Download - 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
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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.
Nama : Syifa Oktaviani S 2NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
Nama : Syifa Oktaviani S 3NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
Nama : Syifa Oktaviani S 4NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
Nama : Syifa Oktaviani S 5NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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)
Nama : Syifa Oktaviani S 6NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
=
=
=
kecepatan rerata aliran sungai/saluran
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
Nama : Syifa Oktaviani S 7NIM : 111.130.085Plug : 10
Dimana :
v
C
X
L
=
=
=
=
kecepatan rerata aliran sungai/saluran
konstanta, biasanya diambil 0,4
nilai yang tergantung pada lebar papan ukur (w)
Luas
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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).
Nama : Syifa Oktaviani S 8NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
Nama : Syifa Oktaviani S 9NIM : 111.130.085Plug : 10
=
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
Nama : Syifa Oktaviani S 10NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
Tabel.III.1. Tabulasi Data Hasil Pengukuran dan Perhitungan pada Penampang 2
Lebar Lebar Kedalaman Jumlah Waktu N Kecepatan Luas Debit Dalam
Nama : Syifa Oktaviani S 11NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
Perhitungan Penampang 2 :
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
Nama : Syifa Oktaviani S 12NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
- Penampang 3
Tabel.III.1. Tabulasi Data Hasil Pengukuran dan Perhitungan pada 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
Nama : Syifa Oktaviani S 13NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
Perhitungan Penampang 3 :
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
Nama : Syifa Oktaviani S 14NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
Nama : Syifa Oktaviani S 15NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
III.3. Penampang Sungai
GambarIII.2. Penampang Metode Current Meter
Nama : Syifa Oktaviani S 16NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
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
7. Di dapatkan hasil debit aliran Penampang 2 metode Current Meter 0,631638 m3/s
Dan hasil debit metode Floating 3,29 m3/s
8. Di dapatkan hasil debit aliran Penampang 3 metode Current Meter 0,572 m3/s
Dan hasil debit metode Floating 0,931 m3/s
Nama : Syifa Oktaviani S 17NIM : 111.130.085Plug : 10
Laboratorium Hidrogeologi 2015
Nama : Syifa Oktaviani S 18NIM : 111.130.085Plug : 10