PENGUKURAN DEBIT AIR SALURAN TERBUKA DAN MENGHITUNG LAMA WAKTU IRIGASI

LAPORAN PRAKTIKUM IRIGASI DRAINASE

ACARA 9

“ PENGUKURAN DEBIT AIR SALURAN TERBUKA

DAN MENGHITUNG LAMA WAKTU IRIGASI ”

 

Nama                          :  NATALIA RAJAGUKGU

NPM                           :  E1J012064

Coass                          :  HARY SIMANJUNTAK

Ridwan Hutabarat

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BENGKULU

201

BAB I

PENDAHULUAN

1.1     Latar Belakang

Saluran adalah suatu sarana untuk mengalirkan fluida dari suatu tempat ketempat yang lain. Saluran dapat berupa saluran terbuka (open chanel flow) dan saluran tertutup. Aliran-saluran-terbuka harus memiliki permukaan bebas (free surface, sedangkan aliran-pipa tidak demikian, karena air harus mengisi seluruh saluran. Permukaan bebas dipengaruhi oleh tekanan udara. Aliran-pipa, yang terkurung dalam saluran tertutup, tidak terpengaruh langsung oleh tekanan udara,kecuali oleh tekakan hidrolik. Dalam suatu saluran tertutup tidak selalu bersifat aliran pipa. Bila terdapat suatu permukaan bebas, harus digolongkan sebagai aliran saluran terbuka. Misalnya, saluran pembuangan air banjir yang merupakan saluran tertutup, biasanya dirancang untuk aliran saluran terbuka sebab aliran dalam saluran pembuang diperkirakan hampir setiap saat memiliki permukaan bebas.

Dalam suatu pengelolaan sumber daya air dengan perancangan bangunan air diperlukan suatu informasi yang menunjukan jumlah air yang akan masuk ke bangunan tersebut dalam satuan waktu yang dikenal sebagai debit aliran.Informasi mengenai besarnya debit aliran sungai membantu dalam merancang bangunan dengan memperhatikan besarnya debit puncak ( banjir) yang diperlukan untuk perancangan bangunan pengendalian banjir dan juga dilihat dari data debit minimum yang diperlukan untuk pemanfaatan air terutama pada musim kemarau.Sehingga dengan adanya data debit tersebut pengendalian air baik dalam keadaan berlebih atau kurang sudah dapat diperhitungkan sebagai usaha untuk mengurangi dampak banjir pada saat debit maksimum dan kekeringan atau defisit air pada saat musim kemarau panjang.

Dalam sebuah  saluran irigasi, mengetahui debit aliran dalam sebuah sluran irigasi dalah sangat penting. Ini bertujuan untuk dapat mengontrol laju penggunaan air pada petak sawah dengan sesuai dengan kebutuhan suatu lahan atau tanaman di sebuah lahan tersebut. Dengan mengetahui besarnya laju aliran per satuan waktu (debit) diharapkan  akan dapat mengontrol laju aliran sesuai dengan yang dibutuhkan.Oleh karena itu perlunya pengukuran debit aliran pada sebuah saluran irigasi adalah merupakan suatu metoda ataupun kepentingan dalam sebuah manajemen irigasi atau dalam sebuah system keirigasian.

Debit aliran merupakan satuan untuk mendekati nilai-nilai hidrologis proses yang terjadi dilapangan. Kemampuan pengukuran debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui potensi suatu sumber daya air disuatu daerah atau wilayah DAS. Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengefaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber daya air permukaan yang ada.Salah satu fungsi utama dari DAS adalah sebagai pemasok air dengankuantitas dan kualitas yang baik terutama bagi orang di daerah hilirDalam praktek, sering variasi kecepatan pada tampang lintang diabaikan, dankecepatan aliran dianggap seragam di setiap titik pada tampang lintang yang besarnyasama dengan kecepatan rerataV,sehingga debit aliran adalah:

Q = A . V

Dengan :Q = Debit Aliran (m3/s)

A = Luas Penampang (m2)

V = Kecepatan Aliran (m/s)`

Alih guna lahanhutan menjadi lahan pertanian akan mempengaruhi kuantitas dan kualitas tata air  pada daerah aliran sungai (DAS) yang akan lebih dirasakan oleh masyarakat didaerah hilir.Konversi hutan menjadi lahan pertanian mengakibatkan penurunanfungsi hutan dalam mengatur tata air, mencegah banjir, longsor dan erosi pada DAStersebut.Untuk menjaga agar air yang keluar dariDAStidak melebihi dari kapasitas penerimaan dihilir,perlu dilakukan perhitungan debit air.

1.2     Tujuan praktikum

Mengetahui besar debit yang mengalir  di saluran irigsi kemumu serta menghitung waktu yang diperlukan untuk mengairi lahan sawah yang ditetapkan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Debit air merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat di tampung dalam sutau tempat tiap satu satuan waktu. Aliran air dikatakan memiliki sifat ideal apabila air tersebut tidak dapat dimanfaatkan dan berpindah tanpa mengalami gesekan, hal ini berarti pada gerakan air tersebut memiliki kecepatan yang tetap pada masing-masing titik dalam pipa dan gerakannya beraturan akibat pengaruh gravitasi bumAliran air sungai sangat bermanfaat bagi kelangsungan hidup manusia.

Air yang berasal dari sungai telah digunakan untuk banyak kegiatan antara lain: pertanian, perhubungan, pertahanan negara dan sarana olah raga (renang, arung jeram, dan lain sebagainya).  Akan tetapi yang perlu diperhatikan jika dimanfaatkan sebagai sarana olah raga adalah kecepatan arus air di permukaan dan di bawah permukaan sungai, karena kecepatannya berbeda-beda.  Apabila hal tersebut diabaikan, maka akan membahayakan keselamatan jiwa manusia, sebab kecepatan arus air sungai yang di permukaan berbeda dengan kecepatan arus air sungai yang ada di bawah permukaan air (Priyantini, 2010).

Hal yang menarik terhadap unsur aliran sungai adalah volume aliran yang mengalir pada suatu penampang basah persatuan waktu

(m³/det) atau sering disebut dengan debit.  Debit dari suatu penampang sungai

dapat dinyatakan dengan rumus:

Q = A v

Keterangan:

Q = debit (m³/s)

A = luas penampang basah (m²)

v = kecepatan aliran rata-rata (m/s) (Asdak,2007)

Debit diartikan sebagai volume air yang mengalir per satuan waktu melewati suatu penampang melintang palung sungai, pipa, pelimpah, akuifer dan sebagainya. Data debit diperlukan untuk menentukan volume aliran atau perunahan – perubahannya dalam suatu sistem das. Data debit diperoleh dengan cara pengukuran debit langsung dan pengukuran tidak langsung, yaitu dengan menggunakan liku kalibrasi (Soemarto, 1987).

Pengukuran debit air secara tidak langsung:

1.Pelampung

       Terdapat dua tipe pelampung yang digunakan yaitu:

(i)                 pelampung permukaan, dan

(ii)               pelampung tangkai.

Tipe pelampung tangkai lebih teliti dibandingkan tipe pelampung permukaan. Pada permukaan debit dengan pelampung dipilih bagian sungai yang lurus dan seragam, kondisi aliran seragam dengan pergolakannya seminim mungkin. Pengukuran dilakukan pada saat tidak ada angin.Pada bentang terpilih (jarak tergantung pada kecepatan aliran, waktu yang ditempuh pelampunh untuk jarak tersebut tidak boleh lebih dari 20 detik) paling sedikit lebih panjang dibanding lebar aliran. Kecepatan aliran permukaan ditentukan berdasarkan rata – rata yang diperlukan pelampung menempuh jarak tersebut(Raswari. 1986).. Sedang kecepatan rata – rata didekati dengan pengukuran kecepatan permukaan dengan suatu koefisien yang besarnya tergantung dari perbandingan antara lebar dan kedalaman air.

Keterangan:

B             =   lebar permukaan aliran

H            =   kedalaman air

Vm         =   kecepatan rata – rata

Vs           =   kecepatan pada permukaan

            Dalam pelepasan pelampung harus diingat bahwa pada waktu pelepasannya, pelampung tidak stabil oleh karena itu perhitungan kecepatan tidak dapat dilakukan pada saat pelampung baru dilepaskan, keadaan stabil akan dicapai 5 detik sesudah pelepasannya. Pada keadaan pelampung stabil baru dapat dimulai pengukuran kecepatannya. Debit aliran diperhitungkan berdasarkan kecepatan rata – rata kali luas penampang. Pada pengukuran dengan pelampung, dibutuhkan paling sedikit 2 penampang melintang. Dari 2 pengukuran penampang melintang ini dicari penampang melintang rata – ratanya, dengan jangka garis tengah lebar permukaan air kedua penampang melintang yang diukur pada waktu bersama – sama disusun berimpitan,

                     Vp    =     kecepatan rata – rata pelampung

                     Ap    =     luas aliran rata – rata

2.    Pengukuran dengan Current Meter

Alat ini terdiri dari flow detecting unit dan counter unit. Aliran yang diterima detecting unit akan terbaca pada counter unit, yang terbaca pada counter unit dapat merupakan jumlah putaran dari propeller maupun langsung menunjukkan kecepatan aliran, aliran dihitung terlebih dahulu dengan memasukkan dalam rumus yang sudah dibuat oleh pembuat alat untuk tiap – tiap propeller. Pada jenis yang menunjukkan langsung, kecepatan aliran yang sebenarnya diperoleh dengan mengalihkan factor koreksi yang dilengkapi pada masing-masing alat bersangkutan. Propeler pada detecting unit dapat berupa : mangkok, bilah dan sekrup. Bentuk dan ukuran propeler ini berkaitan dengan besar kecilnya aliran yang diukur.(Harsoyo)

Debit aliran dihitung dari rumus :

Q  =  V  x  A

 dimana :      

      V  =  Kecepatang aliran

      A  =  Luas penampang

 

BAB III

METODOLOGI

3.1  BAHAN DAN ALAT

ü  Pelampung

ü  Current meter

ü  Stop wact

ü  Meteran / alat pengukuran panjang

3.2  Prosedur  kerja

1.      Pilih bagian saluran irigasi didaerah kemumu yang sudah dekat dengan sawah. Dipilih lokasi yang lurus dengan perubahan lebar sungai, dalam air dan gradient yang kecil

2.      Tetapkan dua buah titik(patok) tempat pengamatan dengan jarak 50-100m

3.      Pelampung dilemaparkan kesungai dengan jarak 10-20 meter sebelah hulu titik pengamatan pertama

4.      Waktu tempuh pelampung antara dua titik pengamatan tersebut diatas dicatat dengan menggunakan stopwacht

5.      Kecepatan aliran dapat diperoleh dengan membagi jarak tempuh dengan waktu pelampung antara dua titik pengamatan.

6.      Selain dengan pelampung , saudara dapat mengukur dengan alat curret meter yang disediakan

7.      Pilih kedalaman tertentu dari saluran irigasi, ukur kecepatan alirannya pada berbagai kedalaman sesuai dengan kondisi lapang

8.      Juntuk mengukur luas penampang lingtang aliran air, maka bagian penampang aliran tersebut dibagi atas beberapa bagian(sesuai dengan lebar,dan kondisi dasar aliran air). Tujuan pembagian ini adalah untuk memper oleh hasil perhitungan yang mendekati luas sebenarnya.

9.      Jumlah luas dari bagian-bagian tersebut merupakan luas penampang lintang aliran

10.  Pengukuran kecepatan aliran air dilakukan sebanyak lima kali

Hitung berapa waktu yang dibutuhkan untuk mengairi sawah (luasan dilapangan).

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 HASIL

Tabel 1.1 Pengukuran debit air metode pelampung

Ulangan	Jarak tempuh (m)	Waktu tempuh (detik)	Kecepatan aliran (m/det)	Luas penampang saluran (m2)	Debit (m3/det)	Rata-rata
Gabus I	32	51,01	0,62	0,896	0,56	0,6
Gabus II	32	45,02	0,71	0,896	0,64
Kayu I	32	43,66	0,73	0,896	0,65	0,69
Kayu II	32	38,44	0,82	0,896	0,73

Tabel 1.2 Pengukuran debit air metode kipas (current meter )

Kecepatan aliran (m/det)		Kedalaman (m)		Lebar (m)		Luas penampang saluran (m2)		Debit (m3/det)
Tengah	Pinggir	Tengah	Pinggir	Tengah	Pinggir	Tengah	Pinggir	Tengah	Pinggir
0,7	0,6	Permukaan (0)		2	0,6	0	0	0,7	0,6
1,78	7,29	Tengah (0,32)		1,4	0,3	0,448	0,096	0,8	0,7
1,367	0,6	Dasar (0,64)		0,8	0	0,512	0	0,7	0,6

Tabel 1.3 Pengukuran debit air Saluran irigasi tersier metode pelampung

Jarak tempuh (m)	Waktu tempuh (s)	Kecepatan aliran (m/s)	Luas penampang saluran (m2)	Debit (m3/s)
6	24,79	0,242	0,144	0,033

Maka waktu yang dibutuhkan untuk mengairi sawah 1 ha:

Luas sawah 1ha  = 10.000 m²

Volume  20 mm  = 0,02 m

Maka kebutuhan air pada sawah  = 0,02  X  10.000

                                                =  200 m³

Dengan debit (Q) = 0,035 m³/s

Ialah  =

           =  

           = 5714,28  detik  =   = 1,59 jam

4.2pembahasan

Pengukuran debit sungai (saluran irigasi) yang digunakan pada saat praktikum adalah dua metode yaitu metode apung (kayu dan gabus),dan menggunakan metode alat carren meter.Berdasarkan data hasil kedua metode menghasilkan debit air yang berbeda,hal tersebut didapat pada pengukuran yang berbeda.Pada saat pratek dilapangan banyak factor-faktor ketidak akuratan pada perhitungan debit air sungai (saluran irigasi).pada metode apung karakteristi sungai yang tidak beraturan,baik dari segi kedalaman ,kecepatan arusmaupun medan yang berat sehingga menyulitkan praktikan.Pada metode apung ini kecepatan aliran yang didapat relative  selisihnya konstan.

Pada metode pelampung angin sangat berpengaruh besar terhadap cepat atau lambatnya pelampung bergerak, apabila semakin kuat angin yang menghembus pelampung maka semakin cepat pula pelampung bergerak dan juga kuatnya angin berhembus juga mempengaruhi arah gerak pelampung mengikuti arah angin sehingga mengakibatkan jalannya pelampung tidak lurus dan jarak yang ditempuh bertambah karna berbelok – beloknya pelampungdan sebaliknya ketika hembusan angin tidak kuat maka gerak pelampung yang dipengaruhi arus air menjadi lebih stabil.

Pada metode current meter sesungguhnya dasar perairan berpengaruh juga terhadap nilai h karena dasar perairan yang berlumpur membuat kaki atau dasar papan bercelah  akan terbenam beberapa centimeter yang mengakibatkan terjadi perubahan nilai h dan pada akhirnya nilai H pun ikut berubah. Dari hasil debit air diatas juga dapat kita ketahui bahwa perairan yang menjadi objek praktikum termasuk kedalam komunitas lotik zona tenang (pool zone).

BAB V

KESIMPULAN

Dari praktikum yang saya lakukan dan saya amati bisa disimpulkan sebagai berikut :

·         Dari pengamatan paktikum diatas dapat dilihat bahwa pengukuran debitaliran juga dapat dilakuka secara sederhana yaitu dengan menggunakan pelampung. Selain tiu pengukuran debit dengan menggunakan alat ukur current meter juga mempunyai kelemahan. Sehingga jika dalam sebuah pengamatan yang tidak teliti akan memberikan hasil yang berbeda juga

·         Besarnya debit saluran irigasi dipengaruhi oleh luas penampang irigasi dan dalam saluran irigasi

·         Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu.

Daftar pustaka

(Asdak,2007)Arsyad S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press : Bogor

Arsyad.1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press : Bogor

Asdak C. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daera Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta

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

Priyantini, Noor Yudha. 2010. Sistem Pengukuran Kecepatan Arus Air Sungai

              Berbasis MikrokontrolerAT89S8252. Malang. Universitas Islam Negeri

Raswari. 1986. Teknologi Dan Perencanaan Sistem Perpipaan. Jakarta : Universitas

              Indonesia.

Soewarno. 1995. Hidrologi Pengukuran dan Pengelolaan Data Aliran Sungai

Soemarto 1987, Hidrologi Jilid 1. Penerbit Nova Bandung