PENGUKURAN DEBIT

Debit (discharge) dinyatakan sebagai volume yang mengalir pada selang waktu tertentu, biasanya dinyatakan dalam satuan m³/detik. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui cara pengukuran dan menghitung debit air dengan berbagai macam metode dan membandingkan metode yang lebih efektif dalam pengukuran debit. Praktikum ini dilaksanakan di selokan besar dan selokan kecil kolam perikanan Universitas Gadjah Mada pada tanggal 18 Oktober 2013. Pada selokan besar diukur debit airnya dengan menggunakan metode Embody’s Float diperoleh hasil 1,395×10^-1 m³/s. kemudian selokan kecil diukur debit airnya dengan menggunakan Rectangular Weir Method diperoleh hasil 0,06147 cfs dan 90^o North Weir Method didapat hasil 0,0158 cfs. Pengukuran debit air mempunyai manfaat misalnya, menentukan lokasi yang sesuai untuk bendungan apapun. Metode yang efektif untuk selokan besar yaitu Embody’s Float Method dan untuk selokan kecil yaitu 90^o Triangular North Weir Method.

Kata kunci : Debit, metode, rectangular, selokan, triangular, weir

PENDAHULUAN

            Perairan lotik disebut juga perairan mengalir yang di dalamnya terdapat arus. Arus inilah yang akan menyebabkan endapan di dasar perairan akan teraduk merata. Selain itu, arus akan meningkatkan kandungan oksigen terlarut dalam perairan (Odum, 1993). Arus dan debit air merupakan suatu gerakan air yang menyebabkan terjadi perpindahan masa air secara horizontal (Uktosely, 1991).

            Menurut Asdak (1995) debit air adalah laju aliran air yang melewati suatu penampang melintang sungai/aliran air per satuan waktu. Di dalam satuan SI, besar debit dinyatakan dalam satuan m³/detik. Pergerakan air sangat ditentukan oleh intensitas hujan dan lamanya hujan, topografi bentuk dan kemiringan lereng, karakteristik geologi terutama jenis dan struktur tanah, keadaan vegetasi, serta faktor manusia (Soebarkah, 1978). Pengukuran debit air dapat dilakukan dengan mengukur volume aliran sungai, menentukan luas penampang sungai, menggunakan bahan kimia (pewarna) yang dialirkan dalam aliran sungai, atau dengan membuat bangunan pengukur debit seperti weir (aliran air lambat) atau flume (aliran air cepat) (Asdak, 1995).

            Arus sungai memiliki kecepatan yang berbeda-beda, baik dari hulu ke hilir maupun dari waktu ke waktu. Debit air dan arus sungai saling mempengaruhi pada suatu ekosistem sungai (Odum, 1993). Pemilihan lokasi pengukuran debit air sebaiknya dilakukan di bagian aliran perairan yang lurus, tidak ada tumbuhan, jauh dari percabangan sungai (Sitohang et al., 2006).

            Praktikum pengukuran debit air ini bertujuan untuk mengetahui cara pengukuran debit air dan mengetahui cara menghitung debit air. Serta membandingkan metode yang lebih efektif dalam pengukuran debit air.

METODOLOGI

            Praktikum ini dilaksanakan di selokan besar dan selokan kecil kolam perikanan Universitas Gadjah Mada pada hari Jum’at tanggal 18 Oktober 2013 pada pukul 15.00-16.00 WIB. Pengukuran debit air menggunakan metode Embody’s Float pada selokan besar dan pada selokan kecil menggunakan Rectangular Weir Method dan 90^o North Weir Method.

            Pada Embody’s Float Method alat yang digunakan adalah bola pingpong, meteran, penggaris, dan timer. Bola pingpong dihanyutkan dari titik awal hingga titik akhir pada jarak yang telah ditentukan, yaitu 10 m. waktu diukur dengan timer, lalu dicatat dan dilakukan tiga kali pengulangan. Kemudian mengukur lebar selokan (W), kedalaman (D), dan ditentukan konstanta debitnya (0,8= berbatu, 0,9 = berpasir). Debit air dihitung dengan menggunakan rumus R= (m³/s).

Metode kedua yang digunakan adalah Retangular Weir Method. Cara kerja dengan metode ini adalah dengan membendung air dengan bendungan khusus yang memiliki celah persegi panjang sehingga air akan melewati celah tersebut. Selanjutnya menetukan posisi bendungan/weir yang akan digunakan. Kemudian mengukur tinggi air dimulai dari awal celah persegi panjang (H). Langkah akhir adalah mengukur lebar celah persegi pangjang (L). Setelah semua data telah dikumpulkan, lalu debit air dapat dihitung dengan rumusQ = 3,33 x .

 Setelah menggunakan kedua metode sebelumnya, debit air kembali dihitung dengan menggunanakan metode 90º Triangular North Weir. Bentuk bendungan yang digunakan pada metode ini mirip dengan menggunakan metode Rectangular Weir, akan tetapi bentuk celahnya segitiga dengan sudut 90º. Mengukur debit air dengan metode ini hanya perlu membendung aliran air dengan bendungan khusus 90º Triangular North Weir dan menghitung ketinggian air (H) selanjutnya dihitung dengan rumusQ = 2,54 x .

HASIL DAN PEMBAHASAN

Embody’s Float Method	Rectangular Weir Method	90º Triangular North Weir
W = 3,29 m

D = 0,106 m
A = 0,8
L = 10 m
T = 20 s
R = 1,395 x 10^-1 m³/sH = 0,10824 feet
L = 0,574 feet
Q = 0,06147 cfs
= 0,6147 x 10^-1 m³/sH = 0,1312 feet
Q = 0,0158 cfs
= 0,158 x 10^-1 cfs

Jenis Saluran	Embody’s Float Method	Rectangular Weir Method	90º Triangular North Weir
Saluran 1

Saluran 21,189 x 10^-1 m³/s
1,395 x 10^-1 m³/s0,0789 cfs
0,0615 cfs0,0274 cfs
0,0158 cfs

            Menurut Sasrodarsono (1985) menyatakan bahwa debit air merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat ditampung dalam suatu tempat tiap satuan waktu.

            Berdasarkan hasil percobaan debit air dengan Embody’s Float Method pada saluran 1 didapat hasil 1,189 x 10^-1 m³/s dan pada saluran 2 diperoleh debit air 1,395 x 10^-1 m³/s. Metode ini dilakukan di selokan besar. Pada selokan kecil saluran 1, debit air yang diukur dengan 90º Triangular North Weir yaitu 0,0274 cfs lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan Rectangular Weir Method yaitu 0,0789 cfs. Pada saluran 2, debit air yang diukur dengan 90º Triangular North Weir juga diperoleh hasil lebih kecil dibandingkan dengan pengukuran debit air dengan Rectangular Weir Method yaitu 0,0158 cfs dan 0,0615 cfs.

            Pada saluran 1 pengukuran debit air menggunakan Embody’s Float Method diperoleh panjang rata-rata (L) = 10 m, lebar muka rata-rata (W) = 3,24 m, kedalaman rata-rata (D) = 0,101 m, waktu tempuh rata-rata (T) = 22 s,dengan konstanta (A) = 0,8 (dasar perairan batuan). Pada metode ini saluran 2 lebih besar dibanding debit air saluran 1. Hal ini terjadi karena waktu tempo bola pingpong saluran 2 lebih cepat, sehingga mendapatkan hasil perhitungan yang lebih besar. Kecepatan bola pingpong hanyut/bergerak dipengaruhi oleh riak air, arus, gangguan permukaan dan angin yang dapat berubah sewaktu-waktu, sehingga bisa saja menghasilkan perhitungan debit air yang berbeda-beda pula setiap waktu.

            Pada pengukuran debit air dengan mtode rectangular weir di saluran 1diperoleh tinggi rata-rata (H) = 0,197 feet dan lebar weir rata-rata (L) = 0,3166 feet. Dari hasil perhitungan diperoleh debit air pada saluran 1 lebih besar dibanding debit air pada saluran 2. Hal ini karena tinggi dan lebar weir pada saluran 1 lebih besar pula. Sedangkan pengukuran debit air dengan metode 90^o triangular north weir, pada saluran 1 diperoleh tinggi rataa-rata 0,166 feet. Pada metode ini tinggi rata-rata saluran 1 lebih besar dibandingkan saluran 2, sehingga perhitungan debit ar pada saluran 1 lebih besar pula.

            Pengukuran debit air dengan Embody’s Float Method memiliki beberapa kelebihan, yakn cara yang ditempuh sederhana dengan peralatan yang sederhana pula. Alat-alat yang dibutuhkan antara lain: timer, meteran, dan bola pingpong. Selain itu, metode ini dapat diterapkan di saluran kecil dan besar dengan mudah. Kekurangan metode ini yaitu, gerak atau kecepatan bola sangat dipengaruhi oleh arus, gangguan permukaan, dan angin yang dapat berubah setiap waktu. Namun, kekurangan tersebut dapat diatasi dengan pemilihan lokasi yang cocok dan mendukung.

            Pengukuran debit air dengan Rectangular Weir Method juga memilikim beberapa keunggulan berupa mudah dan cepat dilakukan dan tidak terpengaruh oleh konstanta perairan.begitu pun jika mengunakan metode 90^o North Weir. Namun, 90^o Triangular North Weir hanya menjabarkan bentuk hubungan debitair dengan tinggi air yang mengalir pada bendungan celah segitiga. Sehingga semakin tinggi genangan air, menunujukkan debit air yang semakin tinggi pula. Sedangkan pada Rectangular Weir Method perlu mengukur lebar weir selain tinggi yang melewati alat bendungan dengan celah persegi panjang. Kedua metode ini memiliki kekurangan, yaitu tidak cocok diterapkan untuk pengukuran debit air dengan aliran yang besar dan luas. Meskipun bisa saja dibangun bendungan yang lebih besar, tetapi membutuhkan biaya yang mahal dan waktu yang lama. Jadi, pada selokan besar lebih cocok dilakukan pengukran debit air dengan Embody’s Float Method. Sedangkan pada saluran kecil lebih efektif menggunakan metode 90^o Triangular North Weir. Metode 90^o Triangular North Weir memiliki hasil perhitungan yang lebih kecil dan akurat dibanding dengan metode Rectangular Weir. Selain itu metode 90^o Triangular North Weir pengulangan pengukuran debit air pada celah segitiga dilakukan pada tiga titik tempat yang berbeda sehingga dapat mewakili debit air sepanjang saluran dibandingkan dengan metode Rectangular Weir dengan pengulangan pengukuran tinggi air pada celah persegi panjang di tiga titik lebar yang berbeda pada alat bendungan (tepi kiri, tengah, dan tepi kanan).

            Menurut Soebarkah (1978), faktor-faktor yang mempengaruhi debit air adalah:

1. Hujan, intensitas hujan dan lamanya hujan mempengaruhi besarnya infiltrasi, aliran air tanah, dan aliran permukaan tanah. Lama waktu hujan sangat penting dalam hubungannya dengan lama waktu pengaliran air hujan menuju sungai.
2. Topografi, daerah permukaan miring akan menyebabkan aliran permukaan yang deras dan besar bila dibandingkan dengan daerah yang agak datar.
3. Geologi, jenis dan struktur tanah mempengaruhi kepadatan drainase. Kepadatan drainase yang rendah menunjukkan secara relative pengaliran melalui permukaan tanah yang panjang menuju saluran, kehilangan air yang besar sehingga air saluran menjadi lambat.
4. Keadaan vegetasi, makin banyak pohon menyebabkan makin banyak air yang lenyap karena evapotranspirasi maupun infiltrasi sehingga akan mengurangi run off yang dapat mempengaruhi debit sungai.
5. Manusia, dengan pembuatan bangunan-bangunan, pembukaan tanah pertanian, urbanisasi, dapt merubah sifat keadaan Daerah Aliran Sungai.

Pengukuran debit air akan sangat dibutuhkannoleh prodi manajemen sumberdaya perikanan ketika menentukan lokasi yang sesuai untuk pembanguna waduk, maupun untuk membangun usaha konservasi. Debit juga merupakan faktor pengencer yang dapat mengurangi logam berat perairan (Happy et al., 2012).

KESIMPULAN

            Pengukuran debit air dapat dilakukan dengan Embody’s Float Method (1,395 x 10^-1 m³/s), Rectangular Weir Method (0,6147 x 10^-1 cfs), dan metode 90^o Triangular North Weir (0,158 x 10^-1 cfs). Debit air dipengaruhi oleh faktor curah hujan, topografi, geologi, keadaan vegetasi, dan faktor manusia.

            Metode Embody’s Float efektif digunakan untuk mengukur debit air pada aliran yang besar dan kuat. Dan pada saluran kecil akan lebih efektif mengukur debit air dengan metode 90^o Triangular North Weir.