JATI IRAWAN NIM : I

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI KEMIRINGAN PADA HULU BENDUNG DAN PENGGUNAAN KOLAM OLAK TIPE SOLID ROLLER BUCKET TERHADAP LONCAT AIR DAN GERUSAN SETEMPAT (Effect of Inclination Variation At Upstream Dam and Usage of Stilling Basin Solid Roller Bucket Type To Hydraulic Jump and Local Scouring) perpustakaan.uns.ac.id SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Disusun Oleh : JATI IRAWAN NIM : I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

2 ABSTRAK Jati Irawan, 2011, Pengaruh Variasi Kemiringan Pada Hulu Bendung dan Penggunaan Kolam Olak Tipe Solid Roller Bucket Terhadap Loncat Air dan Gerusan Setempat, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Bendung merupakan bangunan air yang berfungsi meninggikan muka air sungai, di beberapa tempat, hulu bendung sering dibuat miring dengan variasi 3:1, 3:2 dan 3:3. Akibat didirikanya bendung terjadi loncat hidrolis yaitu perubahan aliran subkritis menjadi superkritis dan kembali lagi menjadi subkritis, proses ini mengakibatkan gerusan lokal di hilir bendung. Untuk mengurangi gerusan tersebut di bagian hilir bendung ditambah bangunan peredam energi atau kolam olak. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kemiringan hulu bendung dengan kolam olak solid roller bucket terhadap bentuk gerusan dan kedalaman air di hilir bendung. Penelitian dilakukan di Laboratorium Hidrolika Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS. Penelitian ini menggunakan flume dengan ukuran 8 x 25 x 500 cm, bendung tipe ogee dan kolam olak. Sedimen yang digunakan pasir yang berukuran 1,18 mm. Dari hasil penelitian dapat diketahui beberapa kesimpulan. Pertama, kedalaman air saat awal loncat hidrolis lebih rendah dibandingkan setelah loncatan, tetapi energi spesifik saat awal loncat hidrolis lebih besar dibanding setelah loncatan. Kemudian pada saat kedalaman kritis terjadi energi spesifik minimum. Kedua, semakin besar debit yang dialirkan pada saluran semakin besar pula kedalaman gerusan lokal. Ketiga, saat terjadi peristiwa loncat hidrolis, dengan bertambahnya kedalaman air dan menurunnya kecepatan, kondisi aliran berangsur-angsur berubah dari superkritis menjadi subkritis. Kesimpulan yang terakhir, dengan debit yang sama, bentuk gerusan yang terjadi pada masing-masing variasi kemiringan relatif sama. Kata kunci : bendung, kolam olak, loncat hidrolis, gerusan lokal, v

3 ABSTRACT Jati Irawan, 2011, Effect of Inclination Variation At Upstream Dam and Usage of Stilling Basin Solid Roller Bucket Type To Hydraulic Jump and Local Scouring, Final Project of Civil Engineering Departement of Faculty Engineering of Sebelas Maret University. Dam is the water building functioning to elevate the river water surface in several places, the dam upstream is frequently made obliquely with 3:1, 3:2 and 3:3 variations. As a result of dam building, hydraulic jump occurs, namely the change of sub-critical flow into super-critical one and into sub-critical one anymore, this process results in local scouring in the dam downstream. In order to reduce such the abrasion the energy dissipator building is added to the dam downstream or stilling basin. The objective of research is to find out the effect of dam upstream slope with solid roller bucket type of stilling basin on the water abrasion and depth in dam downstream. This research was taken place in Hydraulic Laboratory of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of UNS. This study used flume with 8 x 25 x 500 cm dimensions, ogee type of dam and stilling basin. The sediment used is 1.18 mm in size. From the result of research, several conclusions can be drawn. Firstly, water depth during initial hydraulic jump is lower than that after the jump, but specific energy during initial hydraulic jump is larger than that after the jump. Then, in critical depth, the minimum specific energy occurs. Secondly, the higher the debit flowed to the channel, the deeper the local abrasion depth is. Thirdly, during hydraulic jump event, with the increased water depth and decreased speed, the condition of flow changes gradually from super-critical to sub-critical. The final conclusion is that with the same debit, the form of abrasion occurring in individual slope variations relatively the same. Keywords: dam, stilling basin, hydraulic jump, local scouring. vi

4 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL HALAMAN PERSETUJUAN HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL DAFTAR LAMPIRAN Hal. i ii iii iv v vii viii xi xii xvi xviii BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian 4 BAB 2. LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Landasan Teori Aliran Air Pada Bendung Debit Aliran Bilangan Froude Mercu Pelimpah Kolam Olak Solid Roller Bucket Loncat Air Energi Spesifik 21 viii

5 Gerusan Lokal Program Surfer BAB 3. METODE PENELITIAN Umum Lokasi Penelitian Peralatan dan Bahan Tahap Penelitian Tahap Persiapan Sedimen Tahap Persiapan Alat Tahap Running Pelaksanaan Penelitian Tahap Pengambilan Data Tahap Pengolahan Data Pembuatan Pemodelan Tiga Dimensi dengan 34 Software Surfer Tahap Pembahasan 39 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Sedimen Hasil Pengujian (Running Model) Data Pengujian Aliran Pada Pelimpah Data Pengujian Gerusan Pengolahan Data Pembahasan Data Hubungan Kedalaman Air dengan Energi Spesifik 63 dari Loncat Hidrolis Hubungan Debit (Q) dan Kedalaman Maksimal 66 Gerusan (Z maks) dengan Kemiringan Pada Hulu Bendung Hubungan Kedalaman Air (Y) dengan bilangan 68 Froude (Fr) ix

6 Hubungan Variasi Debit (Q) dan Kemiringan Pada 70 Hulu Bendung Terhadap Panjang Maksimal Gerusan Yang Terjadi (X maks) BAB 5. KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan Saran 72 DAFTAR PUSTAKA 74 LAMPIRAN x

7 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG MASALAH Air merupakan kebutuhan yang harus terpenuhi untuk kelangsungan hidup bagi semua makhluk, baik manusia, hewan dan tumbuhan. Seiring berkembangnya zaman dan teknologi pemanfaatan air semakin meningkat, mulai dari Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), industri dan irigasi, untuk menunjang dan memudahkan itu semua dibuat bangunan air seperti waduk, pintu air, saluran irigasi atau drainase, dan bendung. Bendung merupakan bangunan air yang terletak di sungai dan posissinya melintang bertujuan untuk meninggikan muka air, yang selanjutnya dapat dimanfaatkan untuk irigasi. Selain itu bendung juga berfungsi sebagai pengendali sedimen dan mengatur pola aliran debit agar biota didalam air sungai tetap terjaga. Bendung terdiri dari beberapa bagian, seperti mercu pelimpah, tubuh bendung, pondasi dan kolam olak atau apron. Peninggian muka air karena adanya pembendungan akan mengakibatkan adanya aliran yang deras di bagian hilir. Jika dalam suatu aliran terjadi perubahan jenis aliran dari super kritis ke subkritis, maka akan terjadi suatu loncatan hidrolis air yang disebut Hidraulic Jump. Tinggi loncatan hidrolis tergantung pada kecepatan dan banyaknya air yang mengalir. Loncatan hidrolis terjadi di daerah antara hulu sampai dengan hilir bangunan air. Loncatan hidrolis ini menyebabkan turbulensi, yang melepaskan energi cukup besar. Turbulensi ini merupakan olakan air yang membawa aliran berbalik arah vertikal, sehingga mampu membawa material-material dasar saluran di hilir bangunan. Jika debit air besar, dan selisih permukaan di hulu dengan di hilir tinggi, maka turbulensi yang terbentuk sangat besar dan mampu membawa material sedimen lebih banyak, sehingga muncul gerusan lokal (local scouring) di dasar hilir pelimpah. Bila gerusan ini besar, maka akan berbahaya bagi bangunan air di atasnya. 1

8 2 Untuk mengatasi masalah tersebut, digunakan bangunan peredam energi di hilir bendung atau kolam olak. Penelitian ini menggunakan kolam olak tipe solid roller bucket yang bentuknya setengah lingkaran dan bendung tipe ogee dengan variasi kemiringan 3:1, 3:2 dan 3:3. Berdasarkan uraian di atas, penelitian ini mencoba untuk melihat sejauh mana pengaruh variasi kemiringan hulu bendung dengan penggunaan kolam olak solid roller bucket terhadap loncatan hidrolis dan karakteristik gerusan. 1.2 Rumusan Masalah Masalah yang dapat dirumuskan dari penelitian ini adalah : 1. Bagaimana hubungan antara kedalaman air di hilir pelimpah dengan energi spesifik akibat loncat hidrolis pada berbagai variasi kemiringan bagian hulu pelimpah ogee dengan penggunaan kolam olak solid roller bucket? 2. Bagaimana Hubungan debit dan kedalaman maksimal gerusan sedimen dengan penggunaan variasi kemiringan pada hulu bendung dan kolam olak tipe solid roller bucket? 3. Bagaimana hubungan debit terhadap bilangan froude saat terjadinya loncat hidrolis akibat variasi kemiringan hulu pelimpah ogee dengan penggunaan kolam olakan tipe solid roller bucket? 4. Bagaimana bentuk gerusan yang terjadi di hilir akibat variasi kemiringan hulu pelimpah ogee dengan penggunaan kolam olak tipe solid roller bucket? 1.3 Batasan Masalah Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan masalah sebagai berikut : 1. Percobaan dalam perencanaan ini dilakukan di Laboratorium Hidrolika Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret dengan menggunakan alat saluran/flume dari bahan flexy glass berukuran 8 cm x 25cm x 500cm,

9 3 2. Percobaan hanya menggunakan lima macam variasi debit yang akan dialirkan ke saluran/flume. debit yang digunakan adalah 0,3 x 10-3 m 3 /s, 0,429 x 10-3 m 3 /s, 0,536 x 10-3 m 3 /s, 0,750 x 10-3 m 3 /s dan 0,938 x 10-3 m 3 /s, 3. Kemiringan dasar saluran 1%, 4. Percobaan hanya menggunakan tiga macam variasi kemiringan tubuh bendung, yaitu 3:1, 3:2, dan 3:3, 5. Kekasaran saluran tidak ditinjau, 6. Tanah dasar untuk mengukur gerusan yang terjadi pada percobaan ini menggunakan butiran tanah dengan diameter 1,18 mm, 7. Pengamatan dilakukan setelah aliran stabil, 8. Pengamatan dilakukan selama 5 menit per variasi kemiringan tubuh bendung, 9. Software pendukung yang digunakan dalam penelitian ini adalah Surfer Tujuan Penelitian Tujuan dari percobaan penelitian ini adalah untuk : 1. Mengetahui hubungan antara kedalaman air di hilir pelimpah dengan energi spesifik akibat loncatan hidrolis pada pelimpah ogee dengan penggunaan kolam olak solid roller bucket. 2. Mengetahui hubungan debit dan kedalaman maksimal gerusan sedimen dengan penggunaan variasi kemiringan pada hulu bendung dan kolam olak tipe solid roller bucket. 3. Mengetahui hubungan debit terhadap bilangan froude saat terjadinya loncatan hidrolis akibat variasi kemiringan hulu pelimpah ogee dengan penggunaan kolam olak tipe solid roller bucket. 4. Mengetahui bentuk gerusan yang terjadi di hilir akibat variasi kemiringan hulu pelimpah ogee dengan penggunaan kolam olak tipe solid roller bucket.

10 4 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari percobaan penelitian ini diharapkan untuk : 1. Memberikan masukan dan ide yang dapat dikembangkan secara lebih lanjut kepada praktisi di bidang keairan, khusunya mengenai model bendung/pelimpah hulu miring dengan kolam olakan tipe bak tenggelam (roller bucket type). 2. Memberikan alternatif model bendung, sehingga dapat mempertimbangkan bentuk bendung yang paling efektif dan ekonomis.

11 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Pada bagian hilir bendung, terutama bagian hilir kolam olak terdapat fenomena perubahan aliran dari aliran superkritis menjadi subkritis yang menyebabkan terjadinya loncatan hidrolis. Akibat loncatan hidrolis sering menimbulkan gulungan ombak atau pusaran besar yang menyebabkan gerusan pada dasar saluran, terutama bagian hilir yang tidak diberi pelindung atau proteksi. A. J. Peterka dalam Hydraulic Design of Stilling basins and energy dissipators (1984) telah melakukan penelitian tentang penggunaan bermacam macam bentuk kolam olak tipe bucket terhadap loncatan hidrolis dan pengaruhnya terhadap gerusan sedimen yang dihasilkan. Umumnya loncatan hidrolis berhubungan dengan pengaturan aliran hilir (aliran subkritis) dan pengaturan aliran hulu (aliran superkritis). Bermula dari aliran subkritis di hulu bangunan air dalam hal ini bangunan air yang dipakai adalah pelimpah yang tenang, karena memang aliran subkritis identik dengan aliran yang tenang, Fr < 1. Kemudian karena adanya pelimpah, berarti dasar saluran berubah secara tiba-tiba, menyebabkan aliran berubah menjadi superkritis dengan Fr > 1. Aliran tadi kemudian ingin menyesuaikan diri dengan kondisi saluran hilir, maka aliran berubah kembali menjadi subkritis. Perubahan ini memunculkan olakan air disertai dengan pelepasan energi yang cukup besar, dikarenakan muka air yang berubah drastis. Menurut Chow VT (1992) dalam Dimas Bayu (2008), pelepasan energi secara mendadak pada aliran air di saluran terbuka terjadi jika aliran mengalami perubahan tiba-tiba baik pada kecepatan atau kedalamannya. Loncatan hidrolis menimbulkan penghancuran energi yang mengakibatkan terjadinya gerusan lokal (local scouring). Legono (1990) dalam Dimas Bayu (2008) menjelaskan bahwa gerusan adalah proses semakin dalamnya dasar sungai 5

12 6 karena interaksi antara aliran dengan material dasar sungai. Gerusan merupakan suatu proses alamiah yang terjadi di dasar sungai sebagai akibat pengaruh morfologi sungai yang berbentuk tikungan dan penyempitan aliran sungai atau adanya bangunan air seperti bendung, pilar jembatan dan pintu air. Menurut Raudkivi (1991) dalam Jaji Abdurrosyid (2009) mendefinisikan gerusan yang terjadi pada suatu struktur dapat dibagi berdasarkan dua kategori yaitu : 1. Tipe Gerusan a. Gerusan umum (general scour) merupakan gerusan yang terjadi akibat dari proses alami dan tidak berkaitan sama sekali dengan bangunan yang ada di sungai b. Gerusan di lokalisir (constriction scour) merupakan gerusan yang disebabkan oleh penyempitan alur sungai sehingga aliran menjadi terpusat c. Gerusan lokal (local scour) merupakan gerusan akibat langsung dari struktur pada alur sungai. Proses terjadinya gerusan lokal biasanya dipicu oleh tertahannya angkutan sedimen yang dibawa bersama aliran oleh struktur bangunan dan peningkatan turbulensi aliran akibat adanya gangguan dari suatu struktur. 2. Gerusan dalam perbedaan kondisi angkutan a. Kondisi clear water scour dimana gerusan dengan air bersih terjadi jika material dasar sungai di sebelah hulu gerusan dalam keadaan diam atau tidak terangkat. b. Kondisi live bed scour dimana gerusan yang disertai dengan angkutan sedimen material dasar saluran.

13 7 Gambar 2.1 Kedalaman Gerusan Sebagai Fungsi Waktu (Richardson dkk,1990) Menurut Syeh Qomar (2003) gerusan lokal adalah gerusan yang biasa terjadi apabila sungai atau saluran dibangun penghalang atau penghambat laju aliran (seperti jembatan,bendung dan pintu air) sampai terjadi perubahan yang mendadak pada arah aliranya. Gerusan lokal dimaksudkan sebagai pengikisan dasar saluran atau sungai yang terjadi pada cakupan luasan yang kecil di sekitar bangunan air. Menurut Pragnjono Mardjikoen (1987) dalam Dimas Bayu (2008) bahwa penentuan ukuran sedimen menggunakan berbagai macam cara sesuai jenis sedimennya, yaitu : a. Batu, kerakal, kerikil : pengukuran langsung dari isi atau beberapa diameter b. Kerikil, pasir : analisis saringan c. Pasir halus, lumpur : analisis mikroskopik atau sedimentasi

14 8 Rapat massa butiran sedimen (< 4 mm) umumnya tidak banyak berbeda. Karena pasir yang paling bayak terdapat di sedimen alam, rata-rata dapat dianggap rapat massanya ρs = 2650 kg/m 3. Tabel Klasifikasi Butiran Menurut AGU. Ukuran (mm) Klas Keterangan Very large boulder Large bulder Medium boulder Boulder Small boulder Large cobles Cobles ,5 0,5-0,25 0,25-0,125 0,125-0,062 0,062-0,031 0,031-0,016 0,016-0,008 0,008-0,004 0,004-0,002 0,002-0,001 0,001-0,0005 < 0,0005 Small cobles Very coarse gravel Coarse gravel Medium gravel Fine gravel Very fine gravel Very coarse sand Coarse sand Medium sand Fine sand Very fine sand Coarse silt Medium silt Fine silt Very fine silt Coarse clay Medium clay Fine clay Very fine clay (Sumber: American Geophysical Union) Gravel Sand Silt Clay

15 9 2.2 Landasan Teori Aliran Air Pada Bendung Aliran air pada saluran dapat berupa aliran saluran muka air bebas dan aliran dalam pipa. Aliran pada saluran muka air bebas mempunyai muka air yang bebas dimana tekanan pada permukaan air sama dengan tekanan atmosfir. Aliran dalam pipa tidak mempunyai muka air bebas sehingga tidak mempunyai tekanan atmosfir langsung tetapi mempunyai tekanan hidrolik. K.G Ranga Raju (1986) membedakan saluran terbuka menurut asalnya menjadi saluran alam (natural) dan saluran buatan (artificial). Saluran alam meliputi semua alur air yang terdapat secara alamiah di bumi, mulai dari anak sungai di pegunungan, sungai besar, sampai ke muara sungai. Saluran buatan dibentuk oleh manusia, seperti saluran banjir, saluran pembangkit listrik, dan saluran irigasi. Klasifikasi aliran dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu : 1. Berdasarkan fungsi waktu, Aliran dapat dibedakan sebagai berikut : a. Aliran tetap (steady flow) Apabila kedalaman dan kecepatan aliran tidak berubah atau konstan sepanjang waktu tertentu.contoh dari aliran tetap adalah perencanaan saluran irigasi dan drainase untuk periode yang panjang. b. Aliran tidak tetap (unsteady flow) Apabila kedalaman dan kecepatan aliran berubah sepanjang waktu tertentu. Contoh dari aliran ini adalah sungai selama banjir dengan perbedaan debit yang besar.

16 10 2. Berdasarkan fungsi ruang, Aliran dapat dibedakan sebagai berikut : a. Aliran Seragam (Uniform flow) Aliran seragam adalah aliran yang tidak mengalami perubahan baik besar maupun arah, dengan kata lain tidak terjadi perubahan kecepatan rata-rata, kedalaman air, debit dan penampang lintasan. b. Aliran Tidak Seragam (Non Uniform Flow) Aliran tidak seragam adalah suatu aliran yang mengalami perubahan kedalaman, kecepatan rata-rata dan debit. Contoh dari aliran ini adalah sungai yang memiliki tampang lintang yang berubah-ubah. Chow VT(1989) dalam M. Yushar (2010), menyatakan bahwa aliran seragam (Uniform flow) adalah aliran yang mempunyai kecepatan konstan terhadap jarak, garis aliran lurus dan sejajar, dan distribusi tekanan adalah hidrostatis serta luas penampang tidak berubah terhadap ruang, baik besar maupun arahnya. Selain itu aliran juga dapat dibedakan berdasarkan tipe alirannya, yaitu subkritis, kritis, dan superkritis. 1. Aliran subkritis Apabila gaya berat lebih besar daripada gaya inersia, sehingga air akan mengalir dengan kecepatan rendah. Pada aliran subkritis Fr < 1, jika kecepatan perambatan gelombang lebih besar daripada kecepatan rata rata aliran, makaa gelombang dapat bergerak ke arah hulu. 2. Aliran superkritis Apabila gaya berat sangat lemah dibandingkan dengan gaya inersia, sehingga air akan mengalir dengan kecepatan tinggi. Pada aliran superkritis Fr > 1, jika kecepatan perambatan gelombang lebih kecil daripada kecepatan rata rata aliran, maka gelombang hanya bergerak ke arah hilir. 3. Aliran kritis Antara keadaan subkritis dan superkritis terdapat aliran kritis. Pada aliran kritis Fr = 1.

17 Debit Aliran Debit aliran dalam Dimas Bayu (2008) merupakan fungsi dari kecepatan dan luas penampang basah, dapat dinyatakan dengan volume aliran per satuan waktu atau jumlah zat cair yang mengalir melalui tampang lintang aliran tiap satu satuan waktu. Debit aliran pada umumnya diberi notasi Q, dengan satuan meter kubik per detik (m 3 /dt). Bila tampang lintang saluran tegak lurus dengan aliran adalah A (m 2 ), maka debit aliran ditulis : Q = A. v (2.1) dengan : Q = debit aliran (m 3 /dt), A = Luas penampang basah (m 2 ), v = kecepatan aliran (m/s). Debit aliran sirkulasi pada flume juga di ukur secara manual dengan cara menakar volume aliran pada interval waktu tertentu. Alat ukur yang digunakan menyatu dengan bak penampung air. Debit aliran diukur dengan cara menghitung waktu yang dibutuhkan T (detik) untuk menampung volume air V (liter), sehingga debit aliran ditulis sebagai : 旸绨扨 Q = dengan : Q = debit aliran (liter/dt), v = Volume air (liter), t = Waktu (detik). (2.2)

18 Bilangan Froude Berdasarkan pengaruh gaya tarik bumi aliran dibedakan menjadi aliran subkritis, kritis, dan super kritis. Aliran disebut sub kritis apabila gangguan (misalnya batu dilemparkan ke dalam aliran sehingga menimbulkan geombang) yang terjadi di suatu titik pada aliran dapat menjalar ke arah hulu. Aliran sub kritis dipengaruhi oleh kondisi hilir, dengan kata lain keadaan di hilir akan mempengaruhi aliran di sebelah hulu. Apabila kecepatan aliran cukup besar sehingga gangguan yang terjadi tidak menjalar ke hulu maka aliran disebut super kritis. Dalam hal ini kondisi di hulu akan mempengaruhi aliran di sebelah hilir. Penentuan keadaan aliran dapat dilihat dari bilangan Froude yang ditentukan sebagai berikut: 旸绨扨 Fr = (2.3) 猪. dengan : Fr = bilangan Froude, v = kecepatan aliran (m/s), g = percepatan gravitasi (9,8 m/s 2 ), Y = kedalaman aliran (m). Gambar 2.2 Pola Penjalaran Gelombang di Saluran Terbuka (M. Yushar, 2010)

19 13 Gambar 2.2 menunjukkan perbandingan antara kecepatan aliran dan kecepatan rambat gelombang karena adanya gangguan. Pada Gambar 2.2.a gangguan pada air diam (v = 0) akan menimbulkan gelombang yang merambat ke segala arah. Gambar 2.2.b menunjukkan aliran sub kritis dimana gelombang masih bisa menjalar ke arah hulu. Pada kondisi ini bilangan Froude Fr < 1. Gambar 2.2.c adalah aliran kritis dimana kecepatan aliran sama dengan kecepatan rambat gelombang. Dalam keadaan ini Fr = 1. Sedangkan Gambar-2.2.d adalah aliran super kritis dimana gelombang tidak bisa merambat ke hulu karena kecepatan aliran lebih besar dari kecepatan rambat gelombang. Keadaan ini bilangan Froude Fr > Mercu Pelimpah Pelimpah atau bendung adalah bangunan air yang berfungsi untuk meninggikan muka air agar dapat dimanfaatkan untuk irigasi atau keperluan lainnya. Biasanya pelimpah dilengkapi dengan bangunan intake yang kemudian berhubungan dengan saluran irigasi primer. Kadang juga masyarakat mengambil air dari pelimpah tidak melalui saluran irigasi, melainkan langsung dari sumber tampungan air di pelimpah dengan menggunakan pompa sedot. Beberapa orang sering menyamakan istilah bendung atau pelimpah ini dengan bendungan. Padahal secara fungsi berbeda. Tabel berikut menjelaskan perbedaan fungsi beberapa bangunan air yang seringkali rancu di masyarakat. Tabel 2.2. Perbedaan Check Dam, Bendung, dan Bendungan. Nama Fungsi Utama Lokasi Check Dam Menahan material dari daerah Zona produksi pegunungan Bendung Menaikkan muka air Zona transportasi Bendungan Menampung dan meninggikan Zona produksi, zona muka air, mengendalikan banjir transportasi, zona sedimen Penjelasan zona-zona di atas divisualisasikan dalam gambar :

20 14 Laut Zona Sedimen Zona Transportasi Zona Produksi Gambar 2.3. Pembagian Zona Daratan Berkaitan Dengan Bangunan Air. Pelimpah sendiri terdiri dari bermacam macam tipe. Kadang setiap negara memiliki tipe-tipe yang berbeda. Secara umum, yang menjadi dasar pembedaan pelimpah-pelimpah tersebut adalah bentuk mercu pelimpahnya. Mercu adalah bagian paling atas pelimpah, yang berinteraksi langsung dengan aliran air yang melimpas. Sehingga bentuk mercu menentukan karakteristik aliran yang terjadi di hilir kemudian. Di Indonesia umunya digunakan dua tipe mercu untuk bendung pelimpah yaitu : tipe Ogee dan tipe Bulat. Gambar 2.4 Bentuk Mercu Tipe Ogee dan Tipe Bulat (KP-02) Pada penelitian ini penyusun menggunakan mercu tipe ogee. Mercu ogee berbentuk tirai luapan bawah (flow nape) diatas bendung ambang tajam oleh karena itu mercu ini tidak akan memberikan tekanan subatmosfir/tekanan negatif

21 15 yang ditimbulkan limpasan air di bawah tirai air pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencana (KP-02). Kelebihan kelebihan yang dimiliki mercu ogee : 1) Karena peralihannya yang bertahap, bangunan pengatur ini tidak banyak mempunyai masalah dengan benda benda terapung. 2) Bangunan pengatur ini dapat direncana untuk melewatkan sedimen yang terangkut oleh saluran peralihan. 3) Bangunan ini kuat sehingga tidak mudah rusak. Gambar 2.5 Bentuk Bentuk Bendung Mercu Ogee (KP-02). Untuk merencanakan permukaan mercu ogee bagian hilir, dipakai perencanaan dari Design For Small Dam (1987) dengan Hd adalah tinggi air rencana di atas mercu pelimpah.

22 16 Gambar 2.6 Grafik Perencanaan Mercu Ogee (Design For Small Dam, 1987) Kolam Olak Solid Roller Bucket Pada umumnya kolam olak tipe ini digunakan untuk mengatasi bendung yang mengangkut bongkahan batuan besar (sebesar kelapa) dengan dasar sungai yang relatif mampu menahan gerusan. Kolam olak ini berbentuk setengah lingkaran pada ruang lantai bertujuan untuk batuan besar yang terbawa arus akan terpelanting ke arah hilir.

23 17 Gambar 2.7 Kolam Olak Tipe Solid Roller Bucket (A. J. Peterka, 1984) Perilaku hidrolis peredam energi tipe ini menghasilkan dua buah pusaran air, satu pusaran permukaan bergerak ke arah berlawanan dengan arah jarum jam di atas bak, dan sebuah pusaran permukaan bergerak ke arah putaran jarum jam dan terletak di belakang ambang ujung. Gambar 2.8 Gambar Pusaran Air Pada Kolam Olak Solid Roller Bucket (A. J. Peterka, 1984)

24 18 Parameter-parameter dasar untuk perencanaan tipe bak pusaran sebagaimana diberikan oleh USBR (Peterka, 1984) sulit untuk diterapkan bagi perencanaan bendung dengan tinggi energi rendah. Oleh sebab itu, parameter-parameter dasar ini sebagai jari-jari bak, tinggi energi dan kedalaman air telah dirombak kembali menjadi parameter-parameter tanpa dimensi dengan cara membaginya dengan kedalaman kritis Loncatan Air Loncat air terjadi akibat adanya perubahan aliran dari aliran super kritis menjadi aliran subkritis. Umumnya loncat air terjadi pada saat air keluar dari suatu pelimpah atau pintu air. United State Bureau of Reclamation (USBR) telah membuat penelitian mengenai tipe loncat air berdasarkan angka froude yang berbeda, yaitu : 1. Loncatan berombak (undular jump) apabila bilangan Froude Fr = 1 1,7 dimana muka air menunjukan gelombang.gambar 2.9 Bilangan Fr = 1 1,7 2. Loncatan lemah (weak jump) apabiala bilangan Fr = 1,7 2,5 dimana terjadi gulungan kecil dari permukaan loncatan, dan muka air cukp tenang. Gambar 2.10 Bilangan Fr = 1,7 2,5

25 19 3. Loncat berossilasi (oscillation jump) apabila bilangan Fr = 2,5 4,5 dimana terdapat pancaran getaran masuk dari dasar ke permukaan dan tidak memiliki periode yang teratur. Masing-masing getaran menghasilkan gelombang besar yang periodenya tidak teratur dan dapat berjalan pada jarak yang jauh, serta dapat menyebabkan erosi tanggul. Gambar 2.11 Bilangan Fr = 2,5 4,5 4. Loncat tetap (steady jump) apabila bilangan Fr = 4,5 9,0 dimana loncatan cukup berimbang dan permukaan air di hilir loncatan agak halus, peredaman eenergi 45% - 70% Gambar 2.12 Bilangan Fr= 4.5 9,0 5. Loncatan kuat (strong jump) apabila bilangan Fr > 9,0 dimana terjadi pusaran yang keras menyebabkan gelombang di hilir. Peredaman energi dapa mencapai 85% Gambar 2.13 Bilangan Fr > 9,0

26 20 Pengukuran loncatan hidrolis-untuk mempermudah pengamatan dan perhitungandidasarkan pada panjang loncatan hidrolis dan bilangan Froude. Panjang loncatan hidrolis didefisinikan sebagai jarak antara permukaan depan loncatan hidraulik sampai suatu titik pada permukaan gulungan ombak yang segera menuju ke hilir. Bilangan Froude dapat menunjukkan kepada kita tentang karakteristik aliran, apakah superkritis atau subkritis. Melalui bilangan Froude ini, kita bisa mengklasifikasikan loncatan hidrolis dari yang memiliki olakan paling lemah, hingga turbulensi tinggi. Menurut Chow VT(1992) dalam Dimas Bayu (2008) Suatu loncatan hidrolis akan terbentuk pada saluran, jika bilangan Froude aliran Fr, kedalaman aliran Yu dan kedalaman akhir loncatan air Y 2, memenuhi persamaan berikut : 蓸 Yu = (1/2 ( 1 8 洐 u - 1) (2.4) dengan : Y 2 = Kedalaman akhir loncatan air (m), Yu = Kedalaman air saat awal loncatan (m), Fr = Bilangan froude. Ranga Raju (1986) mengemukakan bahwa panjang loncatan air dapat didefinisikan sebagai jarak antara permukaan depan loncatan hidrolis sampai suatu titik pada permukaan gulungan ombak yang segera menuju ke hilir. Panjang loncatan sukar ditentukan secara teoritis, tetapi telah diselidiki dengan cara percobaan oleh beberapa ahli. USBR dalam Dimas Bayu (2010) telah melakukan penelitian tentang hubungan bilangan Froude terhadap panjang loncatan hidrolik dalam bentuk grafik. Gambar 2.14 Grafik Hubungan commit Panjang to user Loncatan Hidrolik Hasil Penelitian USBR

27 21 Bambang Triadjmojo (Hidraulika 1,1992) telah merumuskan panjang loncatan hidrolis air dapat dihitung sebagai berikut : Lj = C (Y2-Yu) (2.5) dengan : C = Bilangan antara 5 sampai 7, Lj = Panjang loncatan hidrolis (m), Y 2 = kedalaman akhir loncatan air (m), Yu = Kedalaman air saat awal loncatan (m) Energi Spesifik Energi spesifik dalam suatu penampang saluran dinyatakan sebagai energi air setiap pori pada setiap penampang saluran, diperhitungkan terhadap dasar saluran. Energi spesifik menjadi (untuk saluran yang kemiringannya kecil dan a = 1), 旸绨扨蓸 Es = Y + g (2.6) yang menunjukkan bahwa energi spesifik sama dengan jumlah kedalaman air dan tinggi kecepatan. Secara sederhana persamaan di atas bisa menjadi : Es = Y + 蓸 g A (2.7) dengan : E : energi spesifik (m), Y : kedalaman air (m), v : kecepatan aliran (m/dt), Q : debit aliran (m 3 /dt), A : luas penampang saluran (m 2 ), g : percepatan gravitasi (9.81) (m/dt 2 ).

28 22 Gambar 2.15 Lengkung Energi Spesifik Pada Penampang Melintang Saluran Terbuka (Chow, 1992) Kemudian, saat keadaan kritis, maka kedua kedalaman ini seolah-olah menyatu, dan dikenal sebagai kedalaman kritis (critical depth) Yc. Bila dalamnya aliran melebihi kedalaman kritis, kecepatan aliran lebih kecil daripada kecepatan kritis untuk suatu debit tertentu, maka disebut aliran subkritis. Bila dalamnya aliran kurang dari kedalaman kritis, aliran disebut superkritis. Dengan demikian Yu merupakan kedalaman aliran super-kritis dan Y2 adalah kedalaman aliran subkritis (Chow, 1992) dalam Dimas Bayu (2008). Keadaan kritis dari suatu aliran adalah ketika bilangan Fr = 1 atau saat energi spesifiknya untuk suatu debit tertentu adalah minimum. Kondisi ini bisa diperjelas dengan rumus-rumus : Yc = 蓸 (2.8) dengan q = (2.9) keterangan : Yc = Kedalaman kritis (m), q = Debit aliran per satuan lebar (m 3 /s/m), B = Lebar Saluran (m), g = percepatan gravitasi (9.81m/s commit 2 ). to user

29 23 kemudian untuk mendapatkan energi spesifik diperlukan parameter kecepatan aliran saat kritis (vc), kecepatan kritis tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut : vc = 猪 g. Yc (2.10) Maka bila Persamaan 2.10 disubstitusikan pada Persamaan 2.6, persamaan tersebut dapat di rumuskan sebagai berikut : Esc = Yc + 蓸 g Esc = Yc + Yc = 2/3 Esc (2.11) Jadi, saat kondisi kritis, besarnya kedalaman air adalah 2/3 energi spesifik. Gambar 2.16 Sketsa Energi Spesifik Pada Penampang Melintang Saluran Terbuka (Chow, 1992) Gerusan Lokal (Local Scour) Variabel gerusan yang digunakan dalam perhitungan dan untuk mempermudah pengamatan adalah kedalaman gerusan (Z) dan panjang gerusan (X). Kedalaman gerusan disini didefinisikan sebagai jarak antara permukaan dasar saluran dengan cekungan terdalam dari gerusan, sedangkan panjang gerusan adalah panjang cekungan gerusan dari ujung yang satu ke ujung yang lain.

30 24 Gambar 2.17 Sketsa Pengamatan Kedalaman Gerusan Dan Panjang Gerusan Program Surfer 8.0 Surfer 8.0 merupakan salah satu perangkat lunak yang digunakan untuk membuat peta kontur dan pemodelan 3 dimensi. Perangkat lunak surfer melakukan plotting data tabular X, Y, Z tidak beraturan menjadi lembar titik-titik segi empat (grid) yang beraturan. Grid adalah serangkaian garis vertikal dan horizontal yang dalam Surfer berbentuk segi empat yang menjadi dasar pembentuk kontur dan surface / permukaan tiga dimensi. Pada titik perpotongan grid disimpan nilai Z berupa titik ketinggian atau kedalaman. Gridding merupakan proses pembentukan rangkaian nilai Z yang teratur dari sebuah data X Y Z (Nanang, 2011). Pembuatan peta kontur ataupun model tiga dimensi dengan Surfer diawali pembuatan data tabular X Y Z. Pembuatan data X, Y, Z dapat dibuat pada Microsoft Excel dan kemudian disimpan dalam bentuk.xls. Dapat juga menggunakan data DEM (Digital Elevation Models) sebagai pengganti data X Y Z. Data excel yang telah disimpan selanjutnya diinterpolasikan dalam sebuah file grid. Proses kedua ini sering disebut grid-ding yang menghasilkan sebuah file grid untuk digunakan sebagai dasar pembuatan peta kontur dan model 3 dimensi.

31 25 Gambar 2.18 Contoh Gambar Pemodelan Dari Surfer 8.0 (Nanang, 2011)

32 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Umum Metode yang dipakai untuk mendapatkan data dalam penelitian ini adalah dengan percobaan langsung atau eksperimen di laboratorium. Eksperimen dilakukan di Laboratorium Hidrolika dan Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Penelitian ini dilalui dengan serangkaian kegiatan pendahuluan, untuk mencapai validitas hasil yang maksimal. Kemudian, untuk mendapatkan kesimpulan akhir, data hasil penelitian diolah dan dianalisis dengan kelengkapan studi pustaka Lokasi Penelitian Lokasi yang digunakan dalam penelitian kali ini ada 2 laboratorium, yaitu : 1. Laboratorium Mekanika Tanah, sebagai tempat untuk uji butiran pasir yang akan digunakan sebagai bahan sedimen. Uji tersebut meliputi pengayakan untuk mendapatkan butiran seragam. 2. Laboratorium Hidrolika sebagai laboratorium utama karena hampir 90 % kegiatan penelitian dilakukan di sini, yaitu penelitian mengenai karakteristik aliran, variasi tipe pelimpah dan karakteristik gerusan lokal yang terjadi Peralatan Dan Bahan Peralatan yang dipakai di Laboratorium Mekanika Tanah meliputi : 1. Ayakan pasir Ayakan yang digunakan adalah 1 set ayakan standar dengan nomor 4, 8, 16, 20, 40 dan pan. Ayakan tersebut disusun urut, paling atas mulai dari yang memiliki lubang diameter 4,75 mm, 2,36 mm, 1,18 mm, 0,85 mm, 0,425 mm, 26

33 27 hingga pan paling bawah. Ayakan ini digunakan untuk mendapatkan butiran seragam dari pasir yang akan dijadikan sebagai bahan sedimen. 2. Mesin penggetar Mesin ini digunakan untuk menggetarkan 1 set ayakan yang sudah disusun di atasnya, sehingga proses pengayakan lebih efisien. Gambar 3.1. Alat Uji Analisis Saringan (Sieve Analysis) Peralatan di laboratorium Hidrolika adalah : 1. Open Flume Merupakan alat utama dalam percobaan loncatan hidrolis, gerusan. Flume ini, sebagian besar komponennya terbuat dari fiber dan memiliki bagian-bagian penting, yaitu : a. Saluran air, tempat utama dalam percobaan ini untuk meletakkan pelimpah, balok kayu, dan sedimen. Berupa talang air dengan ukuran 8x25x500 cm. Gambar 3.2 commit Open to Flume user 8x25x500 3 cm

34 28 b. Bak penampung yang berfungsi menampung air yang akan dialirkan ke talang maupun yang keluar dari saluran. c. Pompa air, berfungsi untuk memompa air,dilengkapi dengan tombol on/off otomatis. d. Kran debit, merupakan kran yang berfungsi mengatur besar-kecilnya aliran air yang keluar dari pompa. Jack Bak penampung air Kran Pompa Air Gambar 3.3 Perlengkapan Alat Open flume e. Jack terletak di hilir saluran yang bisa diputar secara manual untuk mengatur kemiringan dasar saluran (bed slope) yang diinginkan. Dalam percobaan ini, kemiringan dasar ditentukan sebesar 1% 2. Tail Gate Diletakkan di bagian hilir Open Flume, untuk menjaga ketinggian air di hilir di dalam flume, agar loncatan hidrolis terbentuk di depan pelimpah.

35 29 Tail Gate Gambar 3.4 Tail Gate 3. Saringan penangkap sedimen Dipakai untuk menangkap sedimen yang masuk kebak penampung air, agar sedimen tidak masuk pompa dan mengganggu kelancaran aliran air. 4. Pelimpah Ogee Pelimpah Ogee dengan tiga variasi kemiringan 3:!, 3:2 dan 3:3 yang terbuat dari bahan kayu, dengan terlebih dahulu menghitung dimensi permukaan mercu menggunakan grafik dari Design for Small Dam. 5. Kolam olak Solid Roller Bucket kolam olak tipe solid roller bucket terbuat dari bahan kayu. Bentuk dan dimensi kolam olak seperti dalam gambar di bawah ini : Gambar 3.5 Pelimpah Ogee dan Kolam commit Olak to user Solid Roller Bucket

36 30 6. Ember yang digunakan sebagai penampung air sebanyak 15 liter untuk mengukur volume pada perhitungan debit aliran. Gambar 3.6 Ember Pengukur Volume 7. Meteran dengan ukuran 1,5 m sebagai penanda panjang sedimen untuk mempermudah dalam menentukan ordinat sumbu X. 8. Besi sepanjang 25 cm untuk mengukur ketinggian sedimen yang tergerus pada hilir kolam olak. Mistar ukur Besi 25 cm Gambar 3.7 Besi Pengukur Kedalaman Gerusan

37 31 9. Stopwatch Stopwatch dipakai untuk mengukur waktu pada perhitungan debit aliran. 10. Mistar ukur Mistar ukur digunakan untuk mengukur ketinggian air di hulu dan hilir pelimpah. 11. Perata Pasir Alat ini digunakan untuk meratakan pasir kedalam flume agar sedimen di hilir kolam olak dapat rata hingga ujung saluran flume. Bahan-bahan yang dipakai selama penelitian yaitu : 1. Air bersih Aliran air yang digunakan adalah air bersih yang diusahakan tidak membawa kotoran. 2. Pasir Pasir sebagai bahan sedimen non-cohesive, yang lolos ayakan no 8 dengan butiran seragam diameter 1,18 mm. Pasir ini telah melalui proses pencucian terlebih dahulu. Gambar 3.8 Pasir Yang Ditempatkan commit Di to Hilir user Kolam Olak Sebagai Sedimen

38 32 3. Malam (lilin) Sebagai pelapis yang menutupi celah antara pelimpah dengan dasar atau dinding Flume dan celah antara balok kayu dengan dinding Flume Tahapan Penelitian Tahap Persiapan Sedimen Persiapan sedimen dilakukan dengan pengukuran diameter butiran sedimen (pengayakan). Langkah-langkah pengukuran diameter butiran adalah sebagai berikut : 1. Membersihkan ayakan dan menyusunnya sesuai nomor urut, 2. Masukkan pasir ke dalam ayakan, 3. Letakkan susunan ayakan yang sudah berisi pasir tadi di atas mesin penggetar kemudian mulailah mengayak secara otomatis, 4. Pisahkan sedimen terpilih dari ayakan, 5. Ulangi pengayakan sampai kebutuhan butiran sedimen terpenuhi. Setelah kita melakukan kegiatan di atas, maka kita telah mendapatkan pasir butiran seragam 1,18 mm yang siap digunakan untuk pengamatan gerusan. Pasir tersebut harus disimpan di tempat yang kering Tahap Persiapan Alat Alat yang membutuhkan persiapan khusus adalah flume, karena alat ini harus dimodifikasi dengan alat-alat lain agar dapat digunakan secara sempurna. Langkah-langkah untuk menyiapkan glume adalah sebagai berikut : 1. Membersihkan flume dengan ditergen agar kotoran-kotoran yang melekat akibat percobaan-percobaan sebelumnya tidak mengganggu jalannya penelitian. Membersihkan flume ini meliputi : a. Menguras air di bak penampung air, b. Membersihkan talang air dan commit dinding to user kacanya,

39 33 2. Memastikan kemiringan dasar saluran pada flume sebesar 1 % dengan memutar hydraulic jack, 3. Mengisi bak penampung air dengan air bersih, 4. Memasang saringan penangkap sedimen di bak penampung air 5. Memasang pelimpah pada tempat yang sudah disediakan dan melapisi malam di celah-celah antara pelimpah dengan dinding dan dasar saluran, 6. Memasang sedimen hingga ujung flume, untuk mengantisipasi jarak terjauh pergerakan sedimen yang tergerus Tahap Running Pelaksanaan Penelitian Setelah tahap persiapan selesai kemudian flume mulai dialiri air dimulai dari debit paling kecil saat awal mulai terjadinya gerusan pada sedimen dengan variasi kemiringan hulu pada pelimpah pertama dengan penambahan kolam olak. Setelah aliran stabil, kemudian diukur volume air yang keluar dari flume menggunakan ember penampung air. Setelah 10 menit kemudian aliran dimatikan dan dilakukan pengambilan data ketinggian sedimen. Setelah selesai kemudian dilakukan pergantian tipe variasi pelimpah dan meratakan kembali sedimen untuk kemudian dialiri air pada debit air yang sama pada Q1. Setelah ketiga variasi kemiringan hulu selesai pada Q1, kemudian debit mulai dinaikkan pada Q2 dan dilakukan pengambilan data kembali. Debit dinaikkan secara bertahap sampai 5 kali variasi debit dengan tiga variasi kemiringan pelimpah kemudian dilakukan pengambilan data lagi begitu seterusnya Tahap Pengambilan Data Pengambilan data yang dilakukan dengan dua tahap, pada tahap pertama mengukur ketinggian air di hulu dan di hilir bendung, volume air yang keluar dari flume dan tertampung dalam ember, serta waktu yang diperlukan. Dilakukan sebanyak 3 kali trial untuk mendapatkan data waktu rata-rata. Pengambilan data pada tahap kedua dimulai setelah 5 menit running, kemudian diukur kedalaman sedimen dan panjang gerusan yang commit terjadi to user sampai pada jarak tidak lagi terjadi

40 34 pergerakan sedimen. Pengambilan data gerusan sedimen ini ditabulasikan dalam bentuk data X, Y, Z untuk selanjutnya dapat diolah oleh software Surfer Tahap Pengolahan Data Data yang diperlukan adalah tinggi bendung, lebar bendung, tinggi muka air di hulu dan hilir, kecepatan aliran, debit aliran, kedalaman gerusan dan panjang gerusan. Data-data tersebut kemudian diolah dengan menggunakan Ms Excel untuk perhitungan hidrolis dan menggunakan program Surfer 8.0 untuk mengetahui bentuk gerusan yang terjadi pada saluran flume tersebut Pembuatan Pemodelan Tiga Dimensi Dengan Software Surfer 8.0 Pengukuran terhadap bentuk, kontur dan tampak permukaan gerusan sangat dibutuhkan untuk menghasilkan data yang akurat. Software yang digunakan dalam menganalisis gerusan adalah surfer 8.0. penggunaan software surfer 8.0 akan diuraikan dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Memulai program surfer 8.0. Untuk memulai program surfer 8.0 dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: a. Klik dua kali icon surfer ( ) pada desktop computer. b. Buka start menu, kemudian pilih Golden Software Surfer 8.0 dan kemudian klik icon surfer 8.0 Tampilan window awal program surfer 8.0 dapat dilihat seperti gambar di bawah

41 35 Gambar 3.9 Tampilan Awal Surfer Masukkan Data a. Untuk memasukkan data tabulasi X, Y, Z, klik ikon New kemudian pilih Worksheet Gambar 3.10 Tampilan Data Dalam Bentuk Worksheet b. Untuk mengisi data X, Y, Z dapat dilakukan menggunakan langsung dalam worksheet surfer 8.0 atau dapat menggunakan worksheet Ms. Excel. (Dalam tahap ini penulis menggunakan worksheet Ms. Excel)

42 36 c. Kemudian pilih File dengan Extension Speadsheet,(xls), klik Open Gambar 3.11 Tampilan Untuk Memasukan Data Kontur d. Kemudian pilih worksheet sumber yang sesuai, lalu klik OK. Gambar 3.12 Tampilan untuk memilih variasi kemiringan hulu e. Kemudian simpan worksheet yang telah dipilih dalam bentuk file ekstensi.dat

43 37 f. Buka kembali file ekstensi.dat yang telah tersimpan dengan memilih ikon New, pilih Plot Document, kemudian klik Grid Data Cari file tersebut lalu klik Open g. Setelahnya akan muncul kotak dialog, tentukan output data pada surfer. Pada kolom Gridding Method pilihlah Kriging atau yang lainya untuk menyesuaikan metode penarikan garis kontur yang kita inginkan. Gambar 3.13 Tampilan Box Dialog h. Lalu akan muncul report mengenai data yang telah dimasukkan Gambar 3.14 commit Tampilan to user Gridding Report

44 38 3. Penggambaran plot data Data yang sudah dimasukkan dalam surfer dapat diplot menjadi gambar. a. Klik ikon contour map ( ), pilih data file hasil grid-ding dengan ekstensi.grd kemudian klik Open. Gambar 3.15 Tampilan Contour Map b. Klik ikon Wareframe map ( ), pilih data file hasil grid-ding, klik Open. Gambar 3.16 commit Tampilan to Wireframe user Map 3D

45 Tahap Pembahasan Pada tahap ini data yang telah diolah, dibahas dengan bantuan grafik-grafik melalui Ms Excel dan gambar bentuk gerusan melalui software surfer 8.0, kemudian ditarik kesimpulan sementara yang berhubungan dengan tujuan penelitian meliputi : 1. Hubungan kedalaman air dengan energi spesifik akibat dari loncatan hidrolis. 2. Hubungan debit aliran dengan kedalaman maksimal gerusan. 3. Hubungan kedalaman maksimal gerusan l dengan panjang gerusan maksimal. 4. Gambar bentuk gerusan yang terjadi di hilir kolam olak. Untuk lebih jelasnya, bagan alur penelitian dapat dilihat di bawah ini.

46 40 Mulai Studi Pustaka Kajian terhadap Sedimen (Penelitian dan penentuan gradasi butiran) Syarat gradasi butiran 1,18 mm Tidak Ya Persiapan Alat Open flume, pelimpah, kolam olak, mistar ukur, sedimen, ember, stopwatch. Peninjauan Suhu air, dimensi pelimpah Penetapan jumlah dan jenis running Pengambilan Data penelitian 1. Tinggi muka air di hulu dan hilir 2. Debit aliran 3. Kecepatan aliran 4. Kedalaman gerusan 5. Panjang gerusan A

47 41 A Hasil berupa energi spesifik, bilangan Froude, konfigurasi dasar sedimen dalam bentuk tabulasi X, Y, Z Analisis dan pengolahan bentuk gerusan yang terjadi menggunakan program Surfer 8.0 Kesimpulan Dan Saran Selesai Gambar 3.17 Bagan Alir Penelitian.

48 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisis Sedimen Penelitian ini menggunakan 1 jenis sedimen, yaitu pasir butiran seragam ukuran 1,18 mm atau lolos ayakan nomor 16 dan tertahan pada ayakan nomor 20. Pasir yang digunakan merupakan pasir yang sudah mengalami proses penyaringan dan pencucian, sehingga relatif bersih, tidak bercampur dengan kotoran-kotoran atau butiran-butiran lain. Sedimen butiran seragam ini didapatkan dengan pengayakan. Ayakan disusun sesuai dengan standar urutan pengayakan, yaitu ayakan no 4, 8, 16, 20, 40, dan pan. Masing-masing ayakan tersebut memiliki lubang diameter 4,75 mm, 2,36 mm, 1,18 mm, 0,85 mm, 0,425 mm, dan pan sebagai tampungan paling bawah. Setelah ayakan disusun sedemikian rupa, masukkan sedimen dari atas lubang ayakan no 4, kemudian digetarkan. Sedimen yang lolos ayakan nomor 16 (1,18 mm) dan tertampung di nomor 20 (0,85 mm) adalah sedimen yang diambil untuk penelitian ini. Pengalaman di lapangan memang sangat sulit untuk menentukan butiran seragam 1,18 mm, sehingga butiran yang lolos nomor 8 dan tertampung nomor 16 dianggap mendekati ukuran 1,18 mm. Sedimen butiran 1,18 mm merupakan butiran halus (pasir), yang karakteristiknya non-cohesive, mudah terangkat oleh aliran air yang deras sehingga mudah untuk dilakukan pengamatan Hasil Pengujian (Running Model) Data Pengujian Aliran Pada Pelimpah Pengujian aliran pada pelimpah dilakukan dengan melewatkan air sepanjang flume melewati pelimpah ogee dengan 5 jenis variasi debit dengan menggunakan 1 buah pompa air. Besarnya debit yang lewat diatur dengan mengatur bukaan kran pada Hydarulic bench dan mengukur waktu yang diperlukan air untuk mengisi ember. 42

49 43 Mengingat tidak mungkin menampilkan semua perhitungan dan pengolahan data, maka sebagai contoh perhitungan, kita menggunakan data dari variasi debit ke-1 pada variasi kemiringan hulu bendung 3:1, untuk perhitungan secara lengkap dapat dilihat pada lampiran B. Data pertama yang kita dapatkan adalah volume air yang tertampung pada ember penampung air (jerigen) sebanyak 15 Liter atau m 3. Dilakukan sebanyak 3 kali trial untuk mendapatkan waktu rata rata volume sebanyak m 3 yang tertampung dalam jerigen. waktu (t) = ᝈ1 ᄌ ᝈ2 ᄌ ᝈ3 3 waktu (t) = 50 ᄌ 52 ᄌ 48 3 = 50 detik Untuk menghitung debit yang mengalir di saluran menggunakan rumus Persamaan 2.2: Debit (Q) = Volume (m Waktu (detik) Debit (Q) = 赈 egi, 赈 eg.مخi = 50 detik m 3 /detik Data hasil perhitungan debit dan uji aliran yang dilakukan pada model pelimpah ogee dapat dilihat secara lengkap pada Tabel 4.1. Tabel 4.1. Hasil Uji Aliran Melalui Mercu Pelimpah Ogee Variasi Debit ke- 1 2 Kemiringan Volume (m 3 ) Waktu (s) Debit (10-4 m 3 /s) H 1 (m) H 2 (m) 3:1 0, ,165 0,013 3:2 0, ,165 0,013 3:3 0, ,165 0,013 3:1 0, ,29 0,167 0,014 3:2 0, ,29 0,167 0,014 3:3 0, ,29 0,167 0,014

50 44 Variasi Debit ke Kemiringan Volume Waktu Debit H1 (m) H2 (m) (m 3 ) (s) (10-4 m 3 /s) 3:1 0, ,36 0,170 0,016 3:2 0, ,36 0,170 0,016 3:3 0, ,36 0,170 0,016 3:1 0, ,50 0,174 0,022 3:2 0, ,50 0,174 0,022 3:3 0, ,50 0,174 0,022 3:1 0, ,38 0,179 0,027 3:2 0, ,38 0,179 0,027 3:3 0, ,38 0,179 0, Data Pengujian Gerusan Pada percobaan ini, ketebalan sedimen ditetapkan 5 cm diatas dasar saluran, sejajar dengan ketinggian pada kolam olak solid roller bucket. Bentuk gerusan yang terjadi diolah oleh program Surfer 8 dengan terlebih dahulu menentukan kontur koordinat - kordinat x, y, z dengan : x = Panjang gerusan (cm), y = Lebar saluran (cm), z = Tinggi sedimen (cm). Untuk selanjutnya disajikan bentuk gerusan yang terjadi dari keseluruhan percobaan dapat dilihat secara lengkap pada gambar di bawah ini.

51 45 1. Percobaan Ke-1 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-1, Kemiringan Hulu 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.1. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -1 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1% 2. Percobaan Ke-2 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-1, Kemiringan Hulu 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.2. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -1 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1%

52 46 3. Percobaan Ke-3 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-1, Kemiringan Hulu 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.3. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -1 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1% 4. Percobaan Ke-4 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-2, Kemiringan Hulu 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.4. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -2 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1%

53 47 5. Percobaan Ke-5 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-2, Kemiringan Hulu 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.5. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -2 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1% 6. Percobaan Ke-6 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-2, Kemiringan Hulu 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.6. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -2 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1%

54 48 7. Percobaan Ke-7 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-3, Kemiringan Hulu 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.7. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -3 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1% 8. Percobaan Ke-8 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-3, Kemiringan Hulu 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.8. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -3 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1%

55 49 9. Percobaan Ke-9 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-3, Kemiringan Hulu 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar 4.9. Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -3 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1% 10.Percobaan Ke-10 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-4, Kemiringan Hulu 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -4 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1%

56 50 11.Percobaan Ke-11 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-4, Kemiringan Hulu 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -4 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1% 12.Percobaan Ke-12 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-4, Kemiringan Hulu 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -4 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1%

57 51 13.Percobaan Ke-13 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-5, Kemiringan Hulu 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -5 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:1, Kemiringan Dasar Saluran 1% 14.Percobaan Ke-14 Gerusan Lokal Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-5, Kemiringan Hulu 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -5 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:2, Kemiringan Dasar Saluran 1%

58 52 15.Percobaan Ke-15 Gerusan Local Yang Terjadi Pada Variasi Debitke-5, Kemiringan Hulu 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1% Selama 5 Menit Gambar Bentuk Gerusan Pada Variasi Debit Ke -5 Dengan Kemiringan Hulu Pelimpah 3:3, Kemiringan Dasar Saluran 1% 4.3. Pengolahan Data Dari data hasil uji aliran (running model) pada Tabel 4.1, dan hasil bentuk gerusan yang terjadi kemudian dilakukan analisa data dengan menggunakan data hasil pengujian dan pengukuran secara langsung pada model. Analisis tersebut meliputi mengukur tinggi muka air diatas mercu pelimpah bendung (Hd), menghitung kecepatan aliran yang lewat pada hulu pelimpah bendung (v 1 ), dan menghitung kecepatan aliran yang lewat pada hilir pelimpah bendung (v 2 ) dari masing-masing variasi debit dan variasi kemiringan hulu bendung. Dari hasil analisis tersebut kemudian dapat dihitung tinggi energi diatas mercu pelimpah dan di hilir pelimpah (He 1 dan He 2 ), kecepatan awal loncatan air (vu), Kedalaman awal loncatan air (Yu), Bilangan Froude (Fr), kedalaman akhir loncatan air (Y 2 ), Ketinggian kritis (Yc),

59 53 Panjang loncatan air (Lj), Kedalaman maksimal sedimen (Z maks), dan panjang maksimal gerusan (X maks). Karena tidak mungkin menampilkan semua perhitungan dan pengolahan data, maka sebagai contoh perhitungan kita menggunakan data dari variasi debit ke-1 pada variasi kemiringan hulu bendung 3:1, untuk perhitungan secara lengkap dapat dilihat pada lampiran A. Mengitung tinggi muka air diatas mercu (Hd) digunakan persamaan berikut : Hd = H 1 (tinggi muka air di hulu) P (tinggi pelimpah) Hd = 0,165 m 0,15 m Hd = 0,015m Untuk menghitung kecepatan aliran air pada hulu dan hilir bendung digunakan Persamaan 2.1: 夸 v = v 1 =.مخt 赈 egi H1 x B ).مخt 赈 egi v 1 = 0,165 x 0,08 ) = 0, m/s v 2 =.مخt 赈 egi H2 x B ).مخt 赈 egi v 2 = 0,013 x 0,08 ) = 0, m/s Data hasil perhitungan tinggi air diatas mercu (Hd), kecepatan aliran air di hulu (v 1 ) dan hilir pelimpah (v 2 ) dapat dilihat pada Tabel 4.2.

60 54 Tabel 4.2. Hasil Perhitungan Hd,v1 dan v2 Variasi Debit Hd H Debit ke- (10-4 m 3 1 (m) H 2 (m) /s) (m) v 1 v 2 (10-2 m/s) (10.-1 m/s) 3 0,165 0,013 0,015 2,2727 2, ,165 0,013 0,015 2,2727 2, ,165 0,013 0,015 2,2727 2, ,29 0,167 0,014 0,017 3,2079 3, ,29 0,167 0,014 0,017 3,2079 3, ,29 0,167 0,014 0,017 3,2079 3, ,36 0,168 0,060 0,020 3,9391 4, ,36 0,168 0,060 0,020 3,9391 4, ,36 0,168 0,060 0,020 3,9391 4, ,50 0,170 0,064 0,024 5,3879 4, ,50 0,170 0,064 0,024 5,3879 4, ,50 0,170 0,064 0,024 5,3879 4, ,38 0,174 0,066 0,029 6,5468 4, ,38 0,174 0,066 0,029 6,5468 4, ,38 0,174 0,066 0,029 6,5468 4,34028 Untuk menghitung tinggi energi air di hulu dan hilir pelimpah digunakan Persamaan 2.6: 襈 H e = 6췈n 6췈n,6췈n 6췈n.مخ 赈 egi H e1 = + hd.مخ쨸a寰 6췈n, 6췈n,6췈n 6췈n.مخ 赈 egi H e1 = + 0,015 = 1, m.مخ쨸a寰 6췈n, 6췈n, 쨸a寰쨸a寰 6췈n.مخ 赈 egi He 2 = + (H 2 ).مخ쨸a寰 6췈n,

61 55 6췈n, 쨸a寰쨸a寰 6췈n.مخ 赈 egi He 2 = + (0,013) = 1, m.مخ쨸a寰 6췈n, Hasil perhitungan secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3. Tinggi Energi Di Hulu dan Hilir Pelimpah Variasi v1 v2 Hd He1 He2 debit (10-2 m/s) (10-1 m/s) (m) (10-2 m) (10-2 m) (10-4 m 3 /s) 3 2,2727 2, ,015 1, , ,29 3,2079 3, ,017 1,7052 2, ,36 3,9391 4, ,020 2,0079 2, ,50 5,3879 4, ,024 2,4148 3, ,38 6,5468 4, ,029 2,9218 3,66014 Untuk menghitung kecepatan aliran saat awal loncat air, digunakan rumus sebagai berikut : vu = 2 ᄌ ) vu = 2 9,81 0,15 ᄌ 0 015) vu = 1,79925 m/s Dengan mengetahui kecepatan aliran saat awal mulai loncat air, maka dapat dihitung ketinggian air saat awal loncat air dengan menggunakan rumus : Q Yu = B x vu.مخt 赈 egi Yu = 0,08 x 1,79925 = 2, m Setelah parameter vu dan Yu diketahui, kemudian dapat dihitung bilangan Froude dengan Persamaan 2.3 : vu Fr = u

62 56 Fr = 1,79925, 쨸a寰.مخ 赈 egi, i赈 egi 6췈n 赈 egi쨸a寰 = 12,58308 Loncat hidrolis dengan bilangan Froude sebesar 12,58308 maka termasuk dalam kategori loncatan kuat. Lebih jelasnya bisa dilihat di Gambar 4.7. Gambar Grafik Hubungan Panjang Loncat Hidrolik Hasil Penelitian USBR. Dengan mengetahui bilangan Froude (Fr), dan ketinggian aliran air saat awal loncat hidrolis, maka kedalaman akhir loncatan dapat diperoleh menggunakan rumus Persamaan 2.4 : Y2 Yu = (1/2 ( 1 ᄌ 8 )6췈n - 1) Y2 = (1/2 ( 1 ᄌ 8 ) 6췈n - 1) x Yu Y 2 = (1/2 ( 1 ᄌ 8 12, 췈n - 1) x 2, m Y 2 = 3, m Untuk lebih jelasnya, hasil perhitungan secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.4.

63 57 Tabel 4.4. Hasil Perhitungan Kecepatan Awal Loncat Air (vu), Ketinggian Awal Loncatan (Yu), Bilangan Froude (Fr), Kedalaman Akhir Loncatan (Y2) Variasi debit Q (10-4 m 3 /s) vu (m) Yu (10-3 m) Fr Y2 (10-2 m) 1 3 1, ,084 12,58 3, ,29 1, ,960 10,62 4, ,36 1, ,667 9,63 4, ,50 1, ,074 8,28 5, ,38 1, ,253 7,57 6,3859 Untuk mencari energi spesifik (Es) pada awal loncat dan saat akhir loncat hidrolis dapat diperoleh dari Persamaan 2.6 : Pada titik saat awal loncat air Es 1 = Yu + vu 6췈n Es 1 = 2, , 췈n, 쨸a寰 =.مخ 0,167084m Untuk mencari energi spesifik pada akhir loncat air maka terlebih dahulu dihitung kecepatan alirannya (vy 2 ) dengan rumus Persamaan 2.1 : 夸 v =.مخt 赈 egi vy 2 = Y2 x B ).مخt 赈 egi vy 2 = 0, x 0,08 ) = 0, m/s

64 58 Kemudian energi spesifik pada akhir loncat hidrolis dapat dihitung dengan rumus Persamaan 2.6: Es 2 = Y 2 + s 6췈n Es2 = 3, 赈 eg.مخ, i 赈 egi t 赈 egi 6췈n, = 3,6612..مخ쨸a寰 10-2 m Untuk menghitung kedalaman kritis (kondisi dimana aliran air mengalami peralihan dari superkritis menjadi subkritis) dapat diperoleh dengan menggunakan rumus Persamaan 2.8: Yc = 夸 q = q =.مخt 赈 egi 赈 egi, 赈 egi쨸a寰 = 3, m 3 /s /m Yc =.مخ t, 赈 egi = 0, m.مخ쨸a寰, Untuk mencari energi spesifik pada titik saat kedalaman kritis maka terlebih dahulu dihitung kecepatan alirannya (vc) dengan rumus Persamaan 2.1 : 夸 vc =.مخt 赈 egi vc = Yc x B ).مخt 赈 egi vc = 0, x 0,08 ) = 0, m/s

65 59 Kemudian energi spesifik pada akhir loncat air dapat diperoleh dengan rumus Persamaan 2.6 : Esc = Yc + 6췈n Esc = 1, 赈 egi,tt6췈n 쨸a寰 6췈n 6췈n, =.مخ쨸a寰 1, m Perhitungan secara lengkap pada semua variasi debit dapat dilihat pada Tabel 4.5. Tabel 4.5. Hasil Perhitungan Energi Spesifik Pada Awal Loncat Air (Es1), Energi Spesifik Pada Akhir Loncat Air (Es 2 ), Kedalaman Kritis (Yc), Energi Spesifik Pada Kedalaman Kritis (Esc) Q Yu vu Es 1 (10-4 m/s) (10-3 m) (m/s) (m) Y 2 vy 2 Es 2 Yc vc Esc (10-2 m) (m/s) (10-2 m) (10-2 m) (m/s) (10-2 m) 3 2,084 1, , ,6061 0, ,6612 1,1275 0, ,691 4,29 2,960 1, , ,3008 0, ,3799 1,4302 0, ,145 5,36 3,667 1, , ,8113 0, ,9120 1,6596 0, ,489 7,50 5,074 1, , ,6943 0, ,8325 2,0770 0, ,115 9,38 6,253 1, , ,3859 0, ,5576 2,4101 0, ,615 Panjang Loncat air (Lj) dapat diperoleh dengan rumus Persamaan 2.5: Lj = 6 (Y 2 -Yu) Lj = 6 (3, , ) = 0, m

66 60 Hasil perhitungan secara lengkap pada semua variasi debit dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 4.6. Hasil Perhitungan Panjang Loncat Hidrolis (Lj) Q Yu Y2 Lj Fr Kategori loncatan (10-4 m/s) (10-3 m) (10-2 m) (m) 3 2,084 3, ,58 Loncatan kuat 0, ,29 2,960 4, ,62 Loncatan kuat 0, ,36 3,667 4,8113 9,63 Loncatan kuat 0, ,50 5,074 5,6943 8,28 Loncatan tetap 0, ,38 06,253 6,3859 7,57 Loncatan tetap 0, Panjang loncat air (Lj) juga dapat dihitung dengan menggunakan grafik hubungan panjang loncat hidrolis hasil penelitian USBR pada Gambar Contoh pada debit ke-1 dengan nilai Fr sebesar 12,58, kemudian ditarik garis keatas pada grafik hingga memotong garis hubungan panjang loncat hidrolis hasil penelitian USBR. Titik tersebut kemudian ditarik garis ke kiri sampai memotong sumbu ordinat Lj/Y2 dengan nilai sebesar 6.01, lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar Gambar Contoh Perhitungan Panjang Loncat Hidrolik Menggunakan Grafik USBR.