1. TUGAS KONSERVASI TANAH DAN AIR
AWLR (AUTOMATIC WATER LEVEL RECORDING)
DISUSUN OLEH
ADITYA PRASETYA NUGRAHA (12/332191/SV/00907)
RAMADHANI FEBBY (12/332175/SV/00891)
BUNGA ZENNA A (12/332159/SV/00875)
RIZKI TRI UTAMI (12/332133/SV/00849)
SEKOLAH VOKASI D III PENGELOLAAN HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2013

2. PENDAHULUAN
Banjir merupakan bencana yang dapat mengurangi kualitas tanah untuk pertumbuhan
tanaman. Perubahan penggunaan lahan dari daerah pertanian/perkebunan (tegalan)/ hutan menjadi
daerah pemukiman berpotensi menyebabkan banjir karena proses infiltrasi alami berkurang.
Pengaruh hujan memberikan peluang untuk menjadi aliran permukaan sehingga air akan mengalir
bergerak kearah yang lebih rendah menuju sungai menjadi aliran sungai.
Air hujan yang jatuh ke bumi, sebagian menguap kembali menjadi air di udara, sebagian
masuk ke dalam tanah, sebagian lagi mengalir di permukaan. Aliran air di permukaan ini kemudian
akan berkumpul mengalir ke tempat yang lebih rendah dan membentuk sungai yang kemudian
mengalir ke laut
Suatu keadaan debit air sungai melebihi aliran dasar akibat dari hujan yang jatuh di atas
vegetasi/tanaman, bebatuan, permukaan air, permukaan tanah, dan saluran sungai yang
membentuk limpasan air. Limpasan air dalam daerah aliran sungai (DAS) nampak dalam bentuk
sistem yang sangat kompleks, terjadi setelah air hujan mengalami perjalanan melalui beberapa
tahap mulai dari penimbunan dan pemindahan sampai masuk ke dalam saluran. Kekomplekan ini
semakin bertambah sejalan dengan faktor variabel dalam DAS.
Limpasan air dari suatu daerah aliran sungai (DAS) yang besar biasanya dimonitor dengan
alat AWLR (Automatic Water Level Recorder). Alat ini mengukur tinggi muka air sungai secara
terus menerus. Hasil pengukurannya berupa grafik hubungan antara tinggi muka air dengan waktu
atau sering disebut hidrograf.
Data debit merupakan salah satu data hidrologi yang sangat penting yang digunakan dalam
perencanaan dan perancangan bangunan-bangunan keairan. Untuk mendapatkan data debit dapat
diperoleh dengan berbagai cara, salah satunya dengan alat ukur AWLR (Automatic Water Level
Recorder), hasil berupa output data berupa debit air.

3. Data yang tercatat dari AWLR adalah data tinggi muka air. Untuk mentransformasi dari
data tinggi muka air menjadi data debit diperlukan survey pengukuran dan analisis hidrolika pada
pos AWLR tersebut. Survey pengukuran dimaksudkan untuk mendapatkan profil melintang dan
memanjang sungai di sekitar alat ukur, sedangkan analisis hidrolika dimaksudkan untuk
mendapatkan lengkung debit pada pos AWLR tersebut.
Untuk dapat mengukur besarnya debit sungai maka pada saat tertentu (biasanya pada saat
musim hujan dan kemarau) dilakukan pengukuran debit sungai. Hidrograf aliran sangat diperlukan
dalam studi banjir sebab dengan memanfaatkan data tersebut kita dapat melakukan perencanaan
bangunan air yang sangat diperlukan dalam penanggulangan banjir. Akan tetapi, jumlah penelitian
mengenai karakteristik DAS masih sedikit.
Hal ini sebagian besar dikarenakan faktor ketersediaan alat yang dapat membantu dalam
pengukuran masih cukup mahal. Sehingga akan dicoba membuat alat ukur perekam tinggi muka
air yang bekerja secara kontinu merekam kejadian perubahan ketinggian air yang bekerja secara
otomatis.
AWLR (Automatic Water Level Recorder)
Limpasan air dari suatu daerah aliran sungai yang
besar biasanya dimonitor dengan alat yang disebut AWLR
(Automatic Water Level Recorder). Alat ini mengukur
tinggi muka air sungai secara terus menerus.
Hasil pengukuran AWLR berupa grafik hubungan
antara tinggi muka air dengan waktu atau lazim disebut
hidrograf. Untuk dapat mengukur besarnya debit sungai
maka pada saat tertentu (biasanya pada saat musim hujan
dan
kemarau)
dilakukan
pengukuran
debit
sungai.
Hubungan antara debit dan tinggi muka air dapat dihitung
dengan menggunakan stage hydrograph curve.
Hidrograf
adalah
suatu
diagram
yang
menggambarkan variasi debit sungai atau tinggi muka air menurut waktu Hidrograf menunjukkan

4. tanggapan menyeluruh DAS terhadap masukan tertentu. Sesuai dengan sifat dan perilaku DAS
yang bersangkutan, hidrograf aliran selalu berubah sesuai dengan besaran dan waktu terjadinya
masukan.
Bentuk hidrograf banjir sangat dipengaruhi oleh bentuk DAS. Jika bentuk DAS membesar
di tengah maka bentuk hidrografnya adalah debit puncak berlangsung dalam waktu yang cepat.
Jika berbentuk membesar di hulu maka debit puncak akan dicapai dalam waktu yang relatif lama,
sedangkan jika berbentuk mengecil ditengah dan membesar dibagian hulu dan hilir maka bentuk
hidrografnya mempunyai puncak dua buah. Jika DAS mempunyai bentuk panjang maka bentuk
hidrografnya relatif simetris.
MEKANIK AWLR
Pulley yang dibutuhkan untuk membuat AWLR ini berdiameter 9,55 cm. Nilai ini diperoleh
dari hasil perhitungan keliling lingkaran. Potensiometer memiliki kapasitas untuk berputar 10 kali
putaran, Keliling lingkaran pulley yang yang dibutuhkan untuk mengukur tinggi air maksimum 3
meter, adalah 30 cm. Sehingga untuk setiap satu kali putaran penuh dari pulley akan setara dengan
30 cm. Dalam satu putaran, terdapat 10 x titik yang dapat merubah posisi pada potensiometer. Pada
setiap titik dalam satu putaran, akan merubah sensor posisi 3 cm.
Perhitungan :
Kel. Lingkaran ( l ) = 2π.r = π. d
d = l/ π
d = 30 / 3,14
d = 9.55 cm
Sehingga r = d / 2 = 4,77 cm
Pulley kecil yang menghubungkan Pulley besar dengan potensiometer, terbuat dari karet
yang relatif lentur sehingga menyebabkan ujung sensor posisi (potensio) dapat berputar bebas
sedikit demi sedikit. Sedangkan pulleybesar (ø= 9.55cm) terbuat dari PCB. Hal ini dikarenakan

5. untuk mendapatkan konstruksi yang kokoh, supaya tali nilon yang menghubungkan pelampung
dengan pemberat berada pada posisi stabil, tanpa kehawatiran akan meleset keluar. Sifat fisik
sensor pelampung diset lebih besar, luas permukaannya lebih lebar, pipih dan diisi dengan air yang
sudah dikalibrasi. Hal ini diharapkan agar sensor pelampung memiliki gaya tekan yang besar dan
lebih sensitif terhadap adanya perubahan tinggi muka air. Kondisi ini harus sesuai dengan Hk.
Archimedes, yakni setiap benda yang berada dalam satu fluida maka benda itu akan mengalami
gaya ke atas atau gaya apung sebesar berat air yang
dipindahkannya.
Tiga keadaan benda didalam zat cair :
a. Tenggelam : W > FaÞ rb > rz
b. Melayang : W = Fa Þ rb = rz
c. Terapung : W = Fa Þ rb. V= rz.V' ; rb<rz
W = Berat benda; Fa = Gaya ke atas = rz.V'.g; Rb = Massa jenis benda
Keterangan:
(a) Benda dalam keadaan tenggelam
(b) Benda dalam keadaan melayang
(c) Benda dalam keadaan terapung
Pada tahap pemasangan, posisi awal bandul pemberat sebaiknya lebih tinggi dari posisi
pelampung. Hal ini dikarenakan untuk menjaga kondisi pada saat tinggi muka air maksimum (air
tinggi), pelampung berada pada posisi paling atas, dan sebaliknya pemberat berada pada posisi
paling bawah, dapat kembali pada posisi awal setelah permukaan air mengalami penurunan.

6. Pemilihan tali nylon yang elastis dan kokoh diharapkan dapat memperkecil gaya gesek
yang ditimbulkan antara tali dan pulley. Contoh tali nylon yang memiliki karakteristik di atas
adalah tali yang pada umumnya digunakan untuk raket (nilon string racket).
SENSOR PELAMPUNG DAN PEMBERAT
Sifat fisik sensor pelampung diset lebih besar, luas permukaannya lebih lebar, pipih dan
diisi air yang sudah dikalibrasi. Hal ini dimaksudkan supaya pelampung memiliki kepekaan
terhadap perubahan tinggi muka air. Selain itu diharapkan tidak adanya perubahan yang nyata
untuk tiap posisi (selalu konsisten) pada saat hujan yang diterima oleh permukaan sungai.
Pelampung yang dibuat berdasarkan hukum Archimedes, benda berada pada keadaan
terapung. Kondisi di lapangan, pada saat pengujian konsistensi pelampung, posisi awal
/normal/setimbang pelampung adalah ¾ tenggelam. Posisi ini seharusnya tetap untuk setiap
perubahan tinggi muka air. Jika pelampung tidak/kurang peka terhadap perubahan tinggi muka air,
biasanya celupan yang dihasilkan oleh pelampung tidak konsisten. Sebagai contoh, pada kondisi
normal celupan dari posisi awal adalah hanya menempel di permukaan, akan tetapi pada saat
kondisi hujan deras celupan dari pelampung tersebut lebih dalam (tenggelam).

7. Posisi
awal
pemasangan
pelampung
menyentuh permukaan air sungai, sedangkan
pemberat berada pada posisi lebih tinggi dari
pelampung. Pemberat berfungsi untuk menjaga
tali nilon agar selalu lurus, sehingga jika terjadi
perubahan tinggi muka air dan pelampung
bergerak
naik/turun,
menghubungkan
antara
maka
tali
pelampung
yang
dengan
pemberat akan bergeser dan menggerakan pulley
sistem.
Hal yang seharusnya menjadi perhatian adalah, ukuran bandul pemberat harus memiliki
luas permukaan yang kecil bahkan cenderung runcing , jika di hubungkan dengan hukum
Archimedes, benda yang berada dalam satu fluida maka benda itu akan mengalami gaya ke atas
atau gaya apung sebesar berat air yang dipindahkannya. Hal ini dijadikan pertimbangan pada saat
posisi bandul menyentuh permukaan air sungai, gaya apung yang diterima oleh pelampung tidak
lebih besar dari gaya tekan yang dihasilkan bandul pemberat, sehingga pelampung tidak
mengalami perubahan posisi yang signifikan.
Karena pada saat tinggi muka air maksimum (air tinggi), pelampung berada pada posisi
paling atas, dan sebaliknya pemberat berada pada posisi paling bawah. Jika pelampung dan
pemberat tidak memiliki masa yang sama dikhawatirkan pelampung tidak dapat kembali pada
posisi awal meskipun air sudah mengalami penurunan.
Rumus timer untuk IC 4060 : FOsc = 1/ (2,5 x Rt x Ct)
FOsc = Qo
Q output dari IC 4060 =Q4, Q10, Q12
Nilai yang terrecord dalam counting calculator 12-3012. Artinya nilai 12 adalah nilai
minimum dari R potensiometer. Yakni pada saat posisi sudut sensor 0 𝑜 . Sedangkan 3012 adalah
nilai maksimum dari R potensiometer, yakni sensor posisi memiliki sudut 360 𝑜 pada putaran

8. pulleyke 10. Nilai ini bernilai relatif sesuai dengan gerakan naik turun pelampung (perputaran
pulleysensor ke arah kiri atau kanan). Sebagai contoh, jika pulley berputar ke kiri, maka posisi
sensor berada di bagian rendah, sehingga jumlah angka countingyang terrecordsebagai angka
keluaran (angka printing) nilainya akan kecil, sebaliknya, jika pulley berputar ke kanan, maka nilai
yang terrecord jumlahnya akan bertambah dari nilai minimum sesuai dengan perubahan dari posisi
sudut R.
PENGUJIAN DAN PENGOLAHAN
Data Prototipe AWLR dilakukan pengujian dan dilakukan kalibrasi, agar nilai R setara
dengan nilai level /ketinggian di lapangan. Nilai yang terrecord di kalkulator, menjadi data primer
sebagai masukan (input) data ke dalam perangkat lunak berbasis Microsoft Exel. Keluaran dari
data tersebut berupa grafik atau hidrograph dari nilai Resistansi (R) yang setara dengan nilai
ketinggian terhadap waktu. Data ini juga dapat digunakan untuk mendapatkan hubungan antara
debit sungai terhadap waktu.
PRINSIP KERJA AWLR
Pelampung
(float) dan beban (counter weight)
dihubungkan dengan kabel nylon yang ditempatkan pada
sebuah pulley. Pelampung tersebut ditempatkan pada muka
air, sehingga jika terjadi perubahan posisi dari pelampung
akan menyebabkan putaran dari sistem pulley. Gerakan
putaran sistem pulley diambil dengan menggunakan pulley
sensor yang berukuran lebih kecil dari pulley utama untuk
diterjemahkan secara elektronik menjadi posisi sensor.
PENGAMATAN PERMUKAAN AIR SUNGAI
Untuk kebutuhan usaha pemanfaatan air, pengamatan permukaan air sungai dilaksanakan
pada tempat-tempat dimana akan dibangun bangunan air, seperti bendungan, bangunan

9. pengambilan air dan lain-lain. Untuk kebutuhan usaha pengendalian sungai atau pengaturan
sungai, maka pengamatan itu dilaksanakan pada tempat yang dapat memberikan gambaran
mengenai banjir, termasuk tempat-tempat perubahan tiba-tiba dari penampang sungai.
Permukaan air sungai itu harus diukur berdasarkan datum standar dalam negara. Sedikitsedikitnya dalam suatu sistem sungai, data permukaan air sungai itu harus disusun berdasarkan
penentuan datum standar.
TEMPAT PEMASANGAN/PEMBANGUNAN ALAT UKUR PERMUKAAN SUNGAI
Untuk pemasangan alat ukur permukaan air sungai, harus dipilih tempat yang
memungkinkan pengamatan seluruh keadaan permukaan air, dari batas terendah sampai batas
tertinggi. Bagian yang menjadi tempat tekanan tinggi atau bagian kecepatan aliran tinggi pada
permukaan air yang tinggi, harus dihindarkan, karena terjadi kesalahan pengukuraan permukaan
air tinggi, selain itu alat mudah menjadi rusak oleh aliran.
Tempat-tempat terjadi aliran air tanah, harus dihindarkan karena perubahan dasar sungai
itu besar dan alirannya berbelok-belok (meander). Untuk mendapatkan kurva debit permukaan
air, maka pengukuran debit biasanya dilakukan pada tempat pengamatan permukaan air. Jadi untuk
itu harus dipilih tempat dimana kesalahan pengukurannya kecil dan mudah dilaksanakan. Untuk
maksud-maksud itu, maka sedapat mungkin dipilih tempat dengan kondisi yang cocok sebagai
berikut :
Panjang bagian yang lurus di atas tempat pengamatan harus 5 kali lebar sungai dan bagian
lurus di bagian bawah adalah 2 kali lebar sungai. Pada dasar sungai dan tepiannya hanya terdapat
perubahanperubahan bentuk yang kecil. Pada lereng dasar sungai tidak terdapat titik perubahan
tiba-tiba. Perubahan kecepatan aliran adalah kecil (meskipun terjadi perubahan permukaan air
yang agak besar) yang dapat diukur oleh alat ukur arus dengan ketelitian yang tinggi 0,3 sampai
3,0 m/detik (Kiyotoka, 2003).

10. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN
Kelebihan dan kekurangan AWLR ini diantaranya resolusi ketinggian yang dapat diamati
1 mm. Mekanik sensor pelampung dan pemberat dapat dibuat dengan menggunakan bahan yang
mudah didapat di Indonesia. Untuk bahan pelampung dibuat dari Dop PVC 4 inci, sedangkan
bandul pemberat berasal dari bandul lot yang pada umumnya digunakan water pass untuk
bangunan. Tali nilon yang digunakan adalah nilon string raket.
Kelebihan lainnya adalah catu daya yang dibutuhkan cukup menggunakan aki kering 12 V
dengan kapasitas 4 A, dapat bertahan hingga 14-20 hari. Kertas pias yang dibutuhkan tidak khusus,
dan dapat diganti kapan saja termasuk pada saat kalkulator sedang merecord, sehingga tidak ada
kekawatiran data hilang pada saat pergantian kertas. Kertas yang digunakan untuk mencetak
harganya cukup ekonomis.
Kebutuhan data untuk analisis hidrograph, dapat diperoleh dari nilai yang tercetak pada
kalkulator printing dalam 10 menit sekali. Hal ini kurang efisien jika dalam satu hari tidak terdapat
perubahan tinggi muka air, maka kertas yang terpakai cukup panjang dan angka yang tercetak pada
kertas tersebut nilainya sama. Hal inilah yang menjadi pertimbangan pada saat penentuan waktu
pencetakan, agar lebih efisien, waktu pencetakan dapat didesaint secara fleksibel sesuai dengan
kebutuhan.
Kelemahan dari AWLR salah satunya pelampung alat ukur permukaan air harus dilindungi
terhadap gelombang dan aliran dengan sumur pengamatan. Konstruksi pembuatan sumur
penenang di lapangan masih mahal.
KESIMPULAN
AWLR (Automatic Water Level Recording) merupakan alat ukur sebagai penghimpun data
debit air pada suatu limpasan air pada aliran air sungai. Hasil dari pengukuran berupa data grafik
yang menunjukan tinggi muka air dengan waktu (hidrograf). Pengukuran debit dilakukan pada
musim hujan dan kemarau. Hubungan antara debit dangan tinggi muka air dapat dihitung dengan
stage hydrograph curve.

11. DAFTAR PUSTAKA
Budianto, Bagus. 2007. Kalibrasi Parameter Hidrolika Sungai Pos AWLR Jangkok Bug-Bug.
Mori, Kiyotoka. 2003. Manual on Hydrology. Takeda, Kensaku (Ed). PT Pradnya Paramita.
Jakarta.
Triesnawati, Hesti. 2006. AWLR (Automatic Water Level Recording) Basis Kalkulator Printing.
Bogor: Departemen Geofisika Dan Meteorologi Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.