41
tebal 5 mm saat ini sekitar Rp. 1.500.000,- dan ini belum ditambah biaya tukang dan besi siku untuk penguat pintu plat besi frame. Jadi berdasarkan perhitungan
analisa biaya pembuatan daun pintu ini, maka pintu GFRP dan GFRC layak dan bersaing dengan jenis bahan pintu yang lain.
5.4. Kalibrasi Pintu Air Rancangan
Untuk meningkatkan fungsi utama saluran irigasi untuk memberikan air secara tepat, akurat, dan fleksible seperti yang diungkapkan oleh Burt 1987
dalam Schuurmans et al. 1999. Pemberian harus tepat dan akurat, berarti irigasi diberikan harus tepat pada waktunya saat dibutuhkan dan akurat jumlah yang
diberikan. Fleksibel, berarti dapat menyesuaikan dengan kebutuhan pengguna. Semua ini tentu bukanlah perkara yang mudah dikerjakan jika dilakukan secara
manual. Oleh karena itu perlu masukan teknologi untuk melakukan pembagian air secara otomatis.
Otomatisasi irigasi di daerah irigasi teknis memerlukan prasarana pintu air dalam kondisi baik. Pintu air yang hanya berfungsi sebagai regulator, tentu sulit
untuk menentukan besarnya air irigasi yang harus diberikan. Oleh karena itu perlu pintu air yang mampu mengatur sekaligus mengukur air regulator and
measurement. Pada sub-bab ini coba dibahas mengenai study kalibrasi pintu air hasil
rancangan, yaitu pintu air GFRP. Pintu ini dipilih dalam uji kalibrasi hidrolika aliran karena sifatnya yang lebih ringan bila dibandingkan dengan pintu hasil
rancangan GFRC, sehingga apabila dilakukan otomatisasi ke depan akan memperingan kerja motor penggerak pintu tersebut. Selain itu, pintu GFRP sudah
dilengkapi dengan tonjolan berupa ½ lingkaran yang diharapkan akan meningkatkan nilai koefisien pengaliran C
d
dan koefisien kontraksi C
c
mendekati nilai 1. sehingga tingkat akurasi pengukuran menjadi lebih baik. Untuk mencapai hal tersebut, maka dilakukan pengujian hidrolika aliran
air pada bawah pintu undershot menggunakan formula klasik yang dikembangkan oleh Rajaratnam dan Subramanya 1967 dan Swamee 1992.
42
Namun bedanya, pada penelitian sebelumnya mereka menggunakan pintu persegi datar dengan bahan terbuat dari besi.
Berdasarkan hasil pengujian menggunakan persamaan 6, 7, 8, dan 9 diperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel 7. Kalibrasi Pintu Air GFRP Bentang 50 cm
w mm
Depth of Water h C
d
Q ldet hulu
mm hilir
mm 1
2 1
2 3
10 97
25 0,891
0,422 6,143
2,746 6,011
10 87
15 0,886
0,403 5,789
2,464 6,233
10 99
27 0,891
0,426 6,212
2,802 6,011
15 48
25 0,833
0,309 6,063
1,830 5,901
15 52
25 0,838
0,321 6,350
2,014 6,121
15 44
27 0,827
0,297 5,764
1,644 6,011
20 32
25 0,773
0,256 6,121
1,152 6,121
20 32
24 0,773
0,256 6,121
1,152 6,233
50 120
80 0,812
0,462 31,154
13,110 31,269
70 220
125 0,832
0,583 60,489
34,282 60,610
70 215
130 0,830
0,578 59,686
33,407 60,610
70 210
125 0,829
0,573 58,873
32,525 60,610
90 175
140 0,794
0,536 66,185
29,705 60,610
90 175
145 0,794
0,536 66,185
29,705 60,610
110 165
145 0,764
0,524 75,614
27,288 60,610
110 165
145 0,764
0,524 75,614
27,288 60,610
Keterangan : 1 Swamee Method 1992 2 Rajaratnam and Subramanya Method 1967
3 Kalibrator menggunakan ISO Standart Rehbock Weir
Pada Tabel 7 menunjukkan bahwa perhitungan nilai C
d
dan prediksi debit dengan persamaan yang dikembangkan Swamee 1992 diperoleh nilai C
d
sebesar 0,761 – 0,891 rata-rata sebesar 0,82 untuk bukaan pintu 1 – 11 cm. Hasil ini
merupakan nilai yang sudah dioptimasi dengan nilai konstanta k = 15,00; k
1
= 0,06; dan C
c
= 0,95. Sedangkan pehitungan yang dilakukan dengan pendekatan rumus yang dikembangkan oleh Rajaratnam dan Subramanya 1967 diperoleh
nilai C
d
yang lebih rendah maksimum 0,580 dengan nilai C
c
sebesar 1,08. Tingkat akurasi pengukuran debit pintu GFRP dengan menggunakan
pendekatan Metode Swamee lebih rasional, karena nilai prediksi debit aliran hampir mendekati dengan nilai kalibrator. Hal ini diperkuat dengan nilai indeks
performansi, yaitu berupa perhitungan Root Mean Square Error RMSE dan Mean Absolut Percentage Error MAPE.
Tabel 8. Indeks Perfor Indeks
MAPE RMSE
Keterangan : RS : Raja
Tabel 8 menunj 5,44 jauh lebih keci
nilai porsentase relat dengan bias error pe
2003, nilai error pen umum sebesar + 5,
lebih dari 50. Oleh lebar 50 cm untuk kondi
Untuk memuda keperluan otomatisas
rasio tinggi aliran di pengalirannya C
d
. eksperimen untuk pint
dengan Henry’s Nomogr untuk jenis aliran free
Gam formansi Masing-masing Metode
Formula Swamee Method
∑
=
−
N i
i i
i
Y Y
Y N
1 ~
100
∑
=
−
N i
i i
Y Y
N
1 2
~
1
5,44 5,68 ldet
174,16 20,65 l
ajaratnam and Subramanya
nunjukkan bahwa nilai MAPE untuk metode S kecil dibandingkan dengan metode RS. Ini menunj
elative error Swamee lebih baik dibandingka pengukuran sebesar 5,68 ldet. Menurut C
pengukuran debit dalam kondisi aliran bebas f , sedangkan untuk kondisi submerged flow te
leh karena itu, maka hasil kalibrasi dan penguj uk kondisi aliran free flow dapat diterima dan masuk a
udahkan pengukuran dan pengaturan di tingka asi pintu irigasi, maka perlu dibuatkan kurva hubun
n di hulu pintu h
1
dan bukaan pintu w de . Pada Gambar 26 terlihat bahwa kurva yang
pintu GFRP tersebut memiliki karakteristik pol omogram yang dibuat oleh Henry 1950 dalam
ree flow.
ambar 26. Grafik Hubungan h
1
w dengan C
d
43
RS Method 174,16
20,65 ldet
ode Swamee sebesar enunjukkan bahwa
ngkan dengan RS, Clemmens et al.
free flow secara tergenang adalah
ujian pintu GFRP asuk akal.
ngkat lapangan dan va hubungan antara
dengan koefisien ng dihasilkan dari
k pola yang sama m Toepfer 2007.
44
Berdasarkan hasil study kalibrasi pintu GFRP semakin memperkuat metode Swamee 1992 yang mengembangkan formulasi perhitungan debit aliran
bawah pintu dari persamaan klasik yang diperfomansi menggunakan regresi non linier pada Nomogram Henry. Dan yang mengejutkan lagi adalah bahwa nilai
konstanta k dan k
1
yang ditetapkan Swamee hampir dikatakan bersesuaian dengan nilai k
dan k
1
hasil eksperimen pada pintu GFRP, yaitu pada Swame diperoleh nilai k
=15 dan k
1
=0,072. sedangkan hasil eksperimen pintu GFRP menunjukkan hasil k
=15 dan k
1
=0.062. Perbedaannya adalah bahwa temuan baru dari penelitian ini dengan
menggunakan jenis pintu GFRP dengan tambahan tonjolan ½ lingkaran pada bagian bawah pintu mampu meningkatkan nilai C
d
hampir mendekati nilai 1 dengan nilai C
c
= 0,951, sedangkan Henry 1950, Rajaratnam dan Subramanya 1967 dan Swamee 1992 mendekati nilai konstan pada nilai 0,611 dan nilai C
c
sebesar 0,61. Hal ini berbeda akibat jenis pintu, baik bahan pintu, bentuk desain pintu yang digunakan berbeda. Ini sesuai dengan pendapat yang dikemukakan
oleh Lin et al., 2002, yang menyatakan bahwa nilai C
c
akan bervariasi tergantung dari besaran bukaan pintu, bentuk daun pintu yang digunakan,
kedalaman aliran air di hulu dan jenis aliran. Sehingga dengan dapat ditingkatkannya nilai koefisien C
d
dan C
c
hampir mendekati nilai 1, maka pintu air GFRP memiliki tingkat akurasi
pengukuranprediksi debit yang baik. Maka pintu ini layak digunakan untuk pengaturan dan pengukuran air di dalam saluran. Dengan peningkatan akurasi
pengukuran debit ini diharapkan jalan menuju otomatisasi pintu air irigasi dapat tewujud. Maka langkah selanjutnya adalah bagaimana agar pemberian air itu bisa
tepat waktu dan fleksibel. Hal ini hanya mungkin dilakukan menggunakan otomatisasi. Pada sub-bab di bawah ini akan dibahas mengenai simulasi
pengendalian muka air secara otomatis menggunakan teknik kendali fuzzy sederhana.
45
5.5. Pengedalian Muka Air dengan Sistem Kendali Fuzzy
