37
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Pendahuluan
Metode yang dilakukan pada penelitian ini yaitu metode survey lapangan dan pengujian di laboratorium yang meliputi pengambilan sampel sedimen dan pengukuran sungai, kemudian sampel diuji di laboratorium dan pengolahan data.
Penelitian ini dipengaruhi oleh adanya penambangan batu di DAS Way Lunik, sehingga dilakukan pengambilan sampel di penambangan batu tersebut.
3.2. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di sungai Way Lunik, Kelurahan Way Lunik Kecamatan Panjang Kota Bandar Lampung. Sungai Way Lunik merupakan daerah aliran sungai (DAS) pada Mesuji Sekampung. Pada Gambar 3.1 merupakan peta morfologi Kota Bandar Lampung yang berasal dari Bappeda Provinsi Lampung dan peta DAS Way Lunik terdapat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.1. Peta Morfologi Kota Bandar Lampung
Sumber: Eka Kurniawan, 2013 Lokasi Penelitian
38
Gambar 3.2. Peta DAS Way Lunik
Sumber: Eka Kurniawan, 2013
Gambar 3.2. Lokasi Penelitian
Sumber: Eka Kurniawan, 2013
Lokasi Penelitian
39 3.2.1. Lokasi Pengambilan Sampel
Pada penelitian ini sungai dibagi atas 9 lokasi (cross section) dimulai dari hulu hingga ke hilir dan lokasi tambang batu. 9 titil lokasi digunakan sebagai pembagian lokasi pengambilan sampel, pengukuran penampang dan kecepatan aliran. Cross Section Sungai Way Lunik (CSSWL) merupakan titik Lokasi pengambilan sampel ditunjukan pada Gambar 3.2 yang ditandai dengan garis coklat merupakan aliran sungai sebagai lokasi penelitian, segitiga abu sebagai lokasi pengambilan sampel di tambang, titik merah yaitu pengambilan sampel saat kondisi setelah hujan sedangkan titik kuning merupakan lokasi pengambilan sampel saat kondisi normal.
Gambar 3.3. Lokasi Pengambilan Sampe
Gambar 3.4. Lokasi Tambang Batu
40
Gambar 3.5. Cross Section Sungai Way Lunik I
Gambar 3.6. Cross Section Sungai Way Lunik II
Gambar 3.7. Cross Section Sungai Way Lunik III
41
Gambar 3.8. Cross Section Sungai Way Lunik IV
Gambar 3.9. Cross Section Sungai Way Lunik V
Gambar 3.10. Cross Section Sungai Way Lunik VI
42
Gambar 3.11. Cross Section Sungai Way Lunik VII
Gambar 3.12. Cross Section Sungai Way Lunik VIII
Gambar 3.13. Cross Section Sungai Way Lunik IX
43 3.2.2. Penampang Pengukuran Sedimen
Pengambilan sampel serta pengukuran penampang sungai dilakukan di 9 titik lokasi. Pengambilan sampel harus dilakukan tanpa adanya ganguan terlebih pada sampel sedimen suspensi. Adapun urutan dari pengukuran dan pengambilan sampel sebagai berikut:
1. Pengukuran muatan sedimen suspensi
Sediemen suspesi dapat diukur dengan cara mengukur debit aliran sungai dan pengambilan sedimen suspensi secara bersamaan, yaitu setelah selesai mengukur kecepatan aliran segera melakukan pengambilan sedimen suspensi.
Sedimen suspensi yang diukur bersamaan dengan pengukuran debit berguna untuk menentukan konsentrasi sedimen suspensi saat pengukuran pada debit tertentu, dan debit atau volume sedimen suspensi per satuan waktu yang terangku saat pengukuran. Pengukuran sedimen suspensi diambil 3 sampel yaitu pada kiri tengah dan kanan penampang sungai. Pengukuran kecepatan aliran dilakukan sebanyak 3 kali yaitu pada tepi kanan, tepi kiri dan tengah penampang sungai, dengan V1, V2 dan V3.
2. Pengambilan sedimen dasar
Pengambilan sampel sedimen dasar digunakan untuk menentukan distribusi ukuran partikel sedimen yang dilakukan di laboratorium. Pengambilan sempel sedimen dasar dilakukan di setiap cross section sehingga mendapatkan 9 sampel sedimen dasar.
Gambar 3.15. Penampang Pengukuran Sedimen
V1 V2 V3
44
Gambar 3.16. Pengukuran Penampang Sungai
Gambar 3.17. Pengukuran Kedalam Sungai
Gambar 3.18. Pengukuran Kecepatan Aliran
45 3.3. Diagram Alir (Flow Chart)
Diagram alir (flowchart) penelitian merupakan gambaran dari langkah- langkah penelitian dari mulainya proses penelitian hingga proses pengambilan kesimpulan dan saran. Berikut adalah digaram alir pada penelitian ini ditunjukkan pada gambar 3.4 dan 3.3.
Gambar 3.19. Diagram Alir (Flowchart) Mulai
Persiapan Penyiapan Data Tinjauan Pustaka
Data Primer Data Sekunder
Peta Lokasi
Sedimen Dasar Sampel Sedimen
Kecepatan Aliran dan Penampang Sungai
Uji Laboratorium:
Berat Jenis Sedimen Diameter Sedimen Karakteristik Sungai
Debit Sungai
A
B
C
Sedimen Suspensi Data Hujan
A
46
Gambar 3.10. Lanjutan
3.4. Tahapan Penelitian
Pada penelitian terdapat beberapa tahapan antara lain:
1. Tahap awal memulai penelitian ini yaitu pengamatan secara langsung (survey) dengan melakukan pengecekkan langsung terhadap lokasi.
2. Studi literatur yaitu untuk mempelajari dan mengetahui semua hal yang berhubungan dengan permasalahn, baik berupa buku atau hasil penelitian sebelumnya dan literature-literatur dari berbagai sumber yang dapat menunjang penelitian.
3. Pengumpulan data dibedakan menjadi data primer dan data sekunder.
Data primer adalah data yang didapat langsung dari lokasi penelitian. Data primer pada penelitian ini meliputi data sampel berupa sedimen melayang dan sedimen dasar yang kemudian diuji di laboratorium untuk mengetahui karakteristik sedimen. Kecepatan aliran, penampang sungai berupa lebar dan kedalaman sungai digunakan untuk mendapatkan debit aliran sungai. Data
Karakteristik Sedimen Laju Sedimentasi
Rumus Duboys dan Meyer-peter-
Muler
Sedimen suspensi (qs) Sedimen Dasar (qb)
Total Sedimen (Qs)
A C
Selesai
Konsentrasi sedimen (Cs) B
47
sekunder diperoleh berdasarkan acuan dan literatur yang berhubungan dengan materi, karya tulis ilmiah yang berhubungan dengan penelitian atau dengan mendatangi instansi terkait untuk pengambilan data-data yang diperlukan.
Data sekunder yang diperoleh dari instansi terkait yaitu peta DAS Way Lunik.
4. Pengujian secara spesifik dilakukan di laboratorium uji tanah dan melakukan mengolahan data sesuai dengan tahap pengujian.
5. Dari hasil pengujian dan pengolahan data didapatkan kesimpulan dan kemudian dapat mengetahui alternatif pengendalian bajir di Sungai Way Lunik.
3.5. Alat dan Bahan Pengukuran Penampang Sungai dan Pengambilan Sampel Sedimen
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
3.5.1. Alat Pengukuran Penampang Sungai
Peralatan yang digunakan sebagai pengukuran sungai adalah sebagai berikut:
1. Meteran digunakan untuk mengukur lebar penampang basah sungai
Gambar 3.21. Meteran
48
2. Kayu ukur, digunakan sebagai alat ukur kedalaman sungai.
Gambar 3.22. Kayu Ukur
3. Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu aliran/arus air sungai
Gambar 3.23. Stopwatch
4. Bola Pingpong digunakan sebagai alat pengukur kecepatan aliran sesaat.
Gambar 3.24. Bola Pingpong
49
5. Tali digunakan sebagai alat bantu pengukuran lebar penampang sungai.
Gambar 3.25. Tali
3.5.2. Alat Pengambilan Sampel Sedimen
Peralatan yang digunakan untuk pengambilan sampel sedimen adalah sebagai berikut:
1. Suspended Sediment Sampler digunakan untuk pengambilan sampel sedimen melayang di saluran sungai;
2. Alat pengambilan sedimen dasar
3. Karung dan botol digunakan sebagai wadah/tempat hasil pengambilan sedimen.
3.5.3. Bahan (Sample)
Bahan yang digunakan pada pengujian di laboratorium yaitu sampel dari sedimen berupa sedimen dasar dan sedimen melayang.
Gambar 3.26. Sampel Sedimen Dasar
50
Gambar 3.27. Sampel Sedimen Suspensi
3.6. Pengujian di Laboratorium
Setelah didapatkan data primer yaitu sampel sedimen maka dilakukan pengujian di laboratorium . Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik sedimen dan laju angkutan sedimen pada Sungai Way Lunik. Terdapat 2 pengujian di laboratorium uji tanah yaitu:
3.6.1. Pengujian Berat Jenis Sedimen (Gs)
Berat jenis tanah adalah angka perbandingan antara berat isi butir tanah dan berat isi air suling pada temperatur dan volume yang sama. Pemeriksaan ini bertujuan untuk menentukan berat jenis tanah menggunakan alat piknometer. Dalam pengujian berat jenis dilakukan berdasarkan SNI 1964:2008. Alat yang digunakan dalam pengujian berat jenis sedimen adalah sebagai berikut
1. Saringan Nomor 4 (4,75 mm)
51
Gambar 3.28. Saringan Nomor 4 2. Piknometer
Gambar 3.29. Piknometer 3. Oven
Gambar 3.30. Oven
52 4. Timbangan
Gambar 3.31. Timbangan 5. Hot Plate
Gambar 3.32. Hot Plate 6. Termometer
Gambar 3.33. Termometer
53
Adapun langkah-langkah pengujian berat jenis sedimen yaitu : 1. Siapkan 3 buah piknometer kapasitas 500 ml;
Gambar 3.34. Menyiapkan 3 Buah Piknometer
2. Isi piknometer dengan air suling sampai penuh, kemudian timbang massa piknometer + air suling;
Gambar 3.35. Menimbang Piknometer + Air
3. Masukkan termometer kedalam piknometer + air dan catat temperatur dari air tersebut (T1o
C);
54
Gambar 3.36. Mengukur Temperatur Air pada Piknometer
4. Siapkan sampel tanah kering udara (SSD) yang lolos saringan no. 4 sebanyak 50 gram;
Gambar 3.37. Siapkan Sampel Lolos Saringan Nomor 4
5. Pindahkan s a m p e l tanah kedalam piknometer. Tambahkan air kedalam piknometer sehingga mengisi 2/3 dari isi piknometer;
Gambar 3.38. Menambah 2/3 Air ke dalam Piknometer
55
6. Keluarkan udara dari pori-pori tanah yang terperangkap dalam sampel dengan cara memanaskan piknometer tersebut diatas hot plate selama 15 – 20 menit.
Gambar 3.39. Memanaskan Piknometer diatas Hot Plate
7. Dinginkan temperatur dari campuran tanah + air + piknometer, sehingga suhu mendekati suhu T1o
C
Gambar 3.40. Mendinginkan Piknometer
8. Kemudian tambahkan air sampai batas penuh, timbang berat air + piknometer + tanah;
56
Gambar 3.41. Menambahkan Air hingga Penuh dan Timbang 9. Perhatikan suhu untuk piknometer + air + tanah adalah sebesar T1o
C ± 1oC 10. Keluarkan tanah dari piknometer, bersihkan piknometer dari tanah tanah,
sampel tanah yang digunakan tadi dimasukka kedalam oven untuk dihitung berat kering dari sampel yang diuji.
Gambar 3.42. Menimbang Sampel kering oven
3.6.2. Pengujian Analisa Saringan
Analisa saringan merupakan analisis yang dilakukan untuk menentukan gradasi butir (distribusi ukuran butir), yaitu dengan cara menggetarkan contoh tanah kering melalui satu set ayakan sesuai dengan ukuran ayakan dimana lubang- lubang ayakan tersebut makin kebawah makin kecil secara berurutan (Wesley, 2012).
57
Alat yang digunakan dalam pengujian diameter sedimen adalah sebagai berikut:
1. 1 set saringan
Gambar 3.43. 1 Set Saringan 2. Seive shaker
Gambar 3.44. Seive Shaker 3. Timbangan
Gambar 3.45. Timbangan
58
Adapun tahapan-tahapan dalam pengujian analisa butiran tanah adalah sebagai:
1. Siapkan 1 set saringan nomor 4, 10, 20, 30, 40,50, 80,100, 200 dan pan.
Tumpukkan dari saringan nomor 4 berada paling atas hingga pan secara berurutan;
Gambar 3.46. Menyiapkan 1 Set Saringan
2. Siapkan sampel uji dan masukkan kedalam oven selama ± 24 jam, kemudian setelah 24 jam dikeluarkan dari dalam oven lalu dinginkan;
Gambar 3.47. Menyiapkan Sampel
3. Masukkan sampel tanah kedalam saringan kemudian diayak menggunakan mesin seive shaker selama 10 - 15 menit;
59
Gambar 3.48. Mengayak Sampel menggunakan Seive Shaker
4. Ayak kembali secara manual, agar tidak ada sampel yg tertahan disetiap saringan;
Gambar 3.49. Mengayak Sampel secara Manual 5. Timbang massa tanah yang tertahan di masing-masing saringan.
Gambar 3.50. Menimbang setiap Sampel Tertahan
60 3.6.3. Pengujian Analisis Hidrometer
Pengujian analisis hidrometer dilakukan untuk mengetahui gradasi butiran tanah halus atau tanah yang lolos saringan nomor 200 serta mengetahui koefisien gradasi (Cc) dan koefisien keseragaman (Cu) dengan pengendapan tanah.
Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian analisi hidrometer adalah sebagai berikut:
1. Alat Hidrometer;
Gambar 3.51. Alat Hidrometer 2. Saringan No.200
Gambar 3.52. Saringan Nomor 200
61 3. Gelas Ukur 1000 ml
Gambar 3.53. Gelas Ukur 1000 ml 4. Stopwatch
Gambar 3.54. Stopwatch 5. Termometer
Gambar 3.55. Termometer
62 6. Timbangan
Gambar 3.56. Timbangan 7. Mixer
Gambar 3.57. Mixer 8. Constant Waterbath
Gambar 3.58. Constant Waterbath
63 9. Pengaduk
Gambar 3.59. Pengaduk 10. Sodium hexametaphospate
Gambar 3.60. Sodium hexametaphospate
Adapun langkah-langkah pengujian analisis hidrometer sebagai berikut:
1. Keringkan sampel didalam oven dengan suhu 110 ± 5 ⁰ C;
Gambar 3.61. Keringkan Sampel dalam Oven
64
2. Ambil sampel kering oven yang lolos saringan no. 200 sebanyak 50 g;
Gambar 3.62. Sampel Lolos Saringan Nomor 200
3. Siapkan deflocculating agent dengan kadar 4 % sodium hexametaphospate di dalam larutannya. Dibuat dengan mencampurkan 40 g sodium hexametaphospate dengan 1000 cm3 air suling;
Gambar 3.63. 40 gram Sodium Hexametaphospate
4. Ambil sebanyak 125 cm3 larutan pada tahapan 3 dan tambahakan dengan 50 g sampel pada tahapan 2, campurkan. Setelah campuran rata, didiamkan selama 8-12 jam.
65
Gambar 3.64. Mencampurkan sampel dengan Larutan
5. Ambil gelas ukur 1000 cm3 dan buat larutan dari campuran 125 cm3 larutan pada tahapan 3 dan 875 cm3 air suling.
Gambar 3.65. Menyiapkan Larutan Pembanding
6. Letakkan larutan pada tahapan 5 di dalam constant waterbath, catat suhunya.
Gambar 3.66. Meletakkan Larutan pada Constant Waterbath
66
7. Letakkan alat hidrometer pada gelas ukur tersebut (tahapan f), catat pembacaan hidrometer (catatan : batas atas dari meniscus harus dibaca). Ini adalah zero correction Fz dapat berupa nilai positif atau negatif. Amati juga meniscus correction Fm;
Gambar 3.67. Pembacaan Hidrometer
8. Gunakan spatula untuk mencampurkan tanah yang disiapkan pada tahapan 4;
Gambar 3.68. Mencampurkan Tanah dengan Larutan
9. Masukkan campuran tanah pada tahapan 8 kedalam mixer. Pastikan semua sampel tanah masuk kedalam mixer.
67
Gambar 3.69. Masukkan Sampel kedalam Mixer
10. Tambahkan air suling sampai 2/3 penuh dari wadah mixer. Campurkan selama 2 menit;
Gambar 3.70. Campurkan Sampel dengan Mixer
11. Kemudian, masukkan campuran tadi kedalam gelas ukur 1000 cm3 kosong. Pastikan bahwa semua tanah didalam mixer tidak ada yang tertinggal. Tambahkan air suling sampai campuran menjadi 1000 cm3;
68
Gambar 3.71. Masukkan Sampel kedalam Gelas Ukur
12. Aduk campuran tanah pada tahapan 11 dengan pengaduk sampai seluruh tanah tercampur dengan air secara menyeluruh;
Gambar 3.72. Mengaduk Campuran
13. Letakkan gelas ukur pada tahapan l kedalam constant temperature bath.
Catat waktu (t = 0) dan masukkan hidrometer kedalam gelas ukur pada tahapan l. Catat bacaan awal (t =0); Kemudian ambil bacaan hidrometer pada waktu t=0.25; 0.5; 1, dan 2 menit selalu baca batas atas meniscus;
69
Gambar 3.73. Masukkan Hidrometer kedalam Larutan
14. Keluarkan hidrometer setiap 2 menit dan masukkan kedalam gelas ukur di sebelahnya (yang disiapkan pada tahapan f);
Gambar 3.74. Mengeluarkan Hidrometer setiap 2 Menit
15. Hidrometer dibaca pada waktu t = 4; 8; 15; 30 menit; 1; 2; 4; 8; 24; dan 48 jam. Untuk setiap pembacaan, masukkan hidrometer ke dalam campuran tanah 30 detik sebelum dilakukan pembacaan pada waktu yang telah ditentukan. Setelah pembacaan berakhir, angkat hidrometer dan letakkan pada gelas ukur yang berisi campuran air + sodium hexametaphospate (pada tahapan f). Hal ini dilakukan pada setiap kali pembacaan.
70
Gambar 3.75. Pembacaan hidrometer
3.7. Analisa Laju Angkutan Sedimen dan Total Sedimen 3.7.1. Analisa Laju Angkutan
Menghitung laju angkutan sedimen dapat dihitung dengan mengumpulkan data seperti data penampang sungai dan data kecepatan aliran serta data hasil pengujian laboratorium sehingga dapat diketahui debit sungai. Debit sungai tersebut di hitung menggunakan rumus yang sudah ditentukan, setelah dihitung kemudian menganalisis laju angkutan sedimen sungai menggunakan metode Duboys dan Meyer-Peter-Muller sehingga mendapatkan debit sedimen dasar sungai.
Pengukuran Sedimen melayang dapat diukur dengan cara mengukur debit aliran sungai dan pengambilan sampel sedimen secara bersamaan yaitu begitu selesai mengukur debit segera mengambil sampel sedimen melayang. Sampel sedimen melayang yang diukur dari suatu lokasi pos duga air bersamaan dengan saat pengukuran debit di suatu DAS yang berguna untuk menentukan konsentrasi sedimen melayang serta didapatkan angkutan sedimen melayang.
3.7.2. Total Angkutan Sedimen
Total angkutan sedimen didaptakan dari hasil perhitungan laju angkutan sedimen dasar dan sedimen melayang, yaitu penjumlahan dari laju angkutan sedimen dasar dan melayang disetiap cross section.
