Hidrometri dan debit andalan

1. Pengukuran Aliran Sungai
Fasilitas Pengukuran Dengan Current Meter
A. Currenmeter
Disebutkan pengukuran aliran dengan alat ukur arus karena alat
yang dipergunakan untuk mengukur kecepatan aliran adalah alat
ukur arus yang umum disebut dengan istilah Curren meter. Peralatan
utama yang biasa digunakan dalam mengukur aliran adalah alat ukur
arus (current meter), termasuk segala kelengkapannya yaitu :
• alat pengukur waktu
• alat penghitung putaran (counter),
• alat pengukur kedalaman,
• alat pengukur lebar,
• perlengkapan perakitan dan beberapa alat tambahan.
Pemilihan penggunaan peralatan dan perlengkapan harus
disesuaikan dengan keadaan fisik sungai yang diukur.

2. a. Alat Ukur Arus
Alat ukur arus adalah alat untuk mengukur kecepatan aliran. Apabila
alat ini ditempatkan pada suatu titik kedalaman tertentu maka
kecepatan aliran pada titik tersebut akan dapat ditentukan
berdasarkan jumlah putaran dan waktu lamanya pengukuran. Rumus
untuk menghitung kecepatan aliran dengan alat ukur arus akan
berbeda satu dengan yang lain dan rumus ini akan berubah
sehubungan dengan lamanya pemakaian alat. Oleh sebab itu setiap
alat perlu dikalibrasi untuk waktu tertentu secara berkala.

6. b. Alat Duga Kedalaman
Setiap pengukuran aliran harus diikuti dengan melakukan pendugaan
kedalaman. Pendugaan ini dapat dilakukan dengan bermacam-macam
alat, tergantung dari kondisi aliran sungai yang akan diukur. Macam-
macam alat duga kedalaman tersebut adalah :
1). Batang duga (wading road)
2). Alat pemberat (sounding weight)
3). Alat penggulung (sounding reel)
4). Alat tangan penggulung (hand line)
5). Alat duga sonic (sonic sounder)

7. B. Tipe Pelampung
Apabila aliran dalam keadaan banjir atau debit tinggi dan tidak ada fasilitas bantu untuk
menggunakan current meter maka dipakai metode pelampung (floating method).
Peralatan utama yang diperlukan untuk mengukur debit banjir atau dalam kondisi high
flow adalah alat ukur kecepatan aliran dan alat ukur penampang basah.
Alat ukur arus model pelampung dapat dibedakan menjadi 2 (dua) jenis :
a. Pelampung Permukaan
Pelampung permukaaan adalah bahan yang dapat mengapung di permukaan aliran, dapat
digunakan sepotong kayu dengan diameter 15 cm sampai 30 cm, tebal 5 cm, atau bahan
yang lainnya yang dapat mengapung dan dapat dengan mudah diamati lintasannya.

8. b. Pelampung Tangkai
Pelampung tangkai adalah bahan pelampung yang sebagian tenggelam dan
sebagian lagi muncul di permukaan aliran. Bahan yang dapat digunakan adalah
sepotong kayu atau bambu yang diberi pemberat pada ujung bawahnya agar
dapat melayang pada aliran sungai sampai dengan posisi tegak dan mudah
diamati lintasannya.
Penggunaan setiap jenis pelampung tergantung dari bahan yang tersedia di
lapangan dan kemudahan untuk melaksanakannya. Pengukuran kecepatan
aliran banjir pada saat malam hari, bahan pelampungnya perlu dilengkapi
dengan lampu baterai agar arah lintasannya dapat dengan mudah diamati.
Perlengkapan pengukuran lainnya yang perlu tersedia antara lain stop watch,
rambu-rambu, peralatan aba-aba, batu baterai, alat penyipat datar dan atau alat
penyipat ruang.

9. Pengukuran dengan pelampung (float). Pelampung digunakan
sebagai alat pengukur kecepatan aliran apabila diperlukan kecepatan
aliran dengan tingkat ketelitian relative kecil. Pengukuran dilakukan
dengan cara :
1. Sebuah titik (tiang, pohon, atau tanda lain) ditetapkan di salah satu
sisi sungai, dan satu titik disisi lain sungai. Sehingga kalau ditarik
garis semu antara dua titik tersebut, maka garis akan tegak lurus
searah sungai.
2. Ditetapkan jaran (L) tertentu, misalnya 5 m, 10 m, 20 m, atau 50 m
(tergantung kebutuhan dan keadaan) antara kedua titik tersebut
semakin besar kecepatan, sebaliknya jarak semakin panjang.
3. Memanfaatkan sebarang benda yang dapat mengapung apabila
pelampung khusus tidak tersedia.
4. Pelampung tersebut dilempatkan beberapa meter disebelah dari
pertama (titik mulai) dan gerakannya diikuti, apabila pelampung
tersebut melewati gari pertama, maka tombol stopwatch ditekan,
dan pelampung
5. tersebut diikuti terus, ketika pelampung sampai dititik kedua (titik
selesai) maka stopwatch kembali ditekan. Dengan demikian, maka
waktu (t) yang diperlukan aliran untuk menghanyutkan pelampung
dapat diketahui.
Pengukuran aliran air
Pengukuran dengan pelampung

11. 6. Kecepatan aliran (v) dapat
dihitung dengan :
Keterangan :
L = jarak t = waktu
7. Perlu diketahui disini bahwa kecepatan yang diperoleh adalah
kecepatan permukaan sungai, bukan kecepatan rata-rata penampang
sungai, masih harus dikalikan dengan factor koreksi C. Besar C ini
berkisar antara 0,85-0,95 (Harto, 1993)
8. Hal ini perlu diperhatikan bahwa pengukuran cara ini tidak boleh
dilakukan sekali, karena distribusi kecepatan aliran permukaan tidak
merata. Oleh sebab itu dianjurkan paling tidak dilakukan tiga kali
percobaan, yaitu sepertiga kiri sungai, bagian tengah, sepertiga kanan
sungai. Hasil yang diperoleh kemudian dirata-rata.

12. 12
Pengukuran kecepatan secara langsung yang
sampai saat ini dipandang cukup teliti adalah
dengan cara mengukur kecepatan aliran
menggunakan alat ukur arus.
Pengukuran dengan Alat ukur Arus

13. 13
1.Pemilihan Lokasi Pengukuran
Lokasi pengukuran aliran sungai dipilih pada bagian alur
sungai di pos duga air, yang memenuhi beberapa
persyaratan, antara lain :
1. Alur sungai harus yang lurus (minimal 3 kali lebar),
2. Mudah dicapai pada segala kondisi,
3. Aliran banjir tidak melimpah,
4. Dasar sungai stabil,
5. Mempunyai pola aliran yang seragam dan mendekati
aliran subkritik,
6. Tidak terpengaruhi oleh adanya pengempangan,
7. Lintasan khususnya untuk pelampung mudah diamati,
8. Adanya sarana untuk melepaskan pelampung yang
berada di sebelah hulu pengukuran seperti jembatan
atau kereta gantung,
9. Mudah untuk mendapatkan bahan pelampung.

14. Lebar alur (m) 5 10 15 20 25 30 40 50
Alur yang lurus
(m)
20 30 40 50 60 70 80 90
Lebar alur (m) 50 50-100 100-200 200-400 400-800 > 800
Banyaknya jalur
lintasan
3 4 5 6 7 8
Pelaksanaannya di lapangan kadang-kadang sulit untuk
mendapatkan semua persyaratan tersebut di atas di suatu lokasi
pos duga air. Persyaratan minimal adalah harus dapat ditemukan
lokasi alur sungai yang bagian lurusnya cukup panjang sehingga
lintasan pelampung minimal memerlukan waktu 40 detik, dengan
maksud agar diperoleh ketelitian dalam menentukan kecepatan
lintasan pelampung. Aturan pada tabel 2.1 dan tabel 2.2 di
bawah ini dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk
memilih bagian alur sungai yang lurus.
Tabel 2.1. Penentuan Bagian Alur Sungai Yang Lurus
Sumber : Muzet A, 1980.
Tabel 2.2.Penentuan Banyaknya Jalur Lintasan Pelampung
Sumber : Muzet A, 1980.

15. Titik Pengukuran Kecepatan Rata-rata
Satu Titik V = V0,6
Dua Titik V = ½ (V0,2 + V0,6)
Tiga Titik V = 1/3 (V0,2 + V0,6 + V0,8)
Tabel 2.3.
Perhitungan Kecepatan Rata-rata
0.6d
V0.6
d
d
V0.8
0.6d
V0.2
0.2d
a) Metode Satu Titik b) Metode Dua Titik

17. Metode Analisa
Debit yang dihitung berdasarkan pengukuran kecepatan
langsung dilakukan dengan menggunakan metode VAM
(Velocity Mean Method), dimana penampang lintang sungai
tersebut dibagi secara vertikal dalam bentuk pias-pias dan
kecepatan rata-ratanya mewakili kecepatan aliran pada pias
tersebut. Dalam metoda ini, setiap pias melintang tersebut
tidak melebihi 10 % dari total luas penampang.
Debit sungai diperoleh setelah mengukur kecepatan air
dengan alat pengukur arus atau pelampung untuk
mengetahui data kecepatan aliran sungai dan kemudian
mengalikannya dengan luas penampang lintang pada
lokasi pengukuran tersebut.

18. 18
1. Manning
Q = V. A
V = 1/n R2/3 S 1/2
Dimana :
Q = debit (m3/dt)
A = luas penampang basah (m2)
V = kecepatan aliran (m/dt)
R= jari-jari hidrolis (m)
P = keliling basah (m)
Perhitungan Debit
n = kekasaran dasar saluran (kekasaran manning)
n = 0,025 (pasangan batu)
n = 0,035 (saluran alam/sungai)
n = 0,015 (saluran precast)
S = kemiringan dasar saluran (saluran irigasi agak
landai dengan kemiringan 0,0001-0,008)

19. b3
b2
b1
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
X
IX
VIII
VII
VI
V
IV
III
II
I
Lebar (m)
Kedalaman
Air
(m)
Gambar 2.2.
Skema Penampang Lintang Sungai
A1
V1
Q1
A2
V2
Q2
n
Q = ∑Vi . Ai
n-1

20. Bila :
Luas setiap sector tersebut dinyatakan dengan A1, A2, .............. An
Kecepatan rata-rata dari masing-masing sektor V1, V2, ............ Vn
Dengan demikian debit sungai (Q) pada lokasi pengukuran dapat
dinyatakan dengan persamaan (Suyono Sosrodarsono, 1984; 18) :
n
Q = ∑Vi . Ai
n-1

21. 21
Bentuk Saluran
Berbentuk Segi Empat
Pas. Batu Kali
Siaran
Plesteran
0,47h
0,3 m
b 0,47h
h
A = b h
P = b + 2h
R = A/P
Dimana :
A = Luas penampang basah (m2)
b = Lebar dasar saluran (m)
h = tinggi saluran (m)
P = keliling basah (m)
R = jari-jari hidrolis (m)
W = tinggi jagaan

22. 22
TRAPESIUM
A = (b+mh)h
Dimana :
m = kemiringan talut (1 vertikal :
m horizontal)
Pada saluran irigasi kemiringan
dinding saluran talud yang umum
adalah m = 1= (1:1) m = 0,5=
(1:0.5).Sumber KP-03,2013 h
w
M.A.N
1
m
p

31. Debit Andalan
Perhitungan debit andalan (dependable discharge)
dimaksudkan untuk mencari nilai kuantitatif debit yang tersedia
sepanjang tahun, baik pada musim kemarau maupun pada
musim hujan.
Dengan kata lain debit andalan adalah besarnya debit
minimal yang dapat dijamin keandalannya dengan peluang P%
atau mempunyai tingkat resiko kegagalan sebesar (1-P%).
Debit andalan 90% didefinisikan sebagai debit dengan
kemungkinan (probabilitas) terpenuhinya sebesar 90% atau
kemungkinan tidak terpenuhinya sebesar 10%.

32. Analisis debit andalan dapat ditentukan dengan menggunakan metode tahun
dasar perencanaan (Basic Year) yang analisanya dilakukan dengan mengikuti
urutan data debit sebagai berikut :
a) Data debit yang tersedia disusun dari besar ke kecil
b) Probabilitas dihitung dengan menggunakan persamaan empiris Weibull:
P = m 100 %
n + 1
Dengan :
P = tahun dasar perencanaan,(%)
n = banyaknya data,
m = nomor urut data.

33. No. Tahun Q Urutan Data Probabilitas
(m) (m3/dt) Tahun Debit
P = m/(n+1)x
100
(%)
1 2008 8,537 2017 12,883 7,69
2 2009 8,402 2018 12,029 15,38
3 2010 10,561 2013 10,859 23,08
4 2011 8,728 2010 10,561 30,77
5 2012 7,825 2016 10,502 38,46
6 2013 10,859 2015 9,304 46,15
7 2014 8,983 2014 8,983 53,85
8 2015 9,304 2011 8,728 61,54
9 2016 10,502 2008 8,537 69,23
10 2017 12,883 2009 8,402 76,92
11 2018 12,029 2019 8,147 84,62
12 2019 8,147 2012 7,825 92,31
Debit andalan 90 % tahun 2012
Debit andalan 90% didefinisikan sebagai debit dengan kemungkinan
(probabilitas) terpenuhinya sebesar 90% atau kemungkinan tidak terpenuhinya
sebesar 10%.