pengukuran dan perhitungan debit sungaisaluran sungai

5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai

1/25

3. Pengukuran dan Perhitungan

Debit Sungai/Saluran Air

Pengukuran debit secara tidak langsung

digunakan tiga cara:

1) Velocity area methods

2) Slope area methods

3) Dilution methods

1


2/25

1) Velocity area methods

Pada prinsipnya untuk mengetahui debit suatusungai/saluran dilakukan pengukurankecepatan aliran dan penampang

sungai/saluran. Rumus umum untukmenghitung debit adalah:

Q = A x V

Q : debit (m3

/det) A : luas penampang basah (m2)

V : kecepatan aliran rata-rata (m/det)

2


3/25

Pengukuran kecepatan aliran dapat dilakukandengan dua cara:

a. Pengukuran dengan pelampung

b. Pengukuran dengan Current meter

a. Pengukuran kecepatan aliran denganpelampung

Bila kecepatan aliran diukur denganpelampung, maka diperoleh persamaan debitsebagai berikut:

3


4/25

Q = A x k x u

Q : debit (m3/det)

A : luas penampang basah (m2)

k : koefisien pelampung u : kecepatan pelampung

Nilai ktergantung dari jenis pelampung yangdipakai. Nilai tersebut dapat dihitung dengan

4


5/25

persamaan (menurut YB Francis) adalah

sebagai berikut:

k : koefisien pelampung

: kedalaman tangkai (h) per kedalaman air

(d)

: h/d

Pada angka-angka yang tertentu, koefisien k

dapat dihitung:

5

0,110,1161k


6/25

0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 0,99

k 0,954 0,961 0,968 0,975 0,981 1,000

Pada kementerian konstruksi di Japang, jenispelampung, dalamnya air dan kedalaman

tangkai ditentukan sebagai berikut:

6

Pelampng No. 1 No. 2 No. 3 No. 4 No.5

d (m) < 0,70 0,70-1,30 1,30-2,60 2,60-5,40 > 5,20

h (m) 0,0 0,50 1,0 2,0 4,0

k 0,85 0,88 0,91 0,94 0,96


7/25

Gambar Pelampung Tongkat

MA

d h

7


8/25

b. Pengukuran Dengan Current Meter

Kecepatan aliran biasanya diukur dengan

menggunakan alat ukur current meter (alatukur kecepatan aliran yang berbentukpropeler). Alat berbentuk propeler tersebutdihubungkan dengan kotak pencatat (alat

monitor yang akan mencatat jumlah putaran selama propeler tersebut berada di dalam air)

kemudian dimasukkan ke dalam sungai yangakan diukur kecepatan alirannya. Bagian ekoralat tersebut menyerupai sirip dan akanberputar karena gesekan aliran air sungai.

8


9/25

Pengukuran biasanya dilakukan dengan

membagi kedalaman sungai menjadi beberapa

bagian dengan lebar permukaan yangberbeda. Kecepatan aliran sungai pada setiap

bagian diukur sesuai dengan kedalaman,

misalnya pada kedalaman 0,6 atau kedalaman

rata-rata antara 0,2 dan 0,8.

Kecepatan aliran dihitung berdasarkan

jumlah putaran baling-baling (cup) per waktu

putarannya (n). Persamaan kecepatan aliran

adalah sebagai berikut:

9


10/25

V = a n + b

V : kecepatan aliran (m/det) a & b : konstanta alat

n : jumlah putaran per waktu

Pemilihan jumlah vertikal yang akan diukurpada prinsipnya didasarkan atas:

a. bentuk dan ukuran penampang sungai

b. sifat aliran c. waktu yang disediakan

10


11/25

Vs

0,2d V0,2

d d

0,6d V0,6

0,8d V0,8

Vb

Gambar: Distribusi Kecepatan Aliran

11


12/25

Pemilihan jumlah vertikal yang akan diukurpada prinsipnya didasarkan atas:

a) bentuk dan ukuran penampang sungai,b) sifat aliran,

c) waktu yang tersedia.

Pada sungai yang konfigurasi dasarnya tidakteratur sebaiknya lebih rapat dari pada yangteratur. Dari hasil pengukuran kecepatanaliran pada masing-masing vertikal, dihitung

debit aliran pada masing-masing seksi. Debittotal (debit sungai) merupakan total debitseksi.

12


13/25

Pengukuran debit dapat dilakukan dengan

cara Midsection(Gambar-1) dan Mean-section

(Gambar-2). n-1 n n+1

bn bn+1

dn-1

dn dn+1

Gambar-1 Cara Mid-section

13


14/25

an= dnx b

Q = q1+ q2+ q3 +. + qn

Lebar satu sub-seksi ditentukan oleh setengahjarak di sebelah kiri dan setengah di sebelah

kanan dari pengukuran vertikal.

14

2

bbda 1nnnn

bdann

nnn vaq


15/25

Gambar-2. Cara Mean-section

n-1 n n+1

bn bn+1

dn-1 dn

dn+1

15


16/25

Lebar satu sub-seksi ditentukan oleh duapengukuran vertikal yang bersebelahan (dndandn+1)

16

1n

1nnb

2

ddan

2

vvanqn 1nn

n321n q.......qqqQ


17/25

2. Slope Area Method

Prakiraan besarnya debit dengan pendekatan

slope-area methodakan memberikan hasilyang memadai apabila pemilihan badan air

yang akan diprakirakan kecepatan airnya

memiliki aliran yang kurang lebih seragam.Artinya, lebar dan kedalaman aliran,

kecepatan aliran, kedalaman dasar sungai, dan

kemiringan dasar permukaan sungai/saluran

air relatif seragam atau tidak berubah secara

mencolok (Asdak, 2002)

17


18/25

Cara ini mendasarkan pada rumus Manning:

Q : debit sungai (m3/detik) A : luas penampang basah (m2)

18

1/22/3SRn

1V

AVQ

1/22/3SR

n

1AQ


19/25

R : merupakan perbandingan antara luas

penampang melintang basah (A) dengan

keliling (perimeter basah (p)

n : koefisien

S : gradien permukaan air

V : kecepatan aliran rata-rata (m/det)

19

p

AR


20/25

3. Metode Larutan (Delution Methods)

Pengukuran debit dengan menggunakan

bahan-bahan kimia, pewarna atau radioaktifsering digunakan untuk jenis sungai yangaliran airnya tidak beraturan (turbulent).Menurut Church, (1974) dalamGordon et al.,(1992) dalamAsdak, (2002), untuk maksud-maksud pengukuran hidrologi, bahan-bahantersebut di atas seyogyanya dalam bentuk:

a) mudah larut dalam air sungai,b) bersifat stabil,

20


21/25

c) mudah dikenali dalam konsentrasi rendah,

d) tidak meracuni biota perairan dan tidak

menimbulkan dampak negatif yangpermanen pada badan perairan,

e) relatif tidak mahal.

Metode larutan dilakukan pada sungai

yang dangkal, berbatu, dan sungai yang

memiliki derajat turbulensi tinggi, sehinggatidak mungkin menggunakan current meter.

21


22/25

Metode larutan didasarkan pada perhitungan

perbedaan konsentrasi ion yang terkandung

dalam air dan menggunakan alat ElectricConductivity Meter (EC-Meter). Dalam pengu-

kuran digunakan garam dapur (NaCl), yang

mudah didapat dan tidak berpengaruh

terhadap tanaman maupun ikan.

Ada dua cara perhitungan debit:

Metode Injeksi tetap.

22

02

21

cc

ccqQ


23/25

Q : debit sungai (m3/detik)

Q : debit injeksi larutan

c0: konsentrasi air sungai awal (tanpa larutan)

c1: konsentrasi larutan

c2: konsentrasi sungai setelah bercampur

larutan

Metode Injeksi Sesaat

23

2

1

c

c

T

VQ


24/25

Q : debit sungai (m3/detik)

V : volume larutan

T : waktu

c1 : konsentrasi larutan

c2: konsentrasi air sungai setelah bercampur

larutan

24


25/25

Konsentrasi

b = a + c

b

a c2 c

c0 waktu

T

25

pengukuran dan perhitungan debit sungaisaluran sungai

Documents