DEBIT ALIRAN

LAPORAN PRAKTIKUM

HIDROLOGI

DEBIT ALIRAN

Oleh:

Sofiatun Khasanah

A1H013011

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

PURWOKERTO

2014

I.                   PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Debit adalah satuan besaran air yang keluar dari daerah aliran sungai. Debit air merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat di tampung dalam suatu tempat tiap satu satuan waktu. Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Debit air merupakan komponen yang penting dalam pengelolaan suatu DAS.

Satuan debit adalah meter kubik per detik (m3 /s). Satuan ini merupakan satuan baku yang digunakan dalam system satuan SI. Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberdaya air permukaan.

Dengan mengetahui debit aliran kita dapat menentuhkan debit andalan dalam pembuatan irigasi dan drainase. Debit andalan sangat berpengaruh dalam pembuatan irigasi dan drainase karena debit andalan merupakan debit maksimum  yang dapat digunakan untuk irigasi. Apabila kita tidak mengetahui debi andalan aliran irigasi maka kita tidak dapat mengoptimalkan pemakaian air.

Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat ukur permukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari, atau dengan pengertian yang lain debit atau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Debit air sungai dapat dimanfaatkann dalam pembuatan PAM, saluran irigasi bahkan pembangkit listrik tenaga air.

B.     Tujuan

Tujuan praktikum ini adalah melatih mahasiswa agar dapat mengukur debit dalam suatu aliran sungai atau saluran.

II.                TINJAUN PUSTAKA

            Debit adalah suatu koefesien 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. Ada juga yang mengartikan debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan dalam system satuan SI adalah meter kubik per detik (m3/s).

            Istilah debit biasanya berkaitan dengan air, aliran dan sungai.  Debit air adalah ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat di tampung dalam sutau tempat tiap satu satuan waktu. Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat ukur permukaan air sungai. Dari beberapa pengertian diatas sebenarnya membahas satu hal yang sama yaitu jumlah air yang ditampung.

Selain debit air, debit aliran dan debit air sungai terdapat juga debit yang diberi nama debit andalan. Debit andalan adalah debit maksimum  yang dapat digunakan untuk irigasi. Penghitungan debit andalan bertujuan agar dapat mengoptimalkan sumber air yang digunakan sebagai irigasi.

Debit air dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Q=AxV

Keterangan:

Q= Debit aliran (m3/s)

A= Luas penampang (m2)

V= Kecepatan aliran (m/s)

Fungsi dari pengukuran debit aliran adalah untuk mengetahui seberapa banyak air yang mengalir pada suatu sungai dan seberapa cepat air tersebut mengalir dalam waktu satu detik. Aliran air, dibedakan menjadi dua yaitu: aliran laminar dan aliran turbulen. Aliran laminar adalah aliran fluida yang bergerak dengan kondisi lapisan-lapisan (lanima-lamina) membentuk garis-garis alir yang tidak berpotongan satu sama lain. Sedangkan aliran turbulen adalah aliran fluida yang partikel-partikelnya bergerak secara acak dan tidak stabil dengan kecepatan berfluktuasi yang saling interaksi. Cara mengetahui aliarn tersebut laminar atau turbulen yaitu dengan melihat bagaiman air tersebut mengalir apakah dia membentuk benang atau membentuk gelombang. Debit aliran dapa dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti: besar kecilnya aliran dalam sungai, angin, hujan dan lain sebagainya.

III.             METODOLOGI

A.    Alat dan Bahan

Alat :

1.      Penggaris

2.      Current meter

3.      Meteran

4.      Stopwatch

Bahan :

1.      DAS Sigupit

2.      Tabel data

B.     Metode Kerja

1. Metode 3 titik

1. Mengukur lebar sungai dengan menggunakan meteran.
2. Lebar sungai dibagi menjadi 8 titik pengukuran dengan masing-masing jarak interval antara titik 0,5 m, dimulai dari lebar 0,5 m dari sisi kiri sungai.
3. Mengukur kedalaman titik dengan menggunakan penggaris.
4. Pada masing-masing titik pengukuran diukur kecepatan aliran sungai dengan menggunakan current meter untuk kedalaman 0,8 bagian 0,6 bagian dan 0,2 bagian dari kedalaman titik.
5. Menghitung luas masing-masing titik pengukuran.
6. Menghitung debit aliran pada masing-masing titik pengukuran.

2. Metode 5 titik

1. Mengukur lebar sungai dengan menggunakan meteran .
2. Lebar sungai dibagi menjadi 3 titik pengukuran dengan masing-masing jarak interval antara titik 0,55 m dari sisi sungai.
3. Mengukur kedalaman titik dengan menggunakan penggaris.
4. Pada masing-masing titik pengukuran diukur kecepatan aliran sungai dengan menggunakan current meter untuk kedalaman titik.
5. Menghitung luas masing-masing titik pengukuran.
6. Menghitung debit aliran pada masing-masing titik-titik pengukuran.

IV.             HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil

Hasil dari praktikum ini adalah:

Diketahui data-data sebagai berikut:

Panjang 1 = 16 cm = 0,16 m

Panjang 2 = 21 cm = 0,21 m

Panajng 3 = 25 cm = 0,25 m

Panjang 4 = 23 cm = 0,23 m

Panjang 5 = 19 cm = 0,19 m

Lebar  1    = 90 cm = 0,9 m

Lebar 2     = 90 cm = 0,9 m

Lebar 3    = 90 cm = 0,9 m

Lebar 4    = 65 cm = 0,65 m

Lebar 5    = 65 cm = 0,65 m

V1           = 0,5 m/s

V2           = 0,3 m/s

V3           = 0,3 m/s

V4           = 0,5 m/s

V5           = 0,8 m/s

A1 = P x L

A1 = 0,16 x 0,9

    = 0,144 m2

Q1 = A x V

Q1 = 0,144 x 0,5

Q1 = 0,075 m3/s

A2 = P x L

A2 = 0,21 x 0,9

      = 0,189 m2

Q2 = 0,189 x 0,3

      = 0,0567 m3/s

A3 = P x L

A3 = 0,25 x 0,9

      = 0,225 m2

Q3 = 0,225 x 0,3

      = 0,0675 m3/s

Q rata-rata1 = Q1 + Q2 + Q3

                               3

Q rata-rata1 = 0,072 + 0,0567 + 0,0675

                                    3

Q rata-rata 1= 0,0654 m3/s

A4 = P x L

A4 = 0,23 x 0,65

     = 0,1495m2

Q4 = 0,1495 x 0,5

      = 0,075 m3/s

A5 = P x L

A5 = 0,19 x 0,65

      = 0,1235 m2

Q5 = A x V

Q 5 = 0,1235 x 0,8

       = 0,0988 m3/s

Q rata-rata2 = Q4 + Q5

                              2

Q rata-rata2 = 0,075 +0,0988

                                   2

Q rata-rata2 = 0,0869 m3/s

B.     Pembahasan

Debit merupakan jumlah air yang mengalir didalam saluran atau sungai per unit waktu. Debit adalah suatu koefesien 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. Debit adalah satuan besaran air yang keluar dari daerah aliran sungai. Debit air merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat di tampung dalam suatu tempat tiap satu satuan waktu. Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Satuan debit adalah meter kubik per detik (m3 /s).

Metode yang umum diterapkan untuk menetapkan debit sungai adalah metode profil sungai (cross section). Pada metode ini debit merupakan hasil perkalian antara luas penampang vetikal sungai (profil sungai) dengan kecepatan aliran air.

Q = A x V

Keterangan :

Q = Debit aliram (m/s)

A = Luas penampang vertical (m)

V = Kecepatan aliran sungai (m/s)

            Luas penampang diukur dengan menggunakan meteral dan piskal (tongkat bambu atau kayu) dan kecepatan aliran diukur dengan menggunakan ‘current meter’.

            Kecepatan aliran sungai pada suatu penampang saluran tidak sama. Kecepatan aliran sungai ditentuhkan oleh bentuk aliran, geometri saluran dan faktor-faktor lainnya. Kecepatan aliran sungai diperoleh dari rata-rata kecepatan aliran pada tiap bagian penampang sungai tersebut. Idealnya, kecepatan aliran rata-rata diukur dengan mempergunakan ‘flow proble’ atau ‘current meter’. Alat ini dapat mengetahui kecepatan aliran pada berbagai kedalaman penampang. Namun apabila alat tersebut tidak tersedia, kecepatan aliran dapat diukur dengan metode apung.

1. Pengukuran debit dengan alat pengapung.

Pengukuran debit dilakukan jalan mengapungkan suatu benda misalnya bola tenis, pada lintasan tertentu sampai dengan suatu titik yang telah dikeahui jaraknya. Pengukuran dilakukan oleh tiga orang yang masing-masing bertugas sebagai pelepas pengapung diawal, pengamat di titik akhir lintasan dan pencatat waktu perjalanan alat pengapung dari awal sampai titik akhir.

Langkah pengukuran debit adalah sebagai berikut:

1. Pilih lokasi pengukuran pada bagian sungai yang relative lurus dan tidak banyak pusaran air. Bila sungai relative lebar, bawah jembatan adalah tempat pengukuran yang cukup ideal.
2. Tentuhkan lintasan dengan jarak tertentu, kira-kira waktu tempuh benda yang diapungkan lebih kurang 20 detik.
3. Buat profil sungai pada titik akhir lintasan.
4. Catat waktu tempuh benda apung mulai saat dilepaskan sampai dengan garis akhir lintasan.
5. Ulangi pengukuran sebanyak tiga kali.
6. Hitunglah kecepatan rata-ratanya.

Kecepatan aliran merupakan hasil bagi antara jarak lintasan dengan waktu tempuh atau dapat dituliskan dengan persamaan :

V = L

        T

            Keterangan :

            V = kecepatan (m/s)

            L = panjang lintasan (m)

            t  = waktu tempuh (s)

            Kecepatan yang diperoleh dari metode ini merupakan kecepatan maksimal sehingga perlu dikalikan dengan faktor koreksi kecepatan. Pada sungai dengan dasar yang kasar faktor koreksinya sebesar 0,75 dan pada dasar sungai yang halus faktor koreksinya 0,85, tetapi secara umum faktor koreksi yang dipergunakan adalah sebesar 0,65.

2. Pengukuran kecepatan aliran dengan ‘flow proble’ atau ‘current-meter’.

Pengukuran kecepatan aliran dengan metode ini dapat menghasilkan perkiraan kecepatan aliran yang memadai. Prinsip pengukuran metode ini adalah mengukur kecepatan aliran yang memadai. Prinsip pengukuran metode ini adalah mengukur kecepatan aliran tiap kedalaman pengukuran (d) pada titik interval tertentu dengan ‘current meter’ atau ‘flow probe’. Langkah pengukurannya adalah sebagai berikut.

1. Pilih lokasi pengukuran pada bagian sungai yang relative lurus dan tidak banyak pusaran air. Bila sungai relative lebar, bawah jembatan adalah tempat pengukuran cukup ideal sebagai lokasi pengukuran.
2. Bagilah penampang melintang sungai atau saluran menjadi 10-20 bagian yang sama dengan interval tertentu.
3. Ukur kecepatan aliran pada kedalaman tertentu sesuai dengan kedalaman sungai pada setiap titik interval yang telah dibuat sebelumnya.
4. Hitung kecepatan aliran rata-ratanya.

Penentuan kedalaman pengukuran dan perhitung kecepatan aliran dapat ditentuhkan dengan mempergunakan table 2.1.

Tabel 2.1 Penentuan kedalaman pengukuran dan perhitungan kecepan aliran.

Kedalaman sungai (m)	Kedalaman pengukuran	Perhitungan kecepan rata-rata
0-0.6	0.6 d	V=V0.6
0.6-3	0.2 d dan 0.8 d	V=0.5(V0.2 + V0.8)
3-6	0.2 d 0.6 d dan 0.8 d	V=0.25(V0.2+V0.6+V0.8)
>6	S. 0.2 d, 0.6 d, 0.8 d dan B	V=0.1(VS+3V0.2+2V0.6+3V0.8+Vb)

Keterangan :

d  = kedalaman pengukuran

S  = permukaan sungai

b  = dasar sungai

v  = kecepatan (m/s)

Debit aliran yang akan dihitung merupakan jumlah total debit aliran pada setiap penampang atau dapat dituliskan dengan persamaan:

Q(m3/det ik) = L1D1V1+L2D2V2+……..LnDnVn

Keterangan :

Q = debit (m/s)

L = lebar interval (m)

D = kedalaman (m)

V = kecepatan rata-rata pada tiap titik kedalaman pengukuran (m/s)

Selain kedua cara tersebut menurut Chay Asdak metode pengukuran debit air dibagi kedalam 4 katagori:

1. Pengukuran air sungai
2. Pengukuran debit dengan menggunakan bahan kimia (pewarna) yang dialirkan dalam aliran sungai.
3. Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas penampang melintang dalam aliran sungai.
4. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukur debit seperti weir (sliran lambat) atau aliran air cepat.

Pengukuran debit aliran sangat bermanfaat diberbagai bidang. Salah satu kegunaan pengukuran debit aliran adalah debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber air permukaan. Dalam bidang pertanian debit aliran dimanfaatkan untuk :

1.      Pembuatan irigasi

Pengukuran debit aliran sangat bermanfaat dalam pembuatan saluran irigasi. Dengan melakukan pengukuran debit aliran maka dapat diketahui debit andalan aliran air tersebut. Debit andalan merupakan debit maksimum  yang dapat digunakan untuk irigasi.

2.      Sebagai tenaga pembangkit listrik

Tenaga pembangkit listrik dapat berasal dari uap, angin, bahan bakar minyak, nuklir maupun air. Apabila tenaga pembangki listrik berasal dari air, pengukuran debit aliran dapat membantu untuk menentuhkan kecepatan pergerakan turbin.

3.      Sebagai sarana trasportasi

Dalam bidang trasportasi pengnkuran debit aliran juga sangat bermanfaat. Dengan adanya pengukuran debit aliran, maka dapat diketahui besarnya debit air di suatu sungai dan kecepatan gerak air.

Selain itu debit aliran juga dapat di gunakan untuk memperkirakan daya tampung waduk atau bendengan, dan masih banyak lagi kegunaan pengukuran debit aliran.

Praktikum pengukuran debit aliran kali ini dilakukan di sebuah sungai. Praktikum berlangsung dengan lancar. Pengukuran dibet aliran air dilakukan di hulu dan hilir sungai. Pada daerah hulu pengukuran di ambil pada tiga titik. Masing-masing titik berjarak 90 cm. Pada 90 cm pertama diperoleh panjang 16 cm, dan kecepatan 0,5 m/s. Dari data tersebut diperoleh luas penampang 0,144 m2 dan debit aliran sebesar 0,075 m3/s. Pada 90 cm kedua diperoleh panjang 21 cm dan kecepatan 0,3 m/s. Luas penampang sebesar 0,189 m2, kecepatan 0,3 m/s dan debit aliran sebesar 0,0567 m3/s. Pada 90 cm ke tiga diperoleh data panjang 25 cm, kecepatan 0,3 m/s. Sementara itu debit aliran 0,0675 m3/s. Dari data tersebut diperoleh debit aliran rata-rata sebesar 0,0654 m3/s. Ketiga data tersebut merupakan data-data yang diambil di hulu sungai. Pada daerah hilir sungai diambil 2 titik pengukuran. Masing-masing titik berjarak 65 cm. Pada 65 cm pertama diperoleh data sebagai berikut panjang 23 cm, luas penampang 0,1495m2, kecepatan 0,5 m/s dan debit sebesar 0,075 m3/s. Pada 65 cm kedua diperoleh data panjang 19 cm, kecepatan 0,8 m/s, luas penampang 0,1235 m2. Kedua data tersebut menghasilkan debit aliran rata-rata sebesar 0,0869 m3/s.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi besar kecilnya debit suatu aliran air. Diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Intensitas hujan

Curah hujan merupakan salah satu faktor utaman yang memiliki komponen musiman yang dapat secara cepat mempengaruhi debit air, dan siklus tahunan dengan karakteristik musim hujan panjang (kemarau pendek) atau musim hujan pendek (kemarau panjang). Semakin panjang musim hujan maka debit air akan semakin besar.

2. Penggundulan  hutan

Hutan merupakan sumber resapan air hujan yang sanagat penting. Oleh karena itu hutan yang terjaga kelestariannya dengan baik akan memberikan manfaat berupa ketersediaan sumber-sumber air pada musim kemarau. Sebaliknya apabila kelestarian hutan tidak terjaga maka ketika hujan datang yang terjadi adalah bencana, seperti banjir dan tanah longsor. Karena fungsi hutan sebagai daerah resapan air tidak berjalan sebagai mana mestinya.

3. Pengalihan hutan menjadi lahan pertanian

Pengalih fungsian hutan menjadi lahan pertanian sangat beresiko, karena dengan ditebanginya pohon-pohon dabat menimbulkan erosi. Erosi menyebabkan debit aliran sungai menurun.

4. Intersepsi

Adalah proses ketika air hujan jatuh pada permukaan vegetasi diatas permukaan tanah. Air hujan yang jatuh itu tertahan beberapa saat untuk diuapkan kembali ke atmosfer atau diserap oleh vegetasi yang bersangkutan. Setiap hujan jatuh didaerah bervegetasi ada sebagian air yang tidak mencapai permukaan tanah dan dengan demikian intersepsi berpengaruh terhadap besar kecilnya debit aliran.

5. Evaporasi dan evapotraspirasi

Evaporasi adalah penguapan air yang berasal dari danau, sungai, lautan maupun permukaan tanah. Sedangkan evapotraspirasi adalah penguapan air oleh tumbuhan. Kedua proses ini dapat berpengaruh terhadap besar kecilnya debit aliran karena melalui proses ini dapat membuat air baru (hujan).

V.                KESIMPULAN DAN SARAN

A.    Kesimpulan

Dari praktikum pengukuran debit aliran air sungai dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Debit adalah satuan besaran air yang keluar dari daerah aliran sungai
2. Pemanfaatan debit aliran dapat dimanfaatkan untuk irigasi, mengerakan turbin, sebagai sarana transportasi dan lain sebagainya.
3. Metode yang umum diterapkan untuk menetapkan debit sungai adalah metode profil sungai (cross section).
4. Debit aliran dapat dipengaruhi oleh fakor Intensitas hujan, penggundulan hutan, pengalihan hutan menjadi lahan pertanian, intersepsi, evaporasi dan evapotraspirasi serta masih banyak faktor yang lainnya.

B.     Saran

Praktikum sebaiknya dilakukan di aliran sungai yang lebih bersih.

  

DAFTAR PUSTAKA

            Asdak, Chay. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada Univercity press. Yogyakarta.

Harsoyo, Bangun. 1977. Pengelolaan Air Irigasi. Dinas Pertanian Jawa Timur.

Ibnu Pamungkas, Azam, Aditiya Priambodo. 2014. Modul Praktikum Hidrologi. Universitas Jendral Soedirman Fakultas Pertanian. Purwokerto.

Kartasapoetra, Ir. A.G. dan Sutedjo Mulyani. 1986. Teknologi Pengairan Pertanian. Bina Aksara. Jakarta.

Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Pradnya Paramita. Jakarta.