BAB VHIDROMETRI

Pendahuluan

Debit aliran sungai (Q) adalah jumlah air yang mengalir melalui tampang lintang sungai tiap satu-satuan waktu (m3/detik). Cara memperkirakan debit suatu lokasi di sungai:1. Pengukuran dilapangan (dilokasi yang ditetapkan)2. Berdasarkan data debit dari stasiun di dekatnya3. Berdasarkan data hujan4. Berdasarkan pembangkitan data debit

Teori Pengukuran Debit

Dengan : : debit aliran sungai : luasan dari setiap pias : kecepatan rerata di setiap pias

Bentuk tampang memanjang dan melintang sungai adalah tidak teratur. Selain itu, karena pengaruh kekentalan air dan kekasaran dinding, distribusi kecepatan pada vertikal dan lebar sungai adalah tidak seragam.

Buat gambar 5.1. Distribusi kecepatan di tampang lintang sungai

Pengukuran Debit

Pengukuran debit sungai dilakukan dengan pemasangan alat di suatu lokasi di sungai yang ditetapkan, yang memungkinkan pengamatan secara kontinyu dan teratur elevasi muka air dan debit serta data lainnya, seperti angkutan sedimen dan salinitas.

Langkah-langkah pengukuran debit:1. Pemilihan lokasi stasiun pengukuran2. Pengukuran kedalaman sungai3. Pengukuran elevasi muka air secara kontinyu atau harian 4. Pengukuran kecepatan aliran5. Hitungan debit6. Membuat rating curve yaitu hubungan antara elevasi muka air dan debit7. Dari rating curve yang telah dibuat, dicari debit aliran berdasar pencatatan elevasi muka air8. Presentasi dan publikasi data terukur dan terhitung

Pemilihan lokasi stasiun pengukuran

Pemilihan lokasi tersebut dengan memperhatikan beberapa persyaratan berikut ini :1. Mudah dicapai oleh pengamat, misalnya jembatan2. Dibagian sungai yang lurus dengan penampang sungai yang teratur dan stabil (tidak terjadi erosi maupun sedimentasi)3. Di sebelah hilir pertemuan dengan anak sungai4. Di mulut sungai menuju ke laut atau danau5. Dilokasi bangunan air seperti bendungan, bending, dan sebagainya6. Tidak dipengaruhi oleh garis pembendungan (back water)7. Aliran berada di dalam alur utama (tidak ada aliran di bantaran)

Pengukuran Kedalaman Sungai

Dapat dilakukan dengan menggunakan bak ukur, tali yang diberi pemberat atau dengan echosounder. Pengukuran dilakukan di beberapa titik dalam arah melintang sungai untuk mendapatkan bentuk tampang lintang sungai.

1. Bak Ukur

Gambar 5.2. pengukuran kedalaman sungai dengan bak ukur

2. Tali dengan pemberat Apabila sungai dalam atau kecepatan arus besar

Gambar 5.3. pengukuran kedalaman dan kecepatan dengan current meter

Pemakaian kabel/tali untuk mengukur kedalaman perlu diperhitungkan koreksi, karena pengaruh arus dapat menyebabkan posisi tali tidak vertikal. Koreksi di atas permukaan air diberikan oleh bentuk berikut:

Table 5.1. koreksi di atas permukaan air (air correction)

Table 5.2. koreksi di bawah muka air (wet-line correction)

Berikut ini prosedur untuk menghitung nilai koreksi: 1. Kedalaman aef diukur oleh tali2. Ukur jarak vertikal ab, dengan tali tersebut ketika pemberat berada pada permukaan air3. Ukur sudut pada tali di udara4. Kedalaman tali basah, ef=aef-(ab+koreksi di udara)5. Hitung koreksi tali basah untuk menghitung ef 6. Hitung koreksi bc,bc=aef-ab-(koreksi di udara + koreksi tali basah) 3. EchosounderPengukuran tampang lintang pada sungai yang lebar dan dalam. Alat ini juga dapat digunakan untuk mengukur bathimetri (kedalaman) laut. Prinsip kerja alat ini didasarkan pada : 1. Air merupakan media yang baik untuk perambatan gelombang suara dengan kecepatan 2. Gelombang suara dapat dipantulkan dengan baik oleh dasar sungai

Pengukuran elevasi muka air

Merupakan parameter penting dalam hidrometri. Elevasi tersebut diukur terhadap datum (elevasi referensi) yang bias berupa elevasi muka air laut rerata atau datum local (bench mark). Pengamatan muka air dilakukan di lokasi dimana akan dibuat bangunan air seperti bendungan, bangunan pengambilan air, atau ditempat penting lainnya.

Berikut Alat pencatat elevasi muka air : 1. Papan dugaTerbuat dari kayu atau plat baja yang diberi ukuran skala dalam sentimeter, yang dapat dipasang di tepi sungai atau pada suatu bangunan seperti jembatan, bending, dan sebagainya.

Gambar 5.4. papan duga

Gambar 5.5. pemasangan papan duga

Pengamatan elevasi muka air pada papan duga biasanya dilakukan sekali dalam sehari. Kelemahannya yaitu tidak tercatatnya muka air pada jam-jam lain yang mungkin mempunyai informasi penting, misalnya puncak banjir.

2. Alat pengukur elevasi muka air maksimumAlat pengukur puncak (crest gauge) digunakan untuk mengukur elevasi muka air maksimum yang terjadi waktu banjir. Terdiri dari tabung berdiameter 50 mm dengan lobang yang terdapat di dekat dasar dan tertutup pada bagian atasnya, dengan satu atau dua lobang untuk memungkinkan udara keluar.

3. Pencatat muka air otomatis (AWLR)Dengan alat ini elevasi muka air sungai dapat tercatat secara kontinyu sepanjang waktu. Alat ukur yang banyak digunakan di Indonesia menggunakan pelampung yang ditempatkan pada sumur pengamatan.

Gambar 5.6. pengukur elevasi muka air secara otomatis

Pengukuran kecepatan

Pengukuran kecepatan air dapat dilakukan secara langsung dengan menggunakan pelampung atau secara tidak langsung yang biasanya menggunakan current meter.

1. PelampungYaitu dengan mengukur selang waktu yang diperlukan oleh pelampung untuk menempuh suatu jarak tertentu. Biasanya dilakukan pada waktu banjir.

Gambar 5.7. pengukuran kecepatan dengan pelampung

Kecepatan aliran dengan pelampung dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Ada 3 macam pelampung:1. Pelampung permukaan 2. Pelampung dengan kaleng3. Pelampung batang

Gambar 5.8. tipe pelampung

Apabila digunakan tipe pertama, nilai terukur dikalikan dengan koefisien yang biasanya adalah 0,85.

2. Current meterAda 2 tipe alat ukur yaitu:1. Tipe mangkok (price-cup current meter)2. Baling-baling (propeller current meter)

Berikut Persamaan liniernya :

v = a + bn

dengan :a dan b : konstanta v : kecepatan arus (m/d)n : jumlah putaran per detik

Gambar 5.9. menunjukkan bentuk current meter tipe mangkok dan baling-baling

Kecepatan rerata dapat ditentukan dengan salah satu dari metode berikut yang tergantung pada ketersediaan waktu, ketelitian yang diharapkan, lebar dan kedalaman sungai.

a. Metode satu titik, hanya dapat digunakan untuk air dangkal dimana metode dua titik atau lebih tidak bias dilakukan. Kecepatan diukur pada 0,6 kedalaman air. V = v0,6d Gambar 5.10. pengukuran kecepatan pada vertikalb. Metode dua titik, dimana kecepatan rerata merupakan rerata dari kecepatan pada 0,2 dan 0,8 kedalaman.

c. Metode tiga titik, yang menghitung kecepatan rerata berdasar kecepatan pada 0,2 ; 0,6 dan 0,8 kedalaman.

atau

d. Metode lima titik, dihitung dengan persamaan berikut:

Dengan dan adalah kecepatan aliran di permukaan dan di dasar.