Cara menggunakan  pengukuran denga alat ukur waterpas dalam Ilmu Ukur Tanah
  • Alat ukur waterpas dapat di golongkan ke dalam beberapa jenis, yakni :
  • Type semua tetap (dumpy level), dimana teropong dengan nivo menjadi satu, penyetelan kedudukan teropong di lakukan dengan tiga sekrup pengatur.
  • Type nivo refreksi (wye level), dimana teropong dapat di putar pada sumbu memanjangnya.
  • Type semua tetap dengan sekrup pengungkit (dumpy tilting level), pada jenis ini sumbu teropong dapat di setel dengan menggunakan sekrup pengungkit (tilting screw).
  • Type otomatis (automatic level), Pada jenis ini kedudukan sumbu teropong akan horizontal secara otomatis karena di dalamnya di lengkapi dengan prisma-prisma yang di gantungkan pada plat baja.
  • Hand level, dimana alat ini hanya terdiri dari teropong yang di lengkapi dengan nivo, sedangkan cara menggunakannya cukup di pegang dengan tangan. Waterpas atau sipat datar bertujuan untuk menentukan beda tinggi antara titik-titik di permukaan atas permukaan bumi secara teliti. Tinggi suatu obyek di atas permukaan bumi ditentukan dari suatu bidang referensi, yaitu bidang yang ketinggiannya dianggap nol. Dalam geodesi, bidang ini dianggap sebagai bidang geoid, yaitu bidang equipotensial yang berimpit dengan permukaan air laut rata-rata (mean sea level). Bidang equipotensial disebut juga bidang nivo. Bidang ini selalu tegak lurus dengan arah gaya berat di mana saja di permukaan bumi.
Agar dapat digunakan di lapangan, Alat Ukur Waterpas harus memenuhi beberapa syarat tertentu, baik syarat utama yang tidak dapat ditawar-tawar lagi maupun syarat tambahan yang dimaksudkan untuk memperlancar pelaksanaan pengukuran di lapangan. Adapun syarat-syarat pemakaian alat waterpass pada umumnya adalah:
a. Syarat dinamis: sumbu I vertikal
b. Syarat statis, antara lain :
  1. Garis bidik teropong sejajar dengan garis arah nivo
  2. Garis arah nivo tegak lurus sumbu I
  3. Garis mendatar diafragma tegak lurus sumbu I
Urutan persyaratan statis memang demikian. Namun agar pengaturannya lebih sistematis dan tidak berulang-ulang, urutan pengaturannya dibalik dari poin 3 ke 1.
 
  1. Mengatur Garis Mendatar Diafragma Tegak Lurus Sumbu I : Pada umumnya garis mendatar diafragma (benang silang mendatar) telah dibuat tegak lurus sumbu I oleh pabrik yang memproduksi alat ukur.
  2. Mengatur Garis Arah Nivo Tegak Lurus Sumbu I : Pada alat ukur waterpass tipe semua tetap tanpa skrup ungkit, syarat ini penting sekali. Namun pada alat dengan skrup ungkir, syarat ini agak sedikit longgar karena apabila ada sedikit pergeseran nivo dalam pengukuran, dapat diseimbangkan dengan skrup ungkir ini. Adapun maksud dari persyaratan ini adalah apabila sumbu I telah dibuat vertikal, kemana pun teropong diputar, gelembung nivo akan tetap seimbang. Ini berarti garis bidik selalu mendatar karena garis bidik telah dibuat sejajar dengan garis arah nivo.
  3. Membuat Garis Bidik Sejajar Garis Arah Nivo : Pada alat ukur waterpass, yang diperlukan adalah garis bidik mendatar. Untuk mengetahui apakah garis bidik sudah betul-betul mendatar atau belum, digunakan nivo tabung. Jika gelembung nivo seimbang, garis arah nivo pasti mendatar. Dengan demikian, jika kita bisa membuat garis bidik sejajar dengan garis arah nivo, garis arah nivo pasti mendatar.
Jarak bidik optimum waterpass berkisar antara 40-60 m. Berikut contoh pengukuran dengan alat ukur waterpass.

Apabila alat didirikan di antara dua buah rambu, maka antara dua buah rambu dinamakan slag yang terdiri dari bidikan ke rambu muka dan rambu belakang. Selain garis bidik atau benang tengah (BT), teropong juga dilengkapi dengan benang stadia yaitu benang atas (BA) dan benang bawah (BB). Selain untuk pengukuran jarak optis, pembacaan BA dan BB juga sebagai kontrol pembacaan BT di mana seharusnya pembacaan 2BT=BA+BB

Apabila jarak antara dua buah titik yang akan diukur beda tingginya relatif jauh, maka dilakukan pengukuran berantai. Pada metode ini, pengukuran tak dapat dilakukan dengan satu kali berdiri alat. Oleh karena itu antara dua buah titik kontrol yang berurutan dibuat beberapa slag dengan titik-titik bantu dan pengukurannya dibuat secara berantai (differential lavelling).

Seperti halnya pengukuran jarak dan sudut, pengukuran beda tinggi juga tidak cukup dilakukan dengan sekali jalan, tetapi dibuat pengukuran pergi pulang, yang pelaksanaannya dapat dilakukan dalam satu hari (dinamakan seksi), serta dimulai dan diakhiri pada titik tetao. Gabungan beberapa seksi dinamakan trayek.

Persamaan yang berlaku dalam sipat datar :

  • Waterpas terbuka  :   h akhir – h awal………………………………….. (II. p)
  • Waterpas tertutup :   0       (II. q)

​Gambar 2.6. Penentuan beda tinggi dengan sipat datar
                                ​Gambar 2.6. Penentuan beda tinggi dengan sipat datar  
 
Keterangan gambar :     
A dan B : titik di atas permukaan bumi yang akan diukur beda  tingginya  
a dan b : bacaan atau tinggi garis mendatar di titik A dan B
Ha dan Hb : ketinggian titik A dan B di atas bidang referensi
ΔhAB : beda tinggi antara titik A dan B
 

​Bagian Dari Waterpass 

Ada berbagai macam peralatan sipat datar yang dugunakan dalam pengukuran, antara lain sebagai berikut :

 
Waterpass ini dipasangkan di atas kaki tiga dan pandangan dilakukan melalui teropong. Ada beberapa macam bagian-bagian dari waterpass, antara lain:
  • Lup : Lensa yang bisa disetel menjadi alat pengamat melakukan pembidikan.  Lup tersebut diputar agar salib sumbu bidik berada dalam fokus.
  • Teropong : Tabung yang menjaga agar semua lensa dan gigi fokus berada pada posisinya yang benar.
  • Penahan sinar : Sebuah tudung metal atau plastik yang dipasang di atas lensa obyektif untuk melindungi lensa tersebut dari kerusakan dan untuk mengurangi silau pada waktu level digunakan.
  • Tombol fokus : Sebuah tombol pengatur yang memfokuskan level sacara internal terhadap target yang dikehendaki.
  • Piringan horizontal
  • Sekrup-sekrup level : Sekrup-sekrup pengatur yang dipaki untuk mendatangkan level.
  • Alas : Alas tipis berukuran 3 ½ x 8 “ yang mengikat alat pada tripod.
  • Unting-unting, kait dan rantai : Kait dan rantai ditempatkan tepat di tengah-tengah di bawah level, tempat  unting-unting digantung bila sudut pandang akan diputar.
  • Sumbu yang dapat digeser-geser : Sebuah alat yang dimaksudkan untuk memungkinkan ditempatkannya sumbu alat tepat di atas suatu titik tertentu.
  • Nama dan nomor seri plat.
  • Sekrup tengensial horizontal : Sebuah sekrup pengatur untuk memperkirakan kelurusan antara salib sumbu bidik dan sasaran bidang horizontal.
  • Tabung nivo : Sebuah tabung gelas bergraduasi yang berisi cairan yang sejajar dengan garis bidik teropong.
Kaki tiga digunakan untuk menyangga alas waterpass dan menjaganya tetap stabil selama pengamatan. Kaki tiga ini mempunyai dua baut yaitu baut pertama digunakan untuk menentukan sambungan kaki dengan kepala sedangkan baut kedua digunakan untuk penyetelan kekerasan penggerak engsel antara kaki tiga dengan kepalanya.

3. Mistar ukur/rambu ukur

Mistar ukur adalah sebuah pita ukur yang ditopang vertikal dan digunakan untuk mengukur jarak vertikal antara garis bidik dan sebuah titik tertentu yang berada di atas atau di bawah garis bidik tadi.
Rambu ini terbuat dari bahan kayu atau aluminium. Panjangnya 3 meter (ada yang 4 dan 5 meter). Yang penting dari rambu ukur ini adalah pembagian skalanya harus betul-betul teliti untuk dapat menghasilkan pengukuran yang baik. Di samping itu cara memegangnya harus benar-benar tegak (vertikal).

Kesalahan-Kesalahan dalam Pengukuran Waterpass

Walaupun sebelum pengukuran peralatan telah dikoreksi dan syarat-syarat lain telah terpenuhi, namun karena hal-hal yang tak terduga sebelumnya, kesalahan-kesalahan yang lain tetap dapat terjadi, yaitu:

1. Bersumber dari alat ukur, antara lain:

  • Garis bidik tidak sejajar arah nivo : Pada pengukuran dengan alat ukur waterpas, garis bidik harus dibuat sejajar dengan garis arah nivo agar hasil yang didapatkan teliti. Adapun jika garis bidik tidak sejajar dengan garis arah nivo, kesalahan dapat dihilangkan dengan membuat jarak alat ukur ke rambu muka sama dengan jarak alat ukur ke rambu belakang
  • Kesalahan Titik Nol Rambu : Kesalahan ini bisa terjadi dari pabrik, namun bisa pula terjadi karena alas rambu yang aus dimakan usia atau sebab yang lain. Pengaruh dari kesalahan ini apabila jumlah slag dibuat genap.
  • Kesalahan Karena Rambu yang tidak Betul-Betul Vertikal : Untuk menghindari kesalahan ini maka rambu harus betul-betul vertikal dengan cara menggunakan nivo rambu atau unting-unting yang digantungkan padanya.           
  • Kesalahan Karena Penyinaran yang Tidak Merata : Sinar matahari yang jatuh tidak merata pada alat ukur waterpas akan menyebabkan panas dan pemuaian pada alat waterpas yang tidak merata pula, khususnya nivo teropong, sehingga pada saat gelembung seimbang, garis arah nivo tidak mendatar dan garis bidik juga tidak mendatar. Untuk menghindari keadaan semacam ini sebaiknya alat ukur dipayungi agar tidak langsung terkena sinar matahari.
2. Bersumber dari si pengukur, antara lain:
  • Kurang paham tentang pembacaan rambu : Untuk menghindari kesalahan ini, pembacaan dikontrol dengan koreksi 2BT=BA+BB
  • Kesalahan karena mata cacat atau lelah : Untuk menghindari kesalahan ini sebaiknya mata yang cacat menggunakan kacamata dan pengamatan dilakukan dengan mata secara bergantian. Mata yang sedang tidak digunakan untuk membidik juga tidak perlu dipejamkan atau dipicingkan.
  • Kondisi fisik yang lemah : Untuk menghindari keadaan yang demikian, surveyor perlu istirahat di tengah hari, makan teratur dan selalu menjaga kondisi tubuh
  • Pendengaran yang kurang
​3. Bersumber dari alam, antara lain:
  • Kesalahan karena kelengkungan permukaan bumi : Kesalahan ini dapat diabaikan dengan membuat jarak rambu muka sama dengan jarak rambu belakang
  • Kesalahan karena refraksi sinar : Permukaan bumi diselimuti dengan lapisan-lapisan udara yang ketebalannya tidak sama karena suhu dan tekanan yang tidak sama. Hal ini akan mengakibatkan sinar yang sampai pada teropong dari obyek yang dibidik akan menjadi melengkung ke atas sehingga yang terbaca menjadi terlalu besar.
  • Kesalahan Karena Undulasi : Pada tengah hari yang panas antara pukul 11 sampai pukul 14 sering terjadi undulasi, yaitu udara di permukaan bumi yang bergerak naik karena panas (fatamorgana). Jika rambu ukur didirikan di tempat yang demikian, maka apabila dibidik dengan teropong akan kelihatan seolah-olah rambu tersebut bergerak bergelombang-gelombang, sehingga sukar sekali untuk menentukan angka mana yang berimpit dengan garis bidik atau benang silang. Sehingga apabila terjadi undulasi sebaiknya pengukuran dihentikan.
  • Kesalahan karena kondisi tanah tidak stabil : Akibat kondisi tanah tempat berdiri alat atau rambu tidak stabil, maka setelah pembidikan ke rambu belakang, pengamat pindah posisi untuk mengamat ke rambu muka ketinggian alat atau statif akan mengalami perubahan sehingga beda tinggi yang didapat akan mengalami kesalahan. Untuk itu, hendaknya tempat berdiri alat dan rambu harus betul-betul stabil atau rambu rambu diberi alas rambu.