LAPORAN PRAKTIKUM HIDRAULIKA (1)

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

MATA KULIAH PRAKTIKUM HIDRAULIKA PENGUKURAN DEBIT ALIRAN SUNGAI KOTAK

DOSEN PENGAMPU : Muhammad Amin.,S.T.M.T.

DISUSUN OLEH KELOMPOK 2 : 1. Chasan Nugroho (2240503129) 2. Gilang Yogi S (2240503132) 3. M Shodiq M. (2240503144) 4. Wahyu Karunia. (2240503146) 5. Ananda Afifah (2240503150) 6. Putri Viviana W (2240503166)

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TIDAR

2023

(2)

2

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Praktikum Hidrolika Pengukuran Debit Aliran Sungai atau Saluran Terbuka di Kali Kotak, Jalan Poncol, Gelangan, Magelang Tengah.

Disusun oleh kelompok 2:

1. Chasan Nugroho (2240503129) 2. Gilang Yogi S (2240503132) 3. M Shodiq M. (2240503144) 4. Wahyu Karunia. (2240503146) 5. Ananda Afifah (2240503150) 6. Putri Viviana W (2240503166)

Laporan praktikum ini disusun sebagai salah satu syarat mata kuliah Praktikum Hidrolika Program Studi Teknik Sipil Universitas Tidar.

Telah diperiksa dan disetujui oleh Pembimbing Praktikum

Muhammad Amin, S.T., M.T.

NIDN. 0616027802

(3)

3

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas laporan praktikum yang berjudul “Lapran Praktikum Hidraulika” ini tepat pada waktunya. Adapun tujuan dari penulisan laporan ini adalah untuk memenuhi tugas dari Pak Amin pada mata kuliah Praktikum Hidraulika. Selain itu, laporan ini juga bertujuan untuk menambah wawasan mengenai bagaimana perencanaan jalan bagi para pembaca dan juga bagi penulis.

Kami mengucapkan terima kasih kepada Bapak Muhammad Amin, S.T., M.T. selaku Dosen mata kuliah Praktikum Hidraulika yang telah memberikan tugas ini sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan sesuai dengan bidang studi yang kami tekuni.

Kami juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membagi sebagian pengetahuannya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan ini. Kami menyadari, laporan yang kami tulis ini masih jauh dari kata sempurna.

Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun akan kami nantikan demi kesempurnaan laporan ini.

(4)

4 DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ...2

RINGKASAN ...3

BAB 1 ...4

TINJAUAN TEORI ...5

1.1 Pengukuran Tampang Saluran ...5

1.2 Pengukuran Muka Air ...7

1.3 Pengukuran Kecepatan ... 12

1.4 Perhitungan Debit Aliran ... 14

BAB II ... Error! Bookmark not defined. METODOLOGI PRAKTIKUM ... Error! Bookmark not defined. 2.1 Waktu dan Tempat ... Error! Bookmark not defined. 2.2 Alat dan Bahan ... Error! Bookmark not defined. 2.3 Prosedur Pengukuran dan Analisis ... Error! Bookmark not defined. BAB III ... 24

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 24

3.1 Hasil pengukuran geometri dan gambar saluran ... Error! Bookmark not defined. 3.2 Hasil Pengukuran Kecepatan dan Profil Kecepatan ... 24 3.3 Hasil Pengukuran Debit Terukur

3.3.1 Perhitungan Kecepatan Aliran Rata-Rata 3.3.2 Perhitungan Luas Pias

3.3.3 Perhitungan Debit

3.3.4 Perhitungan Luas Pias,Kecepatan rata-rata,dan debit BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

4.2 Kesulitan yang dihadapi di lapangan DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

(5)

5 BAB I

TINJAUAN TEORI

1.1 Pengukuran Tampang Saluran

Sungai merupakan salah satu bagian dari siklus hidrologi.Sungai berfungsi untuk menampung, meyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari hujan serta sumber air yang lain. Sungai yang mengalirkan dari hulu sampai hilir bisa dimanfaatkan oleh lingkungan sekitarnya, baik untuk keperluan pertanian hingga untuk bahan baku air minum.

Sedangkan Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak sungai yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. Secara umum, permasalahan DAS disebabkan oleh faktor alam dan faktor manusia, dimana faktor alam yang sangat berpengaruh adalah curah hujan,kemiringan lereng dan jenis tanah (Widiyanto dan Hani,2018).

Pengukuran tampang aliran dapat dilakukan menggunakan roll meter dan bak ukur dengan mengukur dimensi dari sungai tersebut. mengungkapkan bahwa perhitungan luas penampang besar rata-rata suatu aliran sungai atau saluran menggunakan persamaan atau rumus sebagai berikut:

𝐴̅= ^𝐴^{ℎ𝑢𝑙𝑢}^+𝐴^{ℎ𝑖𝑙𝑖𝑟}

2

Untuk penampang bentuk persegi panjang, yakni:

𝐴 = 𝐵 . ℎ

Untuk penampang bentuk trapezium, yakni:

𝐴 = (𝐵 + 𝑚ℎ) × ℎ

atau 𝐴 = (𝑎 + 𝐵) × ^ℎ

2

(6)

6 Keterangan :

𝐴̅= Luas penampang basah rata-rata (𝑚² ) 𝐴 = Luas penampang basah (𝑚² )

𝐵 = Lebar penampang basah (𝑚)

𝑎 = Panjang sisi atas penampang trapezium (𝑚)

ℎ = Kedalaman air (𝑚)

𝑚 = Perbandingan kemiringan (h/v) penampang basah

Biasanya, untuk menentukan debit aliran (Q), digunakan rumus kontinuitas yang menghubungkan Q, A (tampang aliran), dan V (kecepatan aliran air). Jika kita mengetahui kecepatan dan tampang aliran, kita dapat menghitung debit aliran. Sebaliknya, jika kita tahu kecepatan dan debit aliran, kita bisa menghitung luas tampang aliran yang dibutuhkan. Debit aliran seringkali ditentukan oleh kebutuhan air proyek (seperti air minum kota, irigasi, pembangkit tenaga listrik) atau debit aliran alami (seperti aliran sungai). Untuk menghitung tampang aliran A, kita pertama-tama perlu menghitung kecepatan V. Rumus kecepatan ini didasarkan pada penelitian empiris oleh Chezy, Manning, dan Strickler.

1.1.1 Rumus Chezy

Rumus Chezy adalah persamaan resistansi semi empiris yang memperkirakan kecepatan aliran rata-rata pada saluran saluran terbuka.

Hubungan ini diwujudkan dan dikembangkan pada tahun 1768 oleh fisikawan dan insinyur Perancis Antoine de Chézy (1718–1798) saat merancang sistem saluran air Paris. Chézy menemukan parameter kesamaan yang dapat digunakan untuk memperkirakan karakteristik aliran dalam satu saluran berdasarkan pengukuran saluran lainnya.

Hubungan antara zat cair yang melalui saluran terbuka akan menimbulkan tegangan geser (tahanan) pada dinding saluran, dan akan diimbangi oleh komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran. Di dalam

(7)

7

aliran seragam, komponen gaya berat dalam arah aliran adalah seimbang dengan tahanan geser, dimana tahanan geser ini tergantung pada kecepatan aliran. Setelah melalui beberapa penurunan rumus, akan didapatkan persamaan umum:

𝑉 = 𝐶√ 𝑅 × 𝐼 V : Kecepatan Aliran (m/s)

R : Jari-jari Hidraulik (m) I : Kemiringan Dasar Saluran C : Koefisien Chezy

A : Luas Penampang Basah

P : Keliling Basah Nilai Koefisien Chezy

1.1.2 Rumus Manning

Persamaan Manning merupakan rumus yang banyak digunakan untuk menghitung kapasitas aliran saluran terbuka dengan mengukur kecepatan aliran dan menghitung koefisien kekasaran Manning.Rumus tersebut mempunyai bentuk:

𝑉 = 1/𝑛 𝑅^2/3 𝐼^1/2

V : Kecepatan Aliran (m/s) R : Jari-jari Hidraulik (m) n : Koefisien Manning

Dengan n adalah koefisien Manning dan R adalah jari-jari Hidraulik, yaitu perbandingan antara luas tampang aliran A dan keliling basah P. Untuk pipa lingkaran, A = π D 2/4 dan P = π D , sehingga: Atau D = 4R

1.2 Pengukuran Muka Air

Pengukuran muka air sungai adalah elevasi muka air pada suatu penampang melintang sungai terhadap suatu datum tertentu. Pengukuran

(8)

8

muka air di sungai dimulai dari aliran sub-kritik dari hilir ke hulu sedangkan untuk aliran super-kritik dari hulu ke hilir dengan menetapkan suatu titik tertentu sebagai titik awal hitungan. Pengukuran muka air biasanya dinyatakan dalam satuan meter (m) atau centimeter (cm). Fluktuasi permukaan air sungai menunjukkan adanya perubahan kecepatan aliran dan debitnya. Pengukuran muka air merupakan langkah awal dalam pengumpulan pengumpulan data aliran sungai sebagai data dasar hidrologi. Untuk keperluan analisa hidrologi, data pengukuran muka air digunakan sebagai dasar perhitungan debit setelah dibuat hubungan antara muka air dan debit hasil pengukuran debit yang dilakukan secara berkala, yang mencakup pengukuran debit pada muka air rendah sampai tinggi. Dengan demikian ketelitian dalam perhitungan data debit juga tergantung daripada ketelitian pengukuran tinggi muka air.

Untuk sungai tampang tunggal, rumus aliran tetap tidak seragam berubah lambat laun yang diturunkan dari persamaan energi dan rumus Manning, seperti berikut:

Z_i+1 = Z_i− Q² 2g[ 1

A²_i+1− 1

A²_i] + S. ∆X

Keterangan:

Q : debit m³/s

Z_i+1 : muka air dari datum pada penampang X_i+1 (m) Z_i : muka air dari datum pada penampang X_i (m) A_i+1 : luas penampang basah X_i+1 (m²)

A_i : luas penampang basah X_i (m²)

∆X : jarak antara penampang X_i+1 dan X_i (m) S : kemiringan garis energi rata-rata

g : percepatan gravitasi (m/s²)

𝛼 : koefisien energi (1,15 < 𝛼 < 1,50)

(9)

9

Untuk sungai tampang ganda, rumus aliran tetap tidak seragam berubah yang diturunkan dari persamaan energi dan rumus Manning, sepeti berikut:

Z_j+1= Z_j− 1

2g[∑ (Q²_j A²_j)

j+1 k

j+1

− ∑ (Q²_j A²_j)

j k

j+1

] + S. ∆X

Keterangan:

Z_j+1 : muka air pada penampang melintang ke-j+1 (m) Z_j : muka air pada penampang melintang ke-j (m)

k : jumlah bagian penampang basah dengan nilai n yang berbeda Q_j : debit pada bagian penampang basah ke-j (m³/𝑠)

A_j : luas penampang basah pada penampang ke-j (m³/𝑠) S : kemiringan garis energi rata-rata

∆X : jarak tampang lintang X_j dengan X_j+1 g : percepatan gravitasi (m/s²)

Berdasarkan SNI 8066:2015, pengukuran muka air rata-rata dapat dihitung dengan:

a. Bila perbedaan muka air saat permulaan dan akhir pengukuran kurang dari 10 cm, maka rata-rata muka air dihitung dengan rumus:

H = H_a+ H_z 2

b. Bila perbedaan muka air saat permulaan dan akhir pengukuran lebih besar atau sama dengan 10 cm, maka rata-rata pengukuran muka airnya dapat ditung dengan rumus:

H = q₁h₁+ q₂h₂+. . . q_nh_n Q

(10)

10 Keterangan:

H : rata-rata muka air pengukuran (m) H_a : muka air saat mulai pengukuran (m) H_z : muka air saat akhir pengukuran (m) q₁, q₂. . . q_n : debit interval waktu q, 2, …n (m³/s)

h₁, h₂. . . h_n : muka air rata-rata pada interval waktu 1, 2, …n (m) Hasil perhitungan pengukuran muka air sungai yang didapat, apabila pada daerah hitungan terdapat pos duga air yang dilengkapi dengan lengkung debit maka bandingkan hasil perhitungan pengukuran muka air pada lokasi pos duga air dengan yang terbaca pada lengkung debit untuk debit yang sama dan sesuaikan nilai koefisien kekasaran Manning sehingga diperoleh selisih muka air dengan ketelitian sesuai kebutuhan.

1.3 Pengukuran Kemiringan Saluran

Kemiringan saluran merupakan kemiringan anatra dasar saluran dengan dinding saluran. Kemiringan dasar saluran maksimum yang diizinkan yaitu 0,005- 0,0075 dan kemiringan minimal yag diizinkan yaitu 0,001 (tergantung pada bahan yang digunakan). Apablia kemiringan yang lebih curam dari 0,005 untuk tanah padat, dapat menyebabkan penggerusan (erosi).

Berikut ini hubungan kemiringan berdasarkan jenis material:

Jenis Material Kemiringan Saluran (S) %

Tanah asli 0-5

Kerikil 5-7,5

Pasangan 7,5

Tabel 1.1 Tabel hubungan kemiringan berdasarkan jenis material

(11)

11

Hubungan debit air dengan kemiringan saluran :

Debit Air (Q) m3/detik Kemiringan Saluran (S) %

0,00- 0,75 1:1

0,75- 15 1:1,5

15-18 1:2

Tabel 1.2 Tabe hubungan debit air dengan kemiringan saluran

Hubungan kemiringan saluran dengan kecepatan rata- rata aliran : Kemiringan saluran (S) % Kecepatan Rata- Rata (V) m/s

<1 0,4

1-2 0,6

2-4 0,9

4-6 1,2

6-10 1,5

10-15 2,4

1.3 Tabel hubungan kemiringan saluran dengan kecepatan rata- rata aliran

Kemiringan saluran diperlukan guna menghasilkan aliran seragam di dalam saluran, pada kedalaman kritik disebut dengan kemiringan kritik (Ic)

Apabila digunakan rumus manning:

𝑉 =1

𝑛𝑅^2/3𝑆^1/2

Kecepatan aliran pada kedalaman kritik diberikan oleh persamaan:

𝑉𝑐 = √𝑔𝐷_𝐶

Pada kondisi tersebut, R=Rc dan S=Sc sehingga rumus manning menjadi:

𝑆_𝑐 =𝑔𝐷_𝐶𝑛² 𝑅_𝑐^4/3

(12)

12

Pada persamaan diatas, dapat menunjukkan bahwa kemiringan kritik tergantung pada debit dan kekasaran dinding. Untuk saluran lebar, 𝑅_𝐶 = 𝑦_𝐶 = 𝐷_𝐶, sehingga:

𝑆_𝐶 =𝑔 𝑛² 𝑦_𝑐¹³

Apabila aliran seragam terjadi pada saluran dengan kemiringan dasar lebih kecil dari kemiringan kritik (𝑆_𝑂 < 𝑆_𝐶), maka aliran adakah sub kritik dan kemiringan dasar disebut landau (mild). Sebaliknya apabila kemiringan dasar lebih besar dari kemiringan kritik 𝑆_𝑂 > 𝑆_𝐶), maka aliran merupakan superkritik dan kemiringan dasar disebut curam.

Namun,pengukuran kemiringan saluran dapat diukur menggunakan theodolite,karena jika diukur menggunakan bak ukur,bak ukur tidak dapat memadai. Theodolit dapat mengukur perbedaan ketinggian antara dua titik di atas permukaan bumi, sehingga kemiringan saluran dapat ditentukan dengan rumus berikut :

S = 𝑏𝑒𝑑𝑎 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 ℎ𝑢𝑙𝑢 𝑑𝑎𝑛 ℎ𝑖𝑙𝑖𝑟 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 ℎ𝑢𝑙𝑢 𝑑𝑎𝑛 ℎ𝑖𝑙𝑖𝑟

1.3 Pengukuran Kecepatan

Dalam proses perencanaan bangunan irigasi maupun saluran irigasi, penting untuk mengetahui berapa besar debit aliran. Untuk penentuan debit aliran dibutuhkan perhitungan kecepatan aliran yang tepat. Perhitungan kecepatan aliran dapat dilakukan dengan menggunakan alat pelampung permukaan dan current meter. Pengukuran ini bertujuan untuk mendapatkan perbandingan pengukuran dengan menggunakan alat pelampung permukaan dan current meter, dan dilakukan melalui pengamatan dan pengumpulan data di lapangan. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa ketelitian hasil pengukuran pelampung permukaan terhadap current meter adalah sebesar 77 %, dimana pada hasil ini pengaruh keadaan cuaca serta kehilangan air yang terjadi di saluran tidak diteliti.

(13)

13

Perhitungan kecepatan aliran sungai atau saluran menggunakan persamaan atau rumus berdasarkan SNI 8066 2015, perhitungan debit dirumuskan sebagai berikut:

𝑉 = 𝑃 𝑡 𝑉= V. k Dimana :

V = Kecepatan aliran P = Jumlah putaran t = Waktu tempuh 𝑉 = Kecepatan rata-rata

k = Koefisien kecepatan (0,5 - 0,98)

Jika ingin mendapatkan ketelitian dalam pengukuran debit, peralatan pengukuran debit terutama current meter harus dikalibrasi. Kalibrasi dilakukan sesuai dengan ketentuan yang tertera pada kartu/ label kalibrasi kecuali jika telah terjadi hal-hal yang mengakibatkan perubahan pada alat yang bersangkutan misalnya; jatuh, membentur benda keras, dan tercelup ke dalam cairan asam.

Pengukuran kecepatan aliran dilakukan pada setiap jalur vertikal dengan metode 1 titik, 2 titik, dan 3 titik tergantung dari kedalaman air dan ketelitian yang diinginkan. Berdasarkan SNI 8066 2015, rumus perhitungan kecepatan aliran rata-rata pada jalur vertikal sebagai berikut:

a) Untuk kecepatan rata-rata menggunakan satu titik:

𝑉̅ = 𝑉_0,6

b) Untuk kecepatan rata-rata menggunakan dua titik:

𝑉̅ = ^𝑉^0,2^+𝑉^0,8

2

(14)

14

c) Untuk kecepatan rata-rata menggunakan tiga titik:

𝑉̅ = [^𝑉^0,2^+𝑉^0,8

2 + 𝑉_0,6] ×¹

2

1.4 Perhitungan Debit Aliran

Penentuan debit air sungai diperlukan untuk mengetahui besarnya air yang mengalir dari sungai ke laut. Dalam penentuan debit air sungai perlu diketahui luas penampang saluran, yaitu dengan mengukur kedalaman masing-masing titik dan pias pengukuran. Arus merupakan suatu gerakan air yang mengakibatkan perpindahan horizontal dan vertikal masa air. Arus dapat menyebabkan terjadinya kerusakan fisik pada sungai dan muara sungai, seperti pengikisan darat, pemindahan sedimen, dan sebagainya. Di samping itu, besarnya volume air yang mengalir dan kuatnya pasang surut, akan mempengaruhi sistem arus pada muara sungai (Mubarok, dkk, 2015).

Pengukuran debit dilakukan dengan maksud untuk mendapatkan debit sesaat. Data pengukuran debit yang diperoleh dari suatu pos duga air pada kondisi muka air rendah, muka air sedang, dan muka air tinggi selanjutnya dapat digunakan untuk pembuatan grafik hubungan antara tinggi muka air dengan debit (Rating Curve atau Lengkung Aliran). Penggunaan metode, peralatan, dan pemilihan lokasi pengukuran sangat berpengaruh pada kualitas data pengukuran. Terdapat beberapa metode pengukuran debit yang sering digunakan baik pengukuran langsung maupun pengukuran tidak langsung.

Pelaksanaan pengukuran debit aliran sungai/saluran terbuka dalam praktikum ini merupakan cara langsung menggunakan alat Current Meter.

Pengukuran debit dengan menggunakan current meter (alat ukur arus) dapat dilakukan dengan beberapa cara. Cara pengukuran debit dengan current meter dapat dilakukan dengan cara merawas, dari jembatan, dengan menggunakan perahu, dengan menggunakan winch cable way dan dengan menggunakan cable car (Badaruddin, 2017).

Formulasi pengukuran debit menggunakan current meter berdasarkan SNI 8066 : 2015 dan Buku Penggunaan Alat Current Meter adalah sebagai berikut

(15)

15

 Prinsip Pengukuran Debit

Prinsip pelaksanaan pengukuran debit adalah mengukur kecepatan aliran, luas penampang basah, dan kedalaman.

Penampang basah dihitung berdasarkan lebar air dan muka air.

Berdasarkan SNI 8066 : 2015, debit dapat dihitung dengan rumus:

𝑞_𝑥 = 𝑉_𝑥𝑎_𝑥

𝑄 = ∑ 𝑞_𝑥

𝑛

𝑥=1

Keterangan :

q_x : Debit pada bagian ke-x (m³/s)

V_x : Kecepatan aliran rata pada bagian penampang ke-x (m/s) a_x : Luas penampang basah pada bagian ke-x (m²)

Q : Debit seluruh penampang (m³/s) n : Banyak penampang bagian (pias)

 Perhitungan Kecepatan Aliran Tiap Titik

Berdasarkan SNI 8066 : 2015, nilai kecepatan aliran pada setiap titik dengan alat current metter menggunakan persamaan berikut :

𝑉 = 𝐾 × 𝑛 + 𝐷 Keterangan :

V : Kecepatan (m/s) K : Angka kalibrasi alat n : Jumlah putaran per detik D : Angka konstanta alat

Untuk nilai konstanta dan kalibrasi berdasarkan Buku Penggunaan Current Meter yang digunakan, dari nilai (n) yang diperoleh maka digunakan persamaan berikut :

0,00 < 𝑛 < 1,98 𝑉 = 0,0193 + 0,3117 × 𝑛 1,98 < 𝑛 < 10,27 𝑉 = 0,0019 + 0,3205 × 𝑛 10,27 < 𝑛 < 15 𝑉 = − 0,1409 + 0,3344 × 𝑛

 Perhitungan Penampang Basah dengan Mean Sectio

Menurut Bambang Triatmodjo dalam buku Hidrologi Terapan, tampang rerata dapat dihitung menggunakan rumus

(16)

16

𝑎_{𝑥,(𝑥+1)}= 𝑑_(𝑥)+ 𝑑_(𝑥+1)

2 𝑊_𝑥

𝐴 = ∑ 𝑎_{𝑥,(𝑥+1)}

𝑛

𝑥=1

Keterangan :

𝑎_{𝑥,(𝑥+1)} : Luas penampang basah antara titik ke-x sampai setelah titik ke-x (m²)

𝑑_(𝑥) : Kedalaman pada titik vertikal ke-x (m)

𝑊_𝑥 : Lebar antara titik vertikal ke-x dengan titik selanjutnya (m)

𝐴 : Luas seluruh penampang basah (m²)

Namun, dalam beberapa penampang berbentuk trapesium dengan posisi mendatar (pada penampang tepi), dihitung dengan rumus trapesium pada umumnya seperti sebagai berikut :

𝑎_{𝑥,(𝑥+1)}= (𝑎 + 𝑏)𝑡 2 Keterangan :

𝑎_{𝑥,(𝑥+1)} : Luas penampang basah antara titik ke-x sampai setelah titik ke-x (m²)

a, b : Sisi sejajar (lebar muka air dan lebar dasar saluran bagian penampang)

t : Kedalaman pada titik vertikal sebagai tinggi trapesium (m)

 Debit Saluran di antara dua titik (Mean Method)

Sehingga, berdasarkan Buku Hidrologi Terapan oleh Bambang Triatmodjo rumus dari debit metode rerata adalah :

𝑞_{𝑥,(𝑥+1)} = (𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑢𝑎 𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘) × (𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑢𝑎 𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘)

𝑞_{𝑥,(𝑥+1)} = (𝑎_{𝑥,(𝑥+1)})(𝑉̅_{𝑥,(𝑥+1)})

(17)

17 BAB II

METODOLOGI PENGUKURAN

2.1 Waktu dan Tempat

Waktu dan tempat kami melakukan penelitian untuk mengetahui pengukuran kedalaman dan waktu pada setiap pias serta debit aliran sungai atau saluran terbuka adalah sebagai berikut:

Waktu : Pukul 15.30 – 17.10 Hari/Tanggal : Senin,28 Agustus 2023 Tempat : Kali Kotak Poncol Gelangan

Waktu dan tempat kami melakukan penelitian untuk mengetahui profil saluran menggunakan roll meter adalah sebagai berikut :

Waktu : Pukul 15.30 – 17.10 Hari/Tanggal : Senin,4 September 2023 Tempat : Kali Kotak Poncol Gelangan

Gambar 2.1 Peta Kali Kotak

(Source : Google Maps) Diakses pada 13 September 2023

(18)

18 2.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan untuk praktikum pengukuran debit aliran sungai ialah sebagai berikut:

1. Stopwatch atau penghitung waktu.

Gambar 2.2 Smartphone Stopwatch (Source : Google,2023)

2. Rambu Ukur untuk mengukur lebar dan panjang penampang basah.

Gambar 2.3 Rambu Ukur (Source : Google,2023)

(19)

19

3. Buku dan pena untuk mencatat hasil pengukuran.

Gambar 2.4 Buku dan Pena (Source : Google,2023) 4. Alat ukur arus Current Meter bertipe baling-baling

Gambar 2.5 Current Meter (Source : Google,2023) 5. Tongkat berskala untuk mengukur kedalaman sungai

Gambar 2.6 Tongkat Berskala (Source : Google,2023)

(20)

20 6. Laser Meter

Gambar 2.7 Laser Meter (Source : Google,2023)

Hal yang perlu diperhatikan pada alat ukur arus tipe baling-baling, adalah sebagai berikut:

a. Alat ukur arus dengan baling-baling terdiri atas dua jenis, yaitu:

1) Baling-baling dengan sumbu horizontal.

2) Baling-baling bentuk canting dengan sumbu vertikal.

b. Pada saat digunakan untuk mengukur debit alat ukur arus dilengkapi dengan:

1) Alat hitung putaran baling-baling (monitor baling – baling).

2) Alat ukur kedalaman berupa tongkat baja atau kabel baja yang dilengkapi dengan pemberat dan penunjuk kedalaman dengan ketelitian 1 cm.

3) Alat ukur lebar yang tidak elastis dengan ketelitian 1 cm.

4) Alat ukur waktu dengan ketelitian 1 detik.

5) Alat penghitung yang dapat menghitung luas penampang basah, kecepatan arus air dan debit secara langsung.

6) Formulir isian perhitungan debit sesuai SNI-8066 Tahun 2015.

7) Alat tulis.

3.1. Prosedur Pengukuran dan Analisis

(21)

21

Berdasarkan SNI 8066-2015, langkah kerja untuk pengukuran debit aliran saluran kotak menggunakan baling-baling adalah sebagai berikut

1. Pilih penampang melintang sungai/saluran terbuka di lokasi yang ditentukan dengan memperhatikan karakteristik aliran pada survei pendahuluan

2. Bentangkan tali/kabel pada penampang melintang sungai/saluran di lokasi yang telah ditentukan dengan merawas, menggunakan perahu, kereta gantung (cable car), winch cable way atau dari jembatan.

3. Ukur lebar penampang basah.

4. Periksa dan rakit alat ukur.

5. Catat tinggi muka air dan waktu pada saat dimulainya pengukuran pada kartu pengukuran yang telah

6. Turunkan alat pengukur arus hingga bagian bawah alat menyentuh permukaan aliran, tunggu hingga alat tersebut berada pada posisi yang benar (lurus dan berlawanan dengan arah aliran). Baca dan catat angka pada meteran penggantung alat pengukur arus (sounding reel).

7. Turunkan alat pengukur arus hingga dasar sungai. Baca dan catat angka pada meteran penggantung alat pengukur arus.

Gambar 2.8 Pengukuran Kecepatan Aliran

(22)

22

8. Hitung kedalaman aliran dengan mengurangkan selisih pembacaan pada butir f) dan butir g).

9. Tempatkan alat ukur kecepatan pada titik kedalaman yang diinginkan, misalnya pada titik kedalaman 0,2 d dan 0,8 d.

10. Periksa apakah arah alat sudah benar dan sudut juntaian tali tidak lebih besar dari 100 terhadap garis vertikal. Bila sudut juntaian lebih besar dari 10, lakukan koreksi berdasarkan Tabel 1. Selain itu periksa apakah pencatat putaran baling-baling pengukur kecepatan arus (counter) bekerja dengan baik.

(23)

23

11. Lakukan pengukuran kecepatan aliran pada titik-titik kedalaman seperti diuraikan pada butir 9) dan catat pada formulir jumlah putaran baling- baling pada setiap titik pengukuran.

Gambar 2.9 Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran

12. Hitung kecepatan aliran dengan bantuan persamaan kecepatan aliran untuk baling-baling alat pengukur arus yang dipergunakan seperti ditunjukkan pada Tabel A.2,

(24)

24 BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan penelitian yang kami lakukan di lapangan dengan metologi penelitian tersebut mendapatkan hasil dan pembahasan pengukuran sungai bisa dilihat pada data-data sebagai berikut

3.1 Hasil Pengukuran Geometri Dan Gambar Saluran

Gambar 3.1 Penampang Hulu

Gambar 3.2 Penampang Hilir

3.2 Hasil Pengukuran Kecepatan dan Profil Kecepatan

Pengukuran lebar pada aliran sungai atau saluran terbuka yaitu sebesar 250 cm.

Diambil 2 pias ,sehingga terdapat 3 titik.

Data pengukuran putaran pada baling-baling disetiap titik pengukuran putaran menggunakan alat current meter. Waktu ditentukan oleh saat putaran baling- baling-baling stabil.

(25)

25

3.2.1 Perhitungan menggunakan kedalaman

Perhitungan menggunakan perhitungan kedalaman dengan mengalikan 0,3d. Data pengukuran tertera pada tabel sebagai berikut : A. Hulu

Percobaan 1

Titik Kedalaman Kedalaman Jumlah Waktu (s) Sungai (cm) Kincir cm Putaran n

I 130 30 68 41,40 1,6425

II 133 30 58 41,90 1,3842

III 135 30 89 41,58 2,1405

Percobaan 2

I 130 30 62 44,29 1,3999

II 133 30 63 42,10 1,4964

III 135 30 74 44,09 1,6784

Percobaan 3

I 130 30 78 42,41 1,8392

II 133 30 92 42,29 2,1755

III 135 30 78 42,47 1,8366

Tabel 1 Data Pengukuran Kecepatan Aliran dengan alat Current Meter di Hulu

(sumber penulis, 2023)

(26)

26 B. Hilir

Percobaan 1

I 135 30 69 29,22 2,3614

II 132 30 72 27,72 2,5974

III 129 30 64 24,35 2,6283

Percobaan 2

I 135 30 63 31,28 2,0141

II 132 30 74 33,32 2,2209

III 129 30 65 31,57 2,0589

Percobaan 3

I 135 30 69 29,60 2,3311

II 132 30 79 34,34 2,3005

III 129 30 59 32,65 1,8070

Tabel 2 Data Pengukuran Kecepatan Aliran dengan alat Current Meter di Hilir (sumber penulis, 2023)

3.2.2 Perhitungan kecepatan aliran

Untuk dapat menghitung kecepatan aliran dapat digunakan dengan rumus sebagai berikut:

𝑉̅ = 𝑞 + 𝑝. 𝑛 Dimana:

𝑉̅ = kecepatan rata rata

(27)

27

q dan p merupakan konstanta berdasarkan buku panduan SEBA

Universal current meter F1, standar kalibrasi alat current meter sebagai berikut;

0,00 < n < 1,98 → V = 0,0193 + (0,3117 x n) 1,98 < n < 10,27 → V = 0,0019 + (0,3205 x n) 10,27 < n < 15 → V = - 0,1409 + (0,3344 x n) Percobaan 1

Titik Putaran Waktu Kedalaman Kedalaman

n Kecepatan

(s) Sungai Kincir

I 68 41,40 125 30 1,6425 0,5283

Hulu II 58 41,90 130 30 1,3842 0,4456

III 89 41,58 126 30 2,1405 0,6879

I 69 29,22 135 30 2,3614 0,7587

Hilir II 72 27,72 132 30 2,5974 0,8344

III 64 24,35 129 30 2,6283 0,8443

Percobaan 2

n Kecepatan

(s) Sungai Kincir

I 62 44,29 125 30 1,3999 0,4506

Hulu II 63 42,10 130 30 1,4964 0,4815

III 74 44,09 126 30 1,6784 0,5398

I 63 31,28 135 30 2,0141 0,6474

Hilir II 74 33,32 132 30 2,2209 0,7137

III 65 31,57 129 30 2,0589 0,6618

Percobaan 3

n Kecepatan

(s) Sungai Kincir

I 78 42,41 125 30 1,8392 0,5914

Hulu II 92 42,29 130 30 2,1755 0,6991

III 78 42,47 126 30 1,8366 0,5905

I 69 29,60 135 30 2,3311 0,7490

Hilir II 79 34,34 132 30 2,3005 0,7392

III 59 32,65 129 30 1,8070 0,5811

(28)

28 3.3 Hasil Pengukuran Debit Terukur

3.3.1 Perhitungan Kecepatan Aliran Rata-rata

Perhitungan kecepatan aliran rata-rata dapat menggunakan rumus 𝑉̅_{ℎ𝑢𝑙𝑢/ℎ𝑖𝑙𝑖𝑟} = [(^𝑉^𝐼^+𝑉^𝐼𝐼𝐼

2 + 𝑉_𝐼𝐼)]¹

2

Dimana V(I), V(II) dan V(III) merupakan penjumlahan kecepatan tiap kedalaman pada titik yang sama

3.3.2 Perhitungan Luas Pias

untuk menghitung luas pias dapat menggunakan rumus sebagai berikut:

𝐿 = 𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘 × 𝑘𝑒𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚𝑎𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

3.3.3 Perhitungan Debit

Untuk menghitung debit dapat menggunakan rumus sebagai berikut:

𝑄 = 𝑉 × 𝐿 Dimana:

Q = debit V = kecepatan L = luas pias