Pengukuran Kapasitas Air

1. Pendahuluan

Dalam rangka penyediaan air bersih bagi masyarakat perlu diketahui kapasitas air yang tersedia. Untuk mengetahui kapasitas air yang tersedia perlu dilakukan pengukuran. Pengukuran kapasitas air (debit air) dapat dilakukan mulai dengan cara yang paling sederhana hingga yang canggih.

2. Teknik pengukuran debit

a. Saluan terbuka

Gordon, dkk (1992) mengemukakan tentang teknik pengukuran debit aliran di lapangan dapat dilakukan melalui empat kategori, yaitu (a). Pengukuran volume air sungai, (b). Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan luas penampang melintang, (c). Pengukuran debit dengan menggunakan bahan pewarna yang dialirkan dalam aliran sungai, (d). Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukur debit seperti weir dan flume. Penjelasan tentang pengukuran debit menggunakan weir dan flume dapat dilihat pada lampiran.
Diantara beberapa teknik pengukuran debit yang ada, pengukuran debit aliran yang sederhana adalah menggunakan rumus kontinyuitas. Debit aliran (Q) dipertoleh dengan mengalikan kecepatan aliran (V) dengan luas penampang melintang (A), secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

Q = A.V.

Cara lain yang dapat dilakukan adalah dengan memperkirakan debit empiris menggunakan persamaan empiris dari manning. Cara ini dikenal sebagai slope-area methode. Bentuk persamaan manning adalah untuk memperoleh angka kecepatan pada saluran terbuka. Adapun rumusnya sebagai berikut :

V = (1/n) r 2/3 S 1/2

Dimana :
V = kecepatan aliran (m/dt),
r = jari-jari hidrolik (m),
S = kemiringan permukaan air, dan
n = angka koefisien kekasaran manning.

Pengukuran kecepatan aliran dapat dilakukan dengan cara sederhana yaitu dengan uji celup. Uji celup dilakukan dengan cara meletakan bola pingpong (atau benda terapung lainnya) diatas permukaan aliran air. Tentukan jarak tempuh bola pingpong dimaksud, misal J meter, Catat waktu tempuh bola pingpong sejauh J meter, misal ; t menit. Kecepatan (V) aliran adalah : J / t meter/menit.
Apabila data kecepatan (V) diatas di ketahui dan luas penampang melintang juga diketahui, maka selanjutnya dapat dihitung debit aliran(Q) menggunakan persamaan Q = A.V.

b. Saluran tertutup

Pengukuran debit pada saluran tertutup (pipa) dapat dilakukan dengan instrumen watermeter, venturymeter, flowmeter. Hasil pembacaan Venturymeter dan flowmeter adalah data tentang kecepatan aliran air (V). luas penampang pipa (A) dapat diukur dan dihitung dengan rumus ¼ p D2 . Selanjutnya data kecepatan dan luas penampang pipa digunakan untuk menghitung debit air Q = V.A.

Cara sedehana dapat dilakukan dengan bantuan alat penakar. Sebuah kontainer dengan volume tertentu (vol) digunakan untuk menampung aliran dari pipa selama waktu tertentu (t). Selajutnya data yang diperoleh dapat digunakan untuk menghitung debit air (Q) dalam pipa dimaksud. Debit air dapat dihitung dengan rumus Q = Vol / t .

Pengukuran debit air dalam pipa dapat juga dilakukan dengan bantuan Nomograph Hazen-William, apabila telah diketahu data diamater pipa (D), Kemiringan pipa (S), dan jenis material pipa (C).

c. Air tanah

Pengukuran debit air tanah yang keluar melalui mata air atau sumur dapat diukur. Pengukuran debit air sumur dapat dilakukan dengan bantuan pemompaan. Cara sederhana yang dapat dilakukan adalah :
- Ukur / hitung volume air sumur stabil (maksimal). Bila sumur berbentuk lingkaran, maka volume air dihitung berdasarkan rumus volume silinder (T x ¼ p D2 ), misal l m3.
- air sumur dipompa / dikuras sampai habis.
- Biarkan air sumur terisi kembali sampai dengan volume semula, catat waktu yang diperlukan untuk pengisian air sumur seperti volume semula, misal t menit.
- Hitung debit air sumur (Q), dengan rumus ; Q = l / t m3/menit .

Untuk mengukur debit mata air dapat dilakukan salah satu teknik diatas, yakni bisa dengan bantuan aliran dalam pipa menggunakan flowmeter, Weir, saluran terbuka, atau dengan cara menakar.
Pengukuran debit air tanah secara menyeluruh harus dilakuan dengan analisis / perhitungan flow net yang akan dibahas kemudian.

d. Air limbah

Pengukuran debit air limbah dapat dilakukan dengan rumus kontinuitas pada aliran air permukaan, Weir, Flume, menakar dan dapat pula melalui pendekatan kapasitas pemompaan.