Upload
muhammadafzal6696
View
970
Download
71
Embed Size (px)
Citation preview
Laporan Praktikum Teknik Irigasi dan Drainase
Hari/jam : Senin
Nama kita
Kelas : 15.00 WIB
Asisten : 1. Arini Putri
2. Irwansyah
PENGUKURAN DEBIT AIR DI SALURAN TERBUKA
Oleh
Khairunnsia
1305106010049
LABORATORIUM TEKNIK TANAH DAN AIRJURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALADARUSSALAM -BANDA ACEH
2016
2
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam era yang serba teknolpogi saat ini, kemajuan bidang pendidikan
sangatlah bertambah dari waktu ke waktu. Kemajuan yang dicapai oleh umat
manusia, baik itu di bidang social, informasi, maupun bidang pendidikan. Salah
satunya dalam makalah ini akan dipaparkan elemen-elemen mekanika fluida yang
memungkinkan kita untuk memcahkan masalah-masalah yang kita temui sehari-
hari yang relative sederhana seperti misalnya aliran melalui pipa, saluran dan
aliran di sekitar bola dan silinder. Aliran-aliran yang kompleks yang biasanya
disebabkan oleh geomtetri-geomtri, yang lebih kompleks tidak akan dipaparkan di
dalam makalah ini.
Aliran air yang memiliki permukaan bebas tanpa tertutup oleh objek
apapun disebut dengan aliran pada saluran terbuka. Saluran terbuka ini meliputi
semua jenis saluran terbuka yang bersifat alami ataupun buatan. Saluran yang
bersifat alami ini bisa merupakan anak sungai di pegunungan, sampai aliran air
bawah tanah yang memiliki permukaan bebas. Dan yang bersifat buatan adalah
saluran drainase bawah tanah, dan lain-lain.
Dalam menentukan bentuk dan dimensi saluran yang digunakan dalam
pembangunan saluran baru maupun dalam kegiatan perbaikan penampang saluran
yang sudah ada, salah satu hal penting yang perlu dipertimbangkan adalah
ketersediaan lahan. Mungkin di daerah pedesaan membangun saluran dengan
kapasitas yang besar tidak menjadi masalah karena banyaknya lahan yang kosong,
2
namun di daerah perkotaan yang padat tentu saja bisa menjadi persoalan yang
berarti karena keterbatasan lahan.
Upaya yang dilakukan untuk memberikan pengairan yang cukup untuk
lahan pertanian merupakan Irigasi. Seiring dengan perkembangan zaman, kini
sudah banyak berkembang model dan metode irigasi. Jika dibandingkan dengan
zaman dahulu persediaan air yang melimpah hanya jika dengan lahan berada
berdekatan dengan lokasi sungai, atau sumber mata air.
Bentuk penampang saluran terbuka pada muka tanah umumnya ada
beberapa macam yakni antara lain bentuk trapezium, empat persegi panjang,
segitiga, setengah lingkaran. Namun selain bentuk-bentuk yang tertera itu, masih
ada bentuk-bentuk penampang saluran terbuka lainnya, misalnya kombinasi antara
empat persegi panjang pada bagian atas yang berfungsi untuk mengalirkan debit
maksimum dan setengah lingkaran pada bagian bawah yang berfungsi untuk
mengalirkan debit minimum.
1.2. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengukur debit aliran
dalam suatu saluran terbuka.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Dalam perumusan model, dari bentuk saluran di alam yang bersifat heterogen
diarahkan ke bentuk saluran yang lebih sederhana dengan menggunakan
pendekatan-pendekatan secara teoritis dan menghilangkan semua variable
pengikat yang memberikan sedit pengaruh terhadap saluran. Kecepatan vertikal,
diabaikan sehinggat tidak memperhitungkan adanya loncatan hidrolik, gaya
sentrifugasi diabaikan sehingga tidak memperhitungkan adanya arus pusaran,
kemiringan saluran juga dianggap kecil sehingga arah aliran mendekati horizontal.
Sedangkan gaya-gaya fisika yang dihiraukan hanya gaya gravitasi dan gaya
geseran melawan arah arus, dan tekanan hidrostatik. (Soemarto,1999).
Saluran terbuka merupakan saluran dimana air mengalir dengan
permukaan air bebas. Pada semua titik di sepanjangn saluran terbuka, tekanan air
selalu sama. Yang biasanya adalah tekanan atmosfer. Oleh karena itu, aliran di
saluran terbuka harus memiliki muka air bebas, maka aliran ini biasanya
berhubungan dengan zat cair dan umumnya adalah air (Sosrodarsono, 1993).
Analisis aliran melalui saluran terbuka adalah lebih sulit daripada aliran
melalui saluran pipa atau saluran tertutup. Di dalam pipa, tampang lintang aliran
melalui saluran pipa masih tergantung di saluran pipa. Variabel saluran terbuka
misalnya sungai, variable tersebut adalah tampang saluran, kekasaran, kemiringan
dasar, belokan, debit, debit, dan sebagianya. Ketidak teraturan tersebut
2
mengakibatkan analisis aliran menajdi sangat sulit untuk diselesaikan secara
analitis. Oleh karena itu, untuk menghitung parameter saluran terbuka sebaiknya
4
digunakan perhitungan empiris. Sampai saat ini, metode empiris masih menajdi
yang terbaik untuk menyelesaikan masalah tersebut (Hanafiah, 2007).
Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua macam aliran,yaitu aliran
saluran terbuka, dan aliran saluran tertutup. Dua macam aliran tersebut dalam
banyak hal memiliki kesamaan tapi berbeda dalam satu ketentuan penting.
Perbedaan tersebut adalah pada keberadaan permukaan bebas, aliran permukaan
tertutup tidak memiliki permukaan bebas, dikarenakan air yang mengisi seluruh
penampang saluran (Najiyati, 1991).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1. Tempat dan Waktu
Praktikum Evapotranspirasi Potensial ini dilakukan di Laboratorium
Teknik Tanah dan Air Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas
Syiah Kuala, Darussalam, Banda Aceh, pada hari Senintanggal 28 Maret 2016
pada pukul 15.00 WIB.
3.2. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah Current
meter, Roll meter, danStopwatch.
3.3. Cara Kerja
1. Dipilih saluran terbuka yang alirannya cukup baik.
2. Ditentukan bentuk saluran.
3. Diukur parameter-parameter saluran.
4. Ditentukan jumlah vertical/segmen/bagian.
5. Ditentukan metode pengukuran yang digunakan.
6. Diukur kecepatan rata-rata aliran pada setiap segmen/bagian
7. Dihitung debit total aliran dalam saluran tersebut.
5
7
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Data Hasil Pengamatan
4.2. Analisa Data
Luas segitiga = ½ x a x t
= ½ x 1,55 x 0,6
= 0,465 m2
Luas persegi panjang = p x l
= 1,9 x 0,6
= 1,14 m2
Luas keseluruhan = luas segitiga + luas persegi panjang
= 0,465 m2 +1,14 m2
=1,605 m2
Luas persegi panjang dan luas segitiga = 1,14 m2 + 0,465 m2 + 0,465 m2
= 2,07 m2
Perkalian luas persegi panjang dengan kecepatan rata-rata dititik satu :
Kecepatan aliran pada saluran titik pengukuranTitik 3 Titik 1 Titik 2
1 2 3 1 2 3 1 2 3Avg 0,2 0,3 0,3 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5Nilai Min 0,2 0,2 0,2 0,5 0,4 0,5 0,4 0,4 0,5Nilai Maks 0,2 0,4 0,4 0,6 0,5 0,6 0,5 0,5 0,6
7
Q1 = A x v1 Q2 = A x v2 Q3 = A x v3
= 1,14 m2 x 0,5 m/s = 1,14 m2 x 0,5 m/s =1,14 m2 x 0,6 m/s
= 0,57 m3/s = 0,57 m3/s = 0,684 m3/s
Qrerata = (0,57 m3/s + 0,57 m3/s + 0,684 m3/s) / 3 = 1,824 m3/s
Perkalian luas segitiga dengan kecepatan rata-rata dititik kedua :
Q1 = A x v1 Q2 = A x v2 Q3 = A x v3
= 0,465 m2 x 0,5 m/s = 0,465 m2 x 0,5 m/s =0,465 m2 x 0,5 m/s
= 0,232 m3/s = 0,232 m3/s = 0,232 m3/s
Qrerata = 0,232 m3/s
Perkalian luas segitiga dengan kecepatan rata-rata dititik tiga :
Q1 = A x v1 Q2 = A x v2 Q3 = A x v3
= 0,465 m2 x 0,2 m/s = 0,465 m2 x 0,3 m/s =0,465 m2 x 0,3 m/s
= 0,093 m3/s = 0,14 m3/s = 0,14 m3/s
Qrerata = (0,093 m3/s + 0,14 m3/s + 0,14 m3/s) / 3 = 0,124 m3/s
Debit rata-rata penampang saluran trapesium
= (Qrata-rata titik satu + Qrata-rata titik dua + Qrata-rata titik tiga)/3
= (1,824 m3/s + 0,232 m3/s + 0,124 m3/s)/3
= 0,726 m3/s
Kecepatan aliran rata-rata penampang saluran trapesium
= (Vrata-rata titik satu + Vrata-rata titik dua + Vrata-rata titik tiga)/3
7
= (0,533 m/s + 0,5 m/s + 0,266 m/s)/3
= 0,433 m/s
4.3. Pembahasan
Gambar 1. Saluran Irigasi Terbuka Trapesium
Praktikum mengenai Pengukuran Debit Air di Saluran Terbuka ini
dilakukan di saluran irigasi berbentuk trapesium. Pengukuran debit air di
saluran terbuka ini menggunakan alat current meter. Pengukuran debit air
ini dilakukan meliputi dua kegiatan utama yaitu pengukuran luas
penampang, dan perhitungan kecepatan aliran berdasarkan tiga bagian dari
saluran trapesium. Perhitungan debit merupakan hasil perkalian antara luas
penampang dan kecepatan aliran. Karena saluran irigasi memiliki
kedalaman 60 cm, oleh karenanya perhitungan kecepatan aliran dengan
menggunakan metode satu titik yaitu 0.6 dikali dengan nilai kedalaman
dari saluran, yaitu menggunakan rumus volume dikalikan 0.2 dijumlahkan
dengan volume dikalikan 0.8 yang dibagikan dengan dua.
7
Pada praktikum yang dilakukan didapatkan data kecepatan rata-rata
pada saluran irigasi terbuka yaitu 0,435 m/s. Tingkat kecepatan aliran rata-
rata ini didapatkan dari nilai maks, nilai min, dan nilai average. Kemudian
data yang diperlukan untuk mencari debit aliran tersebut adalah yaitu
seperti dimensi saluran irigasi dan juga kecepatan aliran air. Maka
didapatkan debit pada titik satu 1,824 m3/s, titik dua 0,232 m3/s, dan titik
tiga 0,124 m3/s. Setelah itu didapatkanlah rata-rata debit pada saluran
tersebut, yaitu sebesar 0,726 m3/s.
Nilai average ini didapat kan dari rata-rata nilai maks dan nilai
min, dan ketiga data ini bisa langsung didapatkan dari alat current meter.
Data didapatkan setelah memasukkan bagian bawah current meter ke
dalam saluran irigasi yang dilakukan pengamatan setiap 10 detik, di setiap
titik bagian saluran irigasi.
Bentuk penampang saluran irigasi terbuka ini bermacam-macam.
Yaitu trapesium, empat persegi panjang, setengah lingkaran, dan segitiga.
Namun, pada praktikum, digunakan penampang berbentuk trapesium.
Menurut mekanika fluida, penampang berbentuk trapesium ini memiliki
kelebihan untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan dengan
debit yang besar, sifat alirannya bersifat terus menerus dengan fluktuasi
(ketidak tetapan/ guncangan) yang relative kecil, dan digunakan di daerah
yang cukup untuk lahan.
Aliran melalui saluran terbuka disebut seragam, apabila berbagai
variable aliran seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan, dan debit di
7
setiap penampang di sepanjang aliran adalah konstan. Pada aliran seragam,
garis energy, garis muka air dan dasara saluran adalah sejajar sehingga
kemiringan dari ketiga garis tersebut adalah sama. Kedalaman air pada
aliran seragam disebut dengan kedalaman normal. Untuk debit aliran dan
luas tampang lintang saluran tertentu, kedalaman normal adalah konstan di
seluruh sepanjang saluran.
Air yang mengalir, gas yang mengalir, begitu juga dengan
substansi lain yang biasa disebut fluida, dapat terjadi akibat dari adanya
perbedaan tekanan. Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai fluida
yang mengalirDalam aliran fluida semacam itu terdapat fenomena yang
bisa dipelajari. Ada hal-hal yang berpengaruh satu sama lain. Jenis zat,
kekentalan (viskositas), kecepatan alir menjadi dasar tema pembicaraan.
V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang bisa diambil dari hasil praktikum ini ialah
sebagai berikut :
1. Nilai debit rata-rata pada saluran irigasi trapesium 0,726 m3/s.
2. Nilai kecapatan aliran rata-rata pada saluran irigasi trapesium 0,433 m/s.
3. Average nilai rata-rata yang didapat dari nilai maks dan nilai min
berdasarkan current meter.
4. Kecepatan aliran air akan berbeda-beda akibat adanya benda yang ikut
terbawa arus aliran.
5. Penampang berbentuk trapesium ini memiliki kelebihan untuk
menampung dan menyalurkan limpasan air hujan dengan debit yang besar,
sifat alirannya bersifat terus menerus dengan fluktuasi (ketidak tetapan/
guncangan) yang relative kecil, dan digunakan di daerah yang cukup untuk
lahan.
5.2. Saran
Sebaiknya praktikum dilakukan dengan kondisi yang rileks agar materi
yang disampaikan mudah diterima.
10
DAFTAR PUSTAKA
Priyantini, N.Y. 2010. Sistem Pengukuran Kecepatan Arus Air Sungai Berbasis
Mikrokontroler AT89S8252.Universitas Islam Negeri. Malang.
Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika. Penerbit Nova. Bandung.
Soemarto. 1987. Hidrologi Jilid 1. Penerbit Nova. Bandung.
Sosrodarsono dan C. Suyono. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Pradnya
Paramita. Jakarta.
11
LAMPIRAN
11
Gambar 2. Kondisi Pengukuran Debit Lapangan di Saluran Terbuka
11