Kajian Hubungan Antara Debit Berubah dengan Tinggi Muka Air dan Kecepatan Aliran

Transkripsi

1 Soekaro, dkk. ISSN Jural Teoretis da Terapa Bidag Rekayasa Sipil Kaia Hubuga Atara Debit Berubah dega Tiggi Muka Air da Kecepata Alira Idratmo Soekaro Kelompok Keahlia Tekik Sumber Daya Air, Fakultas Tekik Sipil da Ligkuga, Istitut Tekologi Badug, Jl. Gaesha No. 0 Badug 403, idratmo@lapi.itb.ac.id Heruyoko Program Magister Tekik Sumber Daya Air, Fakultas Tekik Sipil da Ligkuga, Istitut Tekologi Badug, Jl. Gaesha No. 0 Badug 403, heruyoko@gmail.com Abstrak Bair merupaka becaa alam yag perlu perhatia serius agar dampak yag diakibatka dapat dimiimalka. Pada keadia bair teradi suatu feomea dimaa debit, tiggi muka air da kecepata alira mecapai ilai maksimum pada waktu yag tidak bersamaa. Peelitia ii dituuka utuk membuktika da memperlihatka feomea tersebut dega membuat suatu pemodela alira tak tuak pada flume di Laboratorium Ui Model Fisik Hidraulik, Fakultas Tekik Sipil da Ligkuga Istitut Tekologi Badug. Selai pemodela fisik, utuk medukug peelitia ii dilakuka pula pemodela umerik satu dimesi dega syarat batas yag didapat dari hasil pemodela fisik. Dari hasil pemodela fisik maupu umerik diperoleh bahwa kecepata alira mecapai ilai maksimum terlebih dahulu, kemudia debit mecapai ilai maksimum da tiggi muka air mecapai ilai maksimum terakhir. Da hasil pemodela umerik satu dimesi tidak auh berbeda ilaiya dega hasil pemodela fisik. Pemodela umerik satu dimesi tidak haya dilakuka utuk peampag berbetuk persegi paag saa, pemodela uga dilakuka utuk salura dega peampag berbetuk trapesium dega kemiriga z = da z =. Hal ii dilakuka utuk melihat efek dari perbedaa betuk peampag salura. Dega syarat batas, kekasara salura da lebar dasar salura yag sama didapatka debit pada salura berpeampag trapesium dega z = lebih besar dibadigka dega salura berpeampag trapesium dega z = da salura berpeampag persegi paag. Hal ii disebabka karea pada salura berpeampag trapesium dega z = memiliki luas peampag basah yag lebih besar dibadigka salura berpeampag trapesium dega z = da salura berpeampag persegi paag, megigat debit adalah fugsi dari kecepata alira da luas peampag basah. Kata-kata Kuci: Pegukura debit, chael flow, gelombag diamispreissma. Abstract Flood is a atural disaster eeds a serious attetio to miimize its egative impact. Whe flood occurs, a pheomeo happes where discharge, water level ad stream velocity reach the maximum value at the differet time. This research is coducted to prove ad show the pheomeo by costructig a usteady flow model i a The Hydraulic Laboratory, Civil ad Eviromet Egieerig Departmet. To support this research, besides physical model, oe dimesio umerical model is also beig used as a boudary coditio from the result of physical model. The result of physical ad umerical model is that the stream velocity reaches the maximum poit earlier, the the discharge reaches the maximum poit ad the water level reaches the last maximum poit. The result of oe dimesio umerical model has similar value with the physical model. The oe dimesio umerical model is ot oly doe for the rectagular shape, but also for the trapezium shape chael with icliatio z = ad z =. It is doe to see the effect of the differet betwee chael shapes. With idetical boudary coditio of the roughess coefficiet ad width of the bottom chael, the discharge of the trapezium shape chael with icliatio z = is larger tha the discharge of the trapezium shape chael with icliatio z = ad the discharge of the rectagular shape chael. It is caused by the trapezium shape chael with icliatio z = that has larger wetted area compared to the trapezium shape chael with icliatio z = ad the rectagular shape chael cosiderig discharge is the fuctio of stream velocity ad wetted area Keywords: Discharge measuremet, chael flow, dyamic wave, preissma. Vol. 6 No. April 009 3

2 Kaia Hubuga Atara Debit Berubah.... Pedahulua Perambata alira air dalam ruag da waktu melewati sugai atau suatu ariga sugai adalah suatu masalah yag cukup rumit. Keigia utuk membagu da hidup di daerah sepaag sugai meciptaka keperlua utuk perhituga tiggi muka air da lau air yag akurat, sehigga medorog kita utuk megembagka model routig alira air yag kompleks seperti dyamic wave models. Perambata alira air sepaag salura sugai atau pada draiase perkotaa adalah alira tak tuak tak seragam. Dikataka tak tuak karea berubah terhadap waktu da dikataka tak seragam karea tiggi muka air, kecepata alira da debit tidak kosta (tetap) sepaag alira. Persamaa Mometum: ( A ) h gas ga g = 0 0 t x x Ac R dimaa : : debit alira A : luas peampag basah t : waktu x : arak S 0 : kemiriga salura h : tiggi muka air c : kekasara chezy R : A/P = luas peampag basah dibagi kelilig peampag basah Alira dikataka seragam bila kemiriga dasar salura S 0 sama dega frictio slope S f, sehigga hubuga atara debit da tiggi muka air adalah suatu fugsi yag berilai tuggal yag berasal dari persamaa Maig, seperti yag terlihat pada ratig curve alira seragam (uiform flow) di Gambar. Ketika sukusuku lai pada persamaa mometum tidak diabaika, betuk hubuga tiggi muka air da debit aka membetuk suatu pegulaga (loop) seperti terlihat pada kurva terluar di Gambar, ii dikareaka tiggi muka air adalah buka haya fugsi dari debit, tapi uga fugsi dari kemiriga garis eergi. Pada umumya utuk harga elevasi muka air yag sama debit aka lebih besar pada saat meaikya debit pada hidrograph bair dibadigka pada saat turu. Berdasarka keteraga di atas maka dapat diambil asumsi bahwa pada saat debit maksimum belum tetu tiggi muka air uga maksimum da kecepata pu belum tetu pada keadaa maksimum pula. Utuk membuktika feomea alira air pada salura terbuka ii maka dilakuka kaia hubuga atara debit berubah cepat dega tiggi muka air da kecepata Gambar. Loop ratig curve alira dega melakuka pemodela matematik serta model fisik alira pada flume yag diharapka dapat lebih mempermudah dalam melakuka kaia ii.. Pemodela Fisik Pemodela fisik utuk meuag kaia hubuga atara debit berubah cepat dega tiggi muka air, da kecepata alira dilakuka di Laboratorium Ui Model Hidraulika, Fakultas Tekik Sipil da Ligkuga, Istitut Tekologi Badug. Kaia ii megguaka batua flume seperti yag terlihat pada Gambar. Utuk meciptaka keadaa alira yag tak tuak (usteady) maka valve pada pompa (Gambar 3) diputar dega kecepata sudut 60 deraat per 5 detik. Gambar. Flume Gambar 3. Pompa 4 Jural Tekik Sipil

3 Soekaro, dkk. Alat ukur kecepata yag diguaka dalam peelitia ii adalah sebuah curret meter yag megguaka balig-balig (propeller) yag dihubugka megguaka kabel ke sebuah mesi peghitug (couter) yag aka meuukka itesitas putara dalam satua Hertz (Hz). Curret meter ii dilegkapi dega grafik kalibrasi utuk megkoversi hasil pembacaa dari couter yag satuaya adalah Hertz ke satua cm/detik. Grafik kalibrasi dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 5. Curret meter Gambar 4. Grafik kalibrasi curret meter (Istructio Maual Propeller Velocity Meter) Gambar 6. Frequecy couter Gambar 7. Frequecy Couter da Curret Meter Vol. 6 No. April 009 5

4 Kaia Hubuga Atara Debit Berubah... Utuk memperoleh hasil yag lebih akurat, maka dilakuka kalibrasi curret meter dega megguaka flume. Kalibrasi curret meter dilakuka dega meerapka rumus sederhaa dari debit alira pada keadaa steady flow (alira tuak) yaitu = V x A. Dimaa adalah debit alira, V adalah kecepata rata-rata alira pada 0,8 h da 0, h (h = tiggi muka air) da A adalah luas peampag basah salura. Dega ilai debit yag bervariasi da dapat dihitug lewat maometer air raksa, luas peampag basah yag dapat dihitug uga da umlah putara pada propeler yag dapat dilihat pada frequecy couter maka didapat hubuga ilai kecepata alira dega umlah putara propeler. Grafik yag memberika persamaa dari hasil proses kalibrasi dapat dilihat pada Gambar 8. Pada pemodela fisik ii dilakuka pegukura terhadap perubaha kecepata alira da perubaha tiggi muka air terhadap waktu. Dikareaka sulitya pegukura perubaha debit terhadap waktu maka perubaha debit terhadap waktu didapat dari perkalia dari kecepata alira terhadap luas peampag basah. Pegukura kecepata alira da tiggi muka air dilakuka dega batua curret meter beserta couterya da uga hadycam atau alat perekam video utuk merekam proses perubaha kecepata da tiggi muka air pada saat valve pompa diputar dega kecepata sudut 60 deraat per 5 detik. Agar didapatka kodisi yag meyerupai bair maka valve pompa dibuka dega kecepata sudut 60 deraat per 5 detik selama meit, lalu valve lagsug diputar arah sebalikya (geraka meutup valve) dega kecepata sudut yag sama yaitu 60 deraat per 5 detik. Pertama-tama pegukura kecepata alira dilakuka dega cara mearuh curret meter dega ketiggia cm dari dasar salura kemudia valve pompa dibuka dega kecepata 60 deraat per 5 detik selama meit, lalu valve ditutup dega kecepata yag sama yaitu 60 deraat per 5 detik sampai valve bear-bear tertutup da muka air sampai pada ketiggia sekitar cm dari dasar salura. Setelah itu dega cara yag sama dega di atas, haya curret meter diletakka pada ketiggia yag berbeda yaitu pada ketiggia cm dari dasar salura. Demikia seterusya curret meter ditaruh dega selisih cm sampai curret meter ditaruh pada ketiggia 6 cm dari dasar salura, da semua kegiata ii kita rekam utuk dapat memplot hasil pemodela ii ke dalam tabel da grafik utuk selautya diaalisis. 3. Model Numerik Alira air pada salura terbuka merupaka geala yag rumit. Alira yag teradi sebearya adalah tiga dimesi. Faktor-faktor yag mempegaruhi alira sagat bayak, atara lai agi, putara bumi, betuk da ukura geometri salura, kekasara salura, kemiriga dasar salura da sebagaiya. Persamaa matematik yag dihasilka rumit da sulit diselesaika secara aalitis sehigga peyelesaia yag umum diguaka adalah dega metode umerik, yag salah satuya adalah dega metoda beda higga. Gambar 8. Hasil kalibrasi curret meter 6 Jural Tekik Sipil

5 Soekaro, dkk. Seperti yag telah dielaska di atas utuk syarat batas bagia hulu da bagia hilir diperoleh dari hasil pemodela fisik. Da utuk koefisie kekasara salura didapat dega cara trial & error dega asumsi tidak aka melebihi ilai utuk salura kaca yag berkisar 0,009 0,03. Dalam kaia ii routig debit pada salura megguaka Dyamic Wave satu dimesi yag dituruka dari persamaa Sait-Veat da persamaa mometum yag memperhitugka gaya iersia da tekaa. 4. Peurua Rumus Gambar 9. Perekama pada pegukura perubaha tiggi muka air da kecepata Utuk merumuska model matematika dega mempertimbagka semua faktor-faktor diatas adalah sagat sulit. Utuk itulah maka diperluka beberapa peyederhaaa misalya dega megabaika beberapa faktor yag kecil pegaruhya diataraya:. Persamaa alira dirumuska dalam satu dimesi, yaitu dalam arah alira karea diaggap sudah cukup utuk meuukka hubuga debit, tiggi muka air da kecepata alira.. Kecepata sesaat di setiap titik pada suatu irisa peampag melitag salura diaggap sama dega kecepata rata-rata. 3. Alira diaggap tidak mampu mampat (icompressible flow). Utuk perhituga umerik salura terbuka dalam pemodela ii megguaka pedekata cotrol volume utuk pedapatka persamaa kotiuitas da mometum, berdasarka referesi dari catata kuliah hidraulika laut, pemodela hidraulik alira da agkuta poluta di salura (Cahyoo, 000) da sugai da buku Applied Hydrology (Chow, V.T., et.al., 998). Persamaa kotiuitas utuk chael flow, diguaka : A = q () t x dimaa adalah debit alira, A adalah luas peampag basah, t adalah waktu, x adalah arak, q adalah debit alira limpasa yag masuk ke salura. Utuk peampag berbetuk trapesium maka persamaa meadi h ( B zh) = q t x dimaa : B : lebar dasar salura z : kemiriga didig salura () 4. Distribusi tekaa air yag bekera pada irisa peampag melitag salura adalah tekaa hidrostatis, percepata vertikal diaggap kecil. 5. Geseka yag teradi pada didig salura diaggap sama dega geseka yag teradi pada alira laggeg (steady flow) da dicari dega hubuga empiris dari rumus Chezy atau Maig. 6. Pegaruh agi pada geseka permukaa diabaika. 7. Pegaruh putara bumi (gaya coriolis) diabaika. Pada kasus ii diaggap prismatik, kerapata fluida diaggap sama, pegaruh viskositas diabaika da faktor koreksi paampag b=. Persamaa mometumya megambil betuk persamaa dyamic wave dega memperhitugka suku akselerasi lokal, akselerasi kovektif, da gaya teka dega megambil ilai β=. Persamaa ii dapat ditulis kembali meadi: ( / A) h gas ga g = 0 0 t x x AC R (3) Pembagaa dalam Metoda Preissma terlihat pada Gambar 0. Vol. 6 No. April 009 7

6 Kaia Hubuga Atara Debit Berubah... maka Persamaa (9) meadi: ( ) B zh θ ( Δ h Δ h t ) x( Δ Δ Δ Δ ) θ θ ( ) = ( q q x ) ( q q Δ ) atau dalam betuk lai: (0) Gambar 0. Kisi-kisi pembagaa Preissma Betuk pedekata yag diguaka pada pembagaa Preissma utuk Persamaa () da (3) adalah: f θ Δx x di maa: θ ( f f ) ( f f x ) Δ f Δt t ( f f f f ) q adalah faktor pemberat yag hargaya atara 0,5,0. 4. Persamaa kotiuitas (4) (5) θ θ (, ) ( ) ( ) f xt f f f f ( h h h h ) h θ t Δt ( θ ) ( ) θ x Δx Δx (6) (7) (8) Subtitusi Persamaa (7) da (8) ke Persamaa () meghasilka : ( ) B zh ( h h h h t ) x( ) θ Δ Δ θ θ θ ( ) ( ) ( ) Jika x q q q q = Δ f f =Δf (9) a Δ h b Δ c h d Δ = e dimaa: ( B zh ) a = Δ t θ b = Δ x c d = a = b θ ( ) ( ) ( ) e = q q q q θ Δx 4. Persamaa mometum t Δt Δt ( Δ Δ ) ( ) ( ) θ x A Δ x A A ( θ ) ( ) ( ) Δ x A A ( ) () (3) h θ h h θ x x h Δ h x Δ θ h h h h Δx x Δ Δ Δ (4) 8 Jural Tekik Sipil

7 Soekaro, dkk. g g C AR ( C RA) ( C RA) ( ) ( g Δ Δ ) (5) ( C RA) ( C RA) Subtitusi Persamaa (), (3), (4), da (5) ke Persamaa (3) meghasilka: atau dalam betuk lai: ( ) ( ) θ Δ Δ t Δ Δx A A ( θ ) ( ) ( ) g θ ( A A A A ) Δx ( ) θ A A S 0 θ ( ) ( ) g θ A A A A θ Δx ( h h ) ( h h ) Δ Δ Δx g C RA ( Δ ) ( ) ( Δ ) = 0 ( C RA) (6) a Δ h b Δ c h d Δ = e * * * * * dimaa: ( θ ) ( ) (7) * a g t θ A A θ = Δ A A Δx * g Δ t b = ( C RA) * * c = a * gδt d = ( C RA) ( ) ( ) ( θ ) ( ) gδ t θ A A A A ( θ ) * θ Δt Δt e = Δx A A Δx ( ) ( ) g t θ ( A A A A ) t Δ ( θ ) ( ) g t θ Δ A A A A S 0 Δx ( h h ) Persamaa () da (7) adalah o-liier, karea harga-harga koefisieya megadug harga kisara H, pada waktu sebelumya, Dt, da uga pada waktu yag aka dihitug, ()Dt. Utuk itu perlu dilakuka liearisasi betuk-betuk o-liier. Liearisasi dilakuka dalam dua tahap perhituga. Pada tahap pertama peyelesaia Persamaa () da (7) dilakuka dega meghitug koefisie a s/d e berdasarka ilai kisara pada tahap waktu Dt atau megaggap DH = D = 0. Kisara yag didapat dari perhituga tahap pertama ii kemudia diguaka utuk gδt ( C RA) ( C RA) Vol. 6 No. April 009 9

8 Kaia Hubuga Atara Debit Berubah... meghitug koefisie a s/d e tahap kedua. Selautya Persamaa () da (7) diselesaika kembali dega ilai-ilai koefisie yag baru ii. 4.. Peyelesaia dega metoda sapua gada Utuk meyelesaika Persamaa () da (7) yag megadug empat buah parameter atau variabel, dibutuhka dua persamaa lagi. Misalka terdapat hubuga liier sebagai berikut: Δ = E Δ H F (8) Δ = E Δ H F (9) Substitusi Persamaa 8 ke Persamaa diperoleh : ( ) a H b c H d E H F e Δ Δ Δ Δ = atau a b e de Δ H = ΔH Δ c de c de c de atau Δ H = L Δ H M Δ N dimaa (0) a b e df L = ; M = ; N = c de c de c de Dega cara yag sama, substitusi Persamaa (9) ke Persamaa (7) diperoleh: * * * Δ H = L Δ H M Δ N () Elimiasi DH dari Persamaa (0) da Persamaa () meghasilka: * a a H Δ c d E * * c de * * * b b e df e df Δ = 0 c de * * * c de c * de * c de atau a * * * ( c de) a( c de) b * * * ( c de) b( c de) ( e * * * * df)( c de) ( e df)( c de) b * * * ( c de) b( c de) Δ = Δ H Δ = E Δ H F () 4.. Syarat batas da syarat awal 4... Syarat batas Ada tiga kemugkia syarat batas yaitu: = (t) H = H(t) = f(h) Dalam hal ii diguaka syarat batas =(t) di hulu salura, sehigga sweep ke depa dapat dilakuka sbb: Δ = E Δ η F E = 0 F = Δ Selai itu syarat batas di hilir diberika uga η=η(t), sehigga sweep ke belakag dapat dilakuka Syarat awal Syarat awal adalah kodisi awal alira. Dalam hal ii sebagai syarat awal diketahui =(x). 5. Aalisa da Diskusi Pemodela fisik dega megguaka flume telah dilakuka di Laboratorium Ui Model Hidraulika, Fakultas Tekik Sipil da Ligkuga, Istitut Tekologi Badug. Hasil dari pemodela fisik pada arak 00 cm dari syarat batas hulu (tegah-tegah flume) tersebut dapat dilihat dalam betuk grafik pada Gambar. Dari Gambar dapat dilihat bahwa kecepata alira mecapai ilai maksimumya terlebih dahulu yag kemudia diikuti oleh debit mecapai ilai maksimumya da yag terakhir mecapai ilai maksimum adalah tiggi muka air. Dilihat dari ilai error yag cukup besar maka hasil pemodela umerik di atas perlu dikai ulag. 0 Jural Tekik Sipil

9 Soekaro, dkk. Dari hasil diskusi diambil keputusa bahwa ilai (koefisie kekasara salura) yag diperoleh dari perhituga korelasi debit, kecepata da koefisie kekasara salura megguaka rumus maig pada alira tuak atau laggeg atau steady pada media yag sama hasilya kurag tepat, megigat ika megambil ilai (koefisie kekasara salura) dari buku literatur seperti pada buku ve te chow (Tabel ) utuk salura kaca ilai berkisar 0,009 0,03. Setelah melakuka pecaria ilai koefisie kekasara salura yag cocok utuk salura flume ii dega cara trial & error maka didapat agka sebesar 0,00. Agka ii diaggap cukup mewakili dikareaka ilai dari buku literatur diperguaka utuk salura yag lebar (perbadiga atara lebar salura dega tiggi muka air di atas 0), dimaa pegaruh dari didig kiri da kaa salura kecil. Sedagka pada kaia ii media flume yag diguaka mempuyai lebar salura 7,8 cm da tiggi muka air maksimum kurag lebih 7 cm sehigga efek dari didig salura dirasaka cukup besar da uga dikareaka umur pakai yag telah cukup lama membuat didig serta dasar salura flume yag tergerus alira meadika dasar da didig salura semaki lici sehigga ilai yag dipakai sedikit lebih kecil dari buku literatur. Namu utuk memastika ilai kekasara salura () yag sesuai dega media flume ii diperluka kaia yag lebih laut. Tabel. Nilai kekasara salura () (Chow,959) Type of chael ad descriptio Miimum Normal Maximum A. Closed Coduits Flowig Partly Full A-. Metal a. Brass, smooth b. Steel. Lock bar ad welded Riveted ad spiral c. Cast iro. Coated Ucoated d. Wrought iro. Black Galvaized e. Corrugated metal. Sub drai Storm drai A-. Nometal a. Lucite b. Glass c. Cemet. Neat, surface Mortal Gambar. Grafik kecepata alira, debit da tiggi muka air terhadap waktu (Pemodela Fisik) Vol. 6 No. April 009

10 Kaia Hubuga Atara Debit Berubah... Dega syarat batas pada bagia hulu da hilir yag diperoleh dari pemodela fisik da ilai (koefisie kekasara salura) yag baru sebesar 0,00 serta ilai theta (faktor pemberat) sebesar 0,75 maka dilakuka kembali pemodela umerik satu dimesi dega metoda beda higga (fiite differece) dega hasil yag dapat dilihat dalam betuk grafik pada Gambar. Dimaa agka 0 (hulu) sampai dega 0 (hilir) meuukka titik peiaua per 0 cm dari syarat batas hulu. Perbadiga hasil perhituga dari pemodela fisik dega hasil pemodela umerik pada posisi tegah (00 cm dari syarat batas hulu) dapat dilihat berupa grafik pada Gambar 3-5. Seperti yag terlihat pada Gambar 3, hasil perhituga debit pada pemodela umerik tidak auh berbeda (rata-rata error sebesar 3,84%) dega hasil pegukura pada pemodela umerik. Gambar. Grafik kecepata alira, debit da tiggi muka air terhadap waktu (pemodela umerik) Gambar 3. Grafik debit terhadap waktu Jural Tekik Sipil

11 Soekaro, dkk. Seperti yag terlihat pada Gambar 4, hasil perhituga tiggi muka air pada pemodela umerik tidak auh berbeda (rata-rata error sebesar 3,3%) dega hasil pegukura pada pemodela umerik. Gambar 4. Grafik tiggi muka air terhadap waktu Seperti yag terlihat pada Gambar 5, hasil perhituga kecepata alira pada pemodela umerik tidak auh berbeda (rata-rata error sebesar 4,63%) dega hasil pegukura pada pemodela umerik. Gambar 5. Grafik kecepata alira terhadap waktu Vol. 6 No. April 009 3

12 Kaia Hubuga Atara Debit Berubah... Utuk melihat pegaruh dari perbedaa betuk peampag pada salura, maka dibuatlah pemodela umerik satu dimesi dega metoda beda higga (fiite differece) dega 3 macam betuk peampag dega lebar dasar salura yag sama yaitu 7,8 cm da syarat batas pada bagia hulu da hilir yag diperoleh dari pemodela fisik da (ilai koefisie kekasara) sebesar 0,00. Peampag pertama berbetuk persegi paag (sama dega peampag flume/pemodela fisik/z = 0), yag kedua peampag berbetuk trapesium dega kemiriga z = da yag ketiga berbetuk trapesium uga, haya kemirigaya z =. Hasil dari dari pemodela umerik satu dimesi dega metoda beda higga (fiite differece) dapat dilihat berupa grafik pada Gambar 6-8. Gambar 6 merupaka hasil perhituga pemodela umerik dega betuk peampag persegi paag (z = 0), Gambar 7 merupaka hasil perhituga pemodela umerik dega betuk peampag trapesium dega z =, da yag terakhir Gambar 8 merupaka hasil perhituga pemodela umerik dega betuk peampag trapesium dega z =. Gambar 6. Grafik kecepata alira, debit da tiggi muka air terhadap waktu (z=0) Gambar 7. Grafik kecepata alira, debit da tiggi muka air terhadap waktu (z=) 4 Jural Tekik Sipil

13 Soekaro, dkk. Gambar 8. Grafik kecepata alira, debit da tiggi muka air terhadap waktu (z=) Perbadiga hasil perhituga pemodela umerik berpeampag trapesium dega z = 0 (persegi paag), z = da z = pada posisi tegah (00 cm dari syarat batas hulu) dapat dilihat berupa grafik pada Gambar 9 -. Seperti yag terlihat pada Gambar 9, hasil perhituga debit pada peampag trapesium dega z = lebih besar dari pada debit dega peampag trapesium dega z = da z = 0 (persegi paag). Gambar 9. Grafik debit terhadap waktu Vol. 6 No. April 009 5

14 Kaia Hubuga Atara Debit Berubah... Seperti yag terlihat pada Gambar 0, hasil perhituga tiggi muka air pada peampag persegi paag (trapesium dega z = 0) lebih besar dari pada debit dega peampag trapesium dega z = da z =. Gambar 0. Grafik tiggi muka air terhadap waktu Seperti yag terlihat pada Gambar, hasil perhituga kecepata alira pada peampag persegi paag (trapesium dega z = 0) lebih besar dari pada debit dega peampag trapesium dega z = da z =. Gambar. Grafik kecepata alira terhadap waktu 6 Jural Tekik Sipil

15 Soekaro, dkk. Dega syarat batas hulu (berupa debit da tiggi muka air) da hilir (selisih tiggi muka air) yag sama, ilai (koefisie kekasara) yag uga sama meghasilka ilai tiggi muka air yag tidak auh berbeda (utuk peampag trapesium dega z = da z = ) da ilai kecepata yag tidak auh berbeda bila dibadigka hasil perhituga debit yag lebih elas perbedaaya. Hal ii disebabka oleh debit merupaka fugsi dari kecepata da luas peampag basah. Dimaa dega tiggi muka air yag boleh dikataka relatif sama terdapat perbedaa luas permukaa basah yag cukup besar atara peampag berbetuk persegi paag (trapesium dega z = 0), peampag berbetuk trapesium dega z = da peampag berbetuk trapesium dega z =. 6. Kesimpula da Sara Berdasarka hasil pemodela da perhitugaperhituga yag sudah dilakuka, dapat ditarik beberapa kesimpula sebagai berikut:. Hasil perhituga pada pemodela fisik da pemodela umerik meuukka bahwa kecepata alira terlebih dahulu mecapai ilai maksimum yag kemudia diikuti oleh debit da yag terakhir mecapai ilai maksimum adalah tiggi muka air.. Pada kehidupa yata keadia debit yag berubah cepat teradi pada saat bair, rutuhya taggul peaha air atau bedug, pembukaa pitu air. Saat keadia debit berubah cepat, pada daerah sepaag aliraya perlu perhatia khusus dikareaka dega tiggi muka air yag belum terlalu tiggi kecepata aliraya sudah mecapai ilai maksimum da ii dapat membahayaka struktur bagua atau pu makhluk hidup yag ada di sepaag alira tersebut. Berdasarka hasil peelitia ii, ada beberapa sara yag bisa diauka, atara lai:. Jika memugkika pegukura pada pemodela fisik memperguaka alat ukur yag lebih akurat.. Diperluka perawata secara berkala pada peralata di laboratorium model ui fisik seperti flume da curret meter. 3. Perlu kaia lebih laut utuk meetuka ilai kekasara salura () dikareaka pada kaia ii ilai didapat dari hubuga empiris dari rumus Maig dega asumsi alira yag teradi adalah alira tuak atau laggeg atau steady flow da kecepata arah melitag adalah seragam. 4. Utuk peelitia lebih laut, sebaikya diperhatika faktor koreksi utuk ilai kecepata rata-rata terhadap perbadiga lebar salura dega tiggi muka air. 5. Utuk peelitia selautya sebaikya dilakuka dega pemodela dimesi atau digabug dega pergeraka sedime da dega kemiriga dasar salura yag berbeda-beda agar hasil yag didapat lebih medekati keadaa yag sebearya. Daftar Pustaka Cahyoo, M., 000, Catata Kuliah Hidraulika Laut, Pemodela Hidraulik Alira da Agkuta Poluta di Salura da Sugai, Peerbit ITB. Chow, V.T,, 959, Ope-Chael Hydraulics, McGraw-Hill Kogakusha. Chow, V.T, Maidmet, D.R., Mays, L.W., 998, Applied Hydrology, Sigapore: McGraw-Hill, Hasil perhituga debit, tiggi muka air da kecepata alira dari pemodela umerik tidak terlalu berbeda auh (rata-rata error 3,83%, 3,34% da 4,60%) dega hasil perhituga pada pemodela fisik. 4. Dega syarat batas dari pemodela fisik, ilai (koefisie kekasara) sebesar 0,00 da lebar dasar yag sama yaitu 7,8 cm harga debit yag didapat dega peampag trapesium dega z = palig besar dibadigka peampag trapezium dega z = da peampag persegi paag (z = 0). Hal ii disebabka dega tiggi muka air yag relatif sama atara tiga peampag tersebut meghasilka luas peampag basah yag cukup besar pada peampag salura dega z =, sedagka debit merupaka fugsi dari kecepata da luas peampag basah. Vol. 6 No. April 009 7

16 8 Jural Tekik Sipil Kaia Hubuga Atara Debit Berubah...