LABORATORIUM HIDROGEOLOGI DAN HIDROGEOKIMIA TA 4117 SUMBERDAYA AIR TANAH
LAPORAN PRAKTIKUM MODUL 02
PENGUKURAN DEBIT MENGGUNAKAN CURRENT METER DAN V-NOTCH
Oleh :
Ahmad Dhani Santoso 12119028
Shift Jumat Pkl 14.00 WIB
Asisten :
Muhammad Farabbi. As 12118004 Muhamad Luthfi Luthansyah 12118023
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2022
2
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ... 2
BAB I ... 3
PENDAHULUAN ... 3
II.1 Latar Belakang ... 3
II.2 Tujuan ... 3
II.3 Alat dan Bahan ... 4
II.4 Langkah Kerja ... 5
BAB II ... 6
DASAR TEORI ... 6
II.1 DAS ... 6
II.2 Debit ... 6
II.3 Current Meter ... 7
BAB III ... 9
DATA DAN PENGOLAHAN ... 9
BAB IV ... 11
ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 11
BAB V ... 12
KESIMPULAN DAN SARAN ... 12
V.1 Kesimpulan ... 12
V.2 Saran ... 12
DAFTAR PUSTAKA ... 13
LAMPIRAN ... 14
3
BAB I
PENDAHULUAN
II.1 Latar Belakang
Salah satu bagian dari siklus hidrologi adalah sungai. Sungai dan anak-anak sungai tersebut berfungsi untuk menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan serta sumber air lainnya. Sungai yang mengalirkan air tawar dari hulu (sumber) ke hilir (muara) secara terus menerus memberi manfaat bagi sekitarnya, baik untuk keperluan pertanian, dan bahan baku air minum.
Wilayah suatu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungai yang melaluinya disebut daerah aliran sungai (DAS). Akhir-akhir ini, persoalan seperti erosi, sedimentasi, longsor dan banjir pada DAS intensitasnya semakin meningkat. Persoalan-persoalan tersebut merupakan bentuk respon negatif dari komponen-komponen DAS terhadap kondisi curah hujan.
Debit (kecepatan aliran) dan sedimen merupakan komponen penting yang berhubungan dengan permasalahan DAS seperti erosi, sedimentasi, banjir dan longsor. Oleh harena itu, pengukuran debit dan sedimen harus dilakukan dalam pemantauan DAS.
Kegiatan yang dilakukan dalam pengukuran debit adalah pembuatan profil melintang sungai dan pengukuran kecepatan aliran. Profil melintang sungai atau bentuk geometri saluran sungai berpengaruh terhadap besarnya kecepatan aliran sungai, sehingga dalam perhitungan debit perlu dilakukan pembuatan profil
Kecepatan aliran sungai diperoleh dari rata-rata kecepatan aliran pada tiap bagian penampang sungai tersebut. Idealnya, kecepatan aliran rata-rata diukur dengan menggunakan 'current meter'. Alat ini dapat mengetahui kecepatan aliran pada berbagai kedalaman penampang.
Selain air, sungai juga mengalirkan sedimen. Kandungan sedimentasi berpengaruh pada kecepatan aliran dan kedalaman sungai. Untuk menghitung kandungan sedimentasi pada air sungai dan debit air, maka praktikum “Metode Pengukuran Debit” dilakukan.
II.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum modul adalah mengukur kecepatan aliaran air di sungai/selokan menggunakan dua metode yaitu current meter dan V-notch pada sungai/selokan yang ada di sekitar kampus Institut Teknologi Bandung.
4 II.3 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan selama praktikum:
No. Alat Gambar
1 Current Meter
2 V-notch
3 Meteran
4 Penggaris 50 cm
5 II.4 Langkah Kerja
Langkah-langkah kerja selama praktikum ini yaitu sebagai berikut:
a. Pengukuran Menggunakan Current Meter
1. Ukur lebar sungai/selokan dan pertahankan meteran.
2. Ukur kedalaman sungai/selokan menggunakan penggaris.
3. Lakukan pengukuran kecepatan arus sungai/selokan menggunakan current meter.
4. Lakukan analisa data.
b. Pengukuran menggunakan V-notch
1. Masukkan V-notch ke dalam sungai/selokan.
2. Bendung aliran sungai sampai air hanya bisa melewati lubang pada V-notch.
3. Ukur tinggi air pada lubang V-notch menggunakan penggaris dan catat datanya.
4. Lakukan perhitungan debit air berdasarkan data.
6
BAB II DASAR TEORI
II.1 DAS
DAS adalah daerah tertentu yang bentuk dan sifat alaminya sedemikian rupa sehingga merupakan suatu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungai yang melaluinya. Sungai dan anak-anak sungai tersebut berfungsi untuk menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan serta sumber air lainnya. Penyimpanan dan pengaliran air dihimpun dan ditata berdasarkan hukum alam di sekelilingnya sesuai dengan keseimbangan daerah tersebut. Proses tersebut dikenal sebagai siklus hidrologi.
Karakteristik fisik DAS merupakan variabel dasar yang menentukan proses hidrologi pada DAS, sedangkan karakteristik sosial ekonomi dan budaya masyarakat adalah variabel yang mempengaruhi percepatan perubahan kondisi hidrologi DAS. Oleh karena itu, pemahaman mengenai karakteristik fisik DAS, dalam hal ini terrain dan geomorfologi, pola pengaliran dan penyimpanan air sementara pada DAS, dapat membantu mengidentifikasi daerah yang memiliki kerentanan tinggi terhadap terjadinya persoalan DAS, serta perancangan teknik-teknik pengendalian yang sesuai dengan kondisi setempat.
Komponen yang ada di dalam sistem DAS secara umum dapat dibedakan dalam tiga kelompok, yaitu komponen masukan yaitu curah hujan, komponen output yaitu debit aliran dan polusi atau sedimen, dan komponen proses yaitu manusia, vegetasi, tanah, iklim, dan topografi.
II.2 Debit
Pengertian debit adalah besaran yang menyatakan volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalam satuan waktu tertentu. Dalam hidrologi dikemukakan, debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat ukur pemukaan air sungai. Pengertian yang lain debit atau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/s) (Hidayat, 2010).
𝑄 = 𝑉/𝑡 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑄 = 𝑣. 𝐴 Dimana:
Q : Debit aliran (m3/s) A : Luas (m2)
V : Volume (m2) v : Kecepatan aliran (m/s)
t : Selang waktu (s)
7
Debit adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dt). Data debit atau aliran sungai merupakan informasi yang paling penting bagi pengelola sumberdaya air. Debit puncak (banjir) diperlukan untuk merancang bangunan pengendali banjir.
Sementara data debit aliran kecil diperlukan untuk perencanaan alokasi (pemanfaatan) air untuk berbagai macam keperluan, terutama pada musim kemarau panjang. Debit aliran rata-rata tahunan dapat memberikan gambaran potensi sumber daya air yang dapat dimanfaatkan dari suatu daerah aliran sungai.
Debit aliran sungai diberi notasi Q adalah jumlah air yang mengalir melalui tampang lintang sungai tiap satu satuan waktu, yang biasanya dinyatakan dalam m3/s. Debit sungai, dengan distribusinya dengan ruang dan waktu, merupakan informasi penting yang diperlukan dalam perencanaan bangunan air dan pemanfaatan sumber daya air. Mengingat bahwa debit aliran sangat bervariasi dari waktu ke waktu maka diperoleh data pengamatan debit dalam waktu yang panjang. Debit aliran (Q) diperoleh dengan mengalikan luas tampang aliran (A) dengan percepatan aliran (v). Kedua parameter tersebut dapat diukur pada suatu tampang lintang (stasiun) di sungai. Luas tampang aliran diperoleh dengan mengukur elevasi permukaan air dan dasar sungai. Kecepatan aliran diukur dengan menggunakan alat ukur kecepatan current meter.
II.3 Current Meter
Kecepatan aliran dapat diukur dengan beberapa metode salah satunya adalah metode current meter. Current meter adalah alat untuk mengukur kecepatan aliran (kecepatan arus).Ada dua tipe current meter yaitu tipe baling-baling (propeler type) dan tipe canting (cup type).
8
Current meter harus memiliki respon yang cepat dan konsisten dengan setiap perubahan yang terjadi pada kecepatan air. Selain itu, current meter keakuratan harus sesuai dengan komponen kecepatan, tahan lama, mudah dilakukan pemeliharaan, dan mudah digunakan dengan kondisi lingkungan yang berbeda-beda.
Prinsip kerja jenis curent meter ini adalah propeler berputar dikarenakan partikel air yang melewatinya.Jumlah putaran propeler per waktu pengukuran dapat memberikan kecepatan arus yang sedang diukur apabila dikalikan dengan rumus kalibrasi propeler tersebut. Jenis alat ini yang menggunakan sumbu propeler sejajar dengan arah arus disebut ottpropeler curent meter dan yang sumbunya tegak lurus terhadap arah arus disebut pricecup current meter. Peralatan sumbu vertikal ini tidak peka terhadap arah aliran.
9
BAB III
DATA DAN PENGOLAHAN
Dari hasil pengamatan, diperoleh data sebagai berikut:
Dilakukan pengambilan data aliran sungai/selokan menggunakan current meter dengan lebar 1,2 meter dan pengambilan data kedalaman yang mana sungai tersebut dibagi menjadi 11 segmen sehingga didapatkan data sebagai berikut.
Kemudian dilakukan perhitungan luas per segmennya dengan asumsi menggunakan luas persegi panjang, dengan rumus sebagai berikut.
𝐿 = 𝑘𝑒𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚𝑎𝑛 𝑥 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙 (10 𝑐𝑚)
Didapatkan luas dari masing-masing segmen melalui perhitungan sebagai berikut.
Segmen Interval
(cm)
Kedalaman (cm)
Kecepatan Aliran
(m/s)
1 10 11,2 0,2
2 20 12,5 0,1
3 30 10 0,1
4 40 10 0,1
5 50 25,8 0,3
6 60 26,4 0,2
7 70 12 0,1
8 80 9 0
9 90 8,8 0
10 100 7,6 0
11 110 0 0
Segmen Interval
(cm)
Kedalaman (cm)
Kecepatan Aliran
(m/s)
Luas (cm2)
1 10 11,2 0,2 112
2 20 12,5 0,1 125
3 30 10 0,1 100
4 40 10 0,1 100
5 50 25,8 0,3 258
6 60 26,4 0,2 264
7 70 12 0,1 120
8 80 9 0 90
9 90 8,8 0 88
10 100 7,6 0 76
11 110 0 0 0
10
Setelah didapatkan luas pada masing-masing segmen maka dapat dicari nilai debit pada masing-masing segmennya dengan menggunakan rumus debit.
𝑄 = 𝑣. 𝐴
Sehingga didapat nilai debit pada masing-masing segmen yaitu sebagai berikut.
Untuk mencari debit total dari n segmen sungai tersebut dapat dicari dengan rumus.
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙= 𝑄1+ 𝑄2+ ⋯ + 𝑄𝑛 Didapatkan debit dari sungai tersebut adalah 0,01971 m3/s
Segmen Interval (cm)
Kedalaman (cm)
Kecepatan Aliran
(m/s)
Luas (cm2)
Debit (m3/s)
1 10 11,2 0,2 112 0,00224
2 20 12,5 0,1 125 0,00125
3 30 10 0,1 100 0,001
4 40 10 0,1 100 0,001
5 50 25,8 0,3 258 0,00774
6 60 26,4 0,2 264 0,00528
7 70 12 0,1 120 0,0012
8 80 9 0 90 0
9 90 8,8 0 88 0
10 100 7,6 0 76 0
11 110 0 0 0 0
-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Kedalaman (cm)
Interval (cm)
Profil Melintang Sungai
11
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Dari hasil percobaan dan pengolahan data, didapatkan nilai debit total sungai adalah 0,01971 m3/s dengan nilai debit pada masing-masing segmen sebagai berikut.
Hasil debit dari masing-masing segmen ini berbeda yang mana pada segmen 1, 2, 3, 4, dan 7 memiliki debit yang relatif lebih kecil. Hal ini dikarenakan luasan pada segmen tersebut lebih kecil dan kecepatan aliran pada segmen itu pun juga lebih kecil yang mana kedua hal ini berbanding lurus dengan besar nilai dari debit itu sendiri. Kemudian untuk segmen 5 dan 6 memiliki nilai debit yang cukup tinggi.
Hal ini menimbang kecepatan aliran pada segmen tersebut cukup tinggi ditambah kedalaman area tersebut cukup dalam sehingga luasan segmen tersebut menjadi lebih besar menghasilkan debit aliran air yang lebih besar pula. Pada segmen 8-11 tidak ada debit yang mengalir pada segmen tersebut, dapat dinyatakan bahwa tidak ada aliran pada segmen tersebut. Tetapi faktanya tidak seperti itu, sebenarnya pada segmen tersebut masih terdapat aliran air tetapi kecepatan aliran ini begitu kecil yang mana tidak cukup kuat untuk memutar baling-baling dari current meter tersebut.
Segmen Debit
(m3/s)
1 0,00224
2 0,00125
3 0,001
4 0,001
5 0,00774
6 0,00528
7 0,0012
8 0
9 0
10 0
11 0
12
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan dan pengolahan data didapatkan nilai debit dari sungai/selokan tersebut adalah 0,01971 m3/s dengan nilai debit pada tiap segmennya adalah sebagai berikut.
V.2 Saran
Saran dari penulis terkait praktikum modul 1 yaitu dapat mempersiapkan sepatu boots untuk praktikum ini dikarenakan turun langsung ke dalam sungai. Pada percobaan perhitungan debit menggunnakan current meter ini pilihlah tempat percobaan yang memiliki aliran laminer.
Segmen Debit
(m3/s)
1 0,00224
2 0,00125
3 0,001
4 0,001
5 0,00774
6 0,00528
7 0,0012
8 0
9 0
10 0
11 0
13
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, M. (2017). MODUL GEOLOGI DAN HIDROGEOLOGI PELATIHAN PERENCANAAN AIR TANAH. Bandung: Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi.
Trihatmojo, Bambang. (2010). HIDROLOGI TERAPAN. Beta Offset: Yogyakarta.
Maulana, R. A., Lubis, K. S. & Marbun, P., 2014. Uji Korelasi antara Debit Aliran Sungai dan Konsentrasi Sedimen Melayang pada Muara Sub DAS Padang di Kota Tebing Tinggi. Jurnal Online Agroekoteknologi, II(4), pp. 1518-1528.
14
LAMPIRAN
Pengambilan data dengan Current Meter
Pengkuran kedalaman
