Cara Mengukur dan Menghitung Debit Saluran Beberap Beberapaa waktu waktu lalu lalu sudah sudah dibahas dibahas mengena mengenaii cara menghi menghitun tung g debit debit rencana rencana untuk untuk kepenti kepentinga ngan n perenca perencanaa naan n salura saluran n draina drainase. se. Hasil Hasil perhit perhitunga ungan n debit debit rencana rencana bukan bukan hanya hanya digunakan sebagai acuan ketika merencanakan saluran drainase yang baru, tapi juga berguna keti ketika ka meng mengeva evalu luas asii salu salura ran n drai draina nase se yang yang suda sudah h ada (perm (permane anen) n),, apaka apakah h masi masih h dapat dapat menampung debit rencana maksimum atau tidak ? Debit rencana itu diibaratkan sebuah ambang batas maksimum, sehingga dijadikan sebagai acuan. Artinya debit saluran itu nilainya harus lebih kecil atau sama dengan nilai debit rencana. ah berikut ini akan dibahas bagaimana cara mengukur dan menghitung debit saluran terbuka yang bentuk salurannya seragam (misalnya, empat persegi panjang atau trapesium). !ebelum melakukan kegiatan pengukuran perlu disediakan perlengkapan yang akan digunakan di lapangan " • • •
!ediakan #$! untuk mengukur elevasi !ediakan meter r%l atau alat ukur yang representati& !ediakan sebilah kayu atau besi yang ukurannya representati& untuk ditancapkan ke dalam
•
saluran (untuk mengetahui kedalaman air'saluran) !ediakan papan data dan alat tulis untuk mencatat hasil pengukuran
•
angkahlangkah pengukuran " *entukan saluran (g%t) mana yang akan diukur debitnya. Bila perlu dilakukan sketsa denah
• • • •
jaringan salurannya terlebih dahulu +kurlah jarak atau panjang saluran (dari titik awal ke titik akhir) +kurlah elevasi di titik awal dan titik akhir saluran +kurlah dimensi saluran (tinggi saluran, kedalaman air dan lebar dasar saluran) akukan peng%lahan data " Hitunglah kemiringan dasar saluran dengan rumus berikut " ! t- t/ 000000 1 -22 3
4et " ! kemiringan tanah'dasar saluran t- elevasi di titik awal'bagian tinggi (m) t/ elevasi di bagian akhir'bagian rendah (m) panjang saluran dari titik awal ke akhir (m) Hitunglah dimensi dan debit saluran, sesuaikan dengan rumus dari bentuk dari bentuk saluran
Contoh Perhitungan
!ebuah saluran berbentuk berbentuk empat persegi panjang yang terbuat dari bet%n menampung menampung aliran air buangan dari sebuah pemukiman, seperti tampak pada sketsa yang salurannya diberi warna garis biru tua dan tanda A sebagai titik awal (bagian tinggi) dan B sebagai titik akhir (bagian rendah).
!etelah dilakukan pengukuran pada saluran tersebut hasilnya sebagai berikut " 5levasi di titik A -2 mdpl 5levasi di titik B 6 mdpl $anjang saluran dari titik A ke B -78 m Dimensi saluran " *inggi saluran (h) -,- m ebar dasar saluran (B) 2,6 m *inggi muka air (H) 2,97 m ilai kekasaran :anning untuk bet%n (n) 2,2-/
Sketsa Tampang Saluran
Hitunglah debit saluran tersebut ? Jawab :
;) Hitung kemiringan dasar saluran (!) " ! t- t/ 0000
-2 6 000000 1 -223 2,<8 3 -78
;) Hitung luas penampang basah (A) " AB1H 2,61 2,97 2,=<7 m/ ;) Hitung keliling basah ($) " $ B > /H 2,6 > (/ 1 2,97) /,< m ;) Hitung jarijari hidr%lis () " A'$ 2,=<7'/,< 2,/6 m
;) Hitung kecepatan aliran (@) @ -'n /' !-'/ -'2,2-/ 1 2,=<7/' 1 2,<8-'/ 7,7- m'dtk ;)Hitung debit saluran (s) ! A 1 @ 2,=<7 m/ 1 7,7- m'dtk 8,/- m'dtk Hasil pengukuran debit saluran (!) nantinya akan dibandingkan dengan nilai debit rencana (*). +ntuk saluran drainase perk%taan biasanya digunakan debit rencana dengan peri%de ulang 7 tahun sebagai acuan dalam perencanaan maupu n dalam melakukan evaluasi.(*)
mengukur debit air BB ! P"#D$%&%# ''&atar Belakang !alah satu &ungsi dari daerah aliran sungai adalah sebagai pemas%k air dengan kuantitas
dan kualitas yang baik terutama bagi %rang di daerah hilir. Dan untuk menjaga agar air yang keluar dari daerah aliran sungai tidak melebihi dari kapasitas penerimaan dihilir, perlu dilakukan perhitungan debit air. $erhitungan debit air ini penting untuk menentukan agar &ungsi dari daerah aaliran sungai sendiri dapat berjalan dengan baik dan menguntungkan bagi manusia dan ek%sistem. $ada perhitungan debit air, kita harus menganalisa bahan apa yang digunakan untuk membuat saluran tersebut sehingga kita tahu nilai ! (kemiringan) dan nilai n (kekasaran) yang terjadi pada saluran tersebut. 'Tuuan :ahasiswa dapat menentukan ge%metrik saluran dan hitung debit aliran dalam saluran
drainase atau saluran irigasi '+
,uang &ingkup
-. :engukur dimensi penampang saluran (kedalaman air, lebar saluran, ambang bebas, dan kekasaran dinding saluran. /. :engukur panjang saluran (dengan bantuan speed%meter) . :engukur beda tinggi muka tanah (dengan bantuan g%ggle earth) 8. :enghitung kemiringan dasar saluran ( asumsi dari kemiringan muka tanah). 7. :enghitung kemiringan muka air <. :engitung luas penampang, keliling basah, jari/ hidr%lis =. :enghitug debit aliran
BB !! ST%D! &!T",T%, D# M"T-D-&-.! ' ST%D! &!T",T%, Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan v%lume per waktu. Debit
adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran !ungai (DA!). !atuan debit yang digunakan adalah meter kubir per detik (m's). Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk v%lume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu (Asdak,/22/). Dalam praktek, sering variasi kecepatan pada tampang lintang diabaikan, dan kecepatan aliran dianggap seragam di setiap titik pada tampang lintang yang besarnya sama dengan kecepatan rerata@, sehingga debit aliran adalah" Dengan " Debit Aliran (m's) A uas $enampang (m/) @ 4ecepatan Aliran (m's) :et%de penelitian meliputi pengukuran langsung di lapangan. $engukuran langsung di lapangan meliputi pengukuran lebar, tinggi air, tinggi saluran drainase, sisi miring, dan diameter pada masingmasing saluran drainase dari yang berbentuk trapesium, persegi, dan lingkaran. @ariabel yang diamati adalah debit air pada masingmasing saluran drainase. Debit air sungai merupakan tinggi permukaan air sungai yang terukur %leh alat ukur permukaan air sungai ( :ulyana, /22=). Debit adalah suatu k%e&esien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter per'detik, untuk memenuhi keutuhan
air pengairan, debit air harus lebih cukup untuk disalurkan ke saluran yang telah disiapkan (Dumiary, -66/). $ada dasarnya debit air yang dihasilkan %leh suatu sumber air ditentukan %leh beberapa &akt%r &akt%r yaitu " -.Cntensitas hujan /.$enggundulan hutan .$engalihan hutan $engukruan debit dapat dilakukan dengan berbagai macam cara yaitu (Arsyad,-696)" a. $engukuran v%lume air sungai b. $engukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas penampang melintang sungai c. $engukuran dengan menggunakan bahan kimia yang dialirkan dalam sungai d. $engukuran debit dengan membuat bangunan pengukur debit. Hidr%gra& aliran merupakan perubahan karakterisitik yang berlangsung dalam suatu DA! %leh adanya kegiatan pengel%laan DA! dan adanya perubahan iklim l%kal ( Asdak, -667). Aliran sungai berasal dari hujan yang masuk kedalam alur sungai berupa aliran permukaan dan aliran air dibawah permukaan,debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup , kemudian yang turun kembali setelah hujan selesai. #ra&ik yang menunjukan naik turunnya debit sungai menurut waktu disebut hidr%gra&, bentuk hidr%gra& sungai tergantung dari si&at hujan dan si&at daerah aliran sungai ( Arsyad,/22<). *erdapat tiga kemungkinan perubahan debit sungai yaitu laju pertambahan air bawah tanah lebih kecil dari penurunan aliran air bawah tanah n%rmal, laju pertambahan air bawah tanah sama dengan laju penurunannya, sehingga debit aliran menjadi k%nstan untuk sementara, dan laju pertambahan air bawah tanah melebihi laju penurunan n%rmal, sehingga terjadi kenaikan permukaan air tanah dan debit sungai (Arsyad, /22<). $erlu diingat bahwa distribusi kecepatan aliran di dalam aluran tidak sama arah h%ri%ntal maupun arah vertikal. Dengan kata lain kecepatan aliran pada tepi alur tidak sama dengan tengah alur, dan kecepatan aliran dekat permukaan air tidak sama dengan kecepatan pada dasar alur. Distribusi 4ecepatan Aliran" A " te%ritis B " dasar saluran kasar dan banyak tumbuhan E " gangguan permukaan (sampah)
D " aliran cepat, aliran turbulen pada dasar 5 " aliran lambat, dasar saluran halus F " dasar saluran kasar'berbatu
' M"T-D-&-.! Gaktu dan %kasi 4egiatan pengukuran saluran drainase dilakukan pada tanggal /6 !eptember /2-- pada
-.
pukul --.2-/.22. %kasi kegiatan dilakukan di sungai depan jurusan *eknik 5lektr% dan sekitar *eknik :aterial dan :etalurgi. enis $enelitian :et%de penelitian meliputi pengukuran langsung di lapangan. $engukuran langsung di
/.
lapangan meliputi pengukuran lebar, tinggi air, tinggi saluran drainase, sisi miring, dan diameter pada masingmasing saluran drainase yang berbentuk persegi. @ariabel yang diamati adalah debit . a. b. c. d. e.
air pada masingmasing saluran drainase. Alat dan Bahan a&ia :eteran 4amera !pid%meter sepeda :%t%r !t%pwatch
BB !!! $S!& P"#.MT# D# P"MB$S# +'
$S!& P"#.MT# #o
-.
Perlakuan /eterangan :engukur dimensi penampang kedalaman air - cm lebar saluran 6
/.
dan ambang bebas). :engukur panjang saluran dengan
saluran yang diamati kirakira panjangnya -
.
bantuan sped%meter. :engukur beda tinggi muka tanah
km. dari pengamatan melalui g%%gle earth
8.
(dengan bantuan g%%gle earth) :enghitung kemiringan dasar
didapatkan tinggi muka tanah yaitu &eet kemiringan dasar saluran yaitu 2,2-7 m.
saluran.
7. <.
:enghitung kemiringan muka air. :enghitung debit aliran.
kemiringan muka air sungai yaitu 2,-7 m dihitung di penghitungan.
P",$!T%#.#
7 cm H - cm B 6 /h 6. / (2.- m) 6. 2.
b. uas $enampang Basah (A) A B1h 6.
ariari Hidr%lis () A'$ 2./6 m
d. Debit Air () Berdasarkan penghitungan rumus " A1 v A1 1 1 /.69// 1 1 1 /.69// 1 1 2.89-/< 1 2.-//8=8 -/.268/ m's
Berdasarkan penghitungan kecepatan aliran air " A1 v /.69// m/ 1 m's 2.2/-<-2- m's
+
P"MB$S# $raktikum kedua hidr%lika dilaksanakan pada hari senin tanggal /< !eptember /2-- yaitu
berjudul #e%metrik !aluran dan $rediksi Debit. Dalam perc%baan ini, kita mengukur kedalaman sungai, lebar sungai, menghitung panjang saluran sungai, menghitung kemiringan muka air dan debit aliran. angkah awal yang kel%mp%k kami lakukan yaitu menentukan sungai yang akan dijadikan %bjek penelitian. 4el%mp%k kami meneliti sungai di wilayah C*! yaitu tepatnya sungai yang berada di depan *eknik 5lektr%F*C. 4eadaan sungainya tidak mengalir dan sangat k%t%r. !etelah menentukan sungai yang akan dijadikan %bjek penelitian, kita melakukan langkah selanjutnya yaitu mengukur dimensi penampang saluran. 4edalaman air di sungai tersebut yaitu -cm, lebar saluran sungai yaitu 6
kemungkinan terjadi karena pengamatan dan pengukuran dilakukan pada musim kemarau, dimana air yang mengalir sangat sedikit, dan cenderung tidak mengalir (menggenang). !ehingga dapat disimpulkan bahwa debit air berdasarkan penghitungan rumus adalah debit air ketika musim hujan, dimana air yang mengalir lebih banyak daripada ketika musim kemarau.
BB !0 /"S!MP%&# /"S!MP%&#
Dari data di atas dapat disimpulkan " -. Debit air pada masingmasing saluran berbedabeda tergantung pada bentuk saluran, bahan yang digunakan, dan ukuran salurannya. /. Debit air pada masingmasing saluran tergantung pada musim, terutama pada saluran drainase, karena saluran drainase digunakan untuk mengalirkan air hujan. . Debit air yang diper%leh berdasarkan rumus yaitu -/.268/ m's, dan debit air yang diper%leh berdasarkan perhitungan kecepatan aliran yaitu 2.2/-<-2- m's.
B Persamaan 1ang Digunakan untuk Menghitung Dimensi Saluran
*elah dijelaskan sebelumnya bahwa bentuk saluran ada berbagai macam dan yang akan dibahas persamaannya dibatasi hanya pada bentuk empat persegi panjang dan trapesium. -. $ersamaan pada bentuk saluran empat persegi panjang
/. $ersamaan pada bentuk saluran trapesium
C Contoh Perhitungan Soal ' 2 !aluran drainase berbentuk empat persegi panjang dengan kemiringan dasar saluran 2,2-7,
mempunyai kedalaman air 2,87 meter dan lebar dasar saluran 2,72 meter, k%e&isien kekasaran
:anning n 2,2-2. Hitung kecepatan aliran dalam saluran, jika debit rencana sebesar -,/7 m'det ? Diketahui " n 2,2-2 ! 2,2-7 -,/7 m'det h 2,87 m B 2,72 m Ditanyakan " @ .........? $enyelesaian "
Soal 2 !aluran drainase berbentuk trapesium dengan kemiringan dinding saluran m -, mempunyai
kedalaman air 2,<7 meter, lebar dasar -,/7 meter, k%e&isien kekasaran :anning n 2,2-2. Hitung kemiringan dasar saluran jika debit yang mengalir sebesar ,-2 m'det ?
Diketahui " mh 2,<7 m B -,/7 m n 2,2-2 ,-2 m Ditanya " ! ..........? $enyelesaian "
Soal + 2
!aluran drainase sekunder berbentuk trapesium mengalirkan debit sebesar /, m'det. 4emiringan dasar saluran - " 7222. Dasar saluran mempunyai k%e&isien kekasaran n 2,2-/. *entukan dimensi tampang saluran yang paling ek%n%mis ? Diketahui " /, m'det ! - " 7222 n 2,2-/ Ditanyakan " dimensi penampang yang ek%n%mis ? $enyelesaian " Bentuk trapesium yang paling ek%n%mis adalah setengah heksag%nal, dengan jarijari hidraulik setengah dari kedalaman air.
Cara Mudah Menghitung Debit ir Sungai dan Debit ir /eran3 Menghitung 0olume dan 4aktu
Cara Menghitung Debit ir Sungai dengan Metode Pelampung: lat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada saat kegiatan praktikum menghitung debit saluran air adalah r%llmeter, pasak yang terbuat dari bahan bambu, st%pwatch'handph%ne, tali plastik, mistar, alat tulis, b%la pimp%ng. Cara /era •
:enentukan l%kasi daerah pengukuran -. :emasang pasak - disebelah kiri saluran, kemudian tegak lurus ke arah seberang, pasak n%./. /. :enghubungkan antara pasak n%.- dengan pasak n%./ menggunakan tali ra&ia. (sebagai batas daerah pengukur C) -. :emasang pasak n%. dengan n%.8 dengan jarak /7 meter ke arah hilir pada pasak n%.- dan n%./. /. :enghubungkan antara pasak n%. dan pasak n%.8 dengan tali ra&ia (sebagai batas daerah pengukur CC)
. arak C dan CC (D) dalam satuan meter •
:enentukan kecepatan aliran air (@) -. :emastikan semua peralatan dengan k%ndisi baik dan siap digunakan. /. :emulai dengan menghanyutkan b%la pimp%ng dengan jarak 7 meter dari batas pengukuran C ke arah hulu saluran. . :enghidupkan st%pwatch, saat b%la pimp%ng tepat berada di bawah tali batas daerah penampang C. 8. :ematikan st%pwatch sesaat b%la pimp%ng telah mencapai tepat di bawah tali batas daerah penampung CC. 7. :encatat waktu untuk menempuh jarak dari daerah penampang C ke daerah penampang CC (t). <. :enghitung kecepatan aliran air dengan menggunakan rumus , dimana " @ kecepatan aliran air sungai (m'detik) D jarak antara daerah penampang C dengan CC (meter) t waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak (detik) •
:enentukan luas penampang basah saluran (A) -. :enentukan lebar saluran (C) pada daerah penampang. /. :engukur kedalaman air (d-) pada daerah penampang C kemudian diulangi I hingga lima tempat (d/, d, d8, d7).
Clustrasi -. :enentukan ratarata dalam air (d) pada daerah penampang C d menghitung luas penampang basah dengan menggunakan rumus " A C 1 d m , dimana A luas penampang basah (m/) C lebar saluran (meter) d kedalaman air ratarata (meter) @ 1 A debit air yang mengalir (m'detik) @ kecepatan aliran air (m'detik) A uas penampang basah (m/)
Eara menghitung debit saluran air di sungai berdasar data maka diper%leh hasil sebagai berikut. C sebagai lebar saluran - " -.7 m CC sebagai lebar saluran / " -.7 m D /7 m t 8 detik :enghitung kecepatan aliran air (@)"
0 5 678 m9detik
C
d- 2.87 m
CC
d- 2.< m
d/ 2.88 m
d/ 2.= m
d 2.77 m
d 2.7 m
d8 2.9 m
d8 2.8 m
d7 2./ m
d7 2. m
C
2.8 m
CC 2.8 m 5&d
AC luas penampang basah ACC luas penampang basah / AC -.7 m J 2.8 m 2.<87 m ACC -.7 m J 2.8 m 2.7- m 67; m <50
2.79 m'dtk J 2.7= m/ < 5 6++ m+9detik
Berdasarkan hasil yang telah diper%leh dan sesuai perhitungan dengan menggunakan rumus maka diper%leh hasil perhitungan debit saluran air p ada aliran sungai adalah 6++ m+9detik
,%M%S M"#"#T%/# D"B!T3 0-&%M" D# 4/T%
-. *entukan v%lume air yang terpakai dengan cara mengurangkan kedudukan meter akhir (v%lume air terakhir) dengan kedudukan meter awal (v%lume air awal) /. +bah waktu pemakaian sesuai s%al dengan k%nversi " - jam <2 menit - menit <2 detik - jam .<22 detik - menit -'<2 jam - detik -'<2 detik - jam -'.<22 detik . Bagi v%lume air yang terpakai (p%int -) dengan waktu (p%int /) 4%nversi v%lume " - liter - dmK -.222 cmK -.222.222 mmK 2.22- mK - cc - ml - cmK !lustrasi /asus: -. Dalam - jam sebuah keran dapat mengeluarkan air sebesar .<22 mK. Berapa liter'detik debit air tersebut ? Pen1elesaian Diketahui v%lume (v) .<22 mK .<22.222 dmK .<22.222 liter waktu (t) - jam .<22 detik Ditan1a debit (D) liter'detik Jawab : D v .<22.222 liter '666 liter9detik t .<22 detik
M"#"#T%/# D"B!T3 0-&%M" D# 4/T% ' Pengertian Debit ir Debit air adalah kecepatan aliran at cait per satuan waktu. :isalnya Debit air sungai pesanggrahan adalah .222 l ' detik. Artinya setiap - detik air yang mengalir di sungai $esanggrahan adalah .222 l . !atuan debit digunakan dalam pengawasan kapasitas atau daya tampung air di sungai atau bendungan agar dapat dikendalikan. +ntuk dapat menentukan debit air maka kita harus mengetahui satuan ukuran v%lume dan satuan ukuran waktu terlebih dahulu, karena debit air berkaitan erat dengan satuan v%lume dan satuan waktu. $erhatikan k%nversi satuan waktu berikut " - jam <2 menit - menit <2 detik
- jam .<22 detik - menit -'<2 jam - detik -'<2 detik - jam -'.<22 detik 4%nversi satuan v%lume " - liter - dmK -.222 cmK -.222.222 mmK 2.22- mK - cc - ml - cm Menentukan Debit ir ,umus Debit 5 0olume : 4aktu
Dalam - jam sebuah keran dapat mengeluarkan air sebesar .<22 mK. Berapa liter'detik debit air tersebut ? Pen1elesaian Diketahui v%lume (v) .<22 mK .<22.222 dmK .<22.222 liter waktu (t) - jam .<22 detik :aka debitnya .<22.222 liter .<22 detik -.222 liter'detik + Menghitung =olume ,umus 0olume 5 Debit > 4aktu
!ebuah bak mandi diisi air mulai pukul 2=./2 sampai pukul 2=.72. Dengan debit -2 liter' menit. Berapa liter v%lume air dalam dalam bak mandi tersebut ? $enyelesaian Diketahui Debit -2 liter Gaktu 2=.72 2=./2 2 menit Maka =olumen1a 5 Debit > 4aktu 5 '6 liter > +6 menit 5 +66 liter ? Menghitung waktu ,umus
4aktu 5 0olume : Debit
@%lume bak mandi /22 dm. Di isi dengan air dari sebuah kran dengan debit 7 liter'menit. Berapa menit waktu yang dibutuhkan untuk mengisi bak mandi sampai penuh ? $enyelesaian Diketahui @%lume /22 dm Debit 7 liter' menit Maka waktu 1ang di butuhkan 5 0olume Debit 5 66 7 5 ?6 menit
