View
74
Download
8
Category
Preview:
Citation preview
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
1/25
3. Pengukuran dan Perhitungan
Debit Sungai/Saluran Air
Pengukuran debit secara tidak langsung
digunakan tiga cara:
1) Velocity area methods
2) Slope area methods
3) Dilution methods
1
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
2/25
1) Velocity area methods
Pada prinsipnya untuk mengetahui debit suatusungai/saluran dilakukan pengukurankecepatan aliran dan penampang
sungai/saluran. Rumus umum untukmenghitung debit adalah:
Q = A x V
Q : debit (m3
/det) A : luas penampang basah (m2)
V : kecepatan aliran rata-rata (m/det)
2
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
3/25
Pengukuran kecepatan aliran dapat dilakukandengan dua cara:
a. Pengukuran dengan pelampung
b. Pengukuran dengan Current meter
a. Pengukuran kecepatan aliran denganpelampung
Bila kecepatan aliran diukur denganpelampung, maka diperoleh persamaan debitsebagai berikut:
3
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
4/25
Q = A x k x u
Q : debit (m3/det)
A : luas penampang basah (m2)
k : koefisien pelampung u : kecepatan pelampung
Nilai ktergantung dari jenis pelampung yangdipakai. Nilai tersebut dapat dihitung dengan
4
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
5/25
persamaan (menurut YB Francis) adalah
sebagai berikut:
k : koefisien pelampung
: kedalaman tangkai (h) per kedalaman air
(d)
: h/d
Pada angka-angka yang tertentu, koefisien k
dapat dihitung:
5
0,110,1161k
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
6/25
0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 0,99
k 0,954 0,961 0,968 0,975 0,981 1,000
Pada kementerian konstruksi di Japang, jenispelampung, dalamnya air dan kedalaman
tangkai ditentukan sebagai berikut:
6
Pelampng No. 1 No. 2 No. 3 No. 4 No.5
d (m) < 0,70 0,70-1,30 1,30-2,60 2,60-5,40 > 5,20
h (m) 0,0 0,50 1,0 2,0 4,0
k 0,85 0,88 0,91 0,94 0,96
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
7/25
Gambar Pelampung Tongkat
MA
d h
7
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
8/25
b. Pengukuran Dengan Current Meter
Kecepatan aliran biasanya diukur dengan
menggunakan alat ukur current meter (alatukur kecepatan aliran yang berbentukpropeler). Alat berbentuk propeler tersebutdihubungkan dengan kotak pencatat (alat
monitor yang akan mencatat jumlah putaran selama propeler tersebut berada di dalam air)
kemudian dimasukkan ke dalam sungai yangakan diukur kecepatan alirannya. Bagian ekoralat tersebut menyerupai sirip dan akanberputar karena gesekan aliran air sungai.
8
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
9/25
Pengukuran biasanya dilakukan dengan
membagi kedalaman sungai menjadi beberapa
bagian dengan lebar permukaan yangberbeda. Kecepatan aliran sungai pada setiap
bagian diukur sesuai dengan kedalaman,
misalnya pada kedalaman 0,6 atau kedalaman
rata-rata antara 0,2 dan 0,8.
Kecepatan aliran dihitung berdasarkan
jumlah putaran baling-baling (cup) per waktu
putarannya (n). Persamaan kecepatan aliran
adalah sebagai berikut:
9
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
10/25
V = a n + b
V : kecepatan aliran (m/det) a & b : konstanta alat
n : jumlah putaran per waktu
Pemilihan jumlah vertikal yang akan diukurpada prinsipnya didasarkan atas:
a. bentuk dan ukuran penampang sungai
b. sifat aliran c. waktu yang disediakan
10
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
11/25
Vs
0,2d V0,2
d d
0,6d V0,6
0,8d V0,8
Vb
Gambar: Distribusi Kecepatan Aliran
11
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
12/25
Pemilihan jumlah vertikal yang akan diukurpada prinsipnya didasarkan atas:
a) bentuk dan ukuran penampang sungai,b) sifat aliran,
c) waktu yang tersedia.
Pada sungai yang konfigurasi dasarnya tidakteratur sebaiknya lebih rapat dari pada yangteratur. Dari hasil pengukuran kecepatanaliran pada masing-masing vertikal, dihitung
debit aliran pada masing-masing seksi. Debittotal (debit sungai) merupakan total debitseksi.
12
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
13/25
Pengukuran debit dapat dilakukan dengan
cara Midsection(Gambar-1) dan Mean-section
(Gambar-2). n-1 n n+1
bn bn+1
dn-1
dn dn+1
Gambar-1 Cara Mid-section
13
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
14/25
an= dnx b
Q = q1+ q2+ q3 +. + qn
Lebar satu sub-seksi ditentukan oleh setengahjarak di sebelah kiri dan setengah di sebelah
kanan dari pengukuran vertikal.
14
2
bbda 1nnnn
bdann
nnn vaq
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
15/25
Gambar-2. Cara Mean-section
n-1 n n+1
bn bn+1
dn-1 dn
dn+1
15
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
16/25
Lebar satu sub-seksi ditentukan oleh duapengukuran vertikal yang bersebelahan (dndandn+1)
16
1n
1nnb
2
ddan
2
vvanqn 1nn
n321n q.......qqqQ
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
17/25
2. Slope Area Method
Prakiraan besarnya debit dengan pendekatan
slope-area methodakan memberikan hasilyang memadai apabila pemilihan badan air
yang akan diprakirakan kecepatan airnya
memiliki aliran yang kurang lebih seragam.Artinya, lebar dan kedalaman aliran,
kecepatan aliran, kedalaman dasar sungai, dan
kemiringan dasar permukaan sungai/saluran
air relatif seragam atau tidak berubah secara
mencolok (Asdak, 2002)
17
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
18/25
Cara ini mendasarkan pada rumus Manning:
Q : debit sungai (m3/detik) A : luas penampang basah (m2)
18
1/22/3SRn
1V
AVQ
1/22/3SR
n
1AQ
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
19/25
R : merupakan perbandingan antara luas
penampang melintang basah (A) dengan
keliling (perimeter basah (p)
n : koefisien
S : gradien permukaan air
V : kecepatan aliran rata-rata (m/det)
19
p
AR
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
20/25
3. Metode Larutan (Delution Methods)
Pengukuran debit dengan menggunakan
bahan-bahan kimia, pewarna atau radioaktifsering digunakan untuk jenis sungai yangaliran airnya tidak beraturan (turbulent).Menurut Church, (1974) dalamGordon et al.,(1992) dalamAsdak, (2002), untuk maksud-maksud pengukuran hidrologi, bahan-bahantersebut di atas seyogyanya dalam bentuk:
a) mudah larut dalam air sungai,b) bersifat stabil,
20
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
21/25
c) mudah dikenali dalam konsentrasi rendah,
d) tidak meracuni biota perairan dan tidak
menimbulkan dampak negatif yangpermanen pada badan perairan,
e) relatif tidak mahal.
Metode larutan dilakukan pada sungai
yang dangkal, berbatu, dan sungai yang
memiliki derajat turbulensi tinggi, sehinggatidak mungkin menggunakan current meter.
21
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
22/25
Metode larutan didasarkan pada perhitungan
perbedaan konsentrasi ion yang terkandung
dalam air dan menggunakan alat ElectricConductivity Meter (EC-Meter). Dalam pengu-
kuran digunakan garam dapur (NaCl), yang
mudah didapat dan tidak berpengaruh
terhadap tanaman maupun ikan.
Ada dua cara perhitungan debit:
Metode Injeksi tetap.
22
02
21
cc
ccqQ
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
23/25
Q : debit sungai (m3/detik)
Q : debit injeksi larutan
c0: konsentrasi air sungai awal (tanpa larutan)
c1: konsentrasi larutan
c2: konsentrasi sungai setelah bercampur
larutan
Metode Injeksi Sesaat
23
2
1
c
c
T
VQ
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
24/25
Q : debit sungai (m3/detik)
V : volume larutan
T : waktu
c1 : konsentrasi larutan
c2: konsentrasi air sungai setelah bercampur
larutan
24
5/25/2018 Pengukuran Dan Perhitungan Debit Sungaisaluran Sungai
25/25
Konsentrasi
b = a + c
b
a c2 c
c0 waktu
T
25
Recommended