BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Salah satu fungsi dari daerah aliran sungai adalah sebagai pemasok air dengan kuantitas dan kualitas yang baik terutama bagi orang di daerah hilir. Dan untuk menjaga agar air yang keluar dari daerah aliran sungai tidak melebihi dari kapasitas penerimaan dihilir, perlu dilakukan perhitungan debit air. Perhitungan debit air ini penting untuk menentukan agar fungsi dari daerah aaliran sungai sendiri dapat berjalan dengan baik dan menguntungkan bagi manusia dan ekosistem. Pada perhitungan debit air, kita harus menganalisa bahan apa yang digunakan untuk membuat saluran tersebut sehingga kita tahu nilai S (kemiringan) dan nilai n (kekasaran) yang terjadi pada saluran tersebut.
1.2.Tujuan
Mahasiswa dapat menentukan geometrik saluran dan hitung debit aliran dalam saluran drainase atau saluran irigasi
1.3. Ruang Lingkup
1. Mengukur dimensi penampang saluran (kedalaman air, lebar saluran, ambang bebas, dan kekasaran dinding saluran.
2. Mengukur panjang saluran (dengan bantuan speedometer)
3. Mengukur beda tinggi muka tanah (dengan bantuan goggle earth)
4. Menghitung kemiringan dasar saluran ( asumsi dari kemiringan muka tanah).
5. Menghitung kemiringan muka air
6. Mengitung luas penampang, keliling basah, jari2 hidrolis
7. Menghitug debit aliran
BAB II
STUDI LITERATUR DAN METODOLOGI
2.1. STUDI LITERATUR
Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan adalah meter kubir per detik (m3/s). Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu (Asdak,2002).
Dalam praktek, sering variasi kecepatan pada tampang lintang diabaikan, dan kecepatan aliran dianggap seragam di setiap titik pada tampang lintang yang besarnya sama dengan kecepatan rerataV, sehingga debit aliran adalah:
Dengan :
Q =Debit Aliran (m3/s)
A = Luas Penampang (m2)
V = Kecepatan Aliran (m/s)
Q =Debit Aliran (m3/s)
A = Luas Penampang (m2)
V = Kecepatan Aliran (m/s)
Metode penelitian meliputi pengukuran langsung di lapangan. Pengukuran langsung di lapangan meliputi pengukuran lebar, tinggi air, tinggi saluran drainase, sisi miring, dan diameter pada masing-masing saluran drainase dari yang berbentuk trapesium, persegi, dan lingkaran. Variabel yang diamati adalah debit air pada masing-masing saluran drainase.
Debit air sungai merupakan tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat ukur permukaan air sungai ( Mulyana, 2007).
Debit adalah suatu koefesien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter per/detik, untuk memenuhi keutuhan air pengairan, debit air harus lebih cukup untuk disalurkan ke saluran yang telah disiapkan (Dumiary, 1992). Pada dasarnya debit air yang dihasilkan oleh suatu sumber air ditentukan oleh beberapa faktor - faktor yaitu :
1.Intensitas hujan
2.Penggundulan hutan
3.Pengalihan hutan
Pengukruan debit dapat dilakukan dengan berbagai macam cara yaitu (Arsyad,1989):
a. Pengukuran volume air sungai
b. Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas
penampang melintang sungai
c. Pengukuran dengan menggunakan bahan kimia yang dialirkan dalam sungai
d. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukur debit.
Hidrograf aliran merupakan perubahan karakterisitik yang berlangsung dalam suatu DAS oleh adanya kegiatan pengelolaan DAS dan adanya perubahan iklim lokal ( Asdak, 1995). Aliran sungai berasal dari hujan yang masuk kedalam alur sungai berupa aliran permukaan dan aliran air dibawah permukaan,debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup , kemudian yang turun kembali setelah hujan selesai. Grafik yang menunjukan naik turunnya debit sungai menurut waktu disebut hidrograf, bentuk hidrograf sungai tergantung dari sifat hujan dan sifat daerah aliran sungai ( Arsyad,2006). Terdapat tiga kemungkinan perubahan debit sungai yaitu laju pertambahan air bawah tanah lebih kecil dari penurunan aliran air bawah tanah normal, laju pertambahan air bawah tanah sama dengan laju penurunannya, sehingga debit aliran menjadi konstan untuk sementara, dan laju pertambahan air bawah tanah melebihi laju penurunan normal, sehingga terjadi kenaikan permukaan air tanah dan debit sungai (Arsyad, 2006).
Perlu diingat bahwa distribusi kecepatan aliran di dalam aluran tidak sama arah horizontal maupun arah vertikal. Dengan kata lain kecepatan aliran pada tepi alur tidak sama dengan tengah alur, dan kecepatan aliran dekat permukaan air tidak sama dengan kecepatan pada dasar alur.
Distribusi Kecepatan Aliran:
A : teoritis
B : dasar saluran kasar dan banyak tumbuhan
C : gangguan permukaan (sampah)
D : aliran cepat, aliran turbulen pada dasar
E : aliran lambat, dasar saluran halus
F : dasar saluran kasar/berbatu
2.1. METODOLOGI
1. Waktu dan Lokasi
Kegiatan pengukuran saluran drainase dilakukan pada tanggal 29 September 2011 pada pukul 11.30-12.00. Lokasi kegiatan dilakukan di sungai depan jurusan Teknik Elektro dan sekitar Teknik Material dan Metalurgi.
2. Jenis Penelitian
Metode penelitian meliputi pengukuran langsung di lapangan. Pengukuran langsung di lapangan meliputi pengukuran lebar, tinggi air, tinggi saluran drainase, sisi miring, dan diameter pada masing-masing saluran drainase yang berbentuk persegi. Variabel yang diamati adalah debit air pada masing-masing saluran drainase.
3. Alat dan Bahan
a. Rafia
b. Meteran
c. Kamera
d. Spidometer sepeda Motor
e. Stopwatch
BAB III
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
3.1. HASIL PENGAMATAN
| No | Perlakuan | Keterangan |
| 1. | Mengukur dimensi penampang saluran( kedalaman air, lebar saluran, dan ambang bebas). | -kedalaman air = 31 cm -lebar saluran = 962 cm |
| 2. | Mengukur panjang saluran dengan bantuan spedometer. | -saluran yang diamati kira-kira panjangnya 1 km. |
| 3. | Mengukur beda tinggi muka tanah (dengan bantuan google earth) | -dari pengamatan melalui google earth didapatkan tinggi muka tanah yaitu 3 feet |
| 4. | Menghitung kemiringan dasar saluran. | -kemiringan dasar saluran yaitu 0,015 m. |
| 5. | Menghitung kemiringan muka air. | -kemiringan muka air sungai yaitu 0,15 m |
| 6. | Menghitung debit aliran. | -dihitung di penghitungan. |
53 cm
H= 31 cm
Hasil Pengamatan:
Tinggi Saluran : 53 cm = 0,53 m
Lebar Saluran : 962 cm = 9,62 m
Tinggi Air : 31 cm = 0,31 m
Kecepatan aliran : m/s
Kekasaran ( n ) : 0, 013 det/m3
a. Keliling Basah (P)
P = B + 2h
= 9.62 m + 2 (0.31 m)
= 9.62 + 0.62
= 10.24 m
b. Luas Penampang Basah (A)
A = B x h
= 9.62 m x 0.31 m
= 2.9822 m2
c. Jari-Jari Hidrolis (R)
R =
=
= 0.29 m
d. Debit Air (Q)
Berdasarkan penghitungan rumus :
Q = A x v
= A x x x
= 2.9822 x x x
= 2.9822 x x 0.438126 x 0.122474
= 12.30942 m3/s
Berdasarkan penghitungan kecepatan aliran air :
Q = A x v
= 2.9822 m2 x m/s
= 0.0216101 m3/s
3.2. PEMBAHASAN
Praktikum kedua hidrolika dilaksanakan pada hari senin tanggal 26 September 2011 yaitu berjudul Geometrik Saluran dan Prediksi Debit. Dalam percobaan ini, kita mengukur kedalaman sungai, lebar sungai, menghitung panjang saluran sungai, menghitung kemiringan muka air dan debit aliran.
Langkah awal yang kelompok kami lakukan yaitu menentukan sungai yang akan dijadikan objek penelitian. Kelompok kami meneliti sungai di wilayah ITS yaitu tepatnya sungai yang berada di depan Teknik Elektro-FTI. Keadaan sungainya tidak mengalir dan sangat kotor. Setelah menentukan sungai yang akan dijadikan objek penelitian, kita melakukan langkah selanjutnya yaitu mengukur dimensi penampang saluran. Kedalaman air di sungai tersebut yaitu 31cm, lebar saluran sungai yaitu 962 cm. Selanjutnya mengukur panjang saluran dengan speedometer sepeda motor, dan didapatkan hasil bahwa panjang sungai yang kita amati tersebut sekitar 1 km. Kemudian mengukur tinggi muka air tanah. Pengukuran ini menggunakan google earth. Awalnya kita mencari dulu daerah sungai yang kita amati melalui google earth, setelah sudah ketemu kita bisa melihat dibagian bawah gambar pada sungai itu terdapat keterangan bahwa elevasi dari sungai itu adalah 3 feet. Dan elevasi sama dengan beda tinggi muka tanah, jadi dapat diketahui bahwa beda tinggi muka tanah tersebut adalah 3 feet. Setelah itu menghitung kemiringan dasar saluran. Kemiringan dasar salurannya yaitu 0,015 m. Dan karena kekasaran sungai tersebut terbuat dari beton, maka dapat diketahui bahwa nilai kekasarannya yaitu 0,013detik/ m3.
Berdasarkan data yang diperoleh di lapangan, dapat dihitung debit air yang mengalir pada sungai tersebut. Menurut hasil perhitungan yang tertera di atas, debit air berdasarkan penghitungan menggunakan rumus adalah 12.30942 m3/s. Akan tetapi, pada saat pengukuran di lapangan, kami menggunakan papan triplek untuk mengetahui kecepatan aliran air, dan diketahui jarak 1 m ditempuh selama 2 menit 18 detik atau sama dengan 138 detik. Dengan begitu, dapat disimpulkan bahwa kecepatan aliran airnya m/s. Berdasarkan penghitungan kecepatan aliran air, debit airnya adalah 0.0216101 m3/s. Perbedaan besar debit air yang terjadi sangat besar sekali ini, kemungkinan terjadi karena pengamatan dan pengukuran dilakukan pada musim kemarau, dimana air yang mengalir sangat sedikit, dan cenderung tidak mengalir (menggenang). Sehingga dapat disimpulkan bahwa debit air berdasarkan penghitungan rumus adalah debit air ketika musim hujan, dimana air yang mengalir lebih banyak daripada ketika musim kemarau.
BAB IV
KESIMPULAN
KESIMPULAN
Dari data di atas dapat disimpulkan :
1. Debit air pada masing-masing saluran berbeda-beda tergantung pada bentuk saluran, bahan yang digunakan, dan ukuran salurannya.
2. Debit air pada masing-masing saluran tergantung pada musim, terutama pada saluran drainase, karena saluran drainase digunakan untuk mengalirkan air hujan.
3. Debit air yang diperoleh berdasarkan rumus yaitu 12.30942 m3/s, dan debit air yang diperoleh berdasarkan perhitungan kecepatan aliran yaitu 0.0216101 m3/s.
BAB V
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press : Bogor
Arsyad. 1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press : Bogor
Asdak C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daera Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (terjemahan). Jakarta : Erlangga Giancoli, Douglas C. 2010. Fisika Jilid V (terjemahan). Jakarta : Erlangga
Halliday dan Resnick. 1991. Fisika Jilid I (terjemahan). Jakarta : Erlangga Streeter L, Victor. 1985. Mekanika Fluida. Erlangga: Jakarta.
