Reni Pratiwi
G41113303
Profil Melintang Sungai
Segmen Sungai
Kedalaman
PENDAHULUAN
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.
Tujuan dan Kegunaan
Tujuan percobaan ini adalah untuk mengukur debit air (jumlah air yang mengalir dari suatu penampang tertentu persatuan waktu), serta menghitung kandungan sedimentasi pada air sungai sehingga dapat menganalisis pengaruh sedimentasi terhadap debit aliran.
Kegunaan dari praktikum ini yaitu setiap mahasiswa mengerti dan mengetahui cara-cara mengukur debit air menggunakan current meter.
TINJAUAN PUSTAKA
DAS (Daerah Aliran Sungai)
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 (Rahayu, et al., 2009).
Gambar 1. Siklus Hidrologi dalam Lanskap Daerah Aliran Sungai.
(Sumber: Rahayu, 2010)
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 (Subekti, 2009).
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 ………………………….(pers. 1)
Dimana: Q = debit aliran (m3/s)
V = volume (m2)
t = selang waktu (s)
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 (Subekti, 2009).
Pengukuran debit di lapangan dapat dilakukan dengan membuat stasiun pengamatan atau dengan mengukur debit di bangunan air seperti bendung dan peluap. Pada pembuatan stasiun pengamatan debit, paramater yang diukur adalah tampang lintang sungai, elevasi muka air, dan kecepatan aliran Selanjutnya, debit aliran dihitung dengan mengalikan luas tampang dan kecepatan aliran. Untuk mendapatkan hasil yang teliti, lebar sungai dibagi menjadi sejumlah pias dan diukur kecepatan aliran (Triatmodjo, 2010).
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 (Subekti, 2009).
Menurut Nababan (2012), faktor yang memengaruhi distribusi aliran langsung dan limpasan permukaan adalah sebagai berikut:
Intensitas curah hujan, yang merupakan faktor paling penting yang berpengaruh terhadap aliran langsung. Curah hujan besar akan melebihi kapasistas infiltrasi permukaan tanah sehingga menghasilkan aliran permukaan yang besar, sedang curah hujan dengan intensitas lebih kecil akan lebih banyak diserap ke dalam tanah.
Lama hujan, bila lama hujan adalah sama atau lebih besar dari waktu perjalanan rata-rata maka potensi kelbihan hujan adalah maksimum sedangkan apabila lama hujan lebih kecil dari waktu perjalanan rata-rata maka potensial kelebihan hujan adalah lebih kecil dari maksimum. Maksimum karena seluruh daerah tangkapan curah hujan akan memberikan kontribusi kepada aliran permukaan sebelum curah hujan berkurang.
Distribusi curah hujan, dengan volume curah hujan tertentu secara seragam terdistribusi di seluruh DAS akan memunyai intensitas yang lebih rendah dan kurang menghasilkan aliran permukaan daripada dengan volume curah hujan yang sama jatuh di daerah yang kecil pada suatu lokasi tertentu dari DAS.
Profil Melintang Sungai
Pengukuran dilakukan perlahan untuk mendapatkan profil melintang sungai yang dibutuhkan. Pengukuran penampang profil melintang sungai bertujuan untuk mendapatkan luas area pada penampang sungai. Pengukuran ini dilakukan karena sangat dibutuhkan pada pengolahan data dan termasuk salah satu parameter yang dibutuhkan (Samitra, 2013).
Pengukuran profil sungai bertujuan agar luas penampang sungai dapat diketahui. Luas penampang sungai (A) merupakan penjumlahan seluruh bagian penampang sungai yang diperoleh dari hasil perkalian antara interval jarak horisontal dengan kedalaman air. Kecepatan aliran sungai pada satu penampang saluran tidak sama. Kecepatan aliran sungai ditentukan oleh bentuk aliran, geometri saluran dan faktor-faktor lainnya. Kecepatan aliran sungai diperoleh dari rata-rata kecepatan aliran pada tiap bagian penampang sungai tersebut. semakin dalam sungai, maka semakin besar kecepatan alirannya (Rahayu, et al., 2009).
Metode Pengukuran Debit Air
Distribusi kecepatan aliran di dalam alur tidak sama arah horisontal 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 (Hidayat, 2010).
Gambar 2. Distribusi Kecepatan Aliran.
(Sumber: Hidayat, 2010)
Keterangan :
A : teoritis
B : dasar saluran kasar dan banyak tumbuhan
C : gangguan permukaan (sampah)
D : aliran cepat, aliran turbulen pada dasar
E : aliran lambat, dasar saluran halus
F : dasar saluran kasar/berbatu
Kecepatan aliran dapat diukur dengan beberapa metode salah satunya adalah metode current-meter. Current meter adalah alat untuk mengukur kecepatan aliran (kecepatan arus). Prinsip pengukuran kecepatan dengan current meter yaitu luas penampang basah ditetapkan berdasarkan pengukuran kedalaman air dan lebar permukaan air. Kedalaman dapat diukur dengan mistar pengukur, kabel atau tali (Hidayat, 2010).
Menurut Hidayat(2010), untuk menentukan menggunakan current meter
v = n.a + b ……………………(Pers. 2)
Dimana: v = kecepatan aliran
n = Jumlah putaran per detik
a dan b = konstanta yang diperoleh dari kaibrasi alat
Table 1. Pengukuran Kecepatan dan Kecepatan Rata-rata
Tipe
Kedalaman Air (d)
Titik pengamatan dari permukaan
Kecepatan rata-rata pada vertical
Satu titik
0,3 – 0,6 m
0,6
v = v
Dua titik
0,6 – 3 m
0,2 dan 0,8 d
v = ½ (v2 + v8)
Tiga titik
3 – 6 m
0,2 ; 0,6 dan 0,8 d
v = ¼ (v2 + 2v6 + v8)
Lima titik
>6 m
s; 0,2 ; 0,6 ; 0,8 ; dan b
v = 1/10
(vs+3v2 +2v6+3v8+vb)
Sumber: Rahayu, et al (2010).
Metode selanjutnya yang digunakan dalam pengukuran debit adalah metode tidak langsung. Cara tidak langsung digunakan jika pengukuran secara langsung tidak dapat dilakukan. Di dalam zat cair ideal, tidak terjadi gesekan, sehingga kecepatan aliran (v) sama di setiap titik pada tampang lintang (Rahayu, 2009).
Sedimentasi
Sedimentasi yaitu proses pengendapan dari suatu material yang berasal dari angin, erosi air, gelombang laut. Material yang dihasilkan dari erosi yang dibawa oleh aliran dapat diendapkan di tempat lebih rendah. Selanjutnya jika sedimentasi terjadi, maka perubahan kedalaman (pendangkalan) juga akan terjadi yang mengakibatkan kemungkinan terjadi banjir (Pangestu, 2008).
Menurut Supangat (2014), faktor yang menentukan laju sedimentasi DAS :
Jumlah dan intensitas hujan
Tipe tanah dan formasi geologi
Penutupan tanah dan penggunaan lahan, dan topografi
Kondisi drainase alami yang meliputi: bentuk, jaringan, kerapatan, gradien, ukuran, dan run off
Karakteristik sedimen, seperti ukuran butir dan mineralogi; dan hidrolika saluran (sungai)
Sedimen di sungai dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu sedimen melayang (suspended load) dan sedimen merayap (bed load). Pengukuran sedimen melayang dapat dilakukan dengan mengambil contoh air sungai melalui metode pengambilan langsung di permukaan (grab sample; untuk sungai yang homogen) atau metode integrasi kedalaman (depth integrated; untuk sungai dalam dan tidak homogen). Sedangkan sedimen merayap diambil dengan metode perangkap (Rahayu, et al., 2009).
Aliran pada sungai, secara umum membawa sejumlah sedimen, baik sedimen suspensi (suspended load) maupun sedimen dasar (bed load). Adanya perubahan angkutan sedimen dasar (bed load) akan disertai dengan perubahan konsentrasi sedimen suspensi. Konsentrasi sedimen suspensi (dan distribusi kecepatan) diketahui berubah dari tengah ke arah tepi saluran. Adanya sedimen suspensi dapat mempengaruhi bentuk distribusi kecepatan, yang akan mempengaruhi besaran kecepatan gesek yang ditimbulkannya. Adanya bed load yang diketahui mempengaruhi kandungan konsentrasi sedimen suspensi, dan juga mempengaruhi bentuk distribusi kecepatan, diperkirakan juga mempengaruhi besarnya kecepatan gesek (Kironoto, 2007).
Sedimen melayang akan dialirkan lebih jauh dibandingkan dengan sedimen merayap. Disamping itu sedimen melayang biasanya juga mengadung partikel-partikel lain seperti zat hara atau bahan lain yang dapat mencemari air. Oleh karena itu penetapan hasil sedimen melayang lebih sering dilakukan dibandingkan sedimen merayap (Rahayu, et al., 2009).
Menurut Rahayu, et al., (2009), untuk mengetahui berapa jumlah sedimen melayang di sungai dapat dilakukan dengan cara:
Mengambil contoh air sungai dengan volume tertentu kemudian diendapkan dan dikeringkan dalam oven.
Menimbang berat kering sedimen. Dari berat kering tersebut bisa diukur konsentrasi sedimen dalam contoh air. Selanjutnya, dengan data debit dapat diketahui hasil sedimen.
Peningkatan muatan sedimen di permukaan sungai mempengaruhi debit suatu sungai. Penumpukan sedimen dalam jumlah besar di dasar sungai umumnya menyebabkan debit sungai akan menurun. Namun permukaan tebing sungai yang tidak rata (bergelombang) membuat debit sungai tetap konstan. Penumpukan sedimen yang tinggi berpotensi mengurangi kapasitas tampung sungai terhadap air hujan yang berintensitas besar terutama saat musim hujan (Maulana, et al., 2014).
Sifat debit pada sungai yang terbuka yaitu apabila semakin ke hilir aliran airnya semakin kuat sehingga jumlah sedimen yang tersuspensi dalam aliran sungai tersebut menjadi semakin besar terutama jika hujan turun pada bagian hulu sungai dalam waktu yang cukup lama. Hujan yang terjadi pada daerah aliran sungai akan menyebabkan daya angkut yang kuat untuk membawa muatan suspensi yang banyak sampai ke muara dan mengikis material tanah yang dilaluinya sehingga muatan suspensinya juga semakin banyak. Semakin cepat aliran debit, jumlah sedimen yang tersuspensi dalam aliran debit sungai tersebut menjadi semakin besar. Daerah aliran sungai yang mempunyai bentuk lahan terbuka pada umumnya akan memberikan sumbangan suspensi yang relatif lebih besar dari daerah aliran sungai yang terdiri atas lahan-lahan tertutup, misalnya hutan (Aryanto, 2010).
Menurut Supangat (2014), perhitungan hasil sedimentasi meliputi:
Debit (Q) adalah volume air yang mengalir melalui suatu penampang melintang sungai per satuan waktu, dalam satuan (m³/detik)
Konsentrasi sedimen (Cs) = kandungan sedimen
Konsentrasi sedimen (Cs) = (b-a) / vol. air ….(pers. 3)
a = berat gelas ukur / kertas saring kosong
b = berat gelas ukur / kertas saring isi
Data Cs diperoleh dengan cara mengambil sampel/contoh air dan membawa ke laboratoriun untuk dapat diketahui konsentrasi sedimen dalam satuan mg/liter atau ppm.
Debit sedimen (Qs) adalah perkalian antara debit (Q, m3/dt) dengan konsentrasi sedimen (CS, mg/l). Perhitungan debit suspensi (Qs).
Perhitungan debit suspensi sesaat/harian
Qsi = Csi x Qi ….… (pers. 5)
Qsi = debit sedimen setiap saat (m³/detik)
Qi = debit aliran (m³/detik)
Csi = kandungan sedimen
Perhitungan lengkung debit suspensi untuk beberapa sampel air yang diambil pada berbagai variasi dan debit pada periode waktu tertentu (musim atau tahunan).
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) (Farista, 2009).
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. (Farista, 2009).
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 (Farista, 2009).
Gambar 3. Bagian Current Meter.
(Sumber: Farista, 2009)
METODOLOGI PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat
Praktikum pengukuran debit aliran pengambilan data di lakukan di sub DAS sungai Tello, Makassar pada tanggal 9 April 2016 pukul 10.00-14.30 WITA.
Pengolahan sampel sedimentasi dilakukan pada 16 April 2016 pukul 16.30 WITA sampai selesai di Laboratarium Hidrologi, Jurusan Teknologi Pertanian, Universitas Hasanuddin, Makassar.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum pengukuran debit aliran yaitu meteran, patok, tali rafia, current meter, payung, botol 600 mL 4 buah, mesin pengering/oven, timbangan elektronik ion scales EPS05, gelas ukur, tabung ukur, kawat jaring, gunting serta laptop.
Bahan yang digunakan yaitu kertas saring, air, sampel sedimen, alumininium foil, dan kertas label.
Prosedur Kerja
Prosedur kerja dari praktikum pengukuran debit aliran adalah sebagai berikut:
Pengukuran Profil Penampang Sungai dan Kecepatan Aliran
Menyiapkan alat dan bahan
Membentangkan tali rafiah dan mengikat ujung tali dengan patok yang telah di pasang di pinggir sungai.
Mengukur lebar sungai kemudian menetukan titik yang akan diukur.
Menentukan posisi tempat pengukuran dengan membagi sungai menjadi lima segmen dengan jarak (lebar) yang sama.
Memberi tanda pada posisi pengukuran dengan menggunakan tali rafia.
Mengukur kedalaman sungai setiap segmen menggunakan meteran.
Menentukan titik pengukuran kecepatan dengan cara mengalikan hasil ketinggian muka air sungai dengan 0,6.
Mengukur kecepatn aliran sungai pada setiap segmen pengukuran menggunakan current meter dan mencatat nilai yang terbaca pada alat.
Mengambil sampel sedimen melayang disetiap titik pengukuran dengan menggunakan botol aqua tepat disamping alat current meter dan pengambilan sampel tidak melawan arus sungai.
Mengulangi prosedur f-g untuk titik selanjutnya.
Melakukan perhitungan debit aliran berdasarkan data pengukuran.
Pengolahan Sampel Sedimen
Menggunting kertas saring dengan ukuran yang sama besar sebanyak 4 bagian.
Menimbang setiap kertas saring yang telah digunting dengan menggunakan timbangan.
Membuat nampan dari aluminium foil dan kawat jaring dan menimbangnya dengan menggunakan timbangan.
Mengocok sampel sedimentasi kemudian dituang kedalam gelas ukur untuk mengetahui volume yang didapatkan dari setiap sampel.
Membagi setiap sampel sedimentasi yang telah diambil dilapangan menjadi 6 (satuan volume) dengan menggunakan gelas ukur.
Menyaring setiap sampel sedimen dengan menggunakan kertas saring.
Memasukkan hasil saringan setiap sampel kedalam oven selama beberapa menit yang disimpan diatas loyang aluminium foil dan kawat jaring yang telah dibuat dan memeriksa sampel hingga kering.
Mengeluarkan sampel dari oven apabila sampel telah kering.
Mengukur berat yang dihasilkan dari hasil pengeringan setiap sampel sedimentasi dengan menggukan timbangan.
Melakukan perhitungan debit sedimentasi disetiap titik berdasarkan data pengukuran.
Rumus yang Digunakan
Penentuan Debit
Metode Langsung
Q = v1 + v2 2 A
Keterangan:
Q = Debit Aliran (m3/s)
A = Luas Penampang (m2)
v = Kecepatan Aliran (m/s)
Metode Manning
Mencari kecepatan aliran terlebih dalu setelahnya menghitung debit
v = 1/n r2/3 S1/2
Q = A.v
Keterangan:
v = Kecepatan Aliran (m/s)
r = Jari-jari Hidrolik (m)
S = Slope (m)
Q = Debit Aliran (m3/s)
A = Luas Penampang (m2)
Penetuan Sedimen Melayang
Cs = (W2-W0)/L
Qs = Cs x Qtot
Keterangan:
Cs = Jumlah Sedimen (g/m3)
W0 = Berat Kertas Saring (g)
W = Berat Kertas Saring Basah (g)
W2 = Berat Kertas Saring Kering (g)
L = Jumlah Air (mL)
Qtot = Debit Total Sungai Melalui Metode Langsung dan
Manning (m3/s)
Qs = Debit Sedimen (m3/s)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Profil Melintang Sungai
EDCBA
E
D
C
B
A
Gambar 4. Profil Melintang Sungai
4.1.2 Sedimen Melayang
Tabel 2. Jumlah dan Debit Sedimen
Segmen
Jumlah Sedimen
(g/m3)
Debit Sedimen (m3/s)
Metode Langsung
Metode Manning
B
0.00195
0.004095
0.002028
C
0.00292
0.006132
0.003037
D
0.00297
0.006237
0.003089
E
0.00096
0.002016
0.000998
Sumber: Data primer setelah diolah Hidrologi Teknik, 2016.
Pembahasan
Praktikum metode pengukuran debit dilakukan dengan menggunakan metode current meter. Hal yang pertama kali dilakukan adalah membagi lebar sungai menjadi lima segmen sehingga didapatkan profil melintang sungai. Profil melintang sungai dibutuhkan karena bertujuan untuk mendapatkan bentuk penampang sungai agar luas area pada profil sungai dapat diketahui. Hal ini sesuai dengan pernyataan Samitra (2013) bahwa pengukuran penampang profil melintang sungai bertujuan untuk mendapatkan luas area pada penampang sungai.
Setelah membagi lebar sungai menjadi lima segmen, kedalaman masing-masing segmen diukur kemudian menempatkan current meter disetiap titik pengamatan agar kecepatan aliran setiap titik terukur. Data yang diperoleh menunjukkan semakin dalam kedalaman sungai, semakin cepat aliran debit. Hal ini sesuai dengan pendapat Rahayu (2010), bahwa kecepatan aliran sungai diperoleh dari rata-rata kecepatan aliran pada tiap bagian penampang sungai tersebut, semakin dalam sungai, maka semakin besar kecepatan alirannya.
Pengukuran debit dapat dilakukan dengan metode pengukuran secara lansung dan tidak langsung menggunakan rumus koefisien Manning. Tabel 2 menunjukkan adanya perbedaan antara pengkuran debit secara langsung dan pengukuran debit secara tidak langsung. Perbedaan tersebut karena kecepatan aliran pada sungai diasumsikan bahwa zat cairnya merupakan zat cair ideal sehingga tidak terjadi gesekan, jadi kecepatan di setiap segmen diasumsikan sama. Hal ini sesuai dengan Rahayu (2009), yang menyatakan bahwa cara tidak langsung umumnya dipakai jika pengukuran secara langsung tidak dapat dilakukan. Di dalam zat cair ideal, tidak terjadi gesekan, sehingga kecepatan aliran (v) sama di setiap titik pada tampang lintang.
Aliran sungai membawa material sedimen. Tabel 2 menunjukkan semakin cepat aliran, material sedimen yang terbawa semakin banyak. Hal ini sesuai dengan Aryanto (2010), bahwa semakin besar volume aliran debit, jumlah sedimen yang tersuspensi dalam aliran debit sungai tersebut menjadi semakin besar.
Material sedimen berpengaruh terhadap kedalaman sungai. Berdasarkan hasil pengukuran, semakin dalam kedalaman sungai, semakin sedikit kandungan sedimen dan sebaliknya. Hal ini sesuai dengan pernyataan Pangestu (2013), bahwa jika sedimentasi terjadi, maka perubahan kedalaman (pendangkalan) juga akan terjadi yang mengakibatkan kemungkinan terjadi banjir.
PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum pengukuran debit aliran, dapat disimpulkan bahwa:
Pengukuran penampang profil melintang sungai bertujuan untuk mendapatkan luas area pada penampang sungai.
Semakin dalam kedalaman sungai, semakin cepat kecepatan alirannya. Sebaliknya, semakin dangkal sungai, kecepatan alirannya semakin berkurang.
Semakin besar volume aliran debit, jumlah sedimen yang tersuspensi dalam aliran debit sungai tersebut menjadi semakin besar.
Perbedaan kecepatan berdasarkan metode langsung dan tidak langsung karena kecepatan aliran pada metode tidak langsung diasumsikan bahwa zat cairnya merupakan zat cair ideal sehingga tidak terjadi gesekan, jadi kecepatan di setiap segmen diasumsikan sama.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
Farista, B., 2009. Oseanografi Fisika. http://website-dadang.blogspot.com/2009-08-01-archive.html. Diakses pada tanggal 24 April 2016 pukul 20.00 WITA.
Aryanto, A.F. 2010. Pengaruh Perubahan Penutup Lahan terhadap Debit Aliran Permukaan di Sub DAS Keduang Kabupaten Wonogiri. UNS: Surakarta.
Hidayat, A., 2010. Modul Perkuliahan Mekanika Fludia dan Hidrolika. Universitas Mercubuana: Jakarta.
Kironoto, B. A., 2007. Pengaruh Angkutan Sedimen Dasar (Bed Load) terhadap Distribusi Kecepatan Gesek Arah Transversal pada Aliran Seragam Saluran Terbuka. Forum Teknik Sipil, XVII(2), pp. 566-579.
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.
Pangestu, H. & Haki, H., 2013. Ananlisis Angkutan Sedimen Total pada Sungai Dawas Kabupaten Musi Banyuasin. Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan, I(1), pp. 103-109.
Rahayu, S. Rudy Harto Widodo, Meine van Noordwijk, Indra Suryadi dan Bruno Verbist., 2009. Monitoring Air di Daerah Aliran Sungai. World Agroforestry Center: Bogor.
Samitra, A., 2013. Pengaruh Aliran Terhadap Formasi Bed Load di Sungai Cikapudung. Universitas Pendidikan Indonesia: Bandung.
Subekti. 2009 . Monitoring Air Di Aliran Sungai. Tikah Atikah: Bogor.
Supangat, A. B., 2014. Perhitungan Sedimen. Balai Penelitian Teknologi Kehutanan Pengelolaan DAS: Surakarta.
Trihatmojo, Bambang. 2010. Hidrologi Terapan. Beta Offset: Yogyakarta.
Lampiran 1
Penampang Melintang Sungai
EDCBA
E
D
C
B
A
Gambar 5. Penampang Melintang Sungai
Tabel
Tabel 3. Data Lebar dan Kedalaman Sungai
Titik
Lebar Sungai (cm)
Kedalaman (cm)
1
134
0
2
134
55.9
3
134
65.2
4
134
62.2
5
134
55.1
6
134
0
Sumber : Data primer sebelum diolah, 2016.
Tabel 4. Data Titik Pengamatan dan Kecepatan Aliran Current Meter
Titik
Titik Pengamatan (cm)
Kecepatan (m/s)
1
0
0
2
33.5
0.4
3
39.1
0.5
4
37.3
0.6
5
33
0.5
6
0
0
Sumber : Data primer sebelum diolah, 2016.
Pengukuran Debit
1.34 m0.559 m
1.34 m
0.559 m
Luas Total
ASegmen A
A
AA =12 x alas x tinggi
=12x 1.34 m x 0.559 m
B1.34 m0.559 m0.652 m=0.374 m2
B
1.34 m
0.559 m
0.652 m
Segmen B
AB =12 x tinggi x garis sejajar
=12 x 1.34 x 0.559+0.652
C1.34 m0.652 m0.622 m=0.811 m2
C
1.34 m
0.652 m
0.622 m
Segmen C
AC =12 x tinggi x garis sejajar
=12 x 1.34 x 0.652+0.622
=0.806 m2
D1.34 m0.551 m0.622 mSegmen D
D
1.34 m
0.551 m
0.622 m
AD =12 x tinggi x garis sejajar
=12 x 1.34 x 0.622+0.551
=0.786 m2
E1.34 m0.551 mSegmen E
E
1.34 m
0.551 m
AE =12 x alas x tinggi
=12x 1.34 x 0.551
=0.369 m2
Luas Total Penampang Sungai (Atot)
Atot = Segmen A + Segmen B + Segmen C + Segmen D + Segmen E
= 0.374 m2 + 0.811 m2 + 0.806 m2+ 0.786 m2+ 0.369 m2
= 3.147 m2
A1.34 m0.559 mKeliling Basah (P)
A
1.34 m
0.559 m
Segmen A
PA=1.342+0.5592
PA=(1.7956+0.312481)
PA=2.108081
PA=1.45 m
Segmen B
B1.34 m0.559 m0.652 mPB=1.342+(0.652-0.5592
B
1.34 m
0.559 m
0.652 m
PB=(1.7956+0.0932)
PB=1.7956+0.008649
PB=1.804249
PB=1.34 m
Segmen C
C1.34 m0.652 m0.622 mPC=1.342+(0.652-0.6222
C
1.34 m
0.652 m
0.622 m
PC=(1.7956+0.032)
PC=1.7956+0.0009
PC=1.7965
PC=1.34 m
Segmen D
D1.34 m0.551 m0.622 mPD=1.342+(0.622-0.5512
D
1.34 m
0.551 m
0.622 m
PD=(1.7956+0.0712)
PD=1.7956+0.005041
PD=1.800641
PD=1.34 m
E1.34 m0.551 mSegmen E
E
1.34 m
0.551 m
PE=1.342+0.5512
PE=1.7956+0.303601
PE=2.099201
PE=1.44 m
Luas Total Penampang Sungai (Ptot)
Ptot=PA+PB+PC+PD+PE
Ptot=1.45+1.34+1.34+1.34+1.44
Ptot=6.91 m
Jari-jari Hidrolik (r)
r=AtotPtot
r=3.147 m26.91 m
r=0.45 m
Kemiringan (S)
Dik: Panjang saluran = 15 m
Kedalaman paling dangkal = 0.48 m
Kedalaman terdalam = 0.84 m
Peny:
S=Kedalaman paling dalam-Kedalaman paling dangkalPanjang saluran
S=0.84-0.4815
S=0.024 m
Kecepatan Koefisien Manning
Dik: r = 0.45
S = 0.024
vRata-rata=v1+v2+v3+v4+v5+v6Jumlah Titik
vRata-rata=0+0.4+0.5+0.6+0.5+06
vRata-rata=0.33 m/s
Menghitung koefisien n:
v=1nx r x S12
0.33=1nx 0.45 23 x 0.02412
0.33=1nx 0.59 x 0.15
n=10.33x 0.59 x 0.15
n=0.27
vManning=1nx R 23 x S 12
vManning=10.27x 0.28 23 x 0.024 12
vManning=10.27x 0.59 x 0.15
v Manning=0.33 m/s
Debit (Q)
Data Lapangan (Secara Langsung)
QA=v1 + v2 2 A1
QA=0+ 0.42 0.374
QA=0.075 m3/s
QB=v2 + v3 2 A2
QB=0.4+ 0.52 0.811
QB=0.527 m3/s
QC=v3 + v4 2 A3
QC=0.5+ 0.62 0.806
QC=0.645 m3/s
QD=v4 + v5 2 A4
QD=0.6+ 0.52 0.786
QD=0.668 m3/s
QE=v5 + v6 2 A5
QE=0.5+ 02 0.369
QE=0.185 m3/s
Qtot=QA+QB+QC+QD+QE
Qtot=0.075+0.527+0.645+0.668 +0.185
Qtot=2.1 m3/s
Secara Manning
QManning=vManning x Atot
QManning=0.33 x 3.147
QManning=1.04 m3/s
Sedimen
Dik: W0 = 0.7 g
W2 = 1 g
L = 102.5 L (sampel B), 102.5 L (sampel C), 100.8 L (sampel D),
L (sampel E)
Jumlah Sedimen
Sampel Segmen B
CSB = (W2-W0)/L2
CSB = (0.9 g – 0.7 g )/ 0.1025 x 10-3 m3
CSB= (0.2 g)/ 0.1025 x 10-3 m3
CSB = 0.00195 g/m3
Sampel Segmen C
CSc = (W2-W0)/L2
CSc = (1 g – 0.7 g )/ 0.1025 x 10-3 m3
CSc= (0.3 g)/ 0.1025 x 10-3 m3
CSc = 0.00292 g/m3
Sampel Segmen D
CSD = (W2-W0)/L2
CSD = (1 g – 0.7 g )/ 0.1008 x 10-3 m3
CSD= (0.3 g)/ 0.1008 x 10-3 m3
CSD = 0.00297 g/m3
Sampel Segmen E
CSE = (W2-W0)/L2
CSE = (0.8 g – 0.7 g )/ 0.1033 x 10-3 m3
CSE= (0.1 g)/ 0.1033 x 10-3 m3
CSE = 0.00096 g/m3
Debit Sedimen
Berdasarkan data debit (Qtot) langsung
Segmen B
QSB = CSB x Qtot
QSB = 0.00195 g/m3x 2.1 m3/s
QSB = 0.004095 g/s
Segmen C
QSC = CSC x Qtot
QSC = 0.00292 g/m3x 2.1 m3/s
QSC = 0.006132 g/s
Segmen D
QSD = CSD x Qtot
QSD = 0.00297 g/m3x 2.1m3/s
QSD = 0.006237 g/s
Segmen E
QSE = CSC x Qtot
QSE = 0.00096 g/m3x 2.1m3/s
QSE = 0.002016 g/s
Menggunakan data debit (Qtot) secara Manning
Segmen B
QSB = CSB x QManning
QSB = 0.00195 g/m3 x 1.04 m3/s
QSB = 0.002028 g/s
Segmen C
QSC = CSC x QManning
QSC = 0.00292 g/m3 x 1.04 m3/s
QSC = 0.003037 g/s
Segmen D
QSD = CSD x QManning
QSD = 0.00297 g/m3 x 0.61 m3/s
QS3 = 0.003089 g/s
Segmen E
QSE = CSE x QManning
QSE = 0.002016 g/m3 x 0.61 m3/s
QSE = 0.000998 g/s
Lampiran 2
Dokumentasi
Gambar 6. Pengukuran Debit dengan Menggunakan Current Meter
Gambar 7. Pengambilan Sampel Sedimen
Gambar 8. Proses Pengolahan Sampel Sedimen
Gambar 9. Sedimen yang Telah Dikeringkan
Profil Melintang Sungai
Lebar Sungai (cm)
Kedalaman
