MAKALAH ALAT UKUR DEBIT CIPOLETTI Disusun dalam rangka memenuhi salah satu tugas mata kuliah Hidrolika
Disusun Oleh :
Dyandra Verren Pongtiku (12315091)
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS GUNADARMA 2017
1.
Debit
1.1
Debit Air
Debit adalah suatu koefisien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber persatu-satuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter / detik. Pengukuran debit dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain: a. Pengukuran debit dengan bendung b. Pengukuran debit berdasarkan kerapatan lautan obat c. Pengukuran kecepatan aliran dan luas penampang melintang, dalam hal ini untuk mengukur kecepatan arus digunakan pelampung atau pengukur arus dengan kincir d. Pengukuran dengan menggunakan alat-alat tertentu seperti pengukur arus magnetis, pengukur arus gelombang supersonis. Agar memenuhi kebutuha penyaluran air pengairan ke suatu areal lahan pertanaman harus diatur dengan sebaik-baiknya sebaik -baiknya (dalam ( dalam arti tidak berlebihan atau agar dapat dimanfaatkan seefisien mungkin, dengan mengingat kepentingan areal lahan pertanaman lainnya) maka dalam pelaksanaannya perlu dilakukan pengukuran debit air dengan distribusi yang terkendali. Kemampuan pengukuran debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui potensi sumber daya air suatu wilayah DAS. Debit aliran juga dijadikan untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air melalui pendekatan sumber da ya air permukaan yang ada.
1.2
Pengukuran Debit
Secara umum pengukuran debit dipermukaan bebas dila kukan untuk mengetahui berapa debit aktual yang ada untuk pemanfaatan atau pengendalian aliran suatu badan air. Pengukuran debit umumnya dilakukan pada waktu-waktu tertentu dan se ring kali berkaitan dengan usaha untuk mendapatkan rating curve. curve. Semakin banyak pengukuran dilakukan akan semakin teliti analisa a nalisa data. Untuk menentukan jumlah pengukuran yang dilakukan tergantung kepada: a. Tujuan pengukuran b. Kepekaan aliran permukaaan bebas c. Ketelitian yang ingin dicapai
1
Terdapat beberapa metoda pengukuran debit aliran permukaan bebas berdasarkan variabel maupun cara peninjauan nya yang ditinjaunya, yaitu : a. Berdasarkan variabel yang yang ditinjau 1) Metode luas kecepatan 2) Metode sekat ukur a) Sekat ukur cippoleti b) Sekat ukur Thompson c) Alat ukur Parshall ukur Parshall flume d) Sekat ukur Drempel ukur Drempel b. Berdasarkan cara peninjauannya 1) Metode pengukuran tidak langsung a) Pelampung b) Pengukuran Current meter c) Menggunakan Persamaan Manning Persamaan Manning 2) Metode pengukuran langsung a) Alat ukur Pintu Romyin b) Alat ukur cippoleti c) Sekat ukur Thompson ukur Parshall flume d) Alat ukur Parshall
2.
Alat Ukur Cipoletti
2.1
Pengertian
Alat ukur debit Cippolleti adalah suatu alat ukur debit berdasarkan peluapan sempurna dengan ambang tipis. Alat ukur debit ini digunakan untuk mengukur debit saluran yang tidak begitu besar, dan biasa dipakai pada saluran terti-air (saluran yang langsung ke sawah). Alat ini sesuai dipakai di pegunungan dimana tanah mempunyai kemiringan yang cukup besar (Yuwono, 1988). Alat ukur Cipoletti juga merupakan penyempurnaan alat ukur ambang tajam yang dikontraksi sepenuhnya. Alat ukur cipoletti mempunyai potongan pengontrol trapesium, mercunya horizontal dan sisi-sisinya miring kesamping. Prinsip kerja bangunan ukur Cipoletti di saluran terbuka adalah menciptakan aliran kritis. Pada aliran kritis, energi spesifik pada nilai minimum sehingga ada hubungan tunggal antara head dengan debit. Dengan kata lain Q hanya merupakan fungsi H saja.
2
2.2
Karakteristik Karakteristik alat Cipoletti
Alat ukur Cipoletti yang sering dipakai sebagai bangunan sadap tersier, tetapi pemakaian alat ukur ini tidak lagi dianjurkan, kecuali dilingkungan laboraturium. Ciri-ciri alat ukur Cipoletti adalah sebgai berikut : 1.
Konstuksi sederhana sehingga dapat dibuat dari bahan-bahan lokal seperti kayu, plat besi dan sebagainya.
2.
Dapat digunakan untuk mengukur debit air pada saluran yang berukuran kecil, misalnya saluran sekunder dan tersier.
3.
Bila diperlukan dibuat dalam bentuk yang dipindah-pindahkan. Sangat cocok untuk areal perkebunan tebu yang sering pindah-pindah lokasi atau untuk keperluan penelitian efisiensi irigasi dan kebutuhan air tanaman.
4.
Agar dapat berfungsi dengan baik, diperlukan kemiringan aliran air yang cukup dan tidak cocok dipakai diareal irigasi yang datar.
5.
Di muka ambang, mudah terjadi pengendapan lumpur yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran debit dan perlu pemeliharaan yang teratur.
2.3
Rumus
Rumus umum yang menghubungkan ketinggian muka air ( h ) dan debit (Q) untuk alat ukur ambang Cipoletti adalah sebagai berikut :
Q
2
3
.C .b.h
3/ 2
d
2. g
Keterangan rumus: Q
= debit air (m3/det)
Cd
= koefisien drag
b
= lebar ambang (m)
h
= tinggi muka air (m)
g
= gravitasi (9,8 m/s2) Aliran air permukaan bebas terjadi kontraksi aliran di muka ambang tajam
sehingga Cd = 0,63 maka persamaan alat ukur Cipoletti menjadi:
Q
Q
0,42.b.h
2 g h
1,86.b.h 3 / 2
3
2.4
Keadaan untuk Pengukuran
a.
Aliran di hulu dan hilir sekat harus tenang
b.
Aliran hanya melalui sekat, tidak ada kebocoran pada bagian atas atau samping sekat
c.
Air harus mengalir bebas dari sekat, tidak menempel pada sekat
H
L
1
Gambar model sekat ukur Cipoletti
4
4
2.5
Cara Pengukuran
a.
Tempatkan sekat pada aliran air bisa berupa sungai kecil, pelimpah mata air dan sebagainya yang akan diukur, pada posisi yang baik sehingga sekat betul-betul mendatar atau ketinggian muka air pada kedua sisi adalah sama
b.
Ukur ketinggian muka air dengan alat ukur penggaris, tongkat ukur, atau pita ukur.
2.6
Pertimbangan Pertimbangan dalam Pengukuran Debit dengan Alat Ukur Cipoletti
a.
Head (beda elevasi pada ambang dengan muka air di hulu) tidak lebih kecil dari 6 cm dan tidak lebih besar dari 60 cm untuk debit ali ran yang dirancang.
b.
Untuk weir berbentuk segi-empat segi- empat dan trapesium, “head” tidak melebihi 1/3 dari panjang weir atau lebar ambang (H max ≤ 1/3 L). L).
c.
Lebar
ambang weir harus dipilih
sedemikian
rupa
sehingga head untuk
debit rencana mendekati “head maksimum” dengan memperhatikan persyaratan (a) dan (b). d.
Kapastas aliran dengan variasi lebar alat ukur dan kedalam muka air dapat dilihat pada tabel 2.1
e.
Elevasi
ambang
(crest)
harus
dipasang
melimpah melaluinya dan jatuh bebas (free
cukup
tinggi
sehingga
air
flow), dengan ruang udara di
bawah dan di sekitar terjunan air (“nappe”). f.
Kemiringan pintu 4 : 1
g.
(h) harus diukur pada titik dengan jarak minimal 4H dari ambang ke arah hulu saluran.
h.
Tebal ambang ukur harus antara 0,8 s/d 2 mm
i.
Permukaan air di bagian hilir pintu minimal 6 cm dibawah ambang ukur bagian bawah.
j.
(h) harus > 6 cm, tetapi < L/3
k.
P dihitung dari saluran sebelah hulu harus > dari 2h max, dimana hmax adalah ketinggian air yang diharapkan.
l.
b diukur dari tepi saluran dan harus > 2h 2hmax.
5
2.7
Kelebihan dan Kekurangan Kekurangan Cipoletti
*Kelebihan alat ukur Cipoletti, yakni : a. Sederhana dan mudah dibuat. b. Biaya pelaksanaannya tidak mahal.
*Kelemahan alat ukur Cipoletti, yakni : a. Terjadi sedimentasi dihulu bangunan . b. Pengukuran debit tidak bisa dilakukan jika muka air hilir naik diatas elevasi ambang bangunan ukur.
2.8
Aplikasi alat Cipoletti dan Perawatannya
Kegiatan pemeliharaan bangunan ukur supaya bekerja secara baik meliputi Kegiatan adalah sebagai berikut : a. Memelihara kolam tenang (pool) bebas dari endapan, sampah dan gulma air b. Mencegah bocoran melalui weir c. Pengecekan elevasi titik nol tiang ukur (peilschaal). d. Pengecekan kondisi kondisi ambang dan perbaikan apabila diperlukan. diperlukan.
2.9
Contoh alat ukur Cipoletti
Gambar Cipoletti dengan Lebar Ambang 61 cm
6
Gambar Alat Ukur Irigasi Paniis
7
3.
Contoh Data Perancangan
Data perencanaan (PT. S.D. Ka Ka 4). Jika diketahui komponen-komponen perhitungan sebagai berikut: Q
= 0,189 m 3/dt
B
= 0,5660 m
h1
= 0,3777 m
W
= 0,126 m
V
= 0,5323 m/dt
Z
= 1,0
Keterangan gambar: B
= Lebar Ambang (m)
h
= Tinggi Muka Air Diatas Ambang (m)
D
= Tinggi Ambang (m)
H
=D+h
h
= 1/3H
Maka,
= 1/3(0,3777) = 0,1259 m D
= 2h = 2(0,1259) = 0,2518 m
H
=D+h = 0,2518 + 0,1259 = 0,3777
8
Q
= 1,86 B×H3/2
0,189
= 1,86(B)×(0,37773/2)
0,189
= 1,86(B) × 0,232
1,86(B)
= 0,8142
B
= 0,4377
9
DAFTAR PUSTAKA
Suyono, Yon. Menghitung Debit Aliran-Sekat Cipoletti. [ edited November November 2010] Available From From URL: http://aladintirta.blogspot.com/2010/11/menghitung-debit-aliran1-sekat.html
Arwin. Hidrologi Arwin. Hidrologi.. 2007. Bandung: FTSL-ITB
http://dedikalsim.files.wordpress.com/2011/11/topik-4-kuliah-efisiensi-dan-debit-dkk.pdf
http://www.scribd.com/document_downloads/direct/136489066?extension=doc&ft=1389229 734<=1389233344&user_id=48832774& 734<=1389233344&user_id=48832774&uahk=oiEa6fN2Ap2PhgZ uahk=oiEa6fN2Ap2PhgZ2OnueQuThmaM 2OnueQuThmaM
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/37069/3/Chapter%20II.pdf
http://aulia-nm.blogspot.com/2010/02/irigasi-diambil-dari-berbagai-sumber.html
10
