67
PERBANDINGAN PENGUKURAN DEBIT SUNGAI DENGAN
METODE PELAMPUNG DAN CURRENT METER
Risdiyana Setiawan, Yuli Purwanto Pusat Teknologi Limbah Radioaktif
Email: risdiyana@batan.go.id ABSTRAK
PERBANDINGAN PENGUKURAN DEBIT SUNGAI DENGAN METODE PELAMPUNG DAN CURRENT METER. Pengukuran debit sungai dilakukan untuk mendapatkan data debit aliran sungai
Cisalak. Data ini merupakan masukan pada pengkajian keselamatan fasilitas disposal demo di Kawasan Nuklir Serpong. Hal ini untuk melengkapi kajian keselamatan yang diperlukan dalam perancangan, pembangunan, pengoperasian hingga penutupan fasilitas disposal demo. Kegiatan dilakukan dengan metode survey yaitu melakukan kegiatan peninjauan, pengamatan dan pengukuran serta pengambilan data melalui pengamatan langsung di lapangan setiap bulan selama Tahun 2018. Pengukuran debit sungai Cisalak dilakukan dengan Metode apung dan current meter. Nilai debit sungai dengan metode pelampung sebesar 900.5 L/detik untuk bagian hulu dan 692.8 L/detik hilir sungai, sedangkan dengan metode current meter memiliki nilai debit sungai sebesar 582.5 L/detik untuk bagian hulu sungai dan 362.7 L/detik hir sungai.
Kata kunci : Debit air sungai, demo disposal, Keselamatan ABSTRACT.
COMPARISON OF MEASUREMENT OF RIVER DEBIT WITH FLOATIN G AND CURRENT METER METHODS. Measurements were performed to obtain debit data of Cisalak river.This data is an input on the safety assessment of demonstration disposal facility at Serpong NuclearArea. It is also to complete the safety assessment that will be requiredfor design, construction, operationand postclosure. The activity is conducted by survey method, by making observation, measurement and data retrieval is performed directly in the field everymonth duringthe year 2018. The Cisalak river measurements have done by using Float Method.The value of river discharge with floating method is 900.5 L / sec for upstream and 692.8 L / sec downstream, while the current meter method has a river discharge value of 582.5 L / sec for the upstream part of the river and 362.7 L / sec in the river..
Keyword : River discharge, demo disposal, safety
PENDAHULUAN
Pembangunan dan pengoperasian fasilitas disposal demo di Kawasan Nuklir Serpong dengan tapak seperti ditunjukkan pada Gambar 1 wajib mempertimbangkan keselamatan manusia dan lingkungan. Dalam pengkajian keselamatan diperlukan data limbah, data tapak, data desain,dan data lingkungan. Salah satu data tapak atau data lingkungan yang harus disediakan adalah data debit sungai. Berdasarkan penelitian laju dan arah aliran muka air tanah tapak demo disposal bergerak kearah barat daya yaitu kearah lembah yang ditandai dengan adanya horizontal drain atau bak kontrol yang air nya terus mengalir dan dialirkan ke arah sawah dan kemudian air terus mengalir dan bergabung dengan sungai Cisalak. Pengamatan debit sungai sangat diperlukan sebelum fasilitas disposal beroperasi sebagai bahan masukan pada kajian keselamatan fasilitas disposal demo yang akan dibangun di Kawasan Nuklir Serpong[1].
Hulu sungai Cisalak berada di daerah kabupaten Bogor dan selanjutnya melintasi kawasan PUSPIPTEK sampai ke lembah yang berlokasi di sebelah barat Pusat Teknologi Limbah Radioaktif dan bermuara atau masuk ke sungai Cisadane. Sungai Cisalak ini mempunyai lebar antara 1.5- 2 meter.
68
Gambar 1. Calon tapak disposal demo dalam Kawasan Nuklir Serpong
Pengukuran debit dilakukan dengan maksud untuk mendapatkan debit sesaat. Data pengukuran debit yang diperoleh dari suatu pos juga air pada kondisi muka air rendah,muka air sedang, dan muka air tinggi selanjutnya digunakan untuk pembuatan grafik hubungan antara tinggi muka air dengan debit (Rating Curve-Lengkung Aliran)[2]. Penggunaan metode, peralatan, dan pemilihan lokasi pengukuran sangat berpengaruh pada kualitas data pengukuran. Ada beberapa metode pengukuran debit yang sering digunakan baik pengukuran langsung maupun pengukuran tidak langsung, demikian pula peralatan yang digunakan. Pelaksanaan pengukuran debit aliran sungai dan saluran terbuka ini merupakan cara langsung menggunakan alat ukur arus (current meter) dan pelampung.
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[3].
Debit aliran tersebut dipengaruhi dengan adanya siklus hidrologi, salah satunya yaitu hujan. Pada musim kemarau besar debit air aliran air menyusut drastis sedangkan pada musim hujan debit aliran akan semakin deras dan dipengaruhi pula oleh tingkat intensitas hujan yang terjadi. Pada intensitas yang rendah debit aliran kecil dan pada intensitas hujan tinggi debit aliran akan semakin besar. Besar kecilnya debit aliran mempengaruhi sedimentasi yang terjadi pada hulu sungai. Debit aliran sungai dapat diukur, salah satunya menggunakan alat current meter dengan metode velocity methode. Untuk mengetahui debit aliran sungai dapat diterapkan metode tersebut, oleh sebab itu perlu diketahui bagaimana cara pengukuran debit air tersebut[4].
Teknik pengukuran debit aliran langsung di lapangan 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 dialirkan dalam aliran sungai (substance tracing method).
4. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukuran debit seperti weir( aliran air lambat) atau flume ( aliran cepat).[4]
69 METODOLOGI
A. Waktu dan Tempat.
Waktu pelaksanaan pengukuran debit dan kualitas air sungai Cisalak ini dilaksanakan pada Tahun 2018 setiap bulan. Pada bagian hulu ( S 06o 21’ 02.7” dan E 106o 39’ 38.4” El 69 m) dan
bagian hilir ( S 06o 20’ 57.6” dan E 106o 39’ 34.5” El 61 m).
Lokasi pengukuran debit sungai dan peralatan pengukurannya ditunjukkan pada Gambar 2A menunjukkan lokasi pengukuran debit sungai, 2B Peralatan pengukuran debit sungai metode Pelampung, dan 2C Current meter
Gambar 1. Pengukuran debit sungai (a) Lokasi pengukuran Debit Sungai, (b) Peralatan pengukuran debit sungai metode Pelampung, (c) Current meter
B. Alat
Peralatan yang digunakan dalam pengukuran debit sungai adalah sebagai berikut: 1. Penggaris panjang
2. Tali senar satu gulung 3. Patok besi 5 batang 4. Pelampung
5. Stopwatch 6. Current mete Metode
A. Prosedur pengukuran debit air di sungai Cisalak ( Metode Apung). 1. Ditentukan panjang sungai Cisalak yang akan diukur kecepatan arusnya
2. Ukur lebar dan dalam sungai Cisalak sehingga diperoleh luas penampang basah (A), 3. Diukur waktu yang digunakan untuk menempuh jarak yang telahditentukandengan
menggunakan pelampung ( a/c rata = V ), d
4. Dihitung debit air sungai Cisalak dengan rumus : Q = V x A Dimana
Q = Debit aliran (L/dtk) a= Panjang sungai Cisalak yang diukur A = Luas penampang basah (m2) c= Waktu jarak tempuh rata-rata. V = Rerata kecepatan aliran (m/dtk).
70
B. Prosedur pengukuran debit air di sungai Cisalak ( Metode Current Meter)[6]. 1. Stick gouge dirangkai sepanjang yang diperlukan.
2. Alat current meter dipasang pada stick gouge.
3. Pita ukur/meteran dibentangkan sepanjang lebar sungai dan dicatat hasil pengukuran. 4. Lebar sungai dibagi menjadi tiga luasan berdasarkan lebar sungai tersebut.
5. Setelah dibagi menjadi 4 luasan, kedalaman sungai diukur
6. Setelah kedalaman diukur, bagian tengah luasan diukur kembali sebagai titik pengukuran current meter.
7. Setelah diperoleh tiga kedalaman sungai dengan memotong tiap bagian tengah, ketinggian current meter ditentukan dengan mengalikan kedalaman sungai dengan 0,6.
8. Setelah tinggi current meter ditentukan dengan kedalaman 1, aliran diukur dengan tiga kali pengulangan menggunakan current meter dengan t= 50 detik.
9. hitung debit air sungai Cisalak dengan rumus : Q = V x A Dimana
Q = Debit aliran (m3/dtk)
A = Luas penampang basah (m2)
V = Rerata kecepatan aliran (m/dtk). HASIL DAN PEMBAHASAN
Posisi sungai Cisalak mengalir di sebelah barat Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR) yang membentang dari selatan ke utara pada lembah diantara jalan LIPI dan Fasilitas PTLR. Sungai Cisalak di lokasi ini mempunyai lebar antara 1.5 meter sampai dengan 2 meter dengan kedalaman kurang lebih 40 cm. Sungai Cisalak ini berhulu di daerah kabupaten bogor dan bermuara atau bergabung dengan sungai Cisadane di daerah Koceak Kecamatan Setu Tangerang Selatan.
Pengukuran debit sungai Cisalak 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 318 L/s untuk bagian hulu sungai dan 330.1 L/s . Tentunya hal tersebut dikarena kedua debit didapatkan dari dua pengukuran yang berbeda. Dalam prakteknya di lapangan banyak faktor-faktor yang mengakibatkan ketidakakuratan dalam perhitungan debit aliran sungai. Berikut data pengukuran debit sungai dengan metode pelampung seperti ditunjukan pada Tabel 1 sedangkan Tabel 2 menunjukkan hasil pengukuran debit hilir sungai Cisalak, dan Tabel 3 menunjukkan hasil pengukuran debit sungai Cisalak dengan metode Current meter.
Tabel 1. Data pengukuran debit hulu sungai Cisalak dengan metode pelampung
NO LEBAR KALI (Cm) KEDALAMAN ( Cm) PANJANG SUNGAI (Meter ) WAKTU TEMPUH ( Detik ) 1 2 3 4 5 6 1 150 42 101 101 89 31 20 5 6.2 6.6 5.8 6.4 5.6 5.3 6.2 4.8 5.1 6.8 Rerata 5.88
71
RUMUS : Q = (V x A)
5 0.850m/detik
5.88A1= 30 42 101 2145
A2= 30 101 101 3030 A3= 30 101 89 2850
A4= 30 89 31 1800
A5= 30 31 20 765
∑A = 10590
∑A = 1.059
Q = A x V = 1.059 0.850
m/detik
= 0.901 = 900.5 L/detik 2 2 2 2 2
V=
=
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
/detikTabel 2. Data pengukuran debit hilir sungai cisalak dengan metode pelampung
NO LEBAR KALI (Cm) KEDALAMAN ( Cm) PANJANG SUNGAI (Meter ) WAKTU TEMPUH (Detik ) 1 2 3 4 5 6 1 150 51 148 130 126 42 5 11.6 10.7 9.1 12.7 9.5 11.8 11.5 11.9 14.3 10.7 Rerata 11.38
72 RUMUS : Q = (V x A) 5 0.439m/detik 11.4 A1= 35 51 148 3483 A2= 30 101 101 4865 A3= 30 130 126 4480 A4= 30 126 42 2940 A5= 30 42 0 735 ∑A = 15768 ∑A = 1.577 Q = A x V = 1.577 0.439m/detik = 0.693 = 692.8 L/detik 2 2 2 2 2
V=
= = x + = x + = x + = x + = x + = x /detikRUMUS : Q = (V x A)
5 0.850m/detik
5.88A1= 30 42 101 2145
A2= 30 101 101 3030 A3= 30 101 89 2850
A4= 30 89 31 1800
A5= 30 31 20 765
∑A = 10590
∑A = 1.059
Q = A x V = 1.059 0.850
m/detik
= 0.901 = 900.5 L/detik 2 2 2 2 2
V=
=
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
/detikRUMUS : Q = (V x A)
5 0.850m/detik
5.88A1= 30 42 101 2145
A2= 30 101 101 3030 A3= 30 101 89 2850
A4= 30 89 31 1800
A5= 30 31 20 765
∑A = 10590
∑A = 1.059
Q = A x V = 1.059 0.850
m/detik
= 0.901 = 900.5 L/detik 2 2 2 2 2
V=
=
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
/detikRUMUS : Q = (V x A)
5 0.850m/detik
5.88A1= 30 42 101 2145
A2= 30 101 101 3030 A3= 30 101 89 2850
A4= 30 89 31 1800
A5= 30 31 20 765
∑A = 10590
∑A = 1.059
Q = A x V = 1.059 0.850
m/detik
= 0.901 = 900.5 L/detik 2 2 2 2 2
V=
=
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
/detikRUMUS : Q = (V x A)
5 0.439m/detik
11.4A1= 35 51 148 3483
A2= 30 101 101 4865 A3= 30 130 126 4480
A4= 30 126 42 2940
A5= 30 42 0 735
∑A = 15768
∑A = 1.577 Q = A x V
= 1.577 0.439
m/detik
= 0.693= 692.8 L/detik 2 2 2 2 2
V=
=
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
/detikRUMUS : Q = (V x A)
5 0.439m/detik
11.4A1= 35 51 148 3483
A2= 30 101 101 4865 A3= 30 130 126 4480
A4= 30 126 42 2940
A5= 30 42 0 735
∑A = 15768
∑A = 1.577 Q = A x V
= 1.577 0.439
m/detik
= 0.693= 692.8 L/detik 2 2 2 2 2
V=
=
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
+
=
x
/detik A2= 30 101 101 4865 A3= 30 130 126 4480 A4= 30 126 42 2940 A5= 30 42 0 735 ∑A = 15768 ∑A = 1.577 Q = A x V = 1.577 0.439m/detik = 0.693 = 692.8 L/detik 2 2 2 2 2 x + = x + = x + = x + = x + = x /detik=
1.577
0.23
m/detik
=
0.363
=
362.7 L/detik
x
/detik
Tabel 3. Data pengukuran debit sungai Cisalak dengan metode Current meter
Segmen No Kecepatan( m/s ) Kecepatan (m/s) 1 2 3 Hulu 1 0.58 0.67 0.47 0.57 2 0.53 0.62 0.40 0.52 3 0.55 0.60 0.49 0.55 Rerata 0.55 Hilir 1 0.19 0.28 0.19 0.22 2 0.20 0.27 0.22 0.23 3 0.18 0.29 0.23 0.23 Rerata 0.23
Debit Hulu sungai Cisalak: Debit Hilir sungai Cisalak:
=
1.059
0.550
m/detik
=
0.582
=
582.5 L/detik
x
/detik
73 Hulu Hilir Current Meter 582.5 362.7 Pelampung 900.5 692.8 0 300 600 900 1200 D e b it Su n gai (L/ s)
Gambar 2. Perbandingan debit sungai metode current meter dan pelampung
Gambar 2 menunjukkan perbandingan debit sungai Cisalak baik metode apaung maupun Current meter. Pada pengukuran dengan metode apung, karakteristik sungai yang tidak beraturan, baik dari segi kedalaman, kecepatan arus maupun medan yang berat sehingga menyulitkan dalam menentukan lokasi yang tepat untuk pengukuran. Hasil pengukuran dengan menggunakan metode pelampung memiliki nilai debit yang lebih besar dibandingkan dengan Current meter, yaitu dengan selisih 318 L/s untuk bagian hulu sungai dan 330.1 L/s hilir sungai. Hal tersebut dikarenakan aliaran air yang tidak beraturan menyebabkan ketidakstabilan dalam pengukuran dan penentuan kecepatan pelampung dilakukan secara manual menggunakan pengamatan kasat mata. Hal tersebut menyebabkan hasil pengukuran dapat dikatakan kurang akurat dan memiliki human error yang reltive lebih besar.
Berbeda halnya dengan metode apung, metode pengukuran debit air dengan current meter ini lebih mudah penggunaannya. Walaupun 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 bagian tepi dan tengah. Sehingga sebelum pelaksanaan pengamatan perlu memperhatikan beberapa 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 menunjukan kecepatan aliran sungai pada segmen tengah lebih besar dai pada bagian tepi kiri dan kanan. Dari hasil pengamatan 1 sampai dengan 3 pada segmen tengah paling besar, yaitu 0,67 sedangkan pada bagian kiri dan kanan maksimal kecepatan aliran sungai mencapai 0,58 m/s. Hal tersebut dikarenakan pada bagian tengah relatif lebih halus permukaan dasarnya sehingga air tidak terhalang perjalannya, berbeda dengan yang ada di tepi yang banyak terhalang bebatuan. Faktor-faktor yang dapat mengurangi keakuratan data hasil pengamatan adalah terbatasnya peralatan yang tersedia sehingga dalam penentuan titik pengamatan terhamabat oleh arus yang besar, permukaan dasar sungai yang tidak beraturan menyebabkan ketidaktelitian 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 jebih kecil. Selain itu juga penggunaan alat yang cukup baik dapat menghindari berbagai kesalahan dalam pengukuran dibandingkan dengan metode apung.
Berdasarkan hasil perhitungan debit sungai bagian hulu memiliki nilai lebih besar dibandingkan dengan bagian hilir. Nilai tersebut merupakan nilai yang kurang wajar dikarenakan bagian hulu sungai memiliki nilai elevasi 68 yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian hilir sungai sebesar 54. Setelah melakukan penelusuran kebagian tengah/badan sungai ternyata terjadi longsoran tanah dan adanya pencabangan sungai untuk dijadikan sumber air persawahan sehingga menghambat dan menurunkan nilai debit bagian hilir sungai. Debit aliran sungai yang didapatkan dari hasil pengamatan baik berdasarkan metode apung maupun menggunakan current meter dapat dijadikan sebagai informasi yang sangat penting dalam kajian keselamatan demo disposal
74
KESIMPULAN.
Pengukuran debit sungai Cisalak menggunakan metode current meter memiliki ketelitian yang lebih besar, dikarenakan alat dikalibrasi setiap tahun untuk meminimalisir ketidaksesuaian pengukuran. Sedangkan metode apung memiliki kelemahan yaitu penentuan kecepatan pelampung dilakukan secara manual dengan indikator kasat mata sehingga memperbesar ketidaktelitian pengukuran dan memiliki potensi human error yang lebih besar dibandingkan dengan metode current meter.
Nilai debit sungai dengan metode pelampung sebesar 900.5 L/detik untuk bagian hulu dan 692.8 L/detik hilir sungai, sedangkan dengan metode current meter memiliki nilai debit sungai sebesar 582.5 L/detik untuk bagian hulu sungai dan 362.7 L/detik hir sungai.
DAFTAR PUSTAKA
1. TEDDY SUMANTRY, Pengukuran Debit dan Kualitas air Sungai Cisalak Tahun 2012, Prosiding Hasil Penelitian Kegiatan tahun 2012, PTLR – BATAN Serpong, 2012.
2. Adriman. 2002. Kualitas Dan Distribusi Spasi Karakteristik Fisika KimiaPerairan Sungai Sulir Kecamatan Tebing Tinggi Kabupaten Bengkalis.Berkala Perikanan Terubuk ISSN 0126-4265 Vol. 29, No. 2.
3. Asdak.Chay.2002.Hidrologi Dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.Gajah MadaUniversity Press:Yogyakarta.
4. BSN. SNI 8066:2015. Tata cara pengukuran debit aliran sungai dan saluran terbuka menggunakan alat ukur arus dan pelampung. Badan Standarisasi Nasional.
5. Hehanussa, P.E. 2001. Kamus Limnologi (Perairan Darat). IHP- UNESCO PanitiaNasional Program Hidrologi Lembaga Penelitian Ilmu PengetahuanIndonesia.Jakarta. 2009.
