I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Adapun latar belakang yang mendasari pelaksanaan praktikum Daerah Aliran Sungai kali ini adalah :
a. 1 Orifice
Orifice adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran volum atau massa fluida di dalam saluran yang tertutup (pipa) berdasarkan prinsip beda tekanan. Alat ini berupa plat tipis dengan gagang yang diapit diantara flens pipa. Fungsi dari gagang orifice adalah untuk memudahkan dalam proses pemasangan dan penggantian. Orifice termasuk alat ukur laju aliran dengan metode rintangan aliran (Obstruction Device). Karena geometrinya sederhana, biayanya rendah dan mudah dipasang atau diganti.Lubang orifice relatif kecil terhadap luas penampang tangki. Semakin kecil prifice dibandingkan dengan luas penampang tangki, maka semakin banyak kehilangan yang terjadi dalam aliran. Sebaliknya jika luas keduanya serupa maka kehilangan akan mendekati nol. Kehilangan yang terjadi ini adalah kehilangan tenaga sehingga beberapa parameter aliran mengalami pengurangan. Hal ini dapat dilihat dari adanya koefisien debit , koefisien kecepatan dan sebagainya.
Nilai h dalam percobaan adalah jarak antara titik permukaan bebas fluida dan udara dengan titik tengah lubang (orifice ). Semakin besar nilai h berarti semakin banyak massa air dalam tangki maka semakin besar pula tekanan pada dasar tangki. Kecepata aliran fluida juga lebih tinggi, volume yang keluar lebih banyak dan debit airnya juga lebih tinggi.
a. 2 Debit Air Sungai di Batara Nila
Daerah aliran sungai (DAS) dapat diartikan sebagai kawasan yang dibatasi oleh pemisah topografis yang menampung, menyimpan dan mengalirkan air hujan yang jatuh di atasnya ke sungai yang akhirnya bermuara ke danau/laut (Manan, 1979).
Dalam hidrologi dikemukakan, debit air sungai adalah, tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat ukur pemukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari, atau dengan pengertian yang lain debit atau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dt).
DAS merupakan ekosistem yang terdiri dari unsur utama vegetasi, tanah, air dan manusia dengan segala upaya yang dilakukan di dalamnya (Soeryono, 1979). Sebagai suatu ekosistem, di DAS terjadi interaksi antara faktor biotik dan fisik yang menggambarkan keseimbangan masukan dan keluran berupa erosi dan sedimentasi. Suatu wilayah daratan yang menampung, menyimpan kemudian mengalirkanair hujan ke laut atau danau melalui satu sungai utama atau Suatu daerah aliran sungai yang dipisahkan dengan daerah lain oleh pemisah topografis sehingga dapat dikatakan seluruh wilayah daratan terbagi atas beberapa DAS.
Menurut Harnalin (2010), debit air adalah jumlah air yang mengalir dari suatu penampang tertentu (sungai/saluran/mata air) peratuan waktu (ltr/dtk, m3/dtk, dm3/dtk). Dengan mengetahui debit air suatu perairan kita dapat mengetahui jenis organisme apa saja yang hidup di suatu perairan tersebut. Jika debit air disuatu perairan tinggi maka dapat dipastikan bahwa organisme yang hidup di perairan tersebut adalah organisme perenang kuat dan apabila debit suatu perairan tersebut rendah maka organisme yang hidup di periran tersebut adalah organisme yang membenamkan dirinya.Unsur-unsur utama di dalam suatu DAS adalah sumberdaya alam (tanah, vegetasi dan air) yang merupakan sasaran dan manusia yang merupakan pengguna sumberdaya yang ada.) Unsur utama (sumberdaya alam dan manusia) di DAS membentuk suatu ekosistem dimana peristiwa yang terjadi pada suatu unsur akan mempengaruhi unsur lainnya.
DAS merupakan kumpulan dari beberapa Sub-DAS. Mangundikoro (1985) mengemukakan Sub-DAS merupakan suatu wilayah kesatuan ekosistem yang terbentuk secara alamiah, air hujan meresap atau mengalir melalui sungai. Manusia dengan aktivitasnya dan sumberdaya tanah, air, flora serta fauna merupakan komponen ekosistem di Sub-DAS yang saling berinteraksi dan berinterdependensi.
Pengelolaan DAS dapat dianggap sebagai suatu sistem dengan input manajemen dan input alam untuk menghasilkan barang dan jasa yang diperlukan baik di tempat (on site) maupun di luar (off-site). Secara ekonomi ini berarti bentuk dari proses produksi dengan biaya ekonomi untuk penggunaan input manajemen dan input alam serta hasil ekonomi berupa nilai dari outputnya (Hulfschmidt, 1985).
a. 3 Erosi
Erosi merupakan proses alami yang mudah dikenali, namun di kebanyakan tempat kejadian ini diperparah oleh aktivitas manusia dalam tata guna lahan yang buruk, penggundulan hutan, kegiatan pertambangan, perkebunan, dan perladangan, kegiatan konstruksi / pembangunan yang tidak tertata dengan baik dan pembangunan jalan. Tanah yang digunakan untuk menghasilkan tanaman pertanian biasanya mengalami erosi yang jauh lebih besar dari tanah dengan vegetasi alaminya. Alih fungsi hutan menjadi ladang pertanian meningkatkan erosi, karena struktur akar tanaman hutan yang kuat mengikat tanah digantikan dengan struktur akar tanaman pertanian yang lebih lemah. Bagaimanapun, praktik tata guna lahan yang maju dapat membatasi erosi, menggunakan teknik semisal terrace-building, praktik konservasi ladang dan penanaman pohon.
Permasalahan pada sistem tanam, pengolahan lahan sangat berkaitan dengan teknik konservasi tanah dan air yang diterapkan pada lahan tersebut. Sitem tanam monokultur tanaman semusim yang di tanam pada lahan berlereng tanpa menggunakan teras dapat menyebabkan tanah mudah tererosi.
Oleh sebab itu, praktikan melakukan pengamatan mengenai erosi yang terjadi dan penanggulangannya yang telah dilakukan di lahan pertanian petani.
a. 4. Limpasan Hujan
Hujan merupakan sebuah presipitasi berwujud cairan, berbeda dengan presipitasi non-cair seperti salju, batu es dan slit. Hujan memerlukan keberadaan lapisan atmosfer tebal agar dapat menemui suhu di atas titik leleh es di dekat dan di atas permukaan Bumi. Di Bumi, hujan adalah proses kondensasi uap air di atmosfer menjadi butir air yang cukup berat untuk jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi bersamaan dapat mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu pendinginan udara atau penambahan uap air ke udara. Virga adalah presipitasi yang jatuh ke Bumi namun menguap sebelum mencapai daratan; inilah satu cara penjenuhan udara.
Presipitasi terbentuk melalui tabrakan antara butir air atau kristal es dengan awan. Butir hujan memilik ukuran yang beragam mulai dari pepat, mirip panekuk (butir besar), hingga bola kecil (butir kecil) bagian curah hujan yg kelihatan mengalir di sungai atau saluran buatan di permukaan tanah, merupakan aliran yg terkumpul dr daerah pengaliran dan akan meninggalkan daerah itu pd suatu titik tertentu. Presipitasi air hujan dapat mnyebabkan limpasan permukaan pada tanah yang terkena hujan. Limpasan adalah apabila intensitas hujan yang jatuh di suatu DAS melebihi kapasitas infiltrasi,setelah laju infiltrsi terpenuhi air akan mengisi cekungan-cekungan pada permukaan tanah.Setelah cekungan-cekungan tersebut penuh,selanjutnya air akan mengalir (melimpas) diatas permukaan tanah. Dan untuk lebih mmahami menganai limpasan yang terjadi akibat turunya hujan maka dilakukan percobaan mengenai limpasan ini.
B. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu sebagai berikut:
b. 1 Orifice
1. Untuk mengetahui waktu yang dibutuhkandalam pengisian botol dengan menggunakan perhitungan orifice
2. Untuk mengetahui waktu yang dibutuhkandalam pengisian botol dengan menggunakan perhitungan orifice
b. 2 Debit Air Sungai di Batara Nila
1. . Mengukur kecepatan aliran di sungai irigasi Bataranila, kelurahan Rajabasa
b. 3 Erosi
1. Untuk mengetahui erosi yang terjadi di lahan petani dan penanggulangan yang telah dilakukan.
b. 4. Limpasan Hujan
1. Mengetahui limpasan yang terjadi akibat turunya hujan
2. Mengetahui jumlah debit air yang terserap oleh tanah dalam satuan waktu intensitas hujan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Limpasan adalah apabila intensitas hjanyang jatuh di suatu DAS melebihi kapasitas infiltrasi,setelah laju infiltrsi terpenuhi air akan mengisi cekungan-cekungan pada permukaan tanah.Setelah cekungan-cekungan tersebut penuh,selanjutnya air akan mengalir (melimpas) diatas permukaan tanah.
Beberapa variable yang ditinjau dalam analisis banjir adalah volme banjir,debit puncak,tinggi genangan,lama genangan dan kecepatan aliran (Arsyad (2006) dalam Sucipto, 2007).
Komponen-komponen Limpasan:
Limpasan terdiri dari air yang berasal dari tiga sumber :
1. Aliran permukaan
2. aliran antara
3.Aliran air tanah
(Mulyono, 2009).
Aliran Permukaan (surface flow) adalah bagian dari air hujan yang mengalir dalam bentuk lapisan tipis di atas permukaan tanah. Aliran permukaan disebut juga aliran langsung (direct runoff).Aliran permukaan dapat terkonsentrasi menuju sungai dalam waktu singkat,sehingga aliran permukaan merupakan penyebab utama terjadinya banjir. Aliran antara (interflow) adalah aliran dalam arah lateral yang terjadi di bawah permukaan tanah.Aliran antara terdiri dari gerakan air dan lengas tanah secara lateral menuju elevasi yang lebih rendah
Aliran air tanah adalah aliran yang terjadi di bawah permukaan air tanah ke elevasi yang lebih rendah yang akhirnya menuju sungai atau langsung ke laut (Indiarti, 2012).
Debit air limpasan adalah volume air hujan per satuan waktu yang tidak mengalami infiltrasi sehingga harus dialirkan melalui saluran drainase. Debit air limpasan terdiri dari tiga komponen yaitu Koefisien Run Off ( C ), Data Intensitas Curah Hujan (I), dan Catchment Area (Aca).
Erosi adalah peristiwa terangkutnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami. Pengikisan dan pengangkutan tanah tersebut terjadi oleh media alami, yaitu air dan angin. Erosi yang terjadi pada kondisi alami, yaitu lahan yang tertutup oleh vegetasi asli tanpa campur tangan manusia, disebut erosi alami (erosi geologi atau erosi normal). Prosesnya berlangsung lambat dan tidak henti-hentinya karena laju pembentukan tanah masih mampu mengimbangi besarnya kehilangan lapisan atas tanah, tetapi ketika vegetasi dibabat dan padang rumput dibakar, erosi menjadi dipercepat. Erosi yang melampaui kecepatan normal, akibat ulah manusia sehingga merusak karena menghilangkan lapisan tanah, prosesnya disebut erosi tanah (Arsyad (2006) dalam Sucipto, 2007).
Erosi tanah yang terjadi merupakan erosi aktual karena sudah ada campur tangan menusia di dalamnya, sedangkan erosi yang terjadi tanpa faktor manusia (penanaman vegetasi dan pengolahan lahan) disebut erosi potensial. Macam-macam erosi berdasarkan bentuknya, dibedakan menjadi (1) erosipercikan, yaitu erosi hasil dari percikan atau benturan air hujan secara langsung pada partikel tanah dalam keadaan basah, (2) erosi lembaran, yaitu erosi akibat terlepasnya tanah dari lereng dengan tebal lapisan yang tipis, (3) erosi alur, yaitu erosi akibat pengikisan tanah oleh aliran air yang membentuk parit atau saluran kecil, (4) erosi parit, proses yang terjadi sama seperti erosi alur, terjadi bila aluralur menjadi semakin lebar dan dalam yang membentuk parit dengan kedalaman yang mencapai 1 sampai 2,5 meter atau lebih, (5) erosi sungai atau saluran, terjadi akibat terkikisnya permukaan tanggul sungai dan gerusan sedimen di sepanjang dasar saluran (Hardiyatmo (2006), dalam Indiarti, 2012).
Erosi sebagai suatu proses alami terjadi akibat faktor-faktor yang mempengaruhinya. Faktor-faktor yang mempengaruhi erosi, yaitu iklim, kondisi
tanah, topografi, vegetasi, dan aktifitas manusia. Iklim memiliki pengaruh yang besar pada pengembangan dan distribusi tanah. Hal ini paling mudah dipahami dengan mempertimbangkan cara bagaimana tanah terbentuk. Melalui proses kimia dan pelapukan fisik, pembekuan, pencairan, batuan yang retak teroksidasi, terpecah, terpisah, dan larut oleh air hujan, sehingga membentuk suatu massa dari bahan yang terutama terdiri dari fragmen batuan. Kondisi klimatis sebagian besar menentukan seberapa cepat dan dengan cara apa proses pelapukan primer berlangsung. Oleh karena itu, kondisi iklim dapat mempengaruhi perubahan baik kualitas maupun kuantitas tanah. Salah satu unsur klimatis yang dapat mempengaruhi kualitas dan kuantitas tanah adalah hujan. Hujan akan menimbulkan erosi jika intensitasnya cukup tinggi dan jatuhnya dalam waktu relatif lama. Ukuran butir hujan juga sangat berperan dalam menentukan erosi. Hal tersebut disebabkan karena dalam proses erosi, energi kinetik merupakan penyebab utama dalam penghancuran agregat-agregat tanah. Besarnya energi kinetik hujan bergantung pada jumlah hujan, intensitas, dan kecepatan jatuhnya hujan. Kecepatan jatuhnya butir-butir hujan itu sendiri ditentukan ukuran butir-butir hujan dan angin (Rahim (2006), dalam Mulyono 2009).
Pengelolaan DAS dapat dianggap sebagai suatu sistem dengan input manajemen dan input alam untuk menghasilkan barang dan jasa yang diperlukan baik di tempat (on site) maupun di luar (off-site). Secara ekonomi ini berarti bentuk dari proses produksi dengan biaya ekonomi untuk penggunaan input manajemen dan input alam serta hasil ekonomi berupa nilai dari outputnya (Hulfschmidt, 1985).
Ditinjau dari segi hidrologi sungai mempunyai fungsi utama menampung curah hujan setelah ditinjau aliran permukaan (suface run off) dan mengalirkan sampai kelaut. Oleh karena itu, sungai dapat diartikan sebagia wadah atau penampung dan penyalur alamiah aliran air dengan segala benda yang terbawa dari daerah Aliran Sungai (DAS) ke tempat yang lebih rendah dan bermuara di lautan. Daerah Aliran Sungai (DAS) dapat dipandang sebagai bagian dari permukaan bumi tempat air hujan menjadi aliran permukaan dan mengumpul ke sungai menjadi aliran sungai menuju ke suatu titik di sebelah hilir (down stream point) sebagia titik pengeluaran (catchment outlet) (Soewarno, 2000).
Daerah aliran sungai (DAS) dapat diartikan sebagai kawasan yang dibatasi oleh pemisah topografis yang menampung, menyimpan dan mengalirkan air hujan yang jatuh di atasnya ke sungai yang akhirnya bermuara ke danau/laut (Manan, 1979).
Segala upaya yang dilakukan di dalamnya.Sebagai suatu ekosistem, di DAS terjadi interaksi antara faktor biotik dan fisik yang menggambarkan keseimbangan masukan dan keluran berupa erosi dan sedimentasi. Suatu wilayah daratan yang menampung, menyimpan kemudian mengalirkanair hujan ke laut atau danau melalui satu sungai utama atau Suatu daerah aliran sungai yang dipisahkan dengan daerah lain oleh pemisah topografis sehingga dapat dikatakan seluruh wilayah daratan terbagi atas beberapa DAS. (Soeryono, 1979).
Sebuah orifice adalah bagian dinding dari tabung atau kaleng normal yangdibuka untuk membuat poros pada pipa, kaleng yang digabungkan di ujung pipa atau di beberapa daerah pertengahan. Sebuah orifice dicirikan dengan kenyataan bahwa dinding atau kaleng yang tebal mempunyai hubungan yang sangat kecil dengan ukuran yang dibuka.
Orifice biasa adalah salah atu jenis orifice dengan ujung yang tajam. Karena hanya ada sat garis penghubung dengan fluida (Finnemore and Franzini, 2002).
Orifice plate merupakan lempeng berlubang yang digunakan untuk mengukur tingkat aliran dalam sistem pipa. Dengan orifice plate yang disisipkan pada pipa, dapat ditimbulkan pressure drop. Berdasarkan besar pressure dro laju aliran (flow rate) dapat dihitung. Alat ini sangat praktis untuk tabung berdiameter besar dan fluida yang kotor. Prinsip dasar orifice adalah dengan diketahuinya tinggi h dan luas lubangaliran keluar fluida maka dapat dihitung atau ditentukan umlah aliran keluar fluida Q. Alat ukur dengan prinsip dasar di atas dkatakan orifices (Anonimous, 2009).
Tiga jenis peralatan yang paling umum dipakai untuk mengukur laju aliran fluida pada pipa sesaat adalah orificemeter, nozzlemeter, dan venturimeter. Masing-masing dari alat pengukur ini bekerja berdasarkan prinsip bahwa pengurangan luas aliran dalam sebuah pipa menyebabkan peningkatan kecepatan yang disertai dengan penurunan tekanan. Korelasi dari perbedaan tekanan dengan kecepatan memberikan cara untuk mengukur laju aliran tersebut. Tanpa adanya pengaruh viskos dan dengan asumsi pipa horizontal, penerapan persamaan Bernoulli (Munson, dkk, 2004).
III. METODOLOGI
ORIFICE
A. Waktu dan Tempat Percobaan
Praktikum Mekanika Fluida dilaksanakan pada tanggal 21 Agustus 2009 pada pukul 09.00 wib di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah Ember berfungsi sebagai penampung air yang tertampung , kaleng ukuran besar sebagai tempat air yang dilubangi bagian bawahnya, gelas ukur sebagi pengukur volume air, penggaris berfungsi untuk mengukur ketinggian air dan diameter lubang kaleng yang tertampung, penyumbat air sebagai penyumbat air pada kaleng dan stop watch sebagai pengukur waktu. Sedangkan bahan air sebagai fluida yang diukur keceatannya.
C. Metode Pelaksanaan
Metode pelaksanaan dalam praktikum ini adalah :
1. Diisi kaleng dengan air pada ketinggian 34 cm ( H1 ) dan disumbat
2. Dibuat batas untuk air pada ketinggian 15 cm dengan anggapan sebagai H2
3. Dibuka penyumbat kaleng pada lubang bawah
4. Disiapkan ember untuk menampung air yang keluar dari lubang bawah kaleng
5. Ditutup lubang sampai batas ketinggian air 15 cm
6. Diukur volume air yang keluar
7. Diulang percobaan 3 kali, dengan rumus :
A tangki : ¼ Ï€ d 2 = Ï€ r2
Orifice : ¼ Ï€ d 2 = Ï€ r2
Qt : A V: A √2g ( ΔH )
Q : V / t
Keterangan : T teori : Waktu teori (s)
T praktek : Waktu praktek (s)
A : Luas penampang tangki (m2)
a : Luas penampang orifis (m2)
d : Diameter (m)
r : Jari – jari (m)
Q : Debit alir
t : Waktu (s)
V : Kecepatan alir (m/s)
g : Grafitasi (m/s)
ΔH : Perubahan tinggi (0.19 m)
Cd : Koefisien debit
Qt : Debit teori (m3/s)
D. Variabel Pengamatan
1. Tinggi permukaan air
2. Waktu penuhnya air
EROSI
A. Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilakukan pada tanggal 18 Mei 2013, bertempat di lahan pertanian Kemiling, Bandar Lampung.
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah JPS, dan alat tulis. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu petak lahan pertanian.
C. Metode Pelaksanaan
Berikut ini langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini sebagai berikut:
1. Diamati petak lahan pertanian.
2. Diamati letak lintang petak tersebut menggunakan JPS.
3. Diamati kemeringan dan panjang lereng petak tersebut.
4. Diamati tekstur tanah, luas lahan dan drainase.
5. Diamati konservasi lahan yang telah dilakukan petani.
6. Dicatat data yang diperoleh.
7. Dilakukan hal yang sama pada 9 komoditas pertanian.
D. Variabel Pengamatan
Berikut variabel yang diamati pada praktikum ini sebagai berikut:
1. Ketinggian lahan
2. Luas lahan
3. Panjang lereng
4. Kemiringan lereng
5. Drainase
6. Tekstur tanah
7. Jenis tanaman, dan
8. Teknik koservasi yang telah dilakukan
DEBIT ALIRAN SUNGAI BATARA NILA
A. Waktu dan Tempat
Praktikum mengenai pengukuran debit sungai berupa kecepatan aliran dilaksanakan pada hari Sabtu, 4 Mei 2013 dari pukul 10.00-12.00 WIB dan dilakukan di Saluran Irigasi Bataranila, Rajabasa Raya.
B. . Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum kali ini, yaitu : bola pingpong, tali rafia, meteran, stopwatch, alat tulis. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu air sungai
C. Metode Pe;aksanaan
Adapun cara kerja praktikum kali ini, yaitu:
a) Mengukur jarak antar sungai
b) Tarik tali sepanjang 5 meter
c) Lepaskan bola pingpong
d) Menghitung waktu tempuh dengan stopwatch
D. Variabel Pengamatan
Berikut variabel yang diamati pada praktikum ini sebagai berikut:
1. Luas permukaan sungai
2. Kemiringan
3. Luas dasar sungai
4. Waktu yang dibutuhkan bola sampai pada tempat.
LIMPASAN HUJAN
A. Waktu dan Tempat Percobaan
Praktikum percobaan limpasan ini dilakukan pada hari sabtu tanggal 15 Juni 2013 pukul 10.00 WIB di Laboratorium survei tanah dan lingkungan, Laboratorium Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian Universitas Lampung
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum limpasan ini adalah shower, keran air, bak hitam, aqua gelas, kayu, dan gelas ukur serta bahan yang digunakan adalah tanah dan juga air sebagai air hujan yang turun
C. Metode Pelaksanaan
Pelaksanaan praktikum percobaan limpasan ini menggunakan alat shower mandi yang disambungkan dengan keran air yang diumpamakan sebagai sumber air hujan turun, sebelum menyalakan keran air terlebih dahulu disiapkan 2 buah bak hitam, bak hitam yang pertama diisi tanah hingga hampir memenuhi seluruh bak kemudian letakkan bak tersebut diatas bak hitam yang lainnya. Selanjutnya siapkan gelas aqua yang telah diikat pada kayu yang diletakkan ditengah-tengah bak hitan yang telah diisi tanah tadi. Setelah semua siap keran air dihidupkan dan shower digoyang-goyangkan seolah hujan turun, hal ini terus dilakukan hingga gelas aqua terisi penuh oleh air. Jangan lupa untuk menghitung waktu yang diperlukan untuk memenuhi gelas aqua tersebut menggunakan stopwacth. Setelah gelas aqua terisi penuh air didalam bak hitam yang kedua (air yang tertampung dari hasil serapan tanah) diukur menggunakan gelas ukur
D. Variabel Pengamatan
Pada praktikum ini variabel yang diamati adalah besar limpasan, waktu dan juga curah hujan
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengamatan
Adapun hasil pengamatan pada praktikum ini adalah :
a. 1 Orifice
Tabel 1.1. Data hasil percobaan menghitung debit air
Botol Diameter (Mm) Tinggi (Cm) Waktu (detik)
U1 Waktu (detik)
U2 Waktu (detik)
U3
1
7,5
13 19,57 21,28 22,49
14 16,78 16,96 16,69
15 12,75 12,42 11,93
2
7
15 13,6 13,5 13,65
16,5 10,62 10,98 9,06
18 9,15 8,65 8,7
Tabel 1.2. Nilai Q ( debit air ) dari kedua botol yang digunakan
Botol
diameter (mm)
tinggi (cm)
Nilai Q ( debit air)
Q= V/rata2 waktu (mm3/detik) Q= C x A x √2 g.h
(m3/s)
1
7,5
13 11,36722 0,000174
14 14,27722 0,00018
15 19,40701 0,000187
2
7
15 17,66871 0,000163
16,5 23,48337 0,000171
18 27,16981 0,000178
a. 2 Debit Air Sungai
Kanan
(Kedalaman 44 cm) Tengah
(Kedalaman 45 cm) Kiri (Kedalaman 46 cm)
U1 27,55 31 21,46
U2 26,2 23 24,61
U3 22,98 28 21,33
U4 23,45 34,17 22,37
U5 27,17 28,42 20,6
U6 33,56 24,65 19,18
U7 29,93 28,23 21,45
U8 33 22,15 23,11
U9 25,28 29,10 25,68
U10 22,82 33,43 23,56
Rata-rata 27,19 28,21 22,33
V 0,18 0,17 0,22
Q 0,0066 0,0060 0,0098
Keterangan:
• Lebar lintasan atas : 242 cm
• Lebar lintasan bawah : 147 cm
• Kemiringan : 63 cm
a. 3 Erosi
a. Tabel 1. Data Pada Tanaman Cabai
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Cabai
2. Luas lahan 800 m2
3. Kemiringan lereng 5%
4. Panjang lereng 30 meter
5. Tekstur tanah Lempung liat berpasir
6. Drainase Baik
7. Ketinggian lahan Atas: 05*24’49.2” LS;
105*11’21.2” LE
Tinggi 400 m
Bawah: 05*24’48.6” LS
105*11’21.2” LE
Tinggi 387 m
8. Teknik konservasi Belum ada
b. Tabel 2. Data Pada Tanaman Jagung
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Jagung
2. Luas lahan 375 m2
3. Kemiringan lereng 10%
4. Panjang lereng 25 meter
5. Tekstur tanah Lempung liat berpasir
6. Drainase Baik
7. Ketinggian lahan Atas: 05*24’48.5” LS;
105*11’23.6” LE
Tinggi 396 m
Bawah: 05*24’49.7” LS
105*11’23.6” LE
Tinggi 393 m
8. Teknik konservasi Cara bertanam mengikuti kontur lahan
c. Tabel 3. Data Pada Tanaman Pepaya
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Pepaya
2. Luas lahan 500 m2
3. Kemiringan lereng 5%
4. Panjang lereng 25 meter
5. Tekstur tanah Lempung berpasir
6. Drainase Baik
7. Ketinggian lahan 05*24’48.5” LS;
105*11’23.6” LE
Tinggi 389 m
8. Teknik konservasi Sistem tanam tumpang sari
d. Tabel 4. Data Pada Tanaman Jati
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Jati
2. Luas lahan 500 m2
3. Kemiringan lereng 10%
4. Panjang lereng 25 meter
5. Tekstur tanah Lempung liat berpasir
6. Drainase Baik
7. Ketinggian lahan 05*24’47.5” LS;
105*11’24.26” LE
Tinggi 389 m
8. Teknik konservasi Cara tanam mengikuti kontur
e. Tabel 5. Data Pada Tanaman Kakao dan Pisang
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Kakao dan pisang
2. Luas lahan 0,5 ha
3. Kemiringan lereng 30º
4. Panjang lereng 40 meter
5. Tekstur tanah Liat berdebu
6. Drainase Buruk
7. Ketinggian lahan 05*24’51.6” LS;
105*11’24.26” LE
8. Teknik konservasi Sistem tanam tumpang sari
f. Tabel 6. Data Pada Tanaman Jati dan Talas
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Jati dan talas
2. Luas lahan 200 m2
3. Kemiringan lereng 45º
4. Panjang lereng 45 meter
5. Tekstur tanah Liat
6. Drainase Buruk
7. Ketinggian lahan 05*24’50.8.2” LS;
105*11’24.26” LE
8. Teknik konservasi Sistem tanam tumpang sari
g. Tabel 7. Data Pada Tanaman Mahoni dan Salak
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Mahoni dan salak
2. Luas lahan 125 m2
3. Kemiringan lereng 60º
4. Panjang lereng 80 meter
5. Tekstur tanah Liat
6. Drainase Buruk
7. Ketinggian lahan 05*24’50.6” LS;
105*11’24.26” LE
8. Teknik konservasi Sistem tanam tumpang sari
h. Tabel 8. Data Pada Tanaman Singkong, Pisang, Kakao dan Durian
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Singkong, pisang, kakao,dan durian
2. Luas lahan 450 m2
3. Kemiringan lereng 75º
4. Panjang lereng 35 meter
5. Tekstur tanah Liat
6. Drainase Buruk
7. Ketinggian lahan 05*24’50.6” LS;
105*11’24.6” LE
8. Teknik konservasi Sistem tanam tumpang sari
i. Tabel 9. Data Pada Tanaman Pisang, Kopi, Kakao
No. Variabel Pengamatan Hasil
1. Jenis tanaman Pisang, kopi, kakao
2. Luas lahan 900 m2
3. Kemiringan lereng 75º
4. Panjang lereng 35 meter
5. Tekstur tanah Liat
6. Drainase Buruk
7. Ketinggian lahan 05*24’51.9” LS;
105*11’22.2” LE
8. Teknik konservasi Sistem tanam tumpang sari
a. 4 Limpasan Hujan
Kelas Waktu Debit
(ml) Vol. Air Dalam Bak
(ml) Diameter Aqua (cm)
A 2 menit 59 detik 134 1380 6,5
B 58 detik 217 4069 6,5
C 6 menit 58 detik 218 8218 6,5
B. Pembahasan
b. 1 Orifice
Pada praktikum menghitung debit air menggunakan orifices digunakan 2 botol air mineral dengan ketinggian air dan luas lubang yang berbeda. Setiap botol dilubangi dengan diameter yang berbeda kemudian diisi air dengan ketinggian yang berbeda- beda pula. Masing-masing lubang dihitung waktu yang diperlukan untuk mengeluarkan air sebanyak 240 ml dengan tiga ketinggian yang berbeda dan diulang sebanyak tiga kali.
Terdapat dua cara yang digunakan untuk menghitung debit air orifices yaitu dengan membagi volume air yang ditampung dengan rata-rata waktu per tinggi muka air dan yang kedua adalah dengan memasukkan komponen gravitasi dan nilai tetapan yaitu dengan rumus Q= C x A x √2 g.h. Dari kedua rumus yang digunakan ini kita dapat membandingkan debit air yang didapat dari praktikum emenghitung debit dengan menggunakan orifices.
Pada praktikum ini diketahui bahwa tinggi muka air yang paling tinggi dari setiap botol akan menghasilkan debit air yang paling besar. Hal ini dapat terlihat dari tabel hasil pengamatan yaitu pada botol pertama dengan diameter 7,5 mm ketinggian pertama (13 cm) didapat debit air sebesar 11,36722 mm3/detik, pada ketinggian kedua (14cm) debit air meningkat menjadi 14,27722 mm3/detik dan debit air terbesar pada ketinggian (15cm) yaitu 14,27722 mm3/detik. Pada perhitungan kedua hal serupa terjadi yaitu pada ketinggian pertama (13 cm) debit air sebesar 0,000174 m3/sekon merupakan debit air terendah dibandingkan debit dari ketinggian lainnya yaitu pada ketinggian ke dua (14 cm) sebesar 0,00018 m3/sekon dan ketinggian ketiga (15 cm) sebesar 0,000187 m3/sekon.
Sementara pada perhitungan debit pada botol kedua dengan diameter 7mm nilai debit pada ketinggian 15 cm, 16,5 cm dan 18 cm adalah masing-masing sebesar 17,66871 mm3/detik, 23,48337 mm3/detik , dan 27,16981 mm3/detik terlihat bahwa ketinggian 18 cm merupakan ketinggian yang menghasilkan debit tertinggi dan ketinggian 15 cm menghasilkan debit terendah.
b. 3 Debit Air Sungai
Daerah aliran sungai merupakan wilayah daratan yang menampung dan menyimpan air hujan dan sumber sumber air lain untuk menyalurkan ke laut melalui sungai utama. Fungsi DAS dapat ditinjau dari dua sisi yaitu sisi ketersediaan (supply) yang
mencakup kuantitas aliran sungai (debit), waktu, kualitas aliran sungai, dan sisi permintaan (demand) yang mencakup tersedianya air bersih, tidak terjadinya bencana banjir, tanah longsor serta genangan lumpur Sulitnya mendapatkan air bersih merupakan faktor penentu utama kemiskinan dan buruknya kesehatan. Hal ini juga tertera dalam 'Tujuan Pembangunan Milenium' (Millenium Development Goals). Masalah persediaan air yang tidak mencukupi dan tidak tepat waktu bagi masyarakat
Pada praktikum di saluran irigasi Rajabasa Raya, dilakukan pengukuran debit air. Pengukuran ini menggunakan tali rafia dengan panjang 5 meter dan bola pingpong. Pertama-tama, kedalaman diukur dengan tali rafia di bagian tepi kanan, tepi kiri dan tengah saluran irigasi. Kemudian dilanjutkan dengan mengukur kecepatan arus dengan 10 kali ulangan di setiap bagian saluran. Dilanjutkan dengan mengukur luas penampang dari saluran irigasi tersebut.
Permukaan saluran irigasi yang diamati tidak rata yang dapat dilihat dari tinggi permukaan saluran irigasi yang berbeda pada setiap bagian. Kecepatan arus yang dihasilkan masing-masing bagian tepi juga menjadi salah satu faktor debit air yang tertampung dengan bagian tengah saluran lebih cepat bila dibandingkan dengan bagian tepi kanan atau kiri saluran.
Faktor yang mempengaruhi pengukuran debit air dengan metode weir adalah angin. Angin sangat berpengaruh besar terhadap cepat atau lambatnya bola ping-pong bergerak, apabila semakin kuat angin yang menghembus bola ping-pong maka semakin cepat pula bola pingpong bergerak dan juga kuatnya angin berhembus juga mempengaruhi arah gerak bola ping-pong mengikuti arah angin sehingga mengakibatkan jalannya bola pingpong tidak lurus dan jarak yang ditempuh bertambah karna berbelok – beloknya bola pingpong dan sebaliknya ketika hembusan angin tidak kuat maka gerak bola ping-pong yang dipengaruhi arus air menjadi lebih stabil. Pada metode weir sesungguhnya dasar perairan berpengaruh juga terhadap nilai tinggi permukaan air karena dasar perairan yang berlumpur membuat kaki atau dasar papan bercelah (weir) akan terbenam beberapa centimeter yang mengakibatkan terjadi perubahan nilai tinggi permukaan air dan pada akhirnya nilai debit airpun ikut berubah
Debit merupakan jumlah air yang mengalir di dalam saluran atau sungai perunit waktu. Metode yang umum diterapkan untuk menetapkan debit sungai adalah metode profil sungai ('cross section'). Pada metode ini debit merupakan hasil perkalian antara luas penampang vertikal sungai (profil sungai) dengan kecepatan aliran air.
Sungai yang merupakan ekosistem lotik, termasuk ekosistem terbuka yang secara alami mendapat masukan unsur hara terutama dari kikisan tanah sejak dari bagian hulu hingga hilir sungai. Kecepatan arus pada ekosistem sungai merupakan faktor pembatas terpenting. Kecepatan aliran sungai sendiri dipengaruhi oleh bentuk saluran sungai, kondisi permukaan saluran, ukuran saluran dan kemiringan saluran. Perairan sungai berdasarkan kecepatan arusnya dapat dibedakan menjadi daerah arus cepat (rapid zone) dan daerah lubuk (pool zone). Masing-masing daerah terssebut memiliki ciri-ciri kehidupan biota akuatiknya yang khas.
Menurut Soewarno (1995), debit air (discharge) atau besarnya aliran sungai (stream flow) adalah volume aliran yang mengalir melalui suatu penampang melintang sungai persatuan waktu. Debit air sendiri biasanya danyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/detik) atau liter per detik (l/det). Aliran adalah pergerakan air di dalam aliran sungai.
Ada beberapa cara mengukur debit air yaitu dengan Emboys Float Method dan metode Weir yang menggunakan papan bercelah. Pemilihan lokasi debit air mempunyai beberapa syarat antara lain di bagian sungai yang relatif lurus, jauh dari pertemuan cabang sungai, tidak ada tumbuhan air, aliran tidak turbulen, aliran tidak melimpah melewati tebing sungai (Sihotang, Asmika dan Efawani, 2009)
Daerah hulu DAS yaitu daerah konserfasi, kerapatan draenase lebih tinggi kemiringan lereng besar, bukan daerah banjir, pengaturan pemakaian air ditentukan oleh pola draenase dan jenis vegetasi umum atau tegakan hutan. Daerah hilir merupakan daerah pemanfaatan, kerapatan draenase kecil, kemiringan lereng kecil, beberapa tempat merupakan daerah banjir, pengaturan pemakaian air ditentukan oleh bangunan irigasi dan jenis vegetasi di dominasi tanaman pertanian. Daerah tengah DAS merupakan daerah transisi kedua karakteristik.
Debit air adalah jumlah air yang mengalir dari suatu penampang tertentu (sungai/ saluran/ mata air) persatuan waktu (ltr/dtk, m3/dtk, dm3/dtk).Pada praktikum kali ini debit air yang dihitung berada pada saluran irigasi yang berada di Bataranila Rajabasa Raya, dimana menghitung kecepatan alirannya menggunakan metode bola apung dengan jarak tempuh 5 m2.
b. 3 Erosi
Pada dasarnya erosi dipengaruhi oleh tiga faktor utama yaitu: 1) Energi meliputi hujan, air limpasan, angin, kemiringan dan panjang lereng, 2). Ketahanan: erodibilitas tanah ( ditentukan sifat fisik dan kimia tanah), dan 3) Proteksi, penutupan tanah baik oleh vegetasi atau lainnya serta ada atau tidaknya tindakan konservasi.
Pada praktikum ini kita akan membahas tentang hubungan erosi dengan kondisi lingkungan lahan. Praktikum ini bertempat kawasan Kemiling Kota Bandar Lampung tepatnya dikawasan pertanian setempat. Kawasan Kemiling memiliki iklim tropis yang dipengaruhi oleh tekanan udara pada garis khatulistiwa dan angin dari arah Barat dan selatan, selain itu letak lahan pertanian ini di dataran tinggi dan memiliki kelerengan yang cukup tinggi.
Lahan pertanian yang diamati merupakan lahan vegetatif tanaman tertutup dan vegetatif tanaman terbuka. Adapun cirinya terdapat pohon pisang, yang dapat menyebabkann terjadi erosi percikan apabila hujan besar.Erosi percikan terjadi pada awal hujan. Inetnsitas erosi percikan juga meningkat dengan adanya air genangan tetapi setelah terjadi genangan dengan kedalaman tiga kali butir hujan, erosi percikan minimum. Pada saat inilah proses erosi lembaran dimulai.
Komoditas yang terdapat di lahan praktikum yang diamati sebagian besar menggunakan sistem tumpang sari yang dapat membantu dalam penanggulangan erosi yang kemungkinan akan terjadi di lahan ini. Vegetasi yang ada di lahan ini adalah gulma, gulma-gulma ini tidak dikendalikan oleh petani. Gulma tidak dapat disama artikan dengan tanaman penutup tanah, karena di sisi lain gulma dapat merugikan hasil pertanian.
Drainase yang terdapat di kelompok lahan atas, memiliki drainase yang buruk dan di kelompok bawah drainase di lahan baik. Tekstur tanah di lahan atas sebagian besar adalah liat sedangkan di lahan bawah lempung liat berpasir. Jadi, lahan pertanian yang lebih baik berada di lahan bawah. Kemiringan lereng lebih curam pada kelompok lahan atas dibandingkan dengan kelompok lahan bawah begitu pula panjang lerengnya. Hal ini memungkinkan peluang terjadinya erosi lebih besar pada kelompok lahan atas.
Kondisi tanah berpengaruh terhadap erosi dengan ketahanannya. Tanah memiliki kemampuan untuk menahan tumbukan butiran hujan. Ketahanan tanah tersebut disebut erodibilitas tanah. Penyebab mendasar dari erosi tanah dan kerusakan berikutnya menurut adalah rusaknya struktur tanah. Beberapa tanah yang lebih mudah tererosi daripada yang lain adalah karena lebih rentan kehilangan struktur remahnya. Satu struktur remah hancur, perkolasi air terhambat, lapisan permukaan menjadi jenuh, dan partikel menjadi berongga, basah, licin, sehingga mudah terangkut oleh air yang telah mengalir di atas permukaan, yang seharusnya masuk sampai kedalaman lebih rendah dan outlet yang normal.
Lahan pertanian yang diamati tidak menunjukkan adanya penanggulangan ataupun konservasi lahan terhadap erosi. Namun, dengan sistem tumpang sari yang diterapkan dalam pengolahan lahan dapat mengurangi sedikit peluang terjadinya erosi.
b.1 Limpasan Hujan
Berdasarkan praktikum yang dilakukan didapatkan waktu, debit air dan volume air di dalam bak yang berbeda-beda. Hal ini menandakan ulangan yang dilakukan berbeda cara dan perlakuan kecepatan menggoyangkan keran shower sebagai aplikasi turunnya air hujan. Pada ulangan pertama yaitu percobaan yang dilakukan oleh kelas A AGT 2010 didapatkan hasil volume air resapan didalam bak sebanyak 1380 ml dengan debit air sebesar 134 ml dalam waktu 2 menit 59 detik, sedangkan ulangan kedua yaitu percobaan yang dilakukan oleh kelas B AGT 2010 mendapatkan hasil volume air dalam bak sebanyak 4069 ml dengan besar debt air 217 ml yang memerlukan waktu hanya 58 detik dan ulangan ketiga yang dilakukan oleh kelas C AGT 2010 mendapatkan volume air yang tertampung didalam bak sebanyak 8218 ml dengan debit air sebesar 218 ml dan waktu yang dibutuhkan yaitu 6 menit 58 detik. Berdasarkan perbedaan waktu yang didapat pada tiap percobaan menunjukkan adanya perbedaan intensitas turunnya air hujan, semakin besar waktu yang dibutuhkan untuk memenuhi segelas aqua tersebut maka intensitas air yang jatuh semakin kecil dan begitu pula sebaliknya semakin cepat waktu yang dibutuhkan maka intensitas air hujan yang turun semakin besar. Dalam hal ini pada percobaan kedua (Kelas B) adalah percobaan yang memerlukan waktu paling cepat dan intensitas air yang turun adalah yang palingbesar, disusul percobaan pertama (Kelas A) dan percobaan ketiga (Kelas C).
Limpasan adalah apabila intensitas hujan yang jatuh di suatu DAS melebihi kapasitas infiltrasi,setelah laju infiltrsi terpenuhi air akan mengisi cekungan-cekungan pada permukaan tanah.Setelah cekungan-cekungan tersebut penuh,selanjutnya air akan mengalir (melimpas) diatas permukaan tanah.
Besar debit air limpasan yang didapatkan pada praktikum kali ini adalah 134 ml, 217 ml, 218 ml. Debit air limpasan adalah volume air hujan per satuan waktu yang tidak mengalami infiltrasi sehingga harus dialirkan melalui saluran drainase. Debit air limpasan terdiri dari tiga komponen yaitu Koefisien Run Off ( C ), Data Intensitas Curah Hujan (I), dan Catchment Area (Aca).
Koefisien yang digunakan untuk menunjukkan berapa bagian dari air hujan yang harus dialirkan melalui saluran drainase karena tidak mengalami penyerapan ke dalam tanah (infiltrasi). Koefisien ini berkisar antara 0-1 yang disesuaikan dengan kepadatan penduduk di daerah tersebut. Semakin padat penduduknya maka koefisien Run-Offnya akan semakin besar sehingga debit air yang harus dialirkan oleh saluran drainase tersebut akan semakin besar pula.
Komponen-komponen Limpasan:
Limpasan terdiri dari air yang berasal dari tiga sumber :
1. Aliran Permukaan (surface flow) adalah bagian dari air hujan yang mengalir dalam bentuk lapisan tipis di atas permukaan tanah. Aliran permukaan disebut juga aliran langsung (direct runoff).Aliran permukaan dapat terkonsentrasi menuju sungai dalam waktu singkat,sehingga aliran permukaan merupakan penyebab utama terjadinya banjir.
2. Aliran antara (interflow) adalah aliran dalam arah lateral yang terjadi di bawah permukaan tanah.Aliran antara terdiri dari gerakan air dan lengas tanah secara lateral menuju elevasi yang lebih rendah
3. Aliran air tanah adalah aliran yang terjadi di bawah permukaan air tanah ke elevasi yang lebih rendah yang akhirnya menuju sungai atau langsung ke laut.
V. KESIMPULAN
Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
1. .Lamanya pengosongan tangki pada tiga kali percobaan adalah masing – masing 0,000174 m3/sekon, 0,00018 m3/sekon, dan 0,000187 m3/sekon.
2. Koefisien debit dipengaruhi oleh volume air yang tertampung, waktu pengosongan tangki, diameter lubang dan kecepatan air.
5.Waktu pengosongan secara teori dipengaruhi oleh luas lubang, luas permukaan kaleng, selisih ketinggian permukaan air dengan lubang dan gravitasi bumi.
3. Penanggulangan erosi yang dilakukan dengan sistem pertanian tumpang sari.
4. Kemungkinan erosi yang terjadi yaitu erosi lembaran.
5. Tiga faktor utama terjadinya erosi yaitu, energi yang diterima tanah, ketahanan tanah, dan intensitas vegetasi penuup tanah.
6. Lahan yang terdapat pada lereng yang lebih atas memiliki peluang erosi yang lebih tinggi dibandingkan lahan pada lereng yang lebih rendah
7. Limpasan adalah apabila intensitas hujan yang jatuh di suatu DAS melebihi kapasitas infiltrasi,setelah laju infiltrsi terpenuhi air akan mengisi cekungan-cekungan pada permukaan tanah.Setelah cekungan-cekungan tersebut penuh,selanjutnya air akan mengalir (melimpas) diatas permukaan tanah
8. Debit air limpasan tergantung pada intensitas turunya air hujan dan laju infiltrasi
9. Besar debit air limpasan yang didapatkan dari praktikum kali ini adalah 134 ml, 217 ml, 218 ml
