TUGAS
REKAYASA SUNGAI
MENGHITUNG DEBIT ALIRAN SUNGAI, KECEPATAN
SEDIMEN & EROSI DENGAN MENGGUNAKAN METODE
APUNG (FLOATING METHOD) & METODE ALAT UKUR
CURRENT METER
DOSEN PEMBIMBING : Rosmalinda, St
DISUSUN OLEH : SYAFUTRI ASBINTARI HENDRIZAL SERLY SALIMAH MASNUN RAHMAD HIDAYAT THOYIBAH FEBRI
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang
Dalam suatu pengelolaan Sumber daya air dengan perencanaan bangunan air diperlukan suatu informasi yang menunjukkan jumlah air yang akan masuk ke bangunan tersebut dalam sutuan waktu yang dikenal sebagai debit aliran. Informasi mengenai besarnya debit puncak (banjir) yang diperlukan untuk perancangan bangunan pengendalian banjir dan juga dilihat dari data debit minimum yang diperlukan untuk pemaanfaatan air terutama pada musim kemarau. Sehingga dengan adanya data debit tersebut pengendalian air baik dalam keadaan berlebih atau kurang sudah dapat diperhitungkan sebagai usaha untuk mengurangi dampak banjir pada saat debit maksimum dan kekeringan atau defisit air pada saat musim kemarau paanjang. Oleh kerena itu, dalam pratikum ini belajar melakukan pengukuran debit sungai untuk mendapatkan informasi besarnya air yang mengalir pada suatu sungai pada saat waktu tertentu.
1.2.Tujuan
Tujuan dari Pratikum ini adalah :
1. Untuk menentukan mana yang lebih Deras atau besar Kecepatan aliran sungai di Batang Lubuh Kota Pasir Pengaraian (Baik kecepatan tengah maupun tepi sungai) 2. Mengukur debit aliran sungai Batang Lubuh Kota Pasir Pengaraian
3. Pengaruh Sedimen terhadap Sungai
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Debit Aliran
Debit aliran adalah laju air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam system SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dt). Sedangkan dalam laporan-laporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukkan dalam bentuk hidrograf aliran. Hidrograf aliran adalah suatu perilaku debit sebagai respon adanya perubahan karasteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS oleh adanya kegiatan pengelolaan DAS dan atau adanya perubahan iklim lokal.
2.2. Pengukuran Debit
Teknik pengukuran debit aliran langsung dilapangan pada dasarnya dapat dilakukan melalui empat katagori :
1. Pengukuran volume air sungai.
2. Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas penampang melintang sungai.
3. Pengukuran debit dengan menggunakan bahan kimia (pewarna) yang adialirkan dalam aliran sungai (substance tracing method).
4. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukuran debit seperti weir (aliran air lambat ) atau flume (aliran cepat).
Pada katagori pengukuran debit yang kedua, yaitu pengukuran debit dengan bantuan alat ukur current meter atau sering dikenal sebagaipengukuran debit melalui ekatan
velocity-area method yamg paling banyak digunakan dan berlaku untuk kebanyakan
aliran sungai. Current meter berupa alat yang berbentuk propeller dihubungkan dengan kotak pencatat (monitor yang akan mencatat jumlah putaran selama propeller terebut berada dalam air) kemudian dimasukkan kedalam sungai yang akan diukur kecepatan alirannya. Bagian ekor alat tersebut yang berbentuk seperti sirip akan berputar karena gerakan aliran air sungai. Kecepatan aliran air akan ditentukan dengan jumlah putaran per detik yang kemudian dihitung akan disajikan dalam monitoring kecepatan rata-rata aliran air selama selang waktu tertentu. Pengukuran dilakukan dengan membagi kedalaman sungai menjadi beberapa bagian dengan lebar
permukaan yang berbeda. Kecepatan aliran sungai pada setiap bagian diukur sesuai dengan kedalaman. Ketentuan pengukurannya disajikan dalam tabel berikut :
Kedalaman (m) Pengamatan & kecepatan Kecepatan rata-rata 0.0 – 0.6 0.6d = Vo.6d 0.6 – 0.3 0.2d 0.8d = 0.5 (V0.2d+ V0.8d) 3.0 – 6.0 0.2d 0.6d 0.8d = >6 S 0.2d 0.6d 0.8d B =
Tabel 1 Penentuan Kedalaman Sungai
Dimana d adalah kedalaman sungai. Setelah kecepatan aliran sungai dan luasnya didapatkan, debit sungai dapat dihitung dengan menggunakan persamaan matemtis berikut :
Q = A V Keterangan :
Q = debit (m3/dt) V = Kecepatan (m/dt) A = Luasan Sungai (m2)
Dalam melakukan Pengukuran debit sungai perlu diperhatikan angka kecepatan aliran rata-rata, lebar Sungai, kedalaman, kemiringan,dan geseran tepi dan dasar sungai. Geseran tepi dan dasar sungai akan menurunkan kecepatan aliran terbesar pada bagian tengah dan terkecil pada bagian dasar sungai. Faktor penting lainnya yang perlu diperhatikan adalah jari-jari hidrolik (hydraulic radius).
R = A/WP
A = Luasan penampang Melintang (m2) Wp= Keliling basahan (wetted perimeter)
Cara pengukuran lainnya selain dengan menggunakan alat current meter, dalam pengukuran kecepatan aliran sungai juga dapat dilakukan dengan metode apung (floating
method). Caranya dengan menempatkan benda yang tidak dapat tenggelam dipermukaan
aliran sungai untuk jarak tertentu dan mencatat waktu yang diperlukan oleh benda apung tersebut bergerak dari satu titik pengamatan ke titik pengamatan lain yang telah ditentukan. Benda apung yang digunakan dalam pengukuran ini pada dasarnya adalah benda apa saja sepanjang dapat terapung dalam aliraan sungai. Pemilihan tempat pengukuran sebaiknya pada baagian sungai yang relatif lurus dengan tidak banyak arus tidak beraturan. Jarak antara dua titik pengamatan yang diperlukan ditentukan sekurang- kurangnya yang memberikan waktu perjalanan selama 20 detik. Pengukuran dilakukan beberapa kali sehingga dapat diperoleh kecepatan rata- rata permukan aliran sungai dengan persamaan berikut:
Vper= L/t
Keterangan :
L = jarak antara dua titik pengamatan (m) t = waktu perjalanan benda apung (detik)
2.3. Pengaruh Erosi Terhadap Lingkungan Sekitar
Tanah sekitar sungai menjadi terkikis sehingga sungai semakin lebar lebih kurang 20 meter
Terjadi pengendapan pada bagian sungai yang lain
2.4.Faktor-Faktor yang Menyebabkan Erosi pada Sungai terhadap Lingkungan Sekitar Sungai
Banyaknya sampah yang menumpuk di sungai
Kurangnya penghijauan
Banyaknya tumbuhan sekitar sungai yang tidak bisa menyimpan air
2.5.Upaya untuk Penanggulangan Supaya tidak Terjadi Lagi Erosi pada Sungai
Menghindari pembuangan sampah ke sungai Melestarikan budaya penghijauan
Pada tepi sungai kalau bisa di kasih dinding-dinding penahan tanah supaya menghindari pengikisan tanah.
BAB III METODOLOGI 3.1. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pratikum ini adalah sebagai berikut: 1. Curren Meter
2. Stopwatch 3. Tali
4. Bambu dan Tongkat bersekala 5. Pensil
6. Kertas
7. Benda yang dapat terapung
3.2. Prosedur
a. Prosedur pelaksanaan pratikum ini untuk pengukuran kecepatan aliran sungaai dengan menggunakan alat current meter adalah sebagai berikut:
1. Ukur dimensi sungai meliputi lebar sungai, dan bagi lebar sungai menjadi beberapa segmen tergantung keadaan sungai tersebut.
2. Hitung kedalaman sungai dengan menggunakan tongkat berskala.
3. Tempatkan alat ukur current meter pada kedalaman sungai (lihat tabel 1)
4. Dengan menggunakan stopwatch, hitunglah kecepatan tertentu sesuai kedalaman sungai melalui angka yang ditampilkan dalam monitor current meter lama waktu pencatatan 1 menit.
5. Ulangi langkah hingga tiga kali pengukuran.
6. Lakukan pengukuran pada segmen, yaitu segmen 2 dan 3
7. Hitung kecepatan aliran sungai rata-rata pada setiap segmen pengukuran dengan cara menjumlahkan nilai pengamatannya.
8. Hitung debit sungai dengan mengalikan luas penampang sungai dengan kecepatan rata-rata aliran sungai.
b. Prosedur pengukuran Kecepatan aliran sungai dengan metode apung (floating method) adalah sebagai berikut:
1. Ukur panjang sungai dengan meteran yang akan dijadikan sebagai lintasan benda. Jarak atau panjang sungai sekurang-kurangnya memberikan waktu perjalanan 20 detik.
2. Jatuhkan benda yang dapat terapung pada titik pengamatan 1 dan waktu mulai dihitung. Hentikan pencatat waktu ketika benda telah sampai pada titik pengamatan 2.
3. Catat waktu yang ditempeh benda tersebut.
4. Lakukan pengamatan beberapa kali minimal tiga kali percobaan
5. Hitung rata-rata waktu yang diperlukan benda selama percobaan tersebut.
6. Hitung kecepatan aliran sungai dengan mengalikan antara jarak titik pengamatan dengan waktu tempuh rata-rata. Kemudian kalikan kecepatan aliran tersebut dengan angka tetapan 0,75 (keadaan dasar sungai kasar).
7. Hitung debit sungai dengan mengalikan luas sungai dan kecepatan aliran yang didapatkan dari perhitungan pada langkah 6.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 2.6.Hasil
a. Perhitungan Luas Penampang Sungai Luas AI = 0,5 (3 x 2,8) = 4,2 m2 Luas AII = 3 x 2,8 = 8,4 m2 Luas AII = 0,5 ( 3x 2,8) = 4,2 m2
Luas Total Sungai = 16,8 m2
b. Hasil Percobaan dengan mMetode Floating Method (metode apung) No Benda Waktu (Sekon) Panjang Sungai
(m) Kecepatan (m/s) Kec.Rata-rata (m/s) 1 1 17 22 1,29 1,32 2 1 16 22 1,37 3 1 17 22 1,29 4 2 15 22 1,47 1,22 5 2 17 22 1,29 6 2 24 22 0,92
Kecepatan Rata-rata benda 1dan 2 1,27
Perhitungan :
Q = V x A
Q = (0,75 x 1,27 m/s ) x 16,8 m2 Q = 16,002 m3/s
c. Hasil percobaan dengan Current meter
No Kecepatan ( m/s ) Kecepatan Rata – rata (m/s)
Segmen I Segmen 2 Segmen 3
1 0,4 0,8 0,5 2 0,4 0,8 0,5 3 0,2 0,7 0,5 Kec Rata-rata 0,33 0,77 0,5 0,53 Perhitungan : Q = A x V Q = 16,8 m2x 0,53 m/s Q = 8,90 m3/s 2.7.Pembahasan
Pengukuran debit sungai yang dilakukan pada saat pratikum menggunakan dua metode, yaitu metode apung ( floating method ) dan menggunakan alat current meter. Berdasarkan data dan hasil perhitungan kedua metode tersebut menghasilkan debit yang jauh berbeda dengan selisih antara keduanya mencapai 7, 101 m3/s. Tentunya hal tersebut dikarenakan kedua debit didapatkan dari dua pengukuran yang berbeda. Dalam prakteknya dilapangan banyak faktor-faktor yang mengakibatkan ketidakakuratan dalam perhitungan debit aliran sungai.
Pada pengukuran dengan metode apung, karasteristik sungai yang tidak beraturan, baik dari segi kedalaman, kecepatan arus maupun yang berat sehingga menyulitkan pratikum dalam menentukan lokasi yang tepat untuk pengukuran. Hasil pratikum dengan menggunakan metode apung ini kecepatan aliran yang didapatkan relative dengan selisih konstan, yaitu 1 m/s namun pada pengukuran terakhir berubah, kecepatannya jauh lebih lambat dari pengukuran sebelumnya, yaitu pada pengukuran dengan benda dua pengamatan ketika didapatkan kecepatan aliran sungai mencapai 0,92 m/s yang jauh lebih kecil secara berturut-turut sebesar 0,37 ; 0,55 dari pengamatan 2 dan 1 dengan benda yang sama. Hal tersebut dikarenakan aliran air yang tidak beraturan sehingga sesekali benda yang terapung dialiran permukaan sungai terjebak oleh cekungan arus sehingga perjalanan dari pengamatan 1 dan 2 tidak lancar yang mengakibatkan waktu tempunya jauh dari pengamatan yang lain.
Penggunaan benda sebagai alat yang mengapung dialiran sungai juga perlu diperhatikan. Hasil pengamatan antara benda 1 dan 2 yang mempunyai perbedaan ukuran menyebabkan perbedaan kecepatan aliran yang didapatkan. Pada pengamatan di dapatkan benda 1 yang ukurannya lebih kecil dari benda 2 ternyata mempunyai kecepatan Rata – rata yang lebih besar dibandingkan dengan benda 2 yang berukuran lebih besar, yaitu kecepatan rata- rata benda 1 mencapai 1,32 m/s sedangkan pada benda 2 kecepatannya mencapai 1,22 m/s, terdapat perbedaan yang mencapai titik akhir pengamatan memerlukan waktu 20 detik. Namun hasil pratikum hanya ada satu kali pengamatan yang mencapai waktulebih dari 20 detik selebihnya kurang dari 20 detik, itu juga benda yang mencapai waktu lebih dari 20 detik dikarenakan terjebak dipusaran air sehingga waktu tempuhnya menjadi lebih lama. Dengan demikian, jarak pengamatan yang mencapai 22 m itu masih kurang untuk suatu pengamatan kecepatan aliran sungai pada keadaan aliran sungai tersebut, sehingga data yang didapatkanpun kurang akurat.
Berbeda halnya dengan metode apung, metode pengukuran debit air dengan
current meter ini lebih sulit penggunaannya. Pengukuran Kecepatan aliran airnya
tidak sesederhana metode apung, pada metode ini kedalaman sungai menjadi suatu penentu dalam pengukuran, selain itu juga sungai harus dibagi ke beberapa bagian untuk mendapatkan kecepatan rata- rata aliran sungai pada dari bagian tepi dan tengah. Sehingga sebelum pelaksanaan pengamatan perlu memperhatikan beberaapa hal, yang utama adalah kedalaman sungai, selain itu juga Arus tidak boleh terhalang oleh suatu benda atau adanya batuan yang menghalangi sebab hal tersebut akan mempengaruhi terhadap hasil pengamatan. Hasil pengamatan menunjukkan kecepatan aliran sungai pada segmen tengah lebih besar dari pada bagian tepi kiri dan kanan. Dari hasil pengamatan 1 sampai dengan 3 pada segmen tengah paling besar, yaitu berkisar antara 0,7 – 0,8 sedangkan pada bagian kiri dan kanan maksimal kecepatan aliran sungai mencapai 0,5 m/s. Hal tersebut dikarenakan pada bagian tengah relatif lebih halus permukaan dasarnya sehingga air tidak terhalang perjalanannya, berbeda dengan yang ada ditepi yang banyak terhalang bebatuan. Faktor –faktor yang dapat mengurangi keakuratan data hasil pengamatan adalah terbatasnya peralatan yang tersedia sehingga dalam penentuan titik pengamatan terhambat oleh arus yang besar, permukaan dasar sungai yangtidak beraturan menyebabkan ketidak telitian dalam penghitungan kedalaman air. Namun demikian, jika dibandingkan dengan hasil pengamatan dengan metode apung, metode current meter lebih teliti terbukti dengan
hasil pengamatan yang jauh lebih kecil. Selain itu juga penggunaan alat yang cukup baik dapat menghindari berbagai kesalahan dalam pengukuran dibandingkan dengan metode apung. Debit aliran sungai yang didapatkan dari hasil pengamatan baik berdasarkan metode apung maupun menggunakan Current Meter dapat dijadikan sebagai informasi sangat penting dalaam peraancangan bangunan air.
BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan di sungai batang lubuh Kota Pasir Pengaraian dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Debit aliran sungai berdasarkan pengukuran dengan metode apung sebesar 16,002 m3/s.
2. Debit aliran sungai berdasarkaan pengukuran dengan menggunakan current meter sebesar 8,90 m3/s.
3. Pengukuran debit aliran sungai dengan menggunakan current meter lebih akurat dibandingkan dengan metode apung.
4. Sungai merupakan jalan air alami. mengalir menuju Samudera, Danau atau laut, atau ke sungai yang lain. Berbagai pengaruh yang disebabkan oleh erosi yaitu Tanah sekitar sungai menjadi terkikis sehingga sungai semakin lebar, Terjadi pengendapan pada bagian sungai yang lain, Dinding tebing semakin habis.
5.2. Saran
Pada pengukuran debit aliran sungai dengan metode apung sebaiknya dikaji mengenai pengaruh dimensi benda yang digunakan dan sebelum pengamatan dilakukan sebaiknya dicoba dahulu beberapa waktu tempuh benda dari jarak tertentu hingga dapat menentukan jarak yang memenuhi syarat pengamatan, yaitu waktu perjalanan benda sekurang- kurangnya 20 detik. Untuk pengukuran current meter perlu diperhatikan tempat pengukuran yang arusnya tidak terhalang oleh batu atau benda lainnya sehingga kecepatan yang diukur benar– benar kecepatan aliran sungai.
Mungkin penelitian ini belumlah sempurna sesuai yang kita harapkan. Maka dari itu penulis berharap kritik dan sarannya dari kita semua. Yang sempurna itu hanyalah dari Allah.
