BAB I
PENGUKURAN DEBIT DISALURAN TERBUKA
PENDAHULUAN
I.1 Latar
Belakang
Dalam sebuah kegiatan pertaian, kebutuhan air sudah tak ter elakkan lagi.
Tanaman yang diusahakan dalam kegiatan pertanian pada umumya membutuhkan air
yang cukup agar dapat tumbuh dan berkembang dengan baik, hingga menghasilkan
produksi yang maksimal tentunya.
Pemberian air pada tanaman haruslah
sesuai dengan yang dibutuhkan tanaman tersebut, pemberian air yang berlebihan
atau tidak sesuai dengan yang dibutuhkan tanaman juga akan mengganggu
pertumbuhan tanaman tersebut, atau bahkan akan berakibat pada kematianpada
tanaman tersbut.
Sedangkan pada tanaman yang
pemberian airnya kurang juga akan berakibat terhambatnya pertumbuhan pada
tanaman, oleh karena itu pemberian air pada tanamn hendaklah dilakukan sesuai
dengan yang dibutuhkan tanaman.
Factor lain, susahnya air disuatu
tempat atau kawasan tertentu membuat petani kesusahan dalam usaha pertaniannya,
hendaknya dalam situasi seperti ini diperlukan system manajemen irigasi
yang baik pengelolaan air.
Dalam sebuah saluran irigasi,
mengetahui debit aliran dalam sebuah sluran irigasi dalah sangat penting. Ini
bertujuan untuk dapat mengontrol laju penggunaan air pada petak sawah dengan
sesuai dengan kebutuhan suatu lahan atau tanaman di sebuah lahan tersebut.
Dengan mengetahui besarnya laju aliran per satuan waktu (debit)
diharapkan akan dapat mengontrol laju aliran sesuai dengan yang
dibutuhkan.
Oleh karena itu perlunya pengukuran
debit aliran pada sebuah saluran irigasi adalah merupakan suatu metoda ataupun
kepentingan dalam sebuah manajemen irigasi atau dalam sebuah system
keirigasian.
Debit aliran merupakan satuan untuk
mendekati nilai-nilai hidrologis proses yang terjadi dilapangan. Kemampuan
pengukuran debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui potensi suatu sumber
daya air disuatu daerah atau wilayah DAS. Debit aliran dapat dijadikan sebuah
alat untuk memonitor dan mengefaluasi neraca air suatu kawasan melalui
pendekatan potensi sumber daya air permukaan yang ada.
I.2 Tujuan
Tujuan dari pengukuran debit saluran
terbuka ini adalah :
1. Menentukan hubungan head dengan
debit pada bangunan ukur cipoletti
2. Mengukur debit dengan pelampung
3. Mengukur debit dengan current meter
I.3
Manfaat
Manfaat dari praktikum pengukuran
debit saluran terbuka ini adalah :
1. Agar mahasiswa mengerti dalam
penggunaan alat ukur current meter
2. Agar mahasiswa mengerti tentang pengukuran debit dengan
pelampung
3. Agar mahasiswa dapat menentukan hubungan head dengan debit
pada bangunan ukur cippoleti
I.4 Tinjauan Pustaka
A. Debit secaraLangsung ( debit
sesaat)
Dalam pengukuran debit air secara langsung digunakan
beberapa alat pengukur yang langsung dapat menunjukkan ketersediaan air
pengairan bagi penyaluran melalui jaringan-jaringan yang telah ada atau telah
dibangun. Dalam hal ini berbagai alat pengukur yang telah biasa digunakan
yaitu:
1.
Alat Ukur Pintu Romijn
Ambang dari pintu Romijn dalam pelaksanaan pengukuran dapat dinaik
turunkan,yaitu dengan bantuan alat pengangkat. Pengukuran debit air dengan
pintu ukur romijin yaitu dengan menggunakan rumus:
Q= 1,71 b h3/2
Keterangan:
Q = debit air (
detik)
b =
lebar ambang (m)
h = tinggi permukaan air (m)
2.Sekat Ukur Thompson
Berbentuk segitiga sama kaki dengan sudut 90o dapat
dipindah-pindahkan karena bentuknya sangat sederhana (potable), lazim digunakan
untuk mengukur debit air yang relatif kecil. Penggunaan dengan alat ini dengan
memperhatikan rumus sebagai berikut:
Q= 0,0138 (
detik)
Keterangan:
Q = debit air (
detik)
h = tinggi
permukaan air (m)
3.Alat
Ukur Parshall Flume
Alat ukur tipe ini ditentukan oleh lebar dari bagian penyempitan,yang artinya
debit air diukur berdasarkan mengalirnya air melalui bagian yang menyempit
(tenggorokan) dengan bagian dasar yang direndahkan.
4.Bangunan
Ukur Cipoletti
Prinsip
kerja bangunan ukur Cipoletti di saluran terbuka adalah menciptakan aliran
kritis. Pada aliran kritis, energi spesifik pada nilai minimum sehingga ada
hubungan tunggal antara head dengan debit. Dengan kata lain Q hanya merupakan
fungsi H saja. Pada umumnya hubungan H dengan Q dapat dinyatakan dengan:
Q = C x b
x h 3/2
Dimana
:
C = konstana
0,0186
B
= Penampang Atas
H
= Kedalaman (m)
Besarnya konstanta k dan n
ditentukan dari turunan pertama persamaan energi pada penampang saluran yang
bersangkutan. Pada praktikum ini besarnya konstanta k dan n ditentukan dengan
membuat serangkaian hubungan H dengan Q yang apabila diplotkan pada grafik akan
diperoleh garis hubungan H – Q yang paling sesuai untuk masing – masing jenis
bangunan ukur.
Dalam pelaksanaan pengukuran-pengukuran debit air,secara langsung, dengan pintu
ukur romijin,sekat ukur tipe cipoletti dan sekat ukur tipe Thompson
biasanya lebih mudah karena untuk itu dapat memperhatikan daftar debit
air yang tersedia.
B. Pengukuran debit air secara tidak
langsung:
1.Pelampung
Terdapat dua tipe pelampung yang digunakan yaitu: (i) pelampung permukaan, dan
(ii) pelampung tangkai. Tipe pelampung tangkai lebih teliti dibandingkan tipe
pelampung permukaan. Pada permukaan debit dengan pelampung dipilih bagian
sungai yang lurus dan seragam, kondisi aliran seragam dengan pergolakannya
seminim mungkin. Pengukuran dilakukan pada saat tidak ada angin. Pada bentang
terpilih (jarak tergantung pada kecepatan aliran, waktu yang ditempuh pelampunh
untuk jarak tersebut tidak boleh lebih dari 20 detik) paling sedikit lebih
panjang dibanding lebar aliran. Kecepatan aliran permukaan ditentukan
berdasarkan rata – rata yang diperlukan pelampung menempuh jarak tersebut.
Sedang kecepatan rata – rata didekati dengan pengukuran kecepatan permukaan dengan
suatu koefisien yang besarnya tergantung dari perbandingan antara lebar dan
kedalaman air.
Dalam pelepasan pelampung harus diingat bahwa pada waktu pelepasannya,
pelampung tidak stabil oleh karena itu perhitungan kecepatan tidak dapat dilakukan
pada saat pelampung baru dilepaskan, keadaan stabil akan dicapai 5 detik
sesudah pelepasannya. Pada keadaan pelampung stabil baru dapat dimulai
pengukuran kecepatannya. Debit aliran diperhitungkan berdasarkan kecepatan rata
– rata kali luas penampang. Pada pengukuran dengan pelampung, dibutuhkan paling
sedikit 2 penampang melintang. Dari 2 pengukuran penampang melintang ini dicari
penampang melintang rata – ratanya, dengan jangka garis tengah lebar permukaan
air kedua penampang melintang yang diukur pada waktu bersama – sama disusun
berimpitan, penampang lintang rata-rata didapat dengan menentukan titik – titik
pertengahan garis – garis horizontal dan vertikal dari penampang itu, jika
terdapat tiga penampang melintang, maka mula – mula dibuat penampang melintang
rata – rata antara penampang melintang rata – rata yang diperoleh dari
penampang lintang teratas dan terbawah.
Q = C . V . A
Keterangan:
Q = debit aliran (
detik)
C = konstanta
(0,86)
V
= kecepatan
pelampung didapat dari rumus V =
S / t
Yaitu
jarak dibagi rata-rata waktu
A
= luas rata –
rata alira
2.
Pengukuran dengan Current Meter
Alat ini terdiri dari flow detecting
unit dan counter unit. Aliran yang diterima detecting unit akan terbaca pada
counter unit, yang terbaca pada counter unit dapat merupakan jumlah putaran
dari propeller maupun langsung menunjukkan kecepatan aliran, aliran dihitung
terlebih dahulu dengan memasukkan dalam rumus yang sudah dibuat oleh pembuat
alat untuk tiap – tiap propeller. Pada jenis yang menunjukkan langsung,
kecepatan aliran yang sebenarnya diperoleh dengan mengalihkan factor koreksi
yang dilengkapi pada masing-masing alat bersangkutan. Propeler pada detecting
unit dapat berupa : mangkok, bilah dan sekrup. Bentuk dan ukuran propeler ini
berkaitan dengan besar kecilnya aliran yang diukur.
Debit aliran dihitung dari rumus :
Q = V x A
dimana
:
V = Kecepatang aliran (cm/s)
A = Luas penampang (cm)
Dengan demikian dalam pengukuran tersebut disamping harus mengukur kecepatan
aliran, diukur pula luas penampangnya. Distribusi kecepatan untuk tiap bagian
pada saluran tidak sama, distribusi kecepatan tergantung pada :
a. Bentuk saluran
b. Kekasaran saluran dan
c. Kondisi kelurusan saluran
Dalam penggunaan current meter
pengetahuan mengenai distribusi kecepatan ini amat penting. Hal ini bertalian
dengan penentuan kecepatan aliran yang dapat dianggap mewakili rata-rata
kecepatan pada bidang tersebut. Dari hasil penelitian “United Stated Geological
Survey” aliran air di saluran (stream) dan sungai mempunyai karakteristik
distribusi kecepatan sebagai berikut:
a. Kurva distribusi kecepatan pada
penampang melintang berbentuk parabolic.
b. Lokasi kecepatan maksimum berada
antara 0,05 s/d 0,25 h kedalam air dihitung dari permukaan aliran.
c. Kecepatan rata-rata berada ± 0,6 kedalaman dibawah permukaan
air.
d. Kecepatan rata-rata ± 85 % kecepatan permukaan.
e. Untuk memperoleh ketelitian yang
lebih besar dilakukan pengukuran secara mendetail kearah vertical dengan
menggunakan integrasi dari pengukuran tersebut dapat dihitung kecepatan
rata-ratanya. Dalam pelaksanaan kecepatan rata-rata nya.
Pengukuran luas
penampang aliran dilakukan dengan membuat profil penampang melintangnya dengan
cara mengadakan pengukuran kea rah horikzonta l(lebar aliran) dan ke arah
vertical (kedalamam aliran).Luas aliran merupakan jumlah luas tiap bagian
(segmen) dari profil yang terbuat pada tiap bagian tersebut di ukur kecepatan
alirannya.
Debit aliran di segmen = ( Qi ) = Ai x Vi
Keterangan
: Qi : Debit aliran segmen i
Ai : Luas aliran pada
segmen i
Vi : Kecepatan aliran pada segmen ini
I.5 Metoda
I.5.1
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam
praktikum ini antara lain :
a. Meteran
b. Current meter
c. Pelampung
d. Rambu ukur
I.5.2 Cara Kerja
Cara kerja dari praktikum ini adalah
:
a.
Dengan curren meter
1. Ukur kedalaman air
2. Hitung luas penampang basah
3. Ukur kecepatan aliran air dengan
current meter pada jarak 1 meter dan kedalaman 0,2 dan 0,8 .
4. Catat hasil pengamatan
b.
Dengan pelampung
1. Ukur luas penampang basah
2. Jalankan (hanyutkan) pelampung dalam jarak tertentu dan
catat waktu tempuh
3. Catat hasil pengamatan
c.
Dengan bangunan ukur cipoleti
1. Ukur luas penampang bas
2. Catat hasil pengamat
3. Cari debit dengan menggunakan rumus
I.5
Hasil dan Pembahasan
I.5.1 Hasil
I.
CURRENT METER
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rata-rata Debit = 4.3557
m3/s
II.
PELAMPUNG
|
Jarak
|
Luas
Rata-rata
(m2)
|
Waktu
Rata-rata
(s)
|
Debit
(m3/s)
|
|
30
|
1,9019
|
60,12
|
0,816
|
III.
CIPOLETTI
|
Kedalaman
(m)
|
Luas
penampang
Atas
(m)
|
Debit
(m3/s)
|
|
0,5
|
6,85
|
0,045
|
I.5.2 Pembahasan
Dengan menggunakan
metode pelampung didapatkan debit air sebesar 0,816 m³/s dan pada metode Current meter diperoleh
debit air sebesar 4.3557 m³/s.
Selisih debit air pada kedua metode yang
digunakan ini adalah 0,35 m3/s. Hal ini memperihatkan bahwa apabila
metode yang digunakan berbeda, maka akan menghasilkan debit air yang berbeda
pula.
Perbedaan ini disebabkan karena
beberapa faktor yakni :
1. Angin
pada metode pelampung
angin sangat berpengaruh besar terhadap cepat atau lambatnya pelampung
bergerak, apabila semakin kuat angin yang menghembus pelampung maka semakin
cepat pula pelampung bergerak dan juga kuatnya angin berhembus juga
mempengaruhi arah gerak pelampung mengikuti arah angin sehingga mengakibatkan
jalannya pelampung tidak lurus dan jarak yang ditempuh bertambah karna berbelok
– beloknya pelampungdan sebaliknya ketika hembusan angin tidak kuat maka gerak
pelampung yang dipengaruhi arus air menjadi lebih stabil.
2. Permukaan air yang tidak rata
Permukaan air yang tidak rata sangat berpengaruh pada sangat
pengukuran menggunakan curren meter disaat kita mau mengukur kedalaman suatu
aliran.
3. Terdapatnya batu-batuan pada bawah
permukaan
Batu – batu yang ada pada dasar aliran atau bawah permukaan
juga sangan berpengaruh terhadap kedalaman disaat pengukuran menggunakan
current meter. Dengan adanya batu-batuan tersebut akan menyebabkan perubahan nilai kedalaman.
4. Luas penampang
5. Kecepatan aliran
6. Kedalam
Menurut Kasry (2010) zona tenang
adalah perairan yang lebih dalam dimana kecepatan arus melemah dan material
pasir dan material hanyut lainnya cendrung menempel pada dasar, sehingga
terdapat dasar lunak tidak cocok untuk benthos permukaan tetapi cocok bagi
organisme – organisme yang membenamkan dirinya, nekton dan beberapa plankton.
I.7 Kesimpulan dan Saran
I.7.1 Kesimpulan
Dari praktikum yang telah dilakukan
dapat disimpulkan bahwa praktikan telah mampu menentukan nilai debit dengan
menggunakan alat sederhana yaitu pelampung, menggunakan current meter dan
dengan menggunakan cipoletti. Hal ini dapat dibuktikan dengan hasil yang telah
didapatkan yaitu pengukuran dengan menggunakan pelampung didapatkan nilai debit
sebesar 0,816 m3/s, dengan menggunakan current meter nilai
debitnya sebesar 4.3557 m3/s dan dengan
menggunakan cipoletti didapatkan nilai debit sebesar 0,045 m3/s. Pengukuran debit aliran dapat
dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan cara langsung dan metoda tidak
langsung. Pengukuran debit aliran sangat dibutuhkan untuk mengatur dan ataupun
dalam hal penglolaan jaringan irigasi maupun pengonttrolan.
Dari pengamatan paktikum diatas
dapat dilihat bahwa pengukuran debit aliran juga dapat dilakuka secara
sederhana yaitu dengan menggunakan pelampung. Selain tiu pengukuran debit
dengan menggunakan alat ukur current meter juga mempunyai kelemahan. Sehingga
jika dalam sebuah pengamatan yang tidak teliti akan memberikan hasil yang
berbeda juga.
I.7.2 Saran
Agar praktikum
dilakukan dengan serius dan sunguh-sunguh, sehingga ilmu yang dipelajari selama
praktikum dapat diserap dengan baik. Dan juga agar praktikum dapat dilakukan
dengan waktu yang maksimal. Selain itu diharapkan juga agar pada saat praktikum
alat yang digunakan disediakan dengan sebaik-baiknya supaya tidak ada praktikan
yang tidak melakukan praktikum dan praktikan bisa mengerti dengan debit pada
saluran terbuka kalau alam perhitungan dan pencatatan data di perlukan juga
ketelitian agar tidak ada kesalahan dalam pengolahan data. Disaat penggunaan alat, diharapkan agar lebih
hati-hati dan teliti supaya tidak terjadi kesalahan dan alat tidak masuk
kedalam air.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar