laporan

Laboratorium Hidrogeologi 2013

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Hidrogeologi merupakan ilmu yang mempelajari sifat fisik dan kimia air

dalam suatu tubuh batuan. Air sangat membantu dalam proses pembentukan

batuan yaitu sebagai media transportasi khusus nya untuk batuan sedimen.

Endapan sedimen yang tertransport oleh air biasanya terakumulasikan di sungai

dan dipengaruhi juga oleh kecepatan aliran atau debit sungai. Dalam pengukuran

debit sungai, dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu metode langsung & tidak

langsung. Dalam pengukuran metode langsung, akan didapatkan hasil nya tanpa

perhitungan. Sedangkan metode tidak langsung, perlu dilakukan beberapa tahap

agar mendapatkan nilai kecepatan alirannya.

I.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari acara lapangan pengukuran debit aliran tidak

langsung adalah untuk mengetahui besarnya volume air yang mengalir dalam

satuan waktu serta perubahan kecepatan dan debit air pada suatu sungai dalam

periode tertentu

I.3 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pengukuran:

1. Satu set alat Current meter

2. Meteran

3. Penggaris 100 cm

4. Stopwatch

5. Bola pingpong

Nama : Putri Aulia S NIM : 111110076Plug : 6

Gambar 1. Alat dan bahan


6. Clipboard

7. Tabel pengerjaan

8. Millimeter block A3

I.4 Langkah Kerja

Current Meter

1. Bentang meteran sesuai dengan lebar atau pelamparan sungai.

2. Tentukan segmen nya, misal : pelamparan sejauh 6m maka terdapat 1

segmen tiap 1m nya.

3. Ukur kedalaman dari permukaan air menggunakan penggaris kayu

4. Letakan alat current meter pada 0,5 dari panjang tiap segmen dan 0,5 dari

kedalaman sungai tersebut

5. Nyalakan alatnya, dan lihat kecepatan kincir selama 10 detik

6. Buatlah penampang pada mmblock dengan skala tertentu

7. Hitung luas penampang sungai (dilihat dari bentuk penampang nya) , dan

debit aliran nya

Floating

1. Bentang meteran 1 sesuai dengan lebar atau pelamparan sungai (sama

dengan current meter)

2. Bentang meteran 2 tegak lurus dengan meteran 1, dan searah dengan aliran

sungai.

3. Letakan bola pingpong dipermukaan aliran, maka akan bergerak sesuai

dengan arah alirannya.

4. Catat seberapa jauh bola tersebut hanyut selama 10 detik.

5. Cari luas penampang nya, dan debit alirannya.



I.5 DASAR TEORI

Teori yang mendasari pengukuran debit pada suatu aliran adalah

percobaan 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

Dimana :

Q

v

A

=

=

=

debit aliran

kecepatan aliran

luas penampang

Pada dasarnya pengukuran debit dapat dilakukan dengan dua cara :

1. Pengukuran debit secara langsung

2. Pengukuran debit secara tidak langsung

II.1 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,

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.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-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

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

Dimana :

v

C

X

L

=

=

=

=


konstanta, biasanya diambil 0,4

nilai yang tergantung pada lebar papan ukur (w)

Luas

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

Dimana :

V

g

h

=

=

=


percepatan gravitasi

selisih tinggi permukaan air dalam tabung pitot akibat

adanya kecepatan aliran di sungai

4. Pengapung (Float)


Gambar 2. Trupp’s ripple meter


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

5. V Nocth

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

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


Gambar 3. V Nocth

Gambar 4. Alat current meter


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 dan floating.

Pengukuran dengan metode current meter, menggunakan alat yang disebut

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

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

Misalnya : hasil pengukuran current meter jumlah putaran kincir 13, dalam

waktu 10 detik.

Maka hitung harga =

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

V = (0,2588 . 1,3) + 0,0050 = 0,341 m/dt

BAB II



PEMBAHASAN

III.1 Tabulasi data

a. Metode Current meter

Lebar Sunga

i

Lebar (m)

Dalamnya Kincir

Jumlah Putaran

Waktu Kecepatan Luas (m2)

Debit (Q) Dalam Sungai

V V rata26 m 1 0,06 - 10 0,2 0,883

m/s0,07 0,83002

m3/s0,14

0,05 - 10 0,3 0,135 0,130,085 - 10 0,1 0,175 0,220,125 - 10 0,1 0,235 0,250,1 - 10 1,2 0,225 0,20,06 - 10 0,5 0,1 0

ST 1

Perhitungan :

Vrata-rata = ƩV ÷ 6 = 0,883 m/dt

Luas penampang (A)

A1 = (1 . 0,4)/2 = 0,07 m2

A2 = (1 . (0,4+0,13))/2 = 0,135 m2

A3 = (1 . (0,13+0,22))/2 = 0,175 m2

A4 = (1 . (0,22+0,25))/2 = 0,235 m2

A5 = (1 . (0,25+0,2))/2 = 0,225 m2

A6 = (1 . (0,2+0))/2 = 0,1 m2

Debit Aliran (Q)

Q = ∑A x Vrata-rata

= 1,883 m2 x 0,94 m/dt

= 0,83002 m3/dt

Lebar Sunga

i

Lebar (m)

Dalamnya Kincir

Jumlah Putaran


Debit (Q) Dalam SungaiV V rata2


Tabel 1. Tabulasi data Current Meter ST 1


6 m 1 0,035 - 10 0,2 0,683 m/s

0,085 0,70349 m3/s

0,170,1 - 10 0,6 0,18 0,19

0,085 - 10 0,8 0,195 0,20,12 - 10 0,9 0,235 0,270,11 - 10 1,2 0,235 0,20,075 - 10 0,4 0,1 0

ST 2

Perhitungan


Luas penampang (A)

A1 = (1 . 0,7)/2 = 0,085 m2

A2 = (1 . (0,17+0,19))/2 = 0,18 m2

A3 = (1 . (0,19+0,2))/2 = 0,195 m2

A4 = (1 . (0,2+0,27))/2 = 0,235 m2

A5 = (1 . (0,27+0,2))/2 = 0,235 m2

A6 = (1 . (0,2+0))/2 = 0,1 m2

Debit Aliran (Q)


= 0,683 m2 x 1,03 m/dt

= 0,70349 m3/dt

ST 3




Lebar Sunga

i

Lebar (m)

Dalamnya Kincir

Jumlah Putaran


Debit (Q) Dalam SungaiV V rata2

7 m 1 0,095 - 10 0,1 0,557 m/s

0,095 0,769217 m3/s

0,190,13 - 10 0,3 0,22 0,250,095 - 10 0,4 0,25 0,250,17 - 10 1 0,265 0,280,14 - 10 0,9 0,265 0,250,09 - 10 0,9 0,21 0,170,3 - 10 0,3 0,085 0

Perhitungan


Luas penampang (A)

A1 = (1 . 0,19)/2 = 0,095 m2

A2 = (1 . (0,19+0,25))/2 = 0,122 m2

A3 = (1 . (0,25+0,25))/2 = 0,25 m2

A4 = (1 . (0,28+0,25))/2 = 0,265 m2

A5 = (1 . (0,28+0,25))/2 = 0,265 m2

A6 = (1 . (0,25+0,17))/2 = 0,21 m2

A7 = (1 . (0,7+0))/2 = 0,085 m2

Debit Aliran (Q)


= 0,557 m2 x 1,39 m/dt

= 0,77423 m3/dt

b. Metode Pengapungan (float)




ST 1

Panjang Lebar Luas Waktu Kecepatan Debit

8 m 6 m 1,76 m2 6,69 s 1,195 m/s 2,1032 m3/s

Perhitungan :

A = L.t = 8 . 0,22 = 1,76 m2

V = s/t = 1,19 m/dt

Q = V.A = 1,19 . 1,76 = 2,1032 m3/dt

ST 2

Panjang Lebar Luas Waktu Kecepatan Debit10 m 6 m 2 m2 7,78 s 1,2853 m/s 2,4 m3/s

Perhitungan :

A = L.t = 10 . 0,2 = 2 m2

V = s/t = 1,2853 m/dt

Q = V.A = 1,2853 . 2 = 2,4 m3/dt

ST 3

Panjang Lebar Luas Waktu Kecepatan Debit10 m 7 m 3,4 m 9,45 s 1,058 m/s 3,59 m3/s

Perhitungan :

A = L.t = 10 . 0,34 = 3,4 m2

V = s/t = 1,058 m/dt

Q = V.A = 3,4 . 1,058 = 3,59 m3/dt


Tabel 4. Tabulasi data Float ST 1



Foto Bentang Alam



Metode current meter

Pengukuran kedalaman

Metode float

Pengukuran panjang lintasan


BAB III



KESIMPULAN

Pengukuran debit sungai digunakan untuk mengetahui besarnya volume

air dalam tiap satuan waktu dan mengetahui perubahan debit air pada sungai

dalam perioda tertentu. Metode yang digunakan yaitu current meter dimana

mengukur besarnya kecepatan arus berdasarkan jumlah putaran kipas selama 10

detik. Sedangkan metode float adalah pengukuran kecepatan aliran dengan cara

ini hanya untuk menaksir secara kasar, karena hanya meliputi kecepatan aliran di

permukaan saja. Data yang didapatkan :


metode current meter :

ST 1 Q = 0,83002 m3/s

ST 2 Q = 0,70349 m3/s

ST 1 Q = 0,77423 m3/s

metode float:

ST 1 Q = 2,1032 m3/s

ST 2 Q = 2,4 m3/s

ST 1 Q = 3,59 m3/s

laporan

Documents