pengukuran debit aliran permukaan

LAPORAN  PRAKTIKUM

HIDROLOGI LINGKUNGAN

OLEH

                                          NAMA                 : Diah Esminarni

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL

“Veteran” YOGYAKARTA

2011

 

 

 

 

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.

ü    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.

ü    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

a                   Slope 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

α                =

=

= 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

α             =

=

= 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 dan
kedalaman 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.

DAFTAR PUSTAKA

http://caryos.blogspot.com/2008/03/komponen-komponen-penyusun-debit-sungai.html

Buku petunjuk praktikum Hidrologi Lingkungan Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknologi Mineral UPN “Veteran” Yogyakarta.2011

TABEL PERHITUNGAN METODE PELAMPUNG

NO

Media

Jarak

(m)

Lebar

(m)

Kedalaman pelampung

(m)

Kedalaman sungai

(m)

Waktu

(s)

1

Gabus

10

9

0

0.5

8.7

2

Pasir

10

9

13 cm = 0.13

0.5

16.14

3

Kerikil

10

9

18.5 cm = 0.185

0.5

1427

TABEL PERHITUNGAN METODE CURRENT METER

TITIK

0.2

0.8

I

0.6 m/s

0.4 m/s

II

0.7 m/s

0.6 m/s

III

0.6 m/s

0.4 m/s

About these ads

Tentang envirogirls

cintailah dunia ini maka engkau akan memiliki dunia ini.
Tulisan ini dipublikasikan di Uncategorized. Tandai permalink.

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s