DOI: 10.29303/jrpb.v8i1.169 ISSN 2301-8119, e-ISSN 2443-1354 Tersedia online di http://jrpb.unram.ac.id/

## RANCANG BANGUN PROTOTIPE SALURAN IRIGASI SKALA LABORATORIUM
Design of  Laboratory Scale Irrigation Channel  Flow Prototype
Suhardi *)
Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember Jl. Kalimantan No. 37, Kampus Tegalboto, Jember 68121, Indonesia
Email *) : hardi.ftp@unej.ac.id
Diterima:  Desember 2019 Disetujui: Februari 2020

## ABSTRACT
Discharge measurements in irrigation canals can use a discharge measurement tool such as crested weirs, current meter, and buoy. Discharge measurement using crested weirs aim to efficiently manage irrigation water at the farm level. The type of crested weirs is width crested weirs and sharp-crested weirs. The sharp-crested weirs consist of triangles, trapezium, and rectangles.  Based  on  the  description,  laboratory-scale  irrigation  channels  prototype  for simulation  and  discharge  measurement  experiments  are  equipped  with  rectangular  sharp- crested weirs at the end of the channel. The aim of this study was the design of the prototype of the irrigation canal, functional test and the performance test of the irrigation channel flow prototype.  The  results  showed  that  the  prototype  of  the  irrigation  canal  was  functioning properly and could be used for discharge measurement experiments. The irrigation channel flow  prototype  performance  test  showed  that  the  volumetric  body  was  very  accurate  for measuring actual discharge with R 2 = 0.999. Meanwhile, the average calibration coefficient of discharge measurements using the Kinsvater-charter equation was 0.868 and the general equation was 0.983.
Keywords: rectangular sharp-crested, discharge, calibration coefficient, irrigation channel flow prototype

## ABSTRAK
Pengukuran debit di saluran irigasi dapat dilakukan dengan alat ukur debit berupa bangunan ukur, current  meter dan    pelampung.  Pengukuran  debit  mengunakan  bangunan  ukur  ini bertujuan untuk efisiensi pengelolaan air irigasi di tingkat petani. Jenis bangunan ukur yang sering  digunakan  adalah  bangunan  ukur ambang  lebar  dan  ambang  tajam.  Betuk bangunan ukur  ambang  tajam    terdiri  dari    segitiga,  trapesium  dan  segi  empat.  Berdasarkan  uraian tersebut,  prototipe  saluran  irigasi  skala  laboratorium  dilengkapi  dengan  bangunan  ukur ambang tajam segi empat di bagian ujung saluran untuk simulasi dan percobaan pengukuran debit. Tujuan dari penelitian ini adalah rancang bangun prototipe saluran irigasi, uji fungsional dan uji kinerja protipe saluran irigasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa prototipe saluran irigasi  berfungsi  dengan  baik  dan  dapat  digunakan  untuk  percobaan  pengukuran  debit.  Uji kinerja  prototipe  saluran    irigasi  menunjukkan  bahwa  bak  volumetrik  sangat  akurat  untuk
pengukuran  debit  aktual  dengan  R 2 =  0,999.  Sementara  itu  rata-rata  koefisien  kalibrasi pengukuran  debit  menggunakan  persamaan Kinsvater-carter adalah  0,868  dan  persamaan umum adalah 0,983.
Kata kunci: bangunan ukur segi empat, debit, koefisien kalibrasi, prototipe saluran irigasi

## PENDAHULUAN
Pengukuran  debit    secara  tidak langsung pada saluran irigasi menggunakan bangunan  ukur  dengan  tujuan  untuk efisiensi  pembagian  air  di  tingkat  petani dengan  mempertimbangkan  kebutuhan  air tanaman  yang  harus  diberikan.  Bangunan ukur debit yang sering digunakan antara lain bangunan  ukur  ambang  tajam  segi  empat dan  bangunan  ukur  trapesium.  Bangunan ukur  tersebut  biasanya  dipasang  pada saluran  primer,  saluran  sekunder  maupun saluran  tersier.  Pada  umumnya,  posisi bangunan  ukur  debit  tegak  lurus  terhadap arah aliran (Al Shaikhli & Kadhim, 2018).
Pengkuran  debit  saluran  irigasi  di laboratorium biasanya menggunakan prototipe  saluran  dengan  dimensi  saluran lebih  kecil  dari  saluran  sebenarnya.  Oleh karena itu, rancang bangun prototipe saluran irigasi  sangat  diperlukan  untuk  memenuhi kebutuhan simulasi dan percobaan pengukuran debit di laboratorium. Struktur dan  dimensi  prototipe  saluran  irigasi  skala laboratorium
disesuaikan dengan ketersediaan  ruangan.  Dimensi  prototipe saluran  irigasi  yang  ditempatkan  di  dalam ruangan laboratorium berukuran lebih kecil apabila  dibandingkan  dengan  ukuran prototipe yang ditempatkan di luar ruangan laboratorium. Prototipe saluran irigasi yang telah  dikembangkan  oleh  Edijantno  dkk., (2019)  dilengkapi  dengan  bangunan  ukur ambang  tajam  segi  empat  dan  segi  tiga Bangunan  ukur    jenis    ini  telah  banyak digunakan pada saluran irigasi di lapangan.
Jenis  bangunan  ukur  ambang  tajam trapesium  dan  segitiga  merupakan  jenis bangunan  ukur  lainnya  yang  sering digunakan untuk pengukuran debit. Namun demikian,    ketiga  jenis  bangunan    ukur  ini mempunyai fungsi yang berbeda. Bangunan ukur  ambang  tajam  segi  empat  dan
trapesium digunakan untuk mengukur debit aliran  besar.  Sementara  bangunan  ukur ambang  tajam  segitiga  digunakan  untuk mengukur debit aliran kecil dengan akurasi cukup tinggi (Sumirman & Lasminto, 2013).
Masing-masing  jenis  bangunan  ukur mempunyai persamaan matematik. Bangunan  ukur  ambang  tajam  segi  empat sering menggunakan persamaan Rehbock , persamaan Kinsvater  –  Carter,    dan persamaan  Umum dengan persyaratan dan ketentuan  yang  berbeda.  Ketiga  persamaan matematik  tersebut  diperuntukan  pada bangunan  skala  lapangan  seperti  yang tertuang dalam  SNI 8137:2015. Oleh karena itu, uji kinerja prototipe saluran irigasi   ini bersifat  laboratorium  sehingga  prototipe bangunan  ukur  ini  mempunyai  perbedaan karakteristik  fisik  dengan  bangunan  yang sebenarnya di lapangan  (Pudyono, 2010).
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  (1) merancang  prototipe  saluran  irigasi  untuk pengukuran  debit  skala  laboratorium;  (2) melakukan  uji  fungsional  dan  uji  kinerja prototipe  saluran irigasi  dalam  pengukuran debit  aktual  dan  pengukuran  debit menggunakan bangunan ukur ambang tajam segi  empat  dengan  persamaan Kinsvater  – Carter, dan persamaan  umum. Uji kinerja bangunan  ukur    perlu  dilakukan  untuk memastikan  bangunan  ukur  dalam  kondisi baik  dan  akurat  dalam  pengukuran  debit, sehingga efisiensi pembagian air pada lahan pertanian  dapat  tercapai  sesuai  kebutuhan air  tanaman.  Manfaat  yang  diperoleh  dari penelitian  adalah  tersedianya  (1)  prototipe saluran irigasi yang dapat digunakan untuk percobaan pengukuran debit skala laboratorium;  (2)  pengetahuan  ilmiah tentang pengukuran debit teoritis menggunakan bangunan ukur dan pengukuran debit aktual .

## METODE PENELITIAN

## Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan bulan Mei 2019  sampai  dengan  Oktober  2019. Penelitian  ini  bertempat  di  Laboratorium Teknik  Pengendalian  dan  Konservasi Lingkungan  Jurusan  Teknik  Pertanian Fakultas  Teknologi  Pertanian  Universitas Jember.

## Alat dan Bahan Penelitian
Penelitian ini menggunakan peralatan antara  lain stopwatch ,  penggaris,  gergaji besi,  jangka  sorong,  prototipe  bangunan ukur segi empat, dan gelas ukur kapasitas 1 liter.  Sementara  bahan  yang  digunakan adalah lem super sealant , aklirik, besi siku berlubang, pipa pvc, dan selang plastik.

## Tahapan Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan    dengan beberapa  tahapan  seperti  tampak  pada diagam alir penelitian pada Gambar 1.

## Desain Prototipe Saluran irigasi
Keberhasilan kegiatan rancang bangun peralatan  dipengaruhi  oleh  hasil  analisis perancangan
itu sendiri.
Analisis perancangan  sangat  membantu  dalam penentukan  kebutuhan  komponen  dari peralatan  tersebut.  Secara  umum  analisis perancangan terdiri atas analisis fungsional
dan  analisis  strutural.  Analisis  fungsional berfungsi untuk menghitung kebutuhan dari komponen peralatan tersebut. Sementara itu analisis struktural berfungsi untuk menentukan  bentuk  struktur    yang  sesuai dengan  kebutuhan.  (Susilo,  2009  dalam Suhardi, 2015).
Dalam  perancangan  suatu  jaringan irigasi  perlu  diperhatikan  standar    dan
kriteria  perencanaan,  mengingat  data-data dasar  dan  standar    perhitungan  jaringan
Gambar 1. Diagram alir penelitian Mulai Studi pustaka Rancang bangun prototipe saluran terbuka Alat berfungsi dan beroperasi Tidak Ya Uji Kinerja Perakitan prototipe saluran terbuka Modifikasi Selesai Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
irigasi diberikan dalam kriteria perencanaan ini  (Direktorat  Jenderal  Pengairan  dan Pekerjaan Umum, 1986). Penetapan kriteria perencanaan  juga    berfungsi  untuk menentukan  parameter-parameter  yang diharapkan pada prototipe yang akan dibuat (Yusuf, dkk., 2017).
Struktur  prototipe  saluran  irigasi  skala laboratorium  hasil  desain  tampak  pada Gambar 2. Kolam olak berukuran 30 cm x 25  cm  diharapkan  mampu  menampung olakan air yang terjadi akibat gesekan atau benturan  diantara  molekul-molekul  air. Saluran pembawa dengan  dimensi 15 cm x 15  cm  didasarkan  pada  pertimbangan bahwa debit yang dialirkan ke saluran relatif kecil  sehingan  dengan  dimensi  tersebut tidak  terjadi  luapan  air.  Sementara  itu, panjang  saluran  pembawa dirancang  3  m dengan harapan aliran air pada saluran tidak bergolak  karena  jarak  antara intake dan bangunan  ukur  debit  cukup  panjang. Pertimbangan  lainnya  adalah  saluran pembawa  dengan  panjang  3  m  ini diharapkan mampu mengalirkan air   secara perlahan-lahan  ke  bagian  hilir  dan  tercapai keseimbangan antara tahanan dan gaya berat sehingga  pada  kondisi  ini  pula  aliran seragam terjadi. Dengan demikian pembacaan  tinggi  air  di  atas  mercu  pada papan duga  menjadi stabil.

## Uji Fungsional
Uji  fungsional  dilakukan  setelah peralatan  selesai  dirakit.  Uji  fungsional dilakukan dengan cara pengamatan  masing- masing  komponen. (Yusuf,  dkk.,  2017) . Pengamatan  fungsional  pada  komponen prototipe  saluran  ini  meliputi  pengamatan pada  kolam  olak,  saluran  pembawa  dan bangunan  ukur.  Kolam  olak  berfungsi mereduksi energi aliran. Dengan demikian, kolam  olak  dinyatakan  berfungsi  apabila energi  aliran  yang  terjadi  di  kolam  olak tereduksi  sedemikian  rupa  sehingga  aliran air  yang  masuk  ke  saluran    tidak menimbulkan  gerusan  pada  dasar  dan dinding  saluran  (Ulfiana,  2018).    Saluran pembawa  berfungsi  sebagai  saluran  yang membawa  air  dari  sumbernya  ke  lahan
pertanian.  Oleh  karena  itu,  standar  saluran pembawa  ini  tidak  diperbolehkan  adanya kebocoran agar tidak terjadi kehilangan air yang  berdampak  pada  kekurangan  air  di lahan pertanian  (Sisiwoyo,  dkk., 2017). Di samping itu, standar saluran pembawa  tidak diperbolehkan adanya endapan pada saluran (Direktorat  Jenderal  Sumber  Daya  Air, 2013). Endapatan yang terjadi pada saluran pembawa  akan  bedampak  pada  meluapnya air  tanpa  terkontrol    (Susetyaningsih  dan Permana,  2016) . Sementara  itu, bangunan ukur debit berfungsi untuk mengukur debit di  saluran  terbuka.  Aliran  yang  terbentuk pada bangunan ukur ini  harus terkontraksi penuh  dengan  aerasi  sempurna  sehingga aliran  tenang  dan  tidak  terpengaruh  oleh kondisi  di  udik  dan  dasar  saluran.  Dengan demikian  pengukuran  debit  menjadi  akurat (Badan Standardisasi Nasional, 2015).

## Uji Kinerja
1 .  Perhitungan Debit Uji kinerja terhadap prototipe saluran irigasi dilakukan dengan  menghitung debit aktual  dan  debit  teoritis.  Debit  aktual dilakukan  dengan  mengukur  volume  yang tertampung  dalam  bak  volumetrik  pada kurun  waktu  tertentu.  Sementara  debit teoritis  dihitung  menggunakan  persamaan bangunan ukur ambang tajam segi empat. Pengukuran  debit  aktual  dilakukan dengan menampung dan mengukur volume air  yang  melewati  mercu,  kemudian mencatat  waktu  yang  diperlukan  untuk menampung  air  tersebut  (Waspodo,  2017). Debit  aktual  dapat  dihitung  dengan Persamaan 1.
𝑄 = 𝑉 𝑇 ..................................................... (1)
Dimana Q adalah debit aktual (m 3 /detik), V adalah  volume  air  tertampung  (m 3 ),  dan  T adalah  waktu  yang  diperlukan  untuk menampung air (detik).
Sementara  itu,  pengukuran  debit teoritis menggunakan persamaan Kinsvater –  Carter dan  persamaan  umum.  Kedua persamaan  ini  digunakan  untuk  mengukur debit  yang  melalui  bangunan  ukur  ambang
tajam segi empat. Oleh karena itu, dimensi saluran  pembawa,  dimensi  bangunan  ukur, dan  tinggi  muka air  di atas mercu  menjadi parameter dalam perhitungan debit teoritis. Dimensi  prototipe  bagunan  ukur  meliputi lebar  ambang  tajam  segi  empat  dan  tinggi mercu  diatas  dasar  saluran.  Sementara  itu, jarak antara tepi dinding saluran  pembawa merupakan  lebar  saluran    seperti  tampak pada Gambar 3.
Gambar 3. Profil saluran dan bangunan ukur segi empat (Sumber: SNI 8137:2015)
Keterangan: B = lebar saluran pembawa, p = tinggi mercu dari dasar saluran, h = tinggi air dari mercu
Debit teoritis
menggunakan persamaan  Kinsvater –Carter dapat dihitung (Badan  Standardisasi  Nasional,  2015) seperti ditunjukkan oleh Persamaan 2.
𝑄 = [ 2 3 ] √2𝑔. 𝐶 𝑑 . 𝑏 𝑎 . (𝐻 𝑒𝑓 ) 3/2 .................. (2)
Q  adalah  debit  (m 3 /detik),  g  percepatan gravitasi  (m/det 2 ),  dan  H ef adalah  tinggi muka  air    efektif  (m),  ba  adalah  panjang bentang mercu ambang efektif (m) dan Cd adalah  koefisien  debit.  H ef dapat  dihitung dengan persaman 3.
Hef = h +  H ............................................... (3)
Dimana h  merupakan  tinggi  air  di  atas mercu diukur menggunakan alat papan duga yang ditempatkan pada posisi 4h maks sampai dengan 5h maks di hulu bangunan ukur seperti tampak pada Gambar 4.  H adalah kondisi kekentalan fluida dan tegangan permukaan. Pada  suhu  air  normal,  4°C  sampai  dengan
20°C,  H sebesar 0,001 m . Sementara itu ba dapat dihitung dengan Persamaan 4.
ba = b +  b ............................................ (4)
Dimana  b  adalah  faktor  koreksi  yang merupakan fungsi 𝑏 𝐵 , untuk kondisi suhu air normal  dan  harga  b  dapat  ditentukan berdasarkan Gambar 5.
Gambar 4. Pengukuran tinggi air di atas mercu menggunakan papan duga
Gambar 5. Penentuan harga  b (Sumber: SNI 8137, 2015)
Sementara  itu,  nilai  koefisien  debit, Cd  dapat  ditentukan  berdasarkan  harga 𝑏 𝐵 , seperti ditunjukkan pada Tabel 1 .
Tabel  1. Penentuan  harga  Cd  (Bagus,  dkk.,
2018) b/B Cd 1,0 0,602 + 0,075 h/p 0,9 0,599 + 0,064 h/p 0,8 0,597 + 0,045 h/p 0,7 0,595 + 0,030 h/p 0,6 0,593 + 0,018 h/p 0,5 0,592 + 0,011 h/p 0,4 0,591 + 0,0058 h/p
0,3 0,590 + 0,002 h/p 0,2 0,589 + 0,0018 h/p
Perhitungan  debit  teoritis  ambang tajam  segi  empat  dapat  juga  dihitung menggunakan  Persamaan  5  (Anggrahini, 2005).
𝑄 = 1,71 𝑚. 𝑏. ℎ 3/2 ............................ (5)
Dimana  Q  adalah  debit  (m 3 /detik),  m koefisien  debit  (0,9  –  1,30),  dan  h  adalah tinggi  muka  air  (m),  b  adalah  lebar  mercu (m).
1. Kalibrasi debit
Kalibrasi  debit  dilakukan  untuk menyesuaikan antara debit teoritis dan debit aktual.  Perbedaan  debit  aktual  dan  debit teoritis  ini  sering  terjadi    dalam  percobaan pengukuran  debit  dengan  bangunan  ukur. Oleh karena itu perlu dilakukan perhitungan koefisien kalibrasi menggunakan Persamaan 6 berikut (Hidayah & Dermawan, 2015).

## 𝐾 = 𝑄𝑎𝑐𝑡
𝑄𝑡 ...........................................  (6)
Dimana  K  adalah  koefisien  kalibrasi,  Qact adalah  debit  aktual,  dan  Qt  debit  hasil perhitungan menggunakan persamaan bangunan ukur segi empat.
Validasi Perhitungan Debit dan Kalibrasi Bangunan  Ukur  menggunakan  Model Jaringan Saraf Tiruan (JST)
Debit dan koefisien kalibrasi bangunan  ukur  hasil  persamaan Kinsvater- carter dan  persamaan  umum    divalidasi menggunakan model Jaringan Saraf Tiruan (JST). Pada umumnya arsitektur  JST terdiri dari 3 layer: (1) input layer; (2) hidden layer;
(3) output layer  (Elsafi,  2014) . Data  input adalah  debit  aktual,  sementara  data  target adalah  debit  teoritis  persamaan Kinsvater- carter dan  persamaan  Umum.  Pembagian komposisi data model JST  terdiri training 50%, validation 25%,  dan testing 25 %. Arsitektur JST seperti tampak pada Gambar 6.
Gambar  6. Arsitektur JST

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Perancangan dan Perakitan
Kegiatan  perancangan  dan  perakitan ini  dilakukan  secara  bertahap    antara  lain sebagai berikut:
1. Perancangan prototipe saluran irigasi Pada  tahap  ini  penentuan  struktur  dan pemilihan  bahan  menjadi  salah  satu pertimbangan  agar  pekerjaan  pemotongan dan perakitan mudah dilakukan. Pertimbangan  lainnya  adalah  harga  bahan dan ketesediaan bahan di pasaran atau toko. Berdasarkan  pertimbangan  tersebut,  bahan yang dipakai adalah: (a) besi siku berlubang yang  berfungsi  sebagai  rangka  struktur prototipe saluran irigasi; (b) aklirik sebagai bahan dari stuktur saluran irigasi yang terdiri dari  kolam  olak,  saluran  pembawa, bangunan ukur, dan bak volumetrik; dan (c) pompa air  sebagai  tenaga  penggerak  aliran air.
2. Perakitan bahan Perakitan  bahan  harus  memperhatikan ukuran  masing-masing  bagian  struktur saluran  irigasi  sehingga  proses  perakitan sesuai  jadwal  yang  telah  ditentukan. Struktur  prototipe  saluran  irigasi  seperti tampak pada Gambar 7.

## Uji Fungsi
Uji  fungsi  ini  dilakukan  dengan  cara simulasi  untuk  memastikan  bahwa  bagian- bagian  prototipe  saluran  terbuka  berfungsi dengan baik. Bagian-bagian tersebut antara lain: (a) kolam olak; (b) saluran pembawa; (c)  bangunan ukur;  dan (d) bak volumetrik seperti  tampak  pada  Gambar  7.  Uji  fungsi pada  kolam  olak,  saluran  pembawa  dan bangunan  ukur,  serta  bak  volumetrik diuraikan sebagai berikut:
1. Kolam  olak  berfungsi  meredam  energi aliran  air  dari  pompa  sehingga  aliran  air tidak bergolak. Berdasarkan hasil pengamatan  dapat  dikemukakan  bahwa pada  tinggi  air  di  atas  mercu  1,7  cm  atau debit  persamaan  umum  0,205  liter/detik menunjukkan  bahwa  kolam  olak  berfungsi sempurna. Hal ini ditunjukkan bahwa   aliran seragam  terjadi  pada  saluran di  hilir  atau dekat  kolam  olak.  Namun  pada  tinggi  air diatas mercu 1,8 – 2,1 cm atau kisaran debit 0,223  –  0,281  liter/detik  terdapat  aliran sedikit  bergelombang  pada  saluran  di  hilir atau  dekat  kolam  olak  yang  disebut  juga zona  transisi.    Dengan  demikian  dapat dikatakan  bahwa    kolam  olak  berfungsi dengan  baik,  dimana  kecepatan  aliran  air yang  masuk  ke  saluran  tereduksi  sehingga pada  kondisi  ini  tidak  tejadi  gerusan  pada dasar dan dinding saluran.
2. Saluran  pembawa    berfungsi  untuk mendistribuskan air dari  pompa air menuju outlet . Pada saluran pembawa ini dilakukan pengamatan terhadap tingkat  kebocoran dan kondisi  aliran.    Hasil  pengamatan
menunjukkan  bahwa    saluran  pembawa tidak  terjadi  kebocoran.  Sementara  itu, kondisi  aliran  pada  masing-masing  debit dapat diuraikan bahwa pada tinggi air di atas mercu  1,7  cm atau  debit  persamaan  umum 0,205  liter/detik  menunjukkan  aliran  air seragam  mulai  dari  hulu  sampai  hilir. Namun pada tinggi air di atas mercu 1,8  – 2,1  cm  atau  kisaran  debit  0,223-0,281 liter/detik  kondisi  aliran  seragam  tetapi sedikit  bergelombang  pada  bagian  hulu saluran atau zona transisi. Dengan demikian dapat dikemukakan bahwa saluran pembawa berfungsi dengan baik dan kondisi tunak tercapai pada debit 0,205 liter/detik.
3. Bangunan  ukur  yang  terpasang  pada ujung saluran pembawa berfungsi mengukur debit  air  yang  melewati  mercu.  Bangunan ukur  dilengkapi  dengan    papan  duga  yang dipasang    di  hulu  bangunan  ukur.    Papan duga ini berfugsi mengukur tinggi air di atas mercu. Dengan demikian, pengukuran debit menggunakan bangunan ukur dapat dilakukan    dengan  pembacaan  tingi  air menggunakan  papan  duga  (Ginanjar  &
Hariati,
2015). Berdasarkan hasil pengamatan  menunjukkan  bahwa  kondisi aliran di udik bangunan ukur pada tinggi air di  papan  duga  1,7  cm  –  2,1  cm  adalah seragam  sehingga  pembacaan  tinggi  air sangat  akurat.  Begitu  pula    kondisi  aliran pada bangunan ukur debit terjadi kontraksi penuh  dan  aerasi  sempurna.  Dengan demikian dapat dikatakan bahwa  bangunan ukur berfungsi dengan baik.
Gambar 7. Prototipe saluran irigasi skala laboratorium
4. Bak volumetrik berfungsi untuk mengukur debit aktual, dimana pengukuran debit  ini  dilakukan  dengan  menghitung volume  air  yang  ditampung  per  satuan waktu.  Pada  umumnya  satuan  yang digunakan  adalah  liter/detik  atau  m 3 /detik. Bak  volumetrik  ini  berfungsi  dengan  baik dan tidak terjadi kebocoran serta pengukuran volume dapat dilakukan dengan baik.
Gambar 8. Uji fungsi prototipe saluran irigasi

## Uji Kinerja
Pengukuran Volume Aktual Uji  kinerja  pada  bak  volumetrik dilakukan dengan pengukuran debit aktual. Pengukuran  debit  aktual  dilakukan  dengan cara  menghitung  volume  air  yang tertampung  dan  mencatat  waktu  yang diperlukan selama menampung air tersebut. Bak volumetrik dilengkapi dengan pembacaan  tinggi  air  yang  berfungi  untuk mengkonversi  tinggi  air  menjadi  volume. Oleh  karena  itu,  volume  aktual  pada  bak volumetrik  ini  harus  dikalibrasi  terlebih dahulu dengan gelas ukur. Volume air dari gelas  ukur  dipindakan  ke  bak  volumetrik, kemudian  dibaca  tinggi  air  pada  skala pembacaan  yang  terpasang  pada  bak volumetrik.   Pembacaan data tinggi air pada bak  volumetrik  dilakukan  dengan  2  kali ulangan.  Skala  pembacaan  dilengkapi dengan  selang  bening  yang  terhubung dengan air di dalam bak volumetrik.  Air di dalam  selang  akan  naik  seiring  dengan penambahan  volume  air  di  dalam  bak volumetrik.  Dengan  demikian,  pembacaan ketinggian air menggunakan selang meningkatkan akurasi pembacaan tinggi air. Hasil  kalibrasi  volume  dapat  dilihat  pada Tabel 2 dan  Gambar 9.
Tabel 2. Pengukuran tinggi air dan volume bak penampung Volume gelas ukur (liter) Tinggi air pada bak volumetrik  (cm) 0 0 0 1 1 0,9 2 1,9 1,8 3 2,8 2,9 4 3,7 3,6 5 4,5 4,4 6 5,4 5,3 7 6,3 6,2 8 7 7,1
Gambar 9. Hubungan tinggi air pada bak penampung dengan volume terukur
Gambar  9  menunjukkan  bahwa hubungan  antara  tinggi  air  dengan  volume terukur  menghasilkan  persamaan  7  dengan R 2 =    0,999.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa pengukuran  tinggi air pada bak volumetrik dapat digunakan untuk menghitung volume air tertampung dengan sangat baik.
Y= 0,88x + 0,0578 ................................ (7)
Dimana Y adalah volume terukur (liter), X adalah tinggi air pada bak volumetrik (cm).
Perhitungan Debit Aktual dan Debit Teoritis Perhitungan  debit  aliran  air  pada prototipe  saluran  irigasi  ini  dilakukan dengan  dua  cara  yaitu  pengukuran  debit secara    langsung  dan  tidak  langsung. Pengukuran debit secara langsung menggunakan  bak  volumetrik  dengan pembacaan  tinggi  muka  air  dan  waktu. Pembacaan  waktu  dilakukan  selama pengukuran  tinggi  air,  sehingga  dihasilkan data tinggi air per satuan waktu. Data tinggi muka  air  tersebut  digunakan  untuk menghitung volume aktual dengan persamaan 7. Dengan demikian debit aktual dapat  dihitung  dalam  satuan  volume  per waktu menggunakan Persamaan 1. Sementara  itu,  pengukuran  debit  secara tidak  langsung  menggunakan  prototipe bangunan  ukur  segi  empat.  Pengukuran debit  dilakukan  dengan    pembacaan  tinggi air  pada  papan  duga.  Perhitungan  debit dengan  bangunan  ukur  segi  empat  ini
menggunakan  persamaan  2  dan  persamaan 5.  Hasil  perhitungan  debit  aktual  dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 menunjukkan bahwa pengukuran    volume  air  di  bak  volumetrik dilakukan 8 kali pengulangan dengan waktu pengamatan  yang  berbeda  dan  tinggi  air ditetapkan  1  cm.  Perbedaan  waktu pengamatan  ini  menghasilkan  debit  aktual yang  berbeda  pula.  Sementara  itu, pengukuran  tinggi  air  pada  papan  duga dilakukan  pada  waktu  dan  pengulangan yang  sama  dengan  pengukuran  volume aktual. Data tinggi air pada papan duga ini digunakan  untuk  menghitung  debit  teoritis seperti  tampak  pada  Tabel  4  dan  Tabel  5. Hal ini juga sejalan dengan hasil penelitian yang  dilakukan  oleh  Ginanjar  dan    Hariati (2015)  bahwa waktu pengamatan tinggi air akan  berpengaruh  terhadap  debit  aktual  di bak volumetrik.
Tabel 4. Perhitungan debit dengan persamaan Kinsvater – Carter No Tinggi air (cm) Cd Kinsvater – Carter (liter/detik) Ulangan Rata rata I 2,1 0,59 0,318 0,318 2,1 0,59 0,318 II 2 0,59 0,296 0,296 2 0,59 0,296 III 1,8 0,59 0,252 0,252 1,8 0,59 0,252 IV 1,7 0,59 0,232 0,232 1,7 0,59 0,232
Tabel 3. Perhitungan debit aktual pada bak volumetrik
No Tinggi air (cm) Waktu (detik) Volume (Liter) Debit (liter/detik) Ulangan rata-rata I 1 3,8 0,938 0,247 0,275 1 3,1 0,938 0,303 II 1 3,1 0,938 0,303 0,289 1 3,4 0,938 0,276 III 1 4,3 0,938 0,218 0,226 1 4 0,938 0,235 IV 1 4,2 0,938 0,223 0,218 1 4,4 0,938 0,213
Tabel    4  dan  5  menunjukkan  bahwa hasil
perhitungan debit
teoritis menggunakan  persamaan Kinsvater-carter dan persamaan umum  berbeda dengan debit aktual  pada  masing-masing  pengulangan. Debit aktual ini   digunakan sebagai kontrol terhadap    debit  teoritis.  Oleh  karena  itu, adanya  perbedaan  antara  debit  aktual dengan  debit  teoritis  perlu  dilakukan perhitungan koefisien kalibrasi menggunakan  persamaan  6.  Hal  ini  juga sejalan  pendapat  Suhardi  (2019)  yang menyatakan  bahwa  debit  hasil  perhitungan dengan  persamaan Kinsvater-carter dan persamaan  umum  berbeda  dengan  debit aktual.  Hasil  perhitungan    koefisien kalibrasi dapat dilihat pada Tabel 6 berikut ini.
Tabel 6 menunjukkan bahwa koefisien kalibrasi  rata-rata  persamaan Kinsvater- carter terhadap  debit  aktual  adalah  0,868. Sementara  itu,  koefisien  kalibrasi  rata-rata antara  debit  teori  berdasarkan  persamaan umum  terhadap  debit  aktual  adalah  0,983. Hal  ini  menunjukkan  bahwa  perhitungan debit aktual  dan debit teoritis menggunakan persamaan Kinsvater-carter dan  persamaan umum  sangat  akurat.  Hal  yang  sama dikemukakan  oleh  Suhardi  (2019)  bahwa hasil percobaan aplikasi persamaan Kinsvater-carter dan  persamaan  umum pada  bangunan  ukur  ambang  tajam  segi empat  yang terpasang pada hydraulic bench sangat  akurat  dengan  koefisien  kalibrasi 0,89 dan 0,94.

## Tabel 6. Koefisien kalibrasi debit
No Debit teoritis dan aktual (lt/det) Koefisien kalibrasi Kinsvater - carter Umum Aktual Kinsvater carter Umum I 0,318 0,281 0,247 0,776 0,878 0,318 0,281 0,303 0,951 1,076 II 0,296 0,261 0,303 1,023 1,158 0,296 0,261 0,276 0,933 1,056 III 0,252 0,223 0,218 0,864 0,978 0,252 0,223 0,235 0,929 1,051 IV 0,232 0,205 0,223 0,689 0,780 0,232 0,205 0,213 0,779 0,882 Rata-rata 0,868 0,983
Tabel 5. Perhitungan debit dengan persamaan Umum No Tinggi air (cm) Cd Pers. Umum (liter/detik) Ulangan Rata-rata I 2,1 0,59 0,281 0,281 2,1 0,59 0,281 II 2 0,59 0,261 0,261 2 0,59 0,261 III 1,8 0,59 0,223 0,223 1,8 0,59 0,223 IV 17 0,59 0,205 0,205 1,7 0,59 0,205

## Validasi  Perhitungan  Debit  Teoritis
Menggunakan  Jaringan  Saraf  Tiruan (JST)
Debit teoritis menggunakan persamaan Kinsvater-carter dan  persamaan  umum divalidasi    dengan  model    Jaringan  Saraf Tiruan  (JST).  Debit  aktual  sebagai  data input sementara debit teoritis sebagai target. Hasil  model  menunjukkan  bahwa  kinerja model  sangat  akurat    pada  tahap training , validation dan testing dimana  nilai Mean Square Error (MSE) dari target sangat kecil seperti tampak pada Tabel 7 sementara debit bangunan  ukur  hasil  pemodelan  JST  dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel  8  menunjukkan  bahwa  debit bangunan  ukur  menggunaan  persamaan Kinsvater-carter dan  persamaan  Umum relatif  sama  dengan  debit  hasil  model.  Hal ini menunjukkan bahwa kinerja pengukuran debit  prototipe  bangunan  ukur  ambang tajam  segi  empat  menggunakan  persamaan Kinsvater-carter dan  persamaan  Umum sangat  akurat.    Tahap  selanjutnya  adalah memvalidasi koefisien kalibrasi bedasarkan data  debit  teoritis  dan  aktual  dengan  debit model  JST  dan  debit  aktual.  Tujuan  dari validasi  ini  adalah  mengetahui  tingkat akurasi  koefisien  kalibrasi    persamaan Kinsvater-carter dan Persamaaan  Umum seperti tampak pada Tabel 9.
Tabel 9. Koefisien kalibrasi debit bangunan ukur ambang tajam segi empat model JST
No Debit model JST (lt/det) Debit aktual (lt/det) Koef. Kalibrasi (K) Kinsvater - carter Umum Kinsvater - carter Umum I 0,412 0,274 0,247 0,599 0,902 0,307 0,261 0,303 0,986 1,158 II 0,307 0,261 0,303 0,986 1,158 0,283 0,261 0,276 0,974 1,056 III 0,246 0,215 0,218 0,887 1,013 0,254 0,223 0,235 0,924 1,051 IV 0,387 0,343 0,223 0,693 0,780 0,411 0,339 0,213 0,692 0,839 Rata-rata 0,843 0,995
Tabel 7. Kinerja model JST untuk memprediksi debit bangunan ukur  dengan persamaan Kinsvater- carter dan persamaan umum
MSE Persamaan Kinsvater- carter MSE Persamaan Umum Train 0,0001 Train 1,57e-18 Valid 0,0011 Valid 1,63e-04 Test 0,0044 Test 0,0002 Tabel 8. Debit bangunan ukur ambang tajam segi empat menggunakan persamaan teoritis dan model JST No Debit teoritis (lt/det) Debit model JST (lt/det) Kinsvater- carter Umum Kinsvater- carter Umum I 0,318 0,281 0,412 0,274 0,318 0,281 0,307 0,261 II 0,296 0,261 0,307 0,261 0,296 0,261 0,283 0,261 III 0,252 0,223 0,246 0,215 0,252 0,223 0,254 0,223 IV 0,232 0,205 0,387 0,343 0,232 0,205 0,411 0,339
Tabel  9  menunjukkan  bahwa  nilai rata-rata koefisien kalibrasi   berdasarkan debit  model  JST  dan  rata-rata  koefisien kalibrasi  berdasarkan  debit  teoritis  relatif sama  yaitu 0,868 dan 0,843 pada persamaan Kinsvater-carter, sementara  persamaaan Umum  0,983  dan  0,995.  Hal  ini menunjukkan bahwa hasil kalibrasi bangunan  ukur  ambang  tajam  segi  empat menggunakan  persamaan Kinsvater-carter dan persamaan Umum sangat akurat.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan menggunakan prototipe saluran irigasi skala laboratorium ini dapat dikemukakan bahwa kolam olak berfungsi dengan baik sehingga aliran  air  pada  saluran  pembawa  menjadi stabil  dan  tidak  berpotensi  terjadi  gerusan pada dinding dan dasar saluran. Begitu pula dengan  saluran  pembawa  tidak  terjadi kebocoran sehingga fungsi saluran pembawa  untuk  mengalirkan  air  cukup efisien.    Kinerja  bangunan  ukur  ambang tajam  segi  empat  sangat  baik,  ditunjukkan dari  nilai  koefisien  kalibrasi  persamaan Kinsvater-carter terhadap debit aktual 0,868 dan  koefisien  kalibrasi  persamaan  Umum terhadap  debit  aktual  0,983.  Dengan demikian  dapat  dikemukakan  pula  bahwa persamaan Kinsvater-carter dan persamaan Umum  dapat  diimplementasikan  untuk pengukuran  debit  dan    kalibrasi  bangunan ukur  ambang  tajam  segi  empat  di  saluran irigasi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih kepada Ketua Laboratorium  Teknik  Pengendalian  dan
Konservasi  Lingkungan  (TPKL)  Jurusan Teknik  Pertanian  Fakultas  Teknologi Pertanian yang telah mendukung penelitian rancang  bangun  prototipe  saluran  irigasi skala laboratorium ini.

## DAFTAR REFERENSI
Al Shaikhli, H. I., & Kadhim, K. N. (2018). Development  an  Equations  For  Flow Over  Weirs  Using  MNLR  and  CFD Simulation Approaches. International Journal  of  Civil  Engineering  and Technology , 9 (3), 70–79.
Anggrahini.  (2005). Hidrolika  Saluran Terbuka .  (Devita,  Ed.).  Surabaya: Srikandi.
Badan  Standardisasi  Nasional.  (2015). Pengukuran  Debit  pada  Saluran Terbuka  Menggunakan  Bangunan Ukur  Tipe  Pelimpah  Atas .  BSNI. Jakarta. Diakses dari www.bsn.go.id.
Bagus,  A.M.,  Edijanto,  &  Soesanto,  S.R. (2018). Irigasi  dan  Bangunan  Air . Modul  kuliah  Irigasi  dan  Bangunan Air (RC18-4603). Departemen Teknik Sipil  FTSLK-ITS.  Surabaya.  Diakses dari https://www.researchgate.net/profile/ Mohamad_Ansori/publication/32333 5382_Irigasi_dan_Bangunan_air/link s/5afa8747a6fdccacab16aeb9/Irigasi- dan-Bangunan-Air.pdf.
Direktorat Jenderal Pengairan, & Umum, D. P.D.  (1986). Kriteria Perencanaan Bagian Parameter Bangunan KP - 06 . Bandung: CV. Galang Persada.
Direktorat  Jenderal  Sumber  Daya  Air. (2013). Standar  Perencanaan  Irigasi Kriteria Perencanaan Saluran KP-03 . Jakarta.
Edijantno, Lasminto, U., Andiek, M., Rartri, Y.,  &  Sumirman,  E.  (2019).  Uji Kinerja  Alat  Ukur  Ambang  Tajam Berpenampang  Majemuk. Prosiding Pertemuan  Ilmiah  Tahunan  HATHI ,
1–11. Elsafi,  S.H.  (2014).  Artificial  Neural Networks (ANNS) For Flood

## Forecasting  At  Dongola  Station  In
The  River  Nile,  Sudan. Alexandria Engineering  Journal , 53 ,  655–662. doi:10.1016/j.aej.2014.06.010.
Ginanjar, B., & Hariati, F. (2015). Analisis Koefisien  Debit  Model  Alat  Ukur Celah  Segiempat  di  Laboratorium Hidrolika Teknik Sipil Universitas Ibn Khaldun  Bogor. Jurnal  Rekayasa Sipil , 4 (2), 18–24.
Hidayah,  S.,  &  Dermawan,  V.  (2015).  Uji Proporsionalitas Debit Bangunan Bagi Tipe  Numbak. Jurnal  Irigasi , 10 (2), 69–82.
Pudyono.  (2010).  Pengaruh  Pemasangan Bangunan  Peninggi  Muka  Air (Subweir)  Terhadap  Gerusan  Yang Terjadi  di  Hilir  Bendung. Jurnal Rekayasa Sipil , 4 (2), 99–110.
Sisiwoyo, H., Wahyudi, S.I., & Soedarsono.
(2017).  Analisis  Efisiensi  Jaringan
Saluran  Irigasi. Prosiding  Seminar Nasional Inovasi dalam Pengembangan  Smart  City , 1 (1),
237–251.
Suhardi. (2015). Rekayasa Dan Uji Kinerja Prototipe Destilator Skala Laboratorium. Jurnal  Agroteknologi , 09 (02).
Suhardi.  (2019).  Aplikasi  Persamaan Rehbock,  Kinsvater  –  Carter,  dan Persamaan  Umum  Pada  Bangunan Ukur Segi Empat Skala Laboratorium.
Jurnal  Pendidikan  Fisika  Dan Teknologi , 5 (2), 1–9. doi:10.29303/jpft.v5i2.1383. Sumirman, E., & Lasminto, U. (2013). Studi Perbandingan Aliran Alat Ukur Debit Ambang  Tipis  Penampang  Segi  Tiga Dengan Penampang. Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah (ATPW) , 1–18.
Susetyaningsih, A. dan S. Permana. (2016). Pengaruh Sedimentasi Terhadap Penyaluran Debit Pada Daerah Irigasi
Cimanuk. Jurnal  Konstruksi  Sekolah Tinggi  Teknologi  Garut , 14 (1),149– 153.
Ulfiana,  D.  (2018). Studi  Efektivitas  Pola Pemasangan  Baffled  Block  pada Peredam  Energi  dalam  Mereduksi Energi  Aliran .  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember.
Waspodo.  (2017).  Analisa  Head  Loss Sistem Jaringan Pipa pada Sambungan Pipa  Kombinasi  Diameter  Berbeda. Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik , 8 (1), 1–12.
Yusuf, A., Sugandi, W. K., -, Z., & Tua, C. F.G.  (2017).  Rancang  Bangun  Mesin Pengolah  Ganyong  Multi  Fungsi. Jurnal  Ilmiah  Rekayasa  Pertanian dan  Biosistem , 5 (2),  462–471.  doi:
10.29303/jrpb.v5i2.61.