ANALISIS SENSITIFITAS KOEFISIEN MANNING UNTUK ALIRAN TUNAK 1-D MENGGUNAKAN PROGRAM HEC-RAS

Transkripsi

1 ISBN No Prosdg SNSMAIP III- ANALISIS SENSITIFITAS KOEFISIEN MANNING UNTUK ALIRAN TUNAK -D MENGGUNAKAN PROGRAM HEC-RAS Ahmad Zakara Laboratorum Hdrolka da Mekaka Fluda Jurusa Tekk Spl, Fakultas Tekk Uverstas Lampug, Badar Lampug, Idoesa e-mal: ABSTRAK Am of ths study s to aalyze the sestvty of the Mag coeffcet (-value) of oe dmeso steady flow model usg HEC-RAS program. The sestvty s used to approach measured water surface elevatos from the feld wth calculated water surface elevatos usg the HEC-RAS program. To aalyze the Mag coeffcet (), a smple rectagle cross secto s used to model a steady flow. Ths s teded to smplfy a sample problem predctg a more accurate Mag coeffcet. Ths s as a procedure to get the best flow model. The Mag coeffcet produced usg calbratg procedure ca be used to get the best steady flow model. From the results dcate that calbrato procedure ca provde a better Mag coeffcet rather tha wthout applyg the calbrato procedure. Keywords: calbrato, Mag coeffcet, steady flow, HEC-RAS.. PENDAHULUAN Program HEC-RAS vers. sebaga suatu peragkat luak gratsa utuk memodelka alra tuak da tak tuak satu dmes sudah sejak lama dkeal oleh syur spl khususya da bdag spl pada umumya. Program sagat membatu dalam hal memodelka kembal alra yag terjad d salura terbuka dar suatu suga secara satu dmes (-D). Pemodela alra d salura terbuka basaya utuk megevaluas alra da dampak yag terjad pada suga suga yag megalam pedagkala da membulka bajr. Pemodela utuk mejalaka program HEC-RAS sagat mudah bak bag mahaswa, peelt maupu prakts. Aka tetap, akuras hasl pemodela program HEC-RAS sagat tergatug dar kualtas data yag dperguaka ddalam pemodela dataraya kualtas hasl pegukura data tampag salura / suga (cross secto), data kemrga suga yag berhubuga dega profl memajag suga, serta data koefse kekasara salura atara la koefse kekasara Mag. Dampak pemodela dega megguaka program HEC - RAS yag megguaka data pegukura geometr salura yag kurag akurat aka berdampak buruk pada hasl pemodela da dsa serta kesmpula yag dambl. Utuk alasa maka perlu kraya dlakuka prosedur kalbras data pegukura geometr salura yag ddapat d lapaga, sebelum data tersebut dperguaka utuk mesmulaska bajr yag haslya dperguaka utuk dsa atau utuk perecaaa sepert yag sudah dlakuka Arcemet da Scheder (5) serta Steveso (9). Hasl smulas bsa saja meympuka bahwa tdak terjad bajr utuk kala ulag tertetu, aka tetap keyataa sebearya aka dbuktka dega kejada kejada bajr d masa yag aka datag. Kesalaha kesalaha sepert sebetulya dapat dhdar bla pegambla data lapaga lebh akurat serta dlakukaya prosedur kalbras model.. METODE PENELITIAN. Teor Alra d Salura Terbuka -D Metode Peelta yag dperguaka pada stud adalah metode kalbras model dega megguaka data stetk. Dega megguaka model yag sederhaa dharapka tujua dar peelta dapat tercapa... Persamaa Chezy Mag Utuk meghtug kecepata alra ormal d salura terbuka, dapat dperguaka persamaa Chezy sebaga berkut, C RS () dmaa, C merupaka koefse hambata yag dpresetaska sebaga persamaa 5

2 ISBN No Prosdg SNSMAIP III- Mag sebaga berkut, R / 6 C () Bla Persamaa () dsubsttuska ke Persamaa (), dapat dhaslka persamaa sebaga berkut, / / Q A. A R S () Persamaa () merupaka Persamaa kotutas utuk debt alra (Q) d salura terbuka yag besarya dtetuka oleh geometr salura da koefse Mag ()... Metode Stadar Step Alra pada salura terbuka dapat dgambarka megalr dar peampag ke peampag sebaga berkut (a), kehlaga eerg akbat perubaha tampag salura. Z, Z tgg dasar salura dar bdag datum peampag meltag da., tgg muka ar pada peampag da (m). E, E total eerg pada peampag da (m). Q debt alra pada peampag da (m /det)., faktor koreks kecepata alra pada peampag da (m)., kecepata rerata alra pada peampag da (m/det). g percepata gravtas 9,8 m/det x jarak dar peampag ke peampag (m). k koefse kehlaga eerg dar peampag ke ( la:,~,5 ). Gambar. Prsp persamaa eerg alra d salura terbuka. Dketahu persamaa eerg alra d salura terbuka sebaga adalah berkut, dmaa: da E E () E E Z h + α. g (5) Z + h + α + h + h (6) f e. g Selajutya Persamaa (6) d atas dapat dtuls mejad, Z + h dmaa: + α Z + h + α + h + h f e. g. g (7) h S. Δx f f kehlaga eerg akbat kekasara salura. S f. / P / A + kehlaga eerg. h e k. Q. g A A. / P / A kemrga total, koefse kekasara Mag peampag da. A, A, A luas peampag basah peampag da (m ). R, R, R jar-jar hdrolk peampag da peampag (m). P, P, P kellg basah peampag da (m).. Data stetk yag dperguaka Utuk peelta, data debt lapaga (Ql) da data tgg elevas muka ar d lapaga (Hl) dperguaka data stetk. Betuk tampag salura yag dperguaka adalah salura empat perseg pajag dega lebar meter. Data stetk (lapaga) dperhtugka dega memperguaka Persamaa (). Kemrga salura (S) yag dperguaka sebesar,. Utuk elevas muka ar (Hl) yag dperguaka sebesar meter, da utuk koefse Mag () dperguaka sebesar,. Berdasarka data d atas ddapat debt alra (Ql) sebesar, m /detk. Debt perkraa (Qh), sebaga data masuka program HEC-RAS yag aka duj da daggap tdak dketahu da dperkraka medekat la Ql adalah sebesar m /detk,, m /detk, da 5 6

3 E l e v a t o ( m ) E l e v a t o ( m ) E l e v a t o ( m ) ISBN No Prosdg SNSMAIP III- m /detk. Tgg muka ar lapaga (Hl) daggap sama dega meter. Berdasarka data tersebut dsmulaska alra tuak (steady) utuk tampag salura empat perseg pajag dega memperguaka program HEC-RAS (Bruer, b). Dar hasl perhtuga megguaka HEC-RAS ddapat la tgg muka ar hasl perhtuga (Hh).. Perhtuga Kesalaha Dega memperguaka data debt Qh sebaga put program, dhaslka tgg muka ar (Hh). tampag salura empat perseg dega lebar (b) yag sama da jarak atara tampag x meter dperguaka ddalam pemodela HEC-RAS. Kesalaha (error) dperhtugka dega meghtug selsh tgg muka ar lapaga (Hl) dega tgg muka ar hasl perhtuga (Hh) utuk varas koefse Mag () sepert berkut, error % Σ Hl Hh,5 Hl + Hh (8) Dega megguaka koefse Mag yag bervaras, maka persetase kesalaha (error) dapat dperhtuga dega memperguaka Persamaa (8) d atas.. HASIL DAN PEMBAHASAN Dega memasukka la debt htuga (Qh) yag merupaka pedekata terhadap debt lapaga (Ql) ddapat tgg muka ar (Hh) tap tampag salura. Hasl perhtuga tgg muka ar (Hh) megguaka HEC-RAS pada tampag salura d poss hlr salura utuk varas Qh yag berbeda dpresetaska pada Gambar, Gambar, da Gambar. Berdasarka Gambar,, da yag ddapat utuk Qh sama dega m /det,,m /det da 5m /det, ddapat persetase kesalaha (error) utuk varas la Mag () sepert d persetaska dalam Tabel, Tabel da Tabel. test Pla: Pla Qm/detk. 6// Gambar. Tampag salura da tgg muka ar (Hh) hasl perhtuga HEC-RAS utuk Qh m /detk da, Stato (m) Leged EG PF WS PF Crt PF Groud Bak Sta Gambar. Tampag salura da tgg muka ar (Hh) hasl perhtuga HEC-RAS utuk Qh, m /detk da,. Gambar. Tampag salura da tgg muka ar (Hh) hasl perhtuga HEC-RAS utuk Qh 5 Tabel : m /detk da,. Error (%) dega varas la Mag () utuk Qm/det. Hh Hl (Hh-Hl) Hh-Hl error (%),,6, +,9,9 8,5,,78, +,,,7,,96, +,,,8,,98, +,,,,,,,,,,5,5,,5,5,88,5,,,,,8 Tabel : test Pla: Q,m/detk. 6// Stato (m) Error (%) dega varas la Mag () utuk Q,m/det. Hh Hl (Hh-Hl) Hh Hl error (%),,76,,, 7,7,5,76,,, 7,7,,76,,, 7,7,,76,,, 7,7,,77,,, 5,99,,79,,,,6,5,87,,,,9,,, +,,,,,, +,,,98,5,, +,,,,,, +,,,,5,6, +,6,6,5,5,8, +,8,8 8,7. test Pla: Q5m/detk. 6// Stato (m) Leged EG PF WS PF Crt PF Groud Bak Sta Leged EG PF WS PF Crt PF Groud Bak Sta 7

4 ISBN No Prosdg SNSMAIP III- Tabel: Error (%) dega varas la Mag () utuk Q5m /det. Hh Hl Hh - Hl Hh Hl error (%),,86, +,, 5,5,,86, +,, 5,5,5,99, +,,,,5,,,,,,6,,,,,98,,,,,,8,,,,, 5,9 Berdasarka hasl peelta yag berupa selsh beda tgg muka ar atara hasl perhtuga da tgg muka ar lapaga, yag ddapat utuk varas debt (Qh), dapat dhtug da dgambar persetase la kesalaha (error) dega varas la debt yag berbeda versus koefse Mag (). Hasl peelta dhaslka sepert yag dpresetaska pada Gambar 5, Gambar 6 da Gambar 7 berkut, Gambar 5. Hubuga atara error dega koefse Mag utuk pedekata debt Qh m /detk. Gambar 6.Hubuga atara error (%) dega koefse Mag utuk pedekata debt Qh, m /detk. Dega megguaka varas debt, ddapat varas kurva hubuga atara error tgg muka ar dega koefse Mag yag berbeda. Utuk perkraa debt Qh m/detk dmaa Qh < Ql, ddapat prosetase kesalaha terkecl utuk koefse Mag () sektar,. Utuk perkraa debt Qh, m/detk dmaa Qh Ql, ddapat persetase kesalaha terkecl utuk koefse Mag () sektar,. Nla sama dega data stetk yag dperguaka. Utuk perkraa debt Qh5 m/detk dmaa Qh > Ql, ddapat persetase kesalaha terkecl utuk koefse Mag () sektar,5. I meujukka bawa la Mag () sagat sestf da dtetuka oleh akuras data dar lapaga. Perkraa data debt yag kecl cederug aka medapatka la Mag hasl kalbras yag besar dar yag sebearya. Utuk perkraa data debt yag besar aka medapatka la Mag hasl kalbras yag cederug lebh kecl dar yag sebearya. Utuk perkraa debt yag sagat medekat dega debt lapaga aka meghaslka perkraa la Mag hasl kalbras yag sagat bak da medekat kods lapaga. Sehgga koefse Mag yag ddapat dar hasl pegamata kods lapaga dapat duj da dkalbras sebelum la Mag tersebut dperguaka utuk memodelka alra satu dmes pada suatu salura atau suga yag megguaka debt kala ulag bajr yag berbeda. Tgg muka ar ormal atau tgg muka ar sesaat da tgg muka ar bajr merupaka data lapaga yag sagat petg utuk kalbras koefse Mag. Semak akurat data lapaga yag ddapat, maka aka dapat meghaslka dsa tgg muka ar serta formas bajr yag aka sagat medekat kebeara atau kods lapaga. Dar hasl juga dapat dkataka bahwa prosedur kalbras la Mag sagat perlu dlakuka oleh perecaa da prakts apabla dgka hasl perecaaa yag akurat da dapat dpertaggug jawabka.. SIMPULAN DAN SARAN Gambar 7. Hubuga atara error dega koefse Mag utuk pedekata debt Qh 5 m /detk. Kesmpula da sara dar peelta adalah sebaga berkut,. Kalbras la Mag () sagat perlu dlakuka sebelum memodelka alra satu dmes dega megguaka program HEC-RAS.. Semak bak data lapaga maka 8

5 ISBN No Prosdg SNSMAIP III- aka semak akurat kalbras la Mag yag ddapat.. Dharapka para prakts, peelt dapat melakuka prosedur kalbras la Mag () sebelum melakuka pemodela da dsa megguaka program HEC-RAS. PUSTAKA Bruer, Gary W. a. HEC-RAS Rver Aalyss System: Hydraulc Referece Maual erso., USACE, Hydrologc Egeerg Ceter, Davs, CA. 7 p. Bruer, Gary W. b. HEC-RAS Rver Aalyss System: User's Maual erso., USACE, Hydrologc Egeerg Ceter, Davs, CA. 79 p. Steveso, Davd. 9. -D HEC-RAS Model ad Sestvty Aalyss for St. Clar Rver from Iteratoal Jot Commsso Iteratoal Upper Great Lakes Study, Laurer Ave. W, d Floor Ottawa, ON, KP 6K6. 57p. Arcemet, G.J. ad Scheder,.R. 5. Gude for Selectg Mag's Roughess Coeffcets for Natural Chaels ad Flood Plas, brdge/wsp9.pdf, U.S. Departmet of Trasportato, Federal Hghway Admstrato. 67p. 9