PENGUKURAN DEBIT AIR
Carissa Paresky Arisagy 12 / 334991 / PN / 12981 Manajemen Sumberdaya Perikanan
Intisari
Debit adalah banyaknya air yang mengalir melalui suatu penampang melintang tiap satuan waktu. Untuk mengetahui cara pengukuran dan perhitungan debit air, maka dilakukan praktikum pengukuran debit air yang dilaksanakan pada hari Jumat, 18 Oktober 2013 bertempat di saluran air kolam perikanan Universitas Gadjah Mada serta pada aliran ali ran selokan se lokan Mataram. Tujuan dari pengukuran debit air adalah untuk mengetahui metode yang digunakan dan cara penghitungan debit air. Adapun metode-metode yang digunakan dalam pengukuran debit air meliputi Embody’s float method , Rectangular weir dan dan 90° Triangular nocth weir . Pengukuran debit dipengaruhi oleh angin, arus air, kedalaman, kondisi subtrat, kemiringan perairan, serta ukuran saluran. Hasil pengukuran debit air menggunakan Embody’s float method sebesar 1,189 x 10 -1 m 3/s dan 1,395 x 10 -1 m 3/s, dengan Rectangular dengan Rectangular weir sebesar sebesar 8,9 x 10-2 cfs dan 4,381 x 10 -2 cfs, sementara dengan menggunakan 90° Triangular nocth weir sebesar 3,5 x 10 -2 cfs dan 3,592 x 10 -3 cfs. Metode yang paling efektif efekti f untuk pengukuran debit air dari keseluruhan lokasi praktikum adalah Embody’s adalah Embody’s float method, karena method, karena metode ini paling aplikatif dibandingkan dengan metode yang lainnya.
Kata kunci : air, arus, debit, metode, saluran
PENDAHULUAN
Kegiatan budidaya perikanan sangat dipengaruhi oleh sumber air. Air merupakan hal yang penting terutama bagi kegiatan budidaya. Untuk menunjang kegiatan tersebut diperlukan air yang benar-benar memiliki kualitas air yang baik bagi makhluk hidup, khususnya ikan karena nantinya air akan menjadi media hidup bagi ikan di dalam kolam. Pada kegiatan budidaya, jumlah air yang diperlukan untuk mengairi kolam-kolam budidaya harus cukup dan tersedia sepanjang masa budidaya. Untuk menjaga ketersediaan air pada kawasan tersebut diperlukan sistem manajemen pengelolaan air yang baik. Salah satu cara untuk mengontrol jumlah air yang diperlukan pada kegiatan budidaya adalah dengan mengetahui jumlah air yang mengalir menuju kolam budidaya. Jumlah air yang mengalir tersebut dapat ditentukan dengan mengukur debit air saluran, dengan demikian laju penggunaan air pada kolam
budidaya dapat dikontrol sesuai dengan kebutuhan suatu lahan tertentu. Karena pentingnya pengukuran debit air dalam manajemen pengelolaan air tersebut, maka dirasa perlu untuk mengetahui dan memahami lebih lanjut tentang pengukuran debit air melalui praktikum limnologi. Menurut Asdak (1995), debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Arus sebagai salah satu faktor pembatas pada ekosistem sungai memiliki kaitan yang erat dengan debit air yang mengalir dalam ekosistem sungai (Odum, 1993). Semakin besar kecepatan arus yang mengalir pada suatu perairan berarti semakin besar pula debit airnya. Menurut Wetzel (2001), pengukuran debit air dapat menggunakan beberapa metode, antara lain Embody’s float method , Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir . Embody’s float method merupakan suatu pengukuran secara kasar kecepatan aliran air dari perairan dengan menggunakan benda yang mengapung dari jarak dan waktu yang telah ditentukan (Sumawidjaya, 1981). Debit air akan mengalami peningkatan apabila air menuruni perbukitan. Hal tersebut dikarenakan oleh peningkatan kecepatan aliran juga karena tambahan air yang mengalir dari sumber-sumber air permukaan maupun air bawah tanah (Whitten dkk., 1999). Pengukuran debit air berguna penting untuk mengetahui kemampuan perairan untuk dapat dimanfaatkan secara optimal (Bronmark dan Hansson, 1998). Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui cara pengukuran debit air dengan berbagai macam metode. Selain itu, praktikum ini dilakukan untuk mengetahui cara menghitung debit air. Kemudian membandingkan metode yang lebih efektif dalam pengukuran debit air.
METODOLOGI
Praktikum pengukuran debit air ini dilakukan pada hari Jumat, tanggal 18 Oktober 2013 pada pukul 13.30 WIB hingga pukul 16.30 WIB. Tempat pelaksanaan praktikum ini berada di saluran air kolam Jurusan Perikanan, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada serta pada aliran Selokan Mataram. Pengukuran debit air dengan menggunakan metode Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir lokasi praktikumnya dibagi menjadi dua bagian, yaitu pada saluran I dan saluran II. Sementara, untuk Embody’s float method , dilakukan di aliran selokan Mataram yang melintasi jurusan Perikanan Universitas Gadjah Mada. Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam pengukuran debit air antara lain bola pingpong, meteran, Rectangular weir, 90° Triangular north weir , timer/stopwatch, penggaris
dan alat tulis. Metode yang digunakan pada pengukuran debit air kali ini dengan Embody’s float method , Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir . Pada setiap saluran dilakukan pengukuran debit air menggunakan tiga metode, yaitu Embody’s float method , Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir. Embody’s float method dilakukan dengan menentukan panjang selokan yang akan diukur kecepatan arusnya, menghitung waktu yang digunakan bola ping pong untuk menempuh jarak yang telah ditentukan. Konstanta perairan diketahui dengan melihat keadaan dasar perairan. Mengukur kedalaman selokan yang akan diukur debit airnya. Debit air dapat dihitung dengan rumus: R = WDAL/T, dimana R = debit air (m3/s), W = lebar selokan (m), D = kedalaman selokan (m), L = jarak yang ditempuh (m), A = konstanta, dan T = waktu tempuh pelampung (sekon). Metode Rectangular weir dan 90o Triangular nocth weir , memiliki cara kerja yang hampir sama, yakni dengan menentukan lebar weir , membendung selokan, mengukur tinggi perairan, dan mengukur ketinggian air. Rumus untuk menghitung debit air dengan metode Rectangular weir adalah Q = 3,33 x H 3/2 (L-0,2H), dimana Q = debit air (cfs), H = tinggi weir (feet), dan L = lebar weir (feet). Sementara Rumus untuk menghitung debit air dengan metode 90o Triangular nocth weir adalah Q = 2,54 x H, dimana Q = debit air (cfs), dan H = tinggi weir (feet).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengamatan dan pengukuran debit air di masing-masing lokasi dapat dilihat pada tabel 1. Masing-masing metode memberikan gambaran fisik yang bervariasi dari masing-masing saluran. Tabel 1. Data pengukuran debit air Metode Embody's Float (m 3/s)
Rectangular Weir (cfs)
90oC Triangular Notch Weir (cfs)
Lokasi
Hasil 1
Hasil 2
Sungai I
0,1189
-
Sungai II
0,1395
-
Sungai I
0,0890
0,0789
Sungai II
0,0438
0,06147
Sungai I
0,0350
0,0279
Sungai II
0,003592
0,0158
Debit air adalah besarnya aliran yang mengalir melalui suatu penampang melintang per satuan waktu, biasanya dinyatakan dalam satuan meter per detik atau liter per detik (Cholik, 1991). Debit air juga dapat diartikan sebagai volume air yang mengalir ke satu titik
tiap satuan luas (Welch, 1948). Debit air dipengaruhi oleh bentuk saluran air, kondisi dasar perairan, ukuran saluran air, dan kemiringan lahan (Sumawidjaja, 1991). Semakin besar ukuran batuan pada dasar perairan dan semakin tinggi curah hujan, pergerakan air akan semakin kuat dan kecepatan arus semakin tinggi, sehingga akan mempengaruhi debit air (Effendy, 2003). Dalam praktikum ini metode-metode yang digunakan untuk mengukur debit air antara lain Embody’s float method , Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir . Pada percobaan pengukuran debit air dengan menggunakan metode Embody’s float yang pertama diperoleh hasil 1,189 x 10 -1 m3/s, sementara pada pengukuran kedua diperoleh hasil 1,395 x 10 -1 m3/s perbedaan dari kedua hasil tersebut tidak terlalu signifikan. Perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan waktu tempuh pada masing-masing pelampung (ping-pong). Perbedaan waktu tempuh tersebut dapat diakibatkan oleh faktor lingkungan. Faktor lingkungan seperti angin atau hambatan berupa sampah, bebatuan dapat mempengaruhi laju pelampung, sehingga menyebabkan perbedaan waktu tempuhnya. Selain itu bentuk pingiran serta bentuk dasar perairan yang tidak rata juga dapat mempengaruhi akurasi nilai debit air yang diperoleh (Subiantoro, 2007). Berdasarkan hasil percobaan antara metode Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir pada saluran I menunjukkan hasil pengukuran debit air sebesar 0,089 cfs dan 0,035 cfs. Berdasarkan kedua hasil tersebut terdapat perbedaan antara kedua hasil tersebut. Hal tersebut dapat diakibatkan oleh adanya perbedaan nilai H dari masing-masing percobaan. Perbedaan nilai H tersebut dapat diakibatkan oleh adanya perbedaan ketinggian aliran air yang melewati weir. Pada saluran II, apabila dibandingkan antara kedua metode yang dilakukan yakni Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir , memperoleh hasil 4,381 x 10 -2 cfs untuk pengukuran debit air dengan metode Rectangular weir dan 3,592 x 10 -2 cfs untuk pengukuran debit air dengan metode 90° Triangular nocth weir . Apabila dibandingkan secara keseluruhan pada saluran II, metode yang lebih cocok digunakan adalah Embody’s float method , sebab metode tersebut lebih mudah diaplikasikan pada berbagai jenis saluran. Meskipun menurut Subiantoro (1997), metode 90° Triangular nocth weir memiliki hasil perhitungan yang relatif efektif (lebih teliti) dari pada pendugaan metode lain, sebab dengan metode tersebut prinsip-prinsip hidrolika dapat diterapkan. Akan tetapi, metode 90° Triangular nocth weir tidak mudah diaplikasikan pada perairan dengan saluran yang lebar.
Pada saluran I metode yang lebih cocok digunakan adalah Embody’s float method . Metode tersebut lebih bersifat universal dibandingkan dengan metode-metode lainnya. Sebab akan sulit menghitung / menentukan nilai debit air dengan menggunakan Weir di sal uran yang lebar, maupun pada saluran yang berkedaaman rendah. Pada praktikum ini pengukuran debit air dengan Embody’s float method dilakukan di aliran selokan Mataram yang melintasi Jurusan Perikanan UGM. Bentuk saluran tersebut besar dan kedalamannya rendah. Substrat pada saluran tersebut adalah berbatu, sehingga konstanta
perairannya
0,8.
Percobaan Embody’s
float
method dilakukan
dengan
menghanyutkan bola ping-pong sebanyak 3x. Sementara pengukuran debit air dengan metode Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir dilakukan di saluran perairan kolam Jurusan Perikanan UGM yang dibagi dalam dua saluran dengan 2x pengukuran pada masing-masing saluran. Kedua saluran yang digunakan dalam pengukuran tersebut memiliki dasr yang berlumpur sehingga konstanta perairannya 0,9. Pengukuran debit air dengan metode Embody’s float , Rectangular weir dan 90° Triangular nocth weir tersebut memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing. Seperti Embody’s float method merupakan metode pengukuran yang paling sederhana sehingga s etiap orang dapat melakukannya, sebab hanya membutuhkan alat-alat yang sederhana seperti meteran, bola ping-pong, dan stopwatch. Hal tersebutlah yang menyebabkan metode Embody’s float mudah diaplikasikan baik pada perairan dangkal maupun dalam. Pada percobaan pengukuran debit air dengan metode Embody’s float tampak kurang akurat sebab pelampung (bola ping-pong) tidak bergerak lurus melainkan berkelak-kelok, sehingga mempengaruhi hasil debit. Bola tidak berjalan lurus sebab saluran air yang digunakan lebar. Embody’s float method akan lebih efektif apabila digunakan pada saluran air yang kecil. Kekurangan metode Embody’s float adalah metode tersebut dipengaruhi oleh faktor-faktor luar seperti angin dan gangguan permukaan (Subiantoro, 2007). Kelebihan metode Rectangular weir adalah tidak membutuhkan banyak pengukuran dan tidak terpengaruh oleh konstanta periran, sementara kekurangannya adalah untuk mengaplikasikannya sulit sebab harus membuat weir terlebih dahulu, selain itu saat dibendung juga ada beberapa air yang lolos, serta sulitnya dalam mengatur ketinggian air saat membendung. Kelebihan metode 90° Triangular notch weir adalah tidak memerlukan banyak pengukuran., sehingga meminimalisir kesalahan, tidak terpengaruh konstanta perairan, data yang diperoleh lebih teliti dan akurat karena prinsip-prinsip hidrolika dapat diterapkan. Metode 90° Triangular notch weir cocok digunakan pada perairan yang kecil dan kurang efektif apabila diterapkan pada perairan yang lebar maupun pada perairan yang memiliki nilai kedalaman yang rendah. Meskipun bisa
dilakukan pada perairan yang lebar dan besar, namun akan dibutuhkan biaya yang besar untuk membangun weir menurut Sastrodarsono (1995). Berdasarkan teori memang metode 90° Triangular notch weir merupakan metode yang paling efektif karena memiliki tingkat ketelitian yang tinggi, namun apabila ditinjau dari keseluruhan saluran menurut saya metode yang paling sesuai untuk praktikum ini adalah Embody’s float method , sebab metode ini mudah diaplikasikan baik pada saluran air kolam Jurusan Perikanan maupun pada aliran selokan Mataram yang melintasi Jurusan Perikanan. Berbeda dengan metode 90° Triangular notch weir yang apabila diaplikasikan pada penggukuran debit air sungai yang melintasi Jurusan Perikanan UGM, akan sulit dilakukan dan ditentukan nilai debit airnya, sebab pada saluran ini kedalaman airnya sangat rendah. Di samping itu, bentuk dasarnya pun tidak beraturan dengan bentuk saluran yang besar. Dengan demikian akan sulit untuk membuat bendungan untuk mengukur debit airnya sehingga menurut saya pengukuran debit air dengan menggunakan metode ini kurang efektif. Debit air dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah bentuk saluran air, kondisi dasar perairan, ukuran saluran air dan kemiringan lahan (Sumawidjaja, 1991). Semakin besar ukuran bebatuan pada dasar perairan dan semakin tinggi curah hujan, pergerakan air akan semakin kuat dan kecepatan arus akan semakin tinggi, sehingga akan mempengaruhi debit air (Effendy, 2003). Pengukuran debit air sangat penting dalam bidang perikanan, terutama untuk program studi Manajemen Sumberdaya Perikanan. Pada program studi tersebut ilmu tentang pengukuran debit air dapat diaplikasikan pada bidang konservasi lingkungan perairan, khususnya pada perairan lentik. Pengukuran debit air tersebut dapat digunakan sebagai dasar penentuan kualitas lingkungan perairan. Di samping itu, pengukuran debit air juga berguna untuk mengetahui organisme yang mampu hidup atau mendiami lingkungan periran dengan debit-debit tertentu untuk keperluan klasifikasi. Selain itu, ilmu tentang pengukuran debit air juga dapat bermanfaat untuk penanggulangan banjir serta pencegahan dampak banjir agar dapat segera dilakukan langkahlangkah selanjutnya.
KESIMPULAN
Pengukuran debit air dapat dilakukan dengan tiga metode, yaitu Embody’s float , Rectangular weir dan 90° Triangular notch weir . Debit air dihitung berdasarkan volume air yang mengalir ke satu titik tiap satuan luasnya. Debit juga dapat dihitung berdasarkan besarnya aliran air yang mengalir melalui penampang melintang tiap satuan waktu. Metode
yang efektif untuk mengukur debit air pada saluran air kolam Jurusan Perikanan UGM adalah 90° Triangular notch weir , sedangkan pada aliran selokan Mataram Embody’s float method lebih efektif untuk digunakan. Secara keseluruhan dari berbagai macam saluran yang diuji, metode yang paling efektif dalam pengukuran debit air adalah Embody’s float method .
SARAN
Untuk mempermudah dalam membandingkan metode yang sesuai, perlu diberikan nilai standar debit air dari masing-masing lokasi percobaan, sehingga dapat lebih mudah untuk menentukan metode yang terbaik. Nilai standar debit air tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan alat-alat pengukuran yang lebih modern dan akurat seperti misalnya water current meter .
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Bronmark, C dan L.A. Hansson. 1998. The Biology of Lakes and Ponds. Oxford University Press. Oxford. 216p. Cholik. 1991. Produktivitas Primer Perairan Bendung Gerak Seraya (BGS) di Kabupaten Banyumas. Seminar Nasional Limnologi. Perhimpunan Biologi Indonesia Cabang Yogyakarta. Effendy, H. 2003. Telaah Kualitas Air. Kanisius. Yogyakarta. Odum, E. P. 1993. Dasar – Dasar Ekologi. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta Sastrodarsono, T. 1995. Pengukuran Topografi dan Teknik Pemetaan. PT Pradnaya Paramita. Jakarta. Subiantoro. 1997. Metode Ekologi untuk Penyelidikan Ladang dan Laboratorium. Universitas Indonesia Press. Jakarta. Sumawidjadja, K. 1991. Limnologi. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Welch, P. S. 1948. Lymnological Method. McGraw-Hill Book Company Inc. New York. Wetzel, R. G. 2001. Limnology; Lake and River Ecosystems. Academic Press. New York. Whitten, T. R. E. 1991. Ekologi Jawa-Bali. Prehallindo, Jakarta.
