuk jenis sungai yang aliran airnya tidak beraturan (turbulence). Untuk maksud-maksud pengukuran hidrologi, bahan-bahan penelusur (tracers),

1. Mudah larut dalam aliran sungai

2. Bersifat stabil

3. Mudah dikenali pada kosentrasi rendah.

4. Tidak bersifat meracuni biota perairan dan tidak menimbulkan dampak (negatif) yang permanen pada badan perairan.

5. Relatif tidak terlalu mahal harganya.

4. pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukur debit sepertiweir(aliran lambat) atau aliran air cepat.

Persoalan yangsering muncul ketika melakukan pengukuran debit sungai mendorong para ahli hidrologi mengembangkan alat/bangnan pengontrol aliran sungai untuk tujuan pengukuran debit.bangnan tersebut antara lain,weirdanflume. Cara kerja banganunan pengukur debit tersebut diatas adalah dengan menggunakan kurva aliran untuk mengubah kedalaman aliran air menjadi debit. Perbedaan pemakaian kedua alat tersebut adalah bahwaflumedigunakan untuk mengukur debit pada sungai dengan debit aliran besar, sering disertai banyak sampah atau bentuk kotoran lainnya. Sedangkan aliran air kecil atau dengan ketinggian aliran (h) tidak melebihi 50 cm. Biasanya dipakaiweir. Aliran yang melewati lempenganweirakan menunjukan besar kecilnya debit di tempat tersebut. Kegunaan utama alat tersebut adalah untuk mengurani kesalahan dalam menentukan hubungan debit (Q) dan tinggi muka air.

Perkiraan debit empiris

Dibanyak negara berkembang, terutama di daera-daerah terpencil alat pencatat aliran air sangat terbatas dan kalau tersedia sering kali dalam kondisi kurang memadai. Namun demikian, terlepas dari segala kekurangan yang ada, prakiraan besarnya aliran air, betapapun kasarnya, sangat diperlukan untuk mengevaluasi keadaan DAS atau untuk merancang bangunan pengairan, terutama dalam kaitannya pengendali banjir. Untuk mengatasi permasalahan seperti tersebut diatas, berikut ini akan dikemukan teknik atau metoda untuk memprakirakan besarnya debit dengan menggunakan persamaan empiris.

Pada tempat-tempat seperti tersebut diatas, karena keterbatasan alat ukur debit, besarnya debit biasanya ditentukan secara tidak langsung(indirect measurement). Cara yang sering digunakan untuk memprakirakan besarnya debit dalam kasus ini adalah melelui pendekatanslope-area method. Salah satu metoda yang sering digunakan untuk mengukur kecepatan aliran air melalui pendekatanslope-area methodadalah persamaanManning. Bentuk persamaanManninguntuk memperoleh angka kecepatan

aliran pada saluran terbuka adalah, seperti yang disajikan pada gambar tabel di bawah ini;

Hidrograf Aliran

Konsep unit hidrograf (UHG) memberikan dasar berbagai model hidrologi yang lebih rumit dan pemakaian yang lebih luas dibandingkan dengan metoda rasional. Kegunaan utama metoda UHG adalah untuk menganalisa proyek-proyek pengendalian banjir. Dua faktor utama untuk menentukan bentuk hidrograf adalah karateristek Das dan iklim. Unsur iklim yang perlu diketahui adalah jumlah curah hujan total, intensitas hujan, dan suhu.

Sherman (19320 memperkenalkan metoda untuk memperkirakan dan menelusuri debit sungai yang kemudian dikenal sebagai metoda UHG. UHG dibentuk dari data aliran sungai dari suatu Das sebagai respon curah hujan. Sherman mendefenisikan UHG sebagai berikut:

Dengan kata lain. UHG mewakili 1 inch (2.5 cm) air larian (direct runoff) suatu DAS. Debit puncak dan lama waktu aliran tidak berubah untuk curah hujan yang jatuh dalam selang waktu tertentu. Selang waktu biasanya dipilih antara seperempat sampai setengah dari waktu yang diperlukan untuk tercapainya debit puncak (Qp). Curah hujan efektif (exess rainfall) biasanya dianggap sebagai curah hujan total dikurangi air infiltrasi. Sedang sisanya, air larian, akan memerlukan waktu sama dengan waktu konsentrasiTcuntuk mencapai lokasi pengamatan (outlet). UHG berhenti ketika air larian terakhir dari tempat yang paling jauh mencapai lokasi pengamatan.

ACARA 4

PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN DEBIT ALIRAN PERMUKAAN

( SUNGAI )

1. I.TUJUAN

Mahasiswa dapat mengukur debit saluran atau sungai dengan menggunakan berbagai cara, diantaranya adalah:

1. Velocity Area Method (current meter dan pelampung)

2. Slope Area Method

1. II.ALAT DAN BAHAN

current meter

meteran

pelampung

selang

ember plastik

yallon

stopwatch

1. III.DASAR TEORI

Debit adalah jumlah aliran air (volume) yang mengalir melalui suatu penampang dalam waktu tertentu, umumnya dinyatakan dalam satuan volume/waktu yaitu (m3/detik). Pengukuran debit pada waktu-waktu tertentu dapat digunakan sebagai bahan analisis. Makin banyak pengukuran dilakukan, makin teliti datanya, akan tetapi dalam menentukan jumlah pengukuran tergantung dari tujuan, kepekaan sungai, dan ketelitian yang akan dicapai.

Data debit atau aliran sungai merupakan informasi yang paling penting bagi pengelola sumberdaya air. Debit puncak (banjir) diperlukan untuk merancang bangunan pengendali banjir. Sementara data debit aliran kecil diperlukan untuk perencanaan alokasi (pemanfaatan) air untuk berbagai macam keperluan, terutama pada musim kemarau pamjang. Debit aliran rata-rata tahunan dapat memberikan gambaran potensi sumberdaya air yang dapat dimanfaatkan dari suatu daerah aliran sungai.

Penentuan tempat untuk pengukuran debit dapat dipertimbangkan berdasarkan:

1. Kondisi tempat

2. Yang dipertimbangkan adalah:

Ketelitian pengukuran

Kestabilan penampang sungai

1. Kondisi tempat

Dapat dipakai untuk mengukur aliran rendah sampai tinggi

Pada bagian yang relatif lurus

Penampang sungai reguler

Penampang sungai stabil

Tidak ada pengaruh alir balik, jauh dari cabang sungai atau muara

Tidak ada tumbuhan air

Perubahan tinggi muka air nyata

1. Jaringan stasiun pengukuran

Untuk pemasangan stasiun aliran perlu memperhatikan kondisi tempat dan jaringan stasiun:

1. Mempertimbangkan tujuan penelitian

2. Mempertimbangkan kerekayasaan

3. Memperhatikan tipe stasiun (stasiun utama, sekunder, khusus)

4. Kepadatan stasiun aliran

Pengukuran debit dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu pengukuran secara langsung dan tidak langsung.

Pengukuran Secara Langsung

Pengukuran ini dapat dilakukan dengan cara volumetric dan cara ambang ukur. Cara volumetric merupakan cara yang paling sederhana. Aliran dimasukkan dalam bejana ukur, dan dicatat waktunya, sehingga didapat Q = V/T. Cara ambang ukur dapat menggunakan bangunan air yang mempunyai hubungan tertentu tergantung dari dimensinya. Acara ini tidak membahas pengukuran secara langsung.

Pengukuran Secara Tidak Langsung

1. 1.Velocity Area Method

Pada prinsipnya untuk mengetahui debit suatu aliran, dilakukan pengukuran kecepata aliran dan penampang basah sungai. Rumus yang digunakan adalah:

Q = A V

..(1)

dimana:

Q = debit aliran (m3/dt)

A = luas penampang basah (m2)

V = rerata kecepatan aliran (m/detik)

Penampang basah (A) diperoleh dengan pengukuran lebar permukaan air dan pengukuran kedalaman dengan tongkat pengukur atau kabel pengukur. Kecepatan aliran dapat diukur dengan metode current meter dan metode apung

1. a.Pengukuran dengan pelampung

Metode ini dapat dilakukan pada kondisi:

Kecepatan aliran tidak dapat diukur atau belum dapat diukur dengan menggunakan alat ukur arus karena darurat atau keadaan aliran membahayakan.

Kecepatan aliran melebihi kemampuan spesifikasi alat menurut jenis dan tipe alat ukur arus yang digunakan.

Diperlukan untuk penyelidikan debit sesaat pada saat survey pendahuluan.

Pada metode ini, diperoleh persamaan debitnya adalah sebagai berikut:

Q = A k V

(2)

dimana:

Q = debit aliran (m3/dt)

A = luas penampang basah (m2)

k = koefisien

V = kecepatan pelampung (m/dt)

Nilai k tergantung dari jenis pelampung yang dipakai, dan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

k = 1 0,116 (- 0,1)

.(3)

a = kedalaman tangkai (h) per kedalam air (d) yaitu kedalaman bagian pelampung yang tenggelam di bagian kedalam air

1. b.Pengukuran dengan current meter

Current meter adalah alat untuk mengukur kecepatan aliran. Distribusi kecepatan aliran di sungai tidak sama baik arah vertikal maupun horizontal sehingga pengukuran kecepatan dengan alat ini tidak cukup pada satu titk saja. Prinsipnya adalah makin cepat aliran, maka makin cepat putaran baling-baling pada alat. Kecepatan dihitung atas dasar jumlah putaran baling-baling dan waktu putaran. Setiap current meter mempunyai rumus kecepatan yang sudah pasti, dengan rumus adalah:

V = a + bN

..(4)

dengan:

V = kecepatan aliran

N = jumlah putaran per waktu putaran dihitung dengan alat penghitung putaran dan waktu dihitung dengan stopwatch.

a & b = konstanta tergantung dari jenis current meter dan diameter baling-baling

Pengambilan titik pengukuran dengan current meter berdasarkan kedalam air. Mengingat bahwa kecepatan aliran sungai tidak merata pada kedalam yang berbeda maka kedalaman vertikal yang diukur biasanya adalah pada kedalaman 0,2 dan 0,8 dari permukaan aliran untuk mencari kecepatan aliran rata-rata penampang vertikal sungai. Sedangkan cara pengukuran dapat dilakukan dengan metode (1), (2), (3), dan (5) titik

aSlope Area Method

Cara slope area dapat digunakan untuk menghitung debit secara tidak langsung, yaitu setelah banjir surut dengan menggunakan data bekas banjir pada tebing sungai atau pelekat yang dipasang pada jarak tertentu. Cara ini menggunakan rumus hidraulika, yaitu rumus Manning atau Cherry

V =

(5)

dengan:

Q = A V

V = kecepatan aliran (m/dt)

N = koefisien kekasaran Manning menurut Cowan

R = radius hidraulik = A/P

A = luas penampang basah (m2)

P = panjang dasar penampang basah (m)

S = kemiringan permukaan air

1. IV.PERHITUNGAN

Current Meter

Luas =

=

= 2.7 m2

1. a.20 %

Q1 = Luas penampang x V

= 2.7 x 0.6

= 1.62 m3/dtk

Q2 = Luas penampang x V

= 2.7 x 0.7

= 1.89 m3/dtk

Q3 = Luas penampang x V

= 2.7 x 0.6

= 1.62 m3/dtk

Qrata2 =

=

= 1.71 m3/dtk

1. b.80 %

Q1 = Luas penampang x V

= 2.7 x 0.4

= 1.08 m3/dtk

Q2 = Luas penampang x V

= 2.7 x 0.6

= 1.62 m3/dtk

Q3 = Luas penampang x V

= 2.7 x 0.4

= 1.08 m3/dtk

Qrata2=

=

= 1.26 m3/dtk

Pelampung

1. a.Gabus

A = Luas penampang

= 2.7 m2

V =

=

= 1.15 m/dtk

Q = A x V

= 2.7 x 1.15

= 3.105 m3/dtk

1. b.Pasir

h = 12 cm

d = 50 cm

=

=

= 0.26

K =1 0.1116 - 0.1

= 0.67

A = 2.7

V =

=

= 0.62 m/dtk

Q = A x K x V

= 2.7 x 0.67 x 0.62

= 1.12158 m3/dtk

1. c.Kerikil

h = 18.5 cm

d = 50 cm

=

=

= 0.37

K =1 0.1116 -1)

= 1 0.116 (0.69)

= 0.612996

A = 2.7

V =

=

= 0.70 m/dtk

Q = A x K x V

= 2.7 x 0.612996 x 0.70

= 1.15 m3/dtk

1. V.PEMBAHASAN

Pada percobaan yang di lakukan kali ini yaitu menentukan debit aliran sungai yang mana dalam pengukuran debit aliran ini dapat di lakukan dengan menggunkan dua cara yaitu:

Pengukuran debit dengan menggunakan cara pelampung

Pengukuran debit dengan menggunakan alat current meter

Pada pengukuran debit dengan menggunakan pelampung sangat sederhana sebab hanya menggunakan botol aqua yang memang praktikan siapkan sebelumnya, dan botol aqua tersebut di masukkan pasir dan krikil. Kemudian mencatat waktu dengan menggunakan stopwatch untuk mengukur berapa lama waktu yang dibutuhkan saat botol tersebut di lemparkan dari titik nol yang telah di tentukan sampai titik yang telah di tentukan juga yaitu 10 meter. Dan sebaiknya di lakukan pada bagian sungai yang relatif lurus sehingga dapat dengan mudah di lakukan pengukuran, dan sewaktu melemparkan botol praktikan harus memperhatikan dengan seksama karena botol harus tetap berada dalam posisi tegak sewaktu botol di lempar, dan apabila posisi botol setelah di lempar miring atau tidak berdiri tegak maka waktu tidak di anggap sah dan harus di ulangi sampai botol berdiri tegak. Dalam menghitung debit, parameter yang di gunakan antara lain : luas penampang, koefisien (K) tergantung dari jenis pelampung yang di gunakan dalam pengamatan dan kedalaman sungai.

Dari hasil percobaan yang di lakukan dengan menggunakan pelampung yang berisi pasir di peroleh hasil pengukuran debit pada pelampung berisi pasir adalah 1.12158 m3/dtk, pelampung yang berisi krikil debitnya sebesar 1.15 m3/dtk, dan gabus debitnya sebesar 3.105 m3/dtk. Dari hasil perhitungan yang di peroleh nilai debit di pengaruhi oleh kecepatan pelampung pada arus sungai, arah aliran sungai, dan jenis alat pemberatnya. Jika kecepatan pelampung yang semakin besar maka debit yang di peroleh juga besar dan sebaliknya. Jika kecepatan pelampung kecil maka debit yang di peroleh juga kecil. Sehingga semakin berat pelampung maka akan mempengaruhi kecepatan arus sungainya.

Sebelum menghitung debit sungai, terlebih dahulu menghitung luas penampang sungai. Luas penampang sungai dipengaruhi oleh lebar sungai dankedalaman sungai itu sendiri. Jika salah satu atau keduanya dari dua variabel tersebut mengalami perubahan maka luas penampang sungai akan mengalami perubahan.

1. VI.KESIMPULAN

Dalam praktikum yang di lakukan dua cara dalam mengukur debit sungai yaitu dengan menggunakan cara pelampung dan manggunakan alat berupa current meter.

Besarnya nilai debit pada pengukuran yang di lakukan tergantung dari kecepatan pelampung dan waktu yang di perlukan.

Dalam menghitung debit, parameter yang di gunakan antara lain : luas penampang, koefisien (K) tergantung dari jenis pelampung yang di gunakan dalam pengamatan dan kedalaman sungai.

Dari hasil percobaan yang di lakukan dengan menggunakan pelampung yang berisi pasir di peroleh hasil pengukuran debit pada pelampung berisi pasir adalah 1.12158 m3/dtk, pelampung yang berisi krikil debitnya sebesar 1.15 m3/dtk, dan gabus debitnya sebesar 3.105 m3/dtk, jadi debit adalah jumlah aliran air (volume) yang mengalir melalui suatu penampang dalam waktu tertentu (m3/dtk).

Dalam menggunakan cara pelampung pengukuran yang di lakukan pada bagian sungai yang relatif lurus sehingga lebih efektif dalam melakukan pengukuran.

Jika kecepatan pelampung yang semakin besar maka debit yang di peroleh juga besar dan sebaliknya, Jika kecepatan pelampung kecil maka debit yang di peroleh juga kecil.

Semakin berat pelampung maka akan mempengaruhi kecepatan arus sungainya.

Besar kecilnya nilai debit yang di peroleh di pengaruhi oleh besar kecilnya kecepatan pelampung.

(

)

1

,

0

1

116

,

0

1

-

-

-

=

=

l

g

u

V

air

dalamnya

pelampung

tangkai

kedalaman

=

l

Qi

Qtot

n

1

i

=

=

2

e

2d

c

x

b

Fd

+

+

=