laporan debit aliran sungai

Laboratorium Hidrogeologi 2015

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Hidrogeologi merupakan salah satu cabang ilmu geologi yang mempelajari

tentang interaksi antara keranghka batuan dan air tanah yang menyangkut aspek fisika

dan kimia. Salah satu bab yang dipelajari dalam ilmu hidrogeologi adalah debit

sungai. Debit sungai bertujuan untuk mengukur besarnya volume air yang mengalir di

suatu sungai per satuan waktu. Metode-metode yang dapat dilakukan untuk mengukur

debit sungai ada dua, metode langsung dan tidak langsung. Pengambilan data kali ini

melalui metode tidak langsung yaitu berupa metode current meter dan float. Pada

metode current meter digunakan alat pengukur kecepatan aliran air yang nantinya

dimasukkan ke dalan sungai. Sedangkan metode float menggunakan suatu media

pengapungan, dalam praktikum kali ini digunakan bola pingpong. Dari Pengukuran

debit sungai ini nantinya akan dapat diketahui naik turunnya volume air yang

mengalir di suatu sungai.

I.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dari acara lapangan ini yaitu agar praktikan dapat memahami

pengukuran debit sungai secara langsung di lapangan. Sedangkan tujuan dari acara

lapangan ini yaitu agar praktikan mendapatkan data debit sungai dengan metode

Current meter dan float di Sungai Babarsari.

I.3. Alat dan Bahan

1. Alat current meter,

2. Penggaris 1 m,

3. Meteran,

4. Stopwatch,

5. Tabulasi data,

6. Kertas milimeter blok,

Nama :Muflichatul MardziahPage 1

NIM : 111.130.027Plug : 6


7. Bola Pingpong

8. Alat tulis

9. Kalkulator

I.4. Langkah Kerja

Metode Current meter

1. Menentukan titik pertama pada sungai.

2. Membentangkan meteran untuk mengukur lebar sungai dan membaginya

menjadi beberapa segmen.

3. Mengukur kedalaman tiap segmen dengan menggunakan penggaris yang

dimasukkan hingga menyentuh dasar sungai.

4. Memasukkan alat current meter ke tiap segmen hingga setengah kedalaman

dan membaca nilai kecepatan yang tertera pada alat.

5. Mengulangi langkah-langkah di atas untuk mengukur pada 2 titik selanjutnya.

6. Membuat penampang sungai pada kertas milimeter blok dengan menggunakan

perbandingan skala.

7. Menghitung kecepatan rata-rata, luas penampang sungai, dan debit sungai

dengan menggunakan rumus.

Metode Float

1. Membentangkan meteran sepanjang 10 m secara lurus.

2. Mengalirkan bola pingpong dari titik awal ke titik akhir.

3. Mencatat waktu tempuh bola dari titik awal sampai titik akhir dengan

menggunakan stopwacth.

4. Melakukan langkah-langkah di atas untuk dua titik sungai selanjutnya.

5. Menggambar penampang metode float pada milimeter blok dengan

perbandingan skala.

6. Menghitung kecepatan aliran, luas penampang, dan debit sungai dengan

menggunakan rumus.


NIM : 111.130.027Plug : 6


I.5. Dasar Teori

Teori yang mendasari pengukuran debit ini adalah percobaan Darcy, yaitu

hukum Darcy, bahwa banyaknya volume air yang mengalir di tubuh sungai adalah

hasil kali antara kecepatan aliran dengan luas penampang media yang dialiri oleh air

sungai tersebut. Dapat di tulis dengan rumus:

Q = v . A

Dimana : Q = Debit aliran

V = Kecepatan aliran

A = Luas penampang

Pada umum nya pengukuran debit 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 debit dapat dilakukan dengan dua cara :

1. Pengukuran debit secara langsung

2. Pengukuran debit secara tidak langsung

I.5.1 Pengukuran Debit Secara Langsung

Pengukuran debit sungai secara langsung dapat dilakukan dengan dua cara,

yaitu :

1. Volumetric method

Pengukuran debit dengan cara ini dilakukan pada sungai kecil (debitnya kecil),

memakai bejana yang volumenya sudah diketahui, kemudian mengukur waktu yang

diperlukan untuk memenuhi persamaan:

Q = vt

Dimana: Q = Debit air

V = Volume bejana

T= waktu untuk memenuhi bejana


NIM : 111.130.027Plug : 6


2. Ambang atau 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

I.5.2 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

tertentu, kecepatan aliran sungai dapat diketahui. Dengan mengingat bahwa debit

adalah perkalian antara kecepatan aliran dengan luas penampang. Beberapa jenis alat

ukur debit aliran sungai secara tidak langsung:

1. Velocity Head Rod

Gambar I.1. Pengukuran ant dengan metode Velocity Head rod

(Sumber: Analisis Hidrologi, Sri Harto Br, 1993)

Alat ukur debit jenis ini terdiri dari papan berskala, dilengkapi dengan

pemberat yang dapat diputar. Dimana persamaan yang digunakan:

v = 2 . g . h

Dimana: V = Kecepatan rata-rata aliran sungai

G = Percepatan grafitasi

H = Selisih tinggi air akibat pemutaran papan ukur sebesar 90o

2. Trupp’s Ripple Meter


NIM : 111.130.027Plug : 6


Alat jenis ini terdiri dari rangkaian papan ukur dan batang kayu. Kecepatan

aliran dapat ditentukan dengan persamaan:

v = C + X . L

Dimana : V = Kecepatan rata-rata aliran sungai

C = konstanta,biasanya 0,4

X = Nilai yang tergantung pada lebar papan ukur

L = Luas

Gambar I.2. Pengukuran kecepatan arus dengan metode Trupp's Ripple meter


3. Pilot Meter

Alat ini biasanya digunakan untuk pengukuran kecepatan pengaliran didalam

pipa di laboratorium. Terdiri dari pipa bengkong yang dimasukan kedalam aliran.

4. Pengapungan (Float)

Gambar I.3. Pengukuran kecepatan arus dengan pelampung


Pengukuran kecepatan aliran dengan cara ini hanya untuk menaksir secara

kasar , karena hanya meliputi kecedpatan aliran di permukaan saja. Padahal


NIM : 111.130.027Plug : 6


sesungguhnya kecepatan rerata aliran sungai tidak hanya terdiri atas kecepatan

aliran bagian zat cair yang ada dipermukaan saja, tetapi juga kecepatan disetiap

kedalaman sungai, padahal besar kecepatan itu berbeda beda. Dimana:

v = st

5. V Nocth

Merupakan seperangkat alat yang terdiri dari papan yang salah satu sisinya

membentuk huruf V dan disertai alat ukur berskala.

6. Current Meter

Prinsip kerja dari alat ini adalah mengukur besarnya kecepatan arus

berdasarkan jumlah putaran kipas dalam alat. Setelah dihitung dari persamaan

v = (a + b) . N

Dimana : v = Kecepatan aliran

A = Kecepatan awal yang diperlukan untuk mengatasi gesekan

mekanis

B = Konstanta yang diperoleh dari kalibrasi alat

N = Jumlah putaran kipas perdetik

Selain itu dibutuhkan parameter luas penampang sungai (A) untuk

menghitung debit dimana : Q = v . A

Dalam praktikum pengukuran debit sungai ini kita akan memperagakan salah

satu metode pengukuran debit sungai secara tidak langsung yaitu current meter.

Keunggulan Current Meter

Alat ini dilengkapi dengan counter, yang menunujukan jumlah putaran baling-

baling. Alat ini banyak digunakan karena mudah dioperasikan untuk pengukuran

kecepatan aliran sungai untuk berbagai kedalaman. Selain itu untuk berbagai

kondisi lapangan, dapat dioperasikan langsung dengan memegang stang nya atau

kondisi yang tidak mungkin alat dapat diturunkan dengan kabel atau batang, pada

dasarnya cara kerjanya sama hanya cara kalibrasi nya berbeda ( Kalibrasi stang

dan kalibrasi bandu )


NIM : 111.130.027Plug : 6


Contoh Perhitungan Kecepatan Arus Dengan Stang :

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

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

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

Misal : hasil pengukuran current meter jumlh putaran kincir 13, dalam waktu

10 detik.

Maka harga N = Jumlah putaran/waktu= 13/10 = 1,3

Harga N 1,3 artinya > 0,95 sehingga rumus yang digunakan adalah

V = (0,2588 . 1,3 ) + 0,0050 = 0,314 m/dtk


NIM : 111.130.027Plug : 6


BAB II

METODOLOGI PENELITIAN

II.1 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam perhitungan debit sungai ini

menggunakan metode tak langsung yaitu:

a. metode current meter dan

b. metode pengapungan (floating).

II.2 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Pengambilan Data

Di Lapangan

Penghitungan

Data

Pengerjaan data

dan Laporan

Selesai

Gambar II.1. Diagram Alir Penelitian


NIM : 111.130.027Plug : 6


BAB III

PEMBAHASAN

III.1 Pembahasan

Dalam pengambilan data di lapangan, masing metode-metode dilakukan di 3

titik yang berbeda. Pada metode current meter data yang didapatkan secara langsung

berupa kecepatan aliran, lebar sungai, dan kedalam sungai. Sedangkan pada metode

float, data yang didapatkan secara langsung berupa waktu tempuh bola, panjang

sungai, dan lebar sungai.

Setelah selesai melakukan pengambilan data di 3 titik, data-data tersebut

kemudian dihitung menggunakan rumus. Pada metode current meter menghitung

kecepatan rata-rata, luas penampang sungai, dan debit sungai. Nilai debit sungai yang

didapat yaitu 0,8025 m3/s; 0,790 m3/s; dan 0,7155 m3/s. Pada metode float data yang

dihitung yaitu kecepatan, luas penampang, dan debit sungai. Dalam metode ini debit

sungai yang didapat yaitu 67,248 m3/s; 53,238 m3/s; dan 35,01 m3/s,

Setelah dilakukan perhitungan data, dibuat penampang sungai serta

penampang metode float dengan menggunakan skala. Pada Penampang sungai 1

digunakan Skala sebesar 1:20, penampang sungai 2 skala 1:20, dan penampang

sungai 3 dengan skala 1:15. Sedangkan untuk penampang metode float menggunakan

perbandingan skala 1:100.

Dari perhitungan di atas, dapat dilihat bahwa perbedaan debit sungai pada

metode current meter dengan metode float sangat jauh. Hal tersebut disebabkan

karena pada metode current meter, kecepatan aliran yang didapat dari aliran dasar

permukaan yang relatif lebih lambat. Sedangkan pada metode float data kecepatan

aliran yang didapat merupakan aliran permukaan yang relatif lebih cepat. Hal tersebut

karena dipengaruhi oleh faktor-faktor berupa morfologi, angin, dan hal lainnya.

Sehingga pada metode float keakuratan datanya rendah.


NIM : 111.130.027Plug : 6


Gambar III.1. Penampang Metode Current meter

Gambar III.2. Penampang Metode Float


NIM : 111.130.027Plug : 6


III.2 Perhitungan

Metode Current meter

No

Lebar

sungai

(m)

Lebar

segmen

(m)

Dalam

sungai

(m)

Kecepatan (m/s) Luas

penampang

sungai (m2)

Debit

sungai

(m3/s)

Pada

titikRerata

1 7,2

1,8 0,18 0,9

0,825

0,162

0,82051,8 0,195 0,9 0,3375

1,8 0,185 0,9 0,3285

1,8 0 0,6 0,1665

2 5,7

1,425 0,085 0,6

0,975

0,06

0,7901,425 0,24 0,8 0,235

1,425 0,24 1,4 0,345

1,425 0 1,1 0,171

3 4,5

1,5 0,31 0,5

0,9

0,2325

0,71551,5 0,22 0,9 0,3975

1,5 0 1,3 0,165

Metode Float

NoPanjang

sungai (m)Waktu (s)

Lebar sungai (m)

Kecepatan (m/s)

Debit sungai (m3/s)

1 10 10,71 7,2 0,934 67,248

2 10 10,71 5,7 0,934 53,2383 10 12,85 4,5 0,778 35,01

Perhitungan

Sungai 1

Metode Current Meter

Vrata-rata = 0,825 m/s

Luas penampang:


NIM : 111.130.027Plug : 6


A1 = 12

. a . t=12

.0,18 .1,8=0,162 m2

A2 = (a+b ) . t

2=

(0,18+0,195 ) .1,82

=0,3375 m2

A3 = (a+b ) . t

2=

(0,195+0,185 ) .1,82

=0,3285 m2

A4 = 12

. a . t=12

.0,185 .1,8=0,1665 m2

Atotal = 0,9945 m2

Debit sungai

Q = v . A = 0,825 . 0,9945 = 0,8025 m3/s

Metode Float

v = st= 10

10,71=0,934 m /s

Q = v . A = 0,934 . 10 . 7,2 = 67,248 m3/s

Sungai 2



Luas penampang:

A1 = 12

. a . t=12

.0,085 .1,425=0,06 m2

A2 = (a+b ) . t

2=

(0,085+0,245 ) .1,4252

=0,235 m2

A3 = (a+b ) . t

2=

(0,245+0,24 ) .1,4252

=0,345 m2

A4 = 12

. a . t=12

.0,24 .1,425=0,171 m2

Atotal = 0,811 m2


NIM : 111.130.027Plug : 6


Debit sungai

Q = v . A = 0,975 . 0,811 = 0,790 m3/s

Metode Float

v = st= 10

10,71=0,934 m /s

Q = v . A = 0,934 . 10 . 5,7 = 53,238 m3/s

Sungai 3



Luas penampang:

A1 = 12

. a . t=12

.0,31 .1,5=0,2325 m2

A2 = (a+b ) . t

2=

(0,31+0,22 ) .1,52

=0,3975 m2

A3 = 12

. a . t=12

.0,22 .1,5=0,165 m2

Atotal = 0,795 m2

Debit sungai

Q = v . A = 0,9 . 0,795 = 0,7155 m3/s

Metode Float

v = st= 10

12,85=0,778 m /s

Q = v . A = 0,778 . 10 . 4,5 = 35,01 m3/s


NIM : 111.130.027Plug : 6


BAB IV

KESIMPULAN

Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa:

Pada sungai 1 dengan metode current meter didapat debit sungai sebesar

0,8205 m3/s dan dengan metode float didapat debit sungai sebesar 67,248 m3/s





Keakuratan metode float sangat rendah terbukti dengan perbedaan debit

sungai yang sangat jauh


NIM : 111.130.027Plug : 6

laporan debit aliran sungai

Documents