Laporan Praktikum Teknik Irigasi dan Drainase

Hari/jam : Senin

Nama kita

Kelas : 15.00 WIB

Asisten : 1. Arini Putri

2. Irwansyah

PENGUKURAN DEBIT AIR DI SALURAN TERBUKA

Oleh

Khairunnsia

1305106010049

LABORATORIUM TEKNIK TANAH DAN AIRJURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALADARUSSALAM -BANDA ACEH

2016

2

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam era yang serba teknolpogi saat ini, kemajuan bidang pendidikan

sangatlah bertambah dari waktu ke waktu. Kemajuan yang dicapai oleh umat

manusia, baik itu di bidang social, informasi, maupun bidang pendidikan. Salah

satunya dalam makalah ini akan dipaparkan elemen-elemen mekanika fluida yang

memungkinkan kita untuk memcahkan masalah-masalah yang kita temui sehari-

hari yang relative sederhana seperti misalnya aliran melalui pipa, saluran dan

aliran di sekitar bola dan silinder. Aliran-aliran yang kompleks yang biasanya

disebabkan oleh geomtetri-geomtri, yang lebih kompleks tidak akan dipaparkan di

dalam makalah ini.

Aliran air yang memiliki permukaan bebas tanpa tertutup oleh objek

apapun disebut dengan aliran pada saluran terbuka. Saluran terbuka ini meliputi

semua jenis saluran terbuka yang bersifat alami ataupun buatan. Saluran yang

bersifat alami ini bisa merupakan anak sungai di pegunungan, sampai aliran air

bawah tanah yang memiliki permukaan bebas. Dan yang bersifat buatan adalah

saluran drainase bawah tanah, dan lain-lain.

Dalam menentukan bentuk dan dimensi saluran yang digunakan dalam

pembangunan saluran baru maupun dalam kegiatan perbaikan penampang saluran

yang sudah ada, salah satu hal penting yang perlu dipertimbangkan adalah

ketersediaan lahan. Mungkin di daerah pedesaan membangun saluran dengan

kapasitas yang besar tidak menjadi masalah karena banyaknya lahan yang kosong,

2

namun di daerah perkotaan yang padat tentu saja bisa menjadi persoalan yang

berarti karena keterbatasan lahan.

Upaya yang dilakukan untuk memberikan pengairan yang cukup untuk

lahan pertanian merupakan Irigasi. Seiring dengan perkembangan zaman, kini

sudah banyak berkembang model dan metode irigasi. Jika dibandingkan dengan

zaman dahulu persediaan air yang melimpah hanya jika dengan lahan berada

berdekatan dengan lokasi sungai, atau sumber mata air.

Bentuk penampang saluran terbuka pada muka tanah umumnya ada

beberapa macam yakni antara lain bentuk trapezium, empat persegi panjang,

segitiga, setengah lingkaran. Namun selain bentuk-bentuk yang tertera itu, masih

ada bentuk-bentuk penampang saluran terbuka lainnya, misalnya kombinasi antara

empat persegi panjang pada bagian atas yang berfungsi untuk mengalirkan debit

maksimum dan setengah lingkaran pada bagian bawah yang berfungsi untuk

mengalirkan debit minimum.

1.2. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengukur debit aliran

dalam suatu saluran terbuka.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Dalam perumusan model, dari bentuk saluran di alam yang bersifat heterogen

diarahkan ke bentuk saluran yang lebih sederhana dengan menggunakan

pendekatan-pendekatan secara teoritis dan menghilangkan semua variable

pengikat yang memberikan sedit pengaruh terhadap saluran. Kecepatan vertikal,

diabaikan sehinggat tidak memperhitungkan adanya loncatan hidrolik, gaya

sentrifugasi diabaikan sehingga tidak memperhitungkan adanya arus pusaran,

kemiringan saluran juga dianggap kecil sehingga arah aliran mendekati horizontal.

Sedangkan gaya-gaya fisika yang dihiraukan hanya gaya gravitasi dan gaya

geseran melawan arah arus, dan tekanan hidrostatik. (Soemarto,1999).

Saluran terbuka merupakan saluran dimana air mengalir dengan

permukaan air bebas. Pada semua titik di sepanjangn saluran terbuka, tekanan air

selalu sama. Yang biasanya adalah tekanan atmosfer. Oleh karena itu, aliran di

saluran terbuka harus memiliki muka air bebas, maka aliran ini biasanya

berhubungan dengan zat cair dan umumnya adalah air (Sosrodarsono, 1993).

Analisis aliran melalui saluran terbuka adalah lebih sulit daripada aliran

melalui saluran pipa atau saluran tertutup. Di dalam pipa, tampang lintang aliran

melalui saluran pipa masih tergantung di saluran pipa. Variabel saluran terbuka

misalnya sungai, variable tersebut adalah tampang saluran, kekasaran, kemiringan

dasar, belokan, debit, debit, dan sebagianya. Ketidak teraturan tersebut

2

mengakibatkan analisis aliran menajdi sangat sulit untuk diselesaikan secara

analitis. Oleh karena itu, untuk menghitung parameter saluran terbuka sebaiknya

4

digunakan perhitungan empiris. Sampai saat ini, metode empiris masih menajdi

yang terbaik untuk menyelesaikan masalah tersebut (Hanafiah, 2007).

Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua macam aliran,yaitu aliran

saluran terbuka, dan aliran saluran tertutup. Dua macam aliran tersebut dalam

banyak hal memiliki kesamaan tapi berbeda dalam satu ketentuan penting.

Perbedaan tersebut adalah pada keberadaan permukaan bebas, aliran permukaan

tertutup tidak memiliki permukaan bebas, dikarenakan air yang mengisi seluruh

penampang saluran (Najiyati, 1991).

III. METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1. Tempat dan Waktu

Praktikum Evapotranspirasi Potensial ini dilakukan di Laboratorium

Teknik Tanah dan Air Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas

Syiah Kuala, Darussalam, Banda Aceh, pada hari Senintanggal 28 Maret 2016

pada pukul 15.00 WIB.

3.2. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah Current

meter, Roll meter, danStopwatch.

3.3. Cara Kerja

1. Dipilih saluran terbuka yang alirannya cukup baik.

2. Ditentukan bentuk saluran.

3. Diukur parameter-parameter saluran.

4. Ditentukan jumlah vertical/segmen/bagian.

5. Ditentukan metode pengukuran yang digunakan.

6. Diukur kecepatan rata-rata aliran pada setiap segmen/bagian

7. Dihitung debit total aliran dalam saluran tersebut.

5

7

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Hasil Pengamatan

4.2. Analisa Data

Luas segitiga = ½ x a x t

= ½ x 1,55 x 0,6

= 0,465 m2

Luas persegi panjang = p x l

= 1,9 x 0,6

= 1,14 m2

Luas keseluruhan = luas segitiga + luas persegi panjang

= 0,465 m2 +1,14 m2

=1,605 m2

Luas persegi panjang dan luas segitiga = 1,14 m2 + 0,465 m2 + 0,465 m2

= 2,07 m2

Perkalian luas persegi panjang dengan kecepatan rata-rata dititik satu :

Kecepatan aliran pada saluran titik pengukuranTitik 3 Titik 1 Titik 2

1 2 3 1 2 3 1 2 3Avg 0,2 0,3 0,3 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5Nilai Min 0,2 0,2 0,2 0,5 0,4 0,5 0,4 0,4 0,5Nilai Maks 0,2 0,4 0,4 0,6 0,5 0,6 0,5 0,5 0,6

7

Q1 = A x v1 Q2 = A x v2 Q3 = A x v3

= 1,14 m2 x 0,5 m/s = 1,14 m2 x 0,5 m/s =1,14 m2 x 0,6 m/s

= 0,57 m3/s = 0,57 m3/s = 0,684 m3/s

Qrerata = (0,57 m3/s + 0,57 m3/s + 0,684 m3/s) / 3 = 1,824 m3/s

Perkalian luas segitiga dengan kecepatan rata-rata dititik kedua :

Q1 = A x v1 Q2 = A x v2 Q3 = A x v3

= 0,465 m2 x 0,5 m/s = 0,465 m2 x 0,5 m/s =0,465 m2 x 0,5 m/s

= 0,232 m3/s = 0,232 m3/s = 0,232 m3/s

Qrerata = 0,232 m3/s

Perkalian luas segitiga dengan kecepatan rata-rata dititik tiga :

Q1 = A x v1 Q2 = A x v2 Q3 = A x v3

= 0,465 m2 x 0,2 m/s = 0,465 m2 x 0,3 m/s =0,465 m2 x 0,3 m/s

= 0,093 m3/s = 0,14 m3/s = 0,14 m3/s

Qrerata = (0,093 m3/s + 0,14 m3/s + 0,14 m3/s) / 3 = 0,124 m3/s

Debit rata-rata penampang saluran trapesium

= (Qrata-rata titik satu + Qrata-rata titik dua + Qrata-rata titik tiga)/3

= (1,824 m3/s + 0,232 m3/s + 0,124 m3/s)/3

= 0,726 m3/s

Kecepatan aliran rata-rata penampang saluran trapesium

= (Vrata-rata titik satu + Vrata-rata titik dua + Vrata-rata titik tiga)/3

7

= (0,533 m/s + 0,5 m/s + 0,266 m/s)/3

= 0,433 m/s

4.3. Pembahasan

Gambar 1. Saluran Irigasi Terbuka Trapesium

Praktikum mengenai Pengukuran Debit Air di Saluran Terbuka ini

dilakukan di saluran irigasi berbentuk trapesium. Pengukuran debit air di

saluran terbuka ini menggunakan alat current meter. Pengukuran debit air

ini dilakukan meliputi dua kegiatan utama yaitu pengukuran luas

penampang, dan perhitungan kecepatan aliran berdasarkan tiga bagian dari

saluran trapesium. Perhitungan debit merupakan hasil perkalian antara luas

penampang dan kecepatan aliran. Karena saluran irigasi memiliki

kedalaman 60 cm, oleh karenanya perhitungan kecepatan aliran dengan

menggunakan metode satu titik yaitu 0.6 dikali dengan nilai kedalaman

dari saluran, yaitu menggunakan rumus volume dikalikan 0.2 dijumlahkan

dengan volume dikalikan 0.8 yang dibagikan dengan dua.

7

Pada praktikum yang dilakukan didapatkan data kecepatan rata-rata

pada saluran irigasi terbuka yaitu 0,435 m/s. Tingkat kecepatan aliran rata-

rata ini didapatkan dari nilai maks, nilai min, dan nilai average. Kemudian

data yang diperlukan untuk mencari debit aliran tersebut adalah yaitu

seperti dimensi saluran irigasi dan juga kecepatan aliran air. Maka

didapatkan debit pada titik satu 1,824 m3/s, titik dua 0,232 m3/s, dan titik

tiga 0,124 m3/s. Setelah itu didapatkanlah rata-rata debit pada saluran

tersebut, yaitu sebesar 0,726 m3/s.

Nilai average ini didapat kan dari rata-rata nilai maks dan nilai

min, dan ketiga data ini bisa langsung didapatkan dari alat current meter.

Data didapatkan setelah memasukkan bagian bawah current meter ke

dalam saluran irigasi yang dilakukan pengamatan setiap 10 detik, di setiap

titik bagian saluran irigasi.

Bentuk penampang saluran irigasi terbuka ini bermacam-macam.

Yaitu trapesium, empat persegi panjang, setengah lingkaran, dan segitiga.

Namun, pada praktikum, digunakan penampang berbentuk trapesium.

Menurut mekanika fluida, penampang berbentuk trapesium ini memiliki

kelebihan untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan dengan

debit yang besar, sifat alirannya bersifat terus menerus dengan fluktuasi

(ketidak tetapan/ guncangan) yang relative kecil, dan digunakan di daerah

yang cukup untuk lahan.

Aliran melalui saluran terbuka disebut seragam, apabila berbagai

variable aliran seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan, dan debit di

7

setiap penampang di sepanjang aliran adalah konstan. Pada aliran seragam,

garis energy, garis muka air dan dasara saluran adalah sejajar sehingga

kemiringan dari ketiga garis tersebut adalah sama. Kedalaman air pada

aliran seragam disebut dengan kedalaman normal. Untuk debit aliran dan

luas tampang lintang saluran tertentu, kedalaman normal adalah konstan di

seluruh sepanjang saluran.

Air yang mengalir, gas yang mengalir, begitu juga dengan

substansi lain yang biasa disebut fluida, dapat terjadi akibat dari adanya

perbedaan tekanan. Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai fluida

yang mengalirDalam aliran fluida semacam itu terdapat fenomena yang

bisa dipelajari. Ada hal-hal yang berpengaruh satu sama lain. Jenis zat,

kekentalan (viskositas), kecepatan alir menjadi dasar tema pembicaraan.

V. PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang bisa diambil dari hasil praktikum ini ialah

sebagai berikut :

1. Nilai debit rata-rata pada saluran irigasi trapesium 0,726 m3/s.

2. Nilai kecapatan aliran rata-rata pada saluran irigasi trapesium 0,433 m/s.

3. Average nilai rata-rata yang didapat dari nilai maks dan nilai min

berdasarkan current meter.

4. Kecepatan aliran air akan berbeda-beda akibat adanya benda yang ikut

terbawa arus aliran.

5. Penampang berbentuk trapesium ini memiliki kelebihan untuk

menampung dan menyalurkan limpasan air hujan dengan debit yang besar,

sifat alirannya bersifat terus menerus dengan fluktuasi (ketidak tetapan/

guncangan) yang relative kecil, dan digunakan di daerah yang cukup untuk

lahan.

5.2. Saran

Sebaiknya praktikum dilakukan dengan kondisi yang rileks agar materi

yang disampaikan mudah diterima.

10

DAFTAR PUSTAKA

Priyantini, N.Y. 2010. Sistem Pengukuran Kecepatan Arus Air Sungai Berbasis

Mikrokontroler AT89S8252.Universitas Islam Negeri. Malang.

Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika. Penerbit Nova. Bandung.

Soemarto. 1987. Hidrologi Jilid 1. Penerbit Nova. Bandung.

Sosrodarsono dan C. Suyono. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Pradnya

Paramita. Jakarta.

11

LAMPIRAN

11

Gambar 2. Kondisi Pengukuran Debit Lapangan di Saluran Terbuka

11