HIDROLIKA TERAPAN. (Bagian 2 : Aliran Dalam Saluran Terbuka) Oleh : Iin Karnisah

Transkripsi

1 HIDROLIKA TERAPAN (Bagian : Aliran Dalam Saluran Terbuka) Oleh : Iin Karnisah KBK TEKNIK SUMBERDAYA AIR JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 00 0

2 BAB I. PENDAHULUAN Definisi dari Hidrolika adalah : Cabang dari ilmu teknik mengenai cairan baik dalam keadaan diam atau bergerak. Aplikasi Hidrolika dalam Rekaasa Teknik Sipil : - Irigasi - Bendungan - Pembuatan Jembatan - Drainase - Pelabuhan - Sumber Tenaga Air (PLTA) - Navigasi, dll Jenis Aliran dalam Hidrolika : - Aliran Tertutup, aliran dalam pipa - Aliran Terbuka, aliran dengan permukaan bebas Perbedaan kedua aliran tersebut : V /g GGE GGH h L V /g P / = P / = Q Z Z x datum Gambar. Aliran Tertutup

3 V /g GGE GGH h L V /g Z Dasar saluran Z x datum Gambar. Aliran Terbuka. Klasifikasi Aliran :.. Berdasarkan Keadaan Aliran (State of Flow) :. Berdasarkan Bilangan Renold, Re (Pengaruh Kekentalan) : Keterangan : Re = bilangan Renold Re v = kecepatan aliran (m/det) R = radius (jari-jari) hidrolik, vr A = luas penampang basah (m ) P = keliling basah (m) R A P = viskositas (kekentalan) kinematik (m /det) Berdasarkan Bil. Renold (Re), aliran dibedakan atas :. Aliran laminer, Re 500. Aliran peralihan (transisi), 500 Re.500

4 3. Aliran turbulen, Re >.500. Berdasarkan Bil. Froude, F (pengaruh grafitasi) : Keterangan : F F = bilangan Froude v gd v = kecepatan aliran (m/det) g = percepatan gaa tarik bumi ( g = 9,8m/det ) D = kedalaman hidrolik, D A = luas penampang basah (m ) T = lebar puncak (m) A T Berdasarkan Bil. Froude, aliran dibedakan :. Aliran sub kritis, gaa tarik bumi > gaa inersia, aliran lambat, tenang, F <. Aliran kritis, F =, v gd 3. Aliran super kritis, gaa tarik bumi < gaa inersia, aliran cepat, F >.. Berdasarkan Tipe Aliran :. Dibedakan aliran seragam & aliran tidak seragam a. Aliran seragam (uniform flow), bila kedalaman aliran sama pada setiap penampang saluran Contoh : saluran drainase. b. Aliran tidak seragam (non uniform flow), bila kedalaman aliran tidak sama pada setiap penampang saluran. Contoh : aliran pada pintu air. Tipe lainna dibedakan berdasarkan waktu : a. Aliran tetap (stead flow), bila kedalaman aliran tidak berubah sepanjang waktu tertentu. dv Secara matematis : 0 dt Contoh : Saluran irigasi b. Aliran tidak tetap (unstead flow), bila kedalamanna berubah sesuai waktu. 3

5 dv Secara matematis : 0 dt Contoh : - aliran muara ang dipengaruhi pasang surut - banjir, gelombang. Jenis Saluran Terbuka :.. Saluran Alam : - bentuk, arah, kekasaran permukaan : tidak teratur - tidak prismatis (A A, S o : tidak tetap) Contoh : sungai, parit.. Saluran Buatan : - bentuk, arah, kekasaran permukaan : teratur - prismatis (A = A, S o : tetap) Contoh : saluran irigasi, drainase, talang, dll..3 Unsur-Unsur Geometris Penampang Saluran Lihat Tabel.. Luas penampang melintang (A), adalah : Luas cairan g dipotong oleh penampang melintang dan tegak lurus pada arah aliran.. Keliling basah (P), adalah : Panjang dasar dan sisi sisi sampai permukaan cairan. 3. Jari-jari hidrolis (R), adalah : Perbandingan luas penampang melintang (A) dan keliling basah (P). 4. Lebar puncak (T), adalah : Lebar permukaan air bagian atas. 5. Kedalaman hidrolis (D), adalah : Perbandingan luas Penampang melintang (A) dan lebar puncak (T). 6. Faktor Penampang (Z) untuk aliran kritis, adalah : Perkalian antara luas penampang melintang (A) dan akar dari kedalaman hidrolik (D). 7. Faktor Penampang (Z) untuk aliran seragam, adalah : 4

6 Perkalian antara luas penampang melintang (A) dan pangkat dua pertiga dari jari- jari hidrolis (R)..4 Distribusi Kecepatan Dengan adana suatu permukaan bebas dan gesekan disepanjang dinding saluran, maka kecepatan dalam saluran tidak terbagi merata dalam penampang saluran. Kecepatan maksimum dalam saluran biasa, umumna terjadi di bawah permukaan bebas sedalam 0,05 sampai 0,5 kedalamanna. A gesekan A gesekan Potongan A-A ( Distribusi Kecepatan ) Gambar.3 Distribusi Kecepatan Dalam Saluran 5

7 Tabel. Unsur-Unsur Geometris Penampang Saluran Penampang Luas A Keliling basah P Jari-jari hidrolis R Lebar punca k T Kedala man hidrolis D Faktor penam pang Zc b b+ b b + b b,5 b Persegi panjang z b Trapesium (b+z) b+ + z b + z b + + z b+z (b + z) b + z b + z b + z + z z + z z / z,5 z Segi tiga T ϴ ϴ d 0 /8(Θ sinθ) /ϴd 0 4 sinθ Θ d 0 sin Θ atau d h d 0 8 Θ sin sin / Θ 3 sin Lingkaran 6

8 .4 Contoh Soal : Dik. = 3 m b= 4 m Dit. R? Jawab : A = b = 4x3 = m P = b+ = 4+(x3) = 0 m R = A/P = /0 =, m.5 Latihan Soal :. Lihat penampang saluran trapezium dibawah ini, hitung : R (matematis & Tabel) =3m b= 4 m. Untuk penampang saluran lingkaran di bawah ini, hitunglah R dengan cara matematis dan Tabel. \ d = 0,4 m ϴ =00 0 7

9 BAB II. ALIRAN SERAGAM Aliran seragam adalah aliran dimana debit (Q), kedalaman (), luas basah (A), dan kecepatan (v), tidak berubah sepanjang saluran tertentu (x). Secara matematis, dinatakan : dq dv d da 0, 0, 0, 0 dx dx dx dx Q,V Q,V H f S f S w A x So A Gambar. Penampang Saluran Aliran Seragam Pada aliran seragam ( lihat gambar.), diperoleh : A = A Q = Q v = v = Pada aliran seragam : Kemiringan garis energi // kemiringan garis muka air // kemiringan saluran S f // Sw // So S f = Sw = So 8

10 Persamaan Umum Kecepatan (v) Aliran Seragam : v R x S0. Rumus Kecepatan (v) Chez : x Rumus Chez : Keterangan : V = kecepatan aliran S o = kemiringan saluran R = radius hidrolik C = koefisien Chez v CR S C RS Menentukan nilai C (koefisien Chez) : a. Kutter (869) 0, C S N N 0,0055 (3 ) R S Keterangan : N = Koefisien kekasaran Kutter ( Lihat Tabel.) R = radius hidrolik S = kemiringan Tabel. Koefisien Kekasaran Kutter (N), N=/kst No. Keterangan Permukaan Saluran N Kau ang diketam dengan baik, gelas atau kuningan 0,009 Saluran dari papan-papan kau, beton ang diratakan 0,00 3 Pipa riol ang digelas, pipa pembuang ang digelasir, pipa beton 0,03 4 Bata dengan aduk semen, batu 0,05 9

11 5 Pasangan batu pecah dengan semen 0,05 6 Saluran lurus dalam tanah ang tak dilapisi 0,00 7 Saluran lurus dalam kerikil ang tak dilapisi, saluran dalam tanah 0,05 dengan beberapa tikungan 8 Saluran dari logam bergelombang, tikungan saluran tak dilapisi 0,05 9 Saluran dengan dasar berbatu kasar atau ditumbuhi rumput-rumputan 0,030 0 Sungai kecil alamiah ang berliku-liku ang ada dalam kondisi baik 0,035 Sungai dengan penampang tak beraturan dan ang berliku-liku 0,04 0,0 b. Bazin (897) 57,6 C m,8 R 87 R Keterangan : m,8 m = koefisien Bazin ( Lihat Tabel.) Tabel. Koefisien Bazin No. Keterangan Permukaan Saluran m Semen ang sangat halus atau kau ang diketam 0, Kau tak diketam, beton atau bata 0, 3 Papan, batu 0,9 4 Pasangan batu pecah 0,83 5 Saluran tanah dalam keadaan baik,54 6 Saluran tanah dalam keadaan rata-rata,36 7 Saluran tanah dalam keadaan kasar 3,7. Rumus Kecepatan (v) Darc Weisbach : 0

12 Keterangan : v 8gRS = factor gesekan g = grafitasi bumi =9,8 m/det R = radius hidrolik S = kemiringan.3 Rumus Kecepatan (v) Manning-Gaukler-Strickler (MGS) kst n x 3 Maka : Keterangan : v R n 3 S kst R n kst = koefisien kekasaran Strickler (Lihat Tabel.3) R = radius hidrolik S = kemiringan saluran 3 S Rumus MGS adalah rumus ang paling banak dipakai untuk menghitung aliran dalam saluran terbuka Tabel.3 Nilai Koefisien Kekasaran, n (Nilai ang dicetak tebal biasana disarankan untuk perencanaan) Tipe saluran dan diskripsina Min Normal Maks A. Gorong-gorong tertutup terisi sebagian A. Logam a. Kuningan halus 0,009 0,00 0,03 b. Baja. Ambang penerus dan dilas 0,00 0,0 0,04. Dikeling dan pilin 0,03 0,06 0,07

13 c. Besi tuang. Dilapis 0,00 0,03 0,04. Tidak dilapis 0,0 0,04 0,06 d. Besi tempa. Tidak dilapis 0,0 0,04 0,05. Dilapis seng 0,03 0,06 0,07 e. Logam beralur. Cabang pembuang 0,07 0,09 0,0. Pembuang banjir 0,0 0,04 0,030 A.. Bukan Logam a. Lusit 0,008 0,009 0,00 b. Kaca 0,009 0,00 0,03 c. Semen. Acian 0,00 0,0 0,03. Adukan 0,0 0,03 0,05 d. Beton. Gorong-gorong, lurus dan bebas kikisan 0,00 0,0 0,03. Gorong-gorong dengan lengkungan, Sambungan dan sedikit kikisan 0,0 0,03 0,04 3. Dipoles 0,0 0,0 0,04 4. Saluran pembuang dengan bak kontrol, mulut pemasukan dll, lurus 0,03 0,05 0,07 5. Tidak dipoles, seperti baja 0,0 0,03 0,04 6. Tidak dipoles, seperti kau halus 0,0 0,04 0,06 7. Tidak dipoles, seperti kau kasar 0,05 0,07 0,00 e. Kau. Dilengkungkan 0,00 0,0 0,04. Dilapis, diawetkan 0,05 0,07 0,00 f. Lempung. Saluran pembuang, dengan ubin biasa 0,0 0,03 0,07. Saluran pembuang, dipoles 0,0 0,04 0,07 3. Saluran pembuang, dipoles, dengan bak kontrol, mulut pembuangan, dll 0,03 0,05 0,07 4. Cabang saluran pembuang dengan sambungan terbuka 0,04 0,06 0,08 g. Bata. Diglasir 0,0 0,03 0,05. Dilapis adukan semen 0,0 0,05 0,07 h. Pembuangan air kotor dengan saluran lumpur

14 dengan lengkungan dan sambungan 0,0 0,03 0,06 i. Bagian dasar dilapis, saluran pembuang dengan dasar licin 0,06 0,09 0,00 j. Pecahan batu disemen 0,08 0,05 0,030 B. Saluran, dilapis atau dipoles B. Logam a. Baja dengan permukaan licin. Tidak dicat 0,0 0,0 0,04. Dicat 0,0 0,03 0,07 b. Baja dengan permukaan bergelombang 0,0 0,05 0,030 B. Bukan logam a. Semen. Acian 0,00 0,0 0,03. Adukan 0,0 0,03 0,05 b. Kau. Diserut, tidak diawetkan 0,00 0,0 0,04. Diserut, diawetkan dengan creosoted 0,0 0,0 0,05 3. Tidak diserut 0,0 0,03 0,05 4. Papan 0,0 0,05 0,08 5. Dilapis dengan kertas kedap air 0,00 0,04 0,07 c. Beton. Dipoles dengan sendok kau 0,0 0,03 0,05. Dipoles sedikit 0,03 0,05 0,06 3. Dipoles 0,05 0,07 0,00 4. Tidak dipoles 0,04 0,07 0,00 5. Adukan semprot, penampang rata 0,06 0,09 0,03 6. Adukan semprot, penampang bergelombang 0,08 0,0 0,05 7. Pada galian batu ang teratur 0,07 0,00 8. Pada galian batu ang tak teratur 0,0 0,07 d. Dasar beton dipoles sedikit dengan tebing dari :. Batu teratur dalam adukan 0,05 0,07 0,00. Batu tak teratur dalam adukan 0,07 0,00 0,04 3. Adukan batu, semen, diplester 0,06 0,00 0,04 4. Adukan batu dan semen 0,00 0,05 0, Batu kosong atau rip rap 0,00 0,030 0,035 e. Dasar kerikil dengan tebing dari :. Beton acuan 0,07 0,00 0,05. Batu tak teratur dalam adukan 0,00 0,03 0,06 3

15 3. Batu kosong atau rip rap 0,03 0,033 0,036 f. Bata. Diglasir 0,0 0,03 0,05. Dalam adukan semen 0,0 0,05 0,08 g. Pasangan batu. Batu pecah disemen 0,07 0,05 0,030. Batu kosong 0,03 0,03 0,035 h. Batu potong, diatur 0,03 0,05 0,07 i. Aspal. Halus 0,03 0,03. Kasar 0,03 0,03 0,035 j. Lapisan dari tanaman 0,030 0,500 C. Digali atau Dikeruk a. Tanah lurus dan seragam. Bersih, baru dibuat 0,06 0,08 0,00. Bersih, telah melapuk 0,08 0,0 0,05 3. Kerikil, penampang seragam, bersih 0,0 0,05 0, Berumput pendek, sedikit tanaman pengganggu 0,0 0,07 0,033 b. Tanah berkelok-kelok dan tenang. Tanpa tumbuhan 0,0 0,05 0,030. Rumput dengan beberapa tanaman pengganggu 0,05 0,030 0, Banak tanaman pengganggu atau tanaman air 0,030 0,035 0,040 pada saluran ang dalam 4. Dasar tanah dengan tebing dari batu pecah 0,08 0,030 0, Dasar berbatu dengan tanaman pengganggu 0,05 0,035 0,040 pada tebing 6. Dasar berkerakal dengan tebing ang bersih 0,030 0,040 0,050 c. Hasil galian atau kerukan. Tanpa tetumbuhan 0,05 0,08 0,033. Semak-semak kecil di tebing 0,035 0,050 0,060 d. Pecahan batu. Halus, seragam 0,05 0,035 0,040. Tajam, tidak beraturan 0,035 0,040 0,050 e. Saluran tidak dirawat, dengan tanaman pengganggu dan belukar tidak dipotong. Banak tanaman pengganggu setinggi air 0,050 0,080 0,0. Dasar bersih, belukar di tebing 0,040 0,050 0,080 4

16 3. Idem, setinggi muka air tertinggi 0,045 0,070 0,0 4. Banak belukar setinggi air banjir 0,080 0,00 0,40 D. Saluran Alam D. Saluran kecil (lebar atas pada taraf banjir < 00 kaki) a. Saluran di dataran. Bersih lurus, terisi penuh, tanpa rekahan atau cerk dalam 0,05 0,030 0,033. Seperti di atas, banak batu baru, tanaman pengganggu 0,030 0,035 0, Bersih, berkelok-kelok, berceruk, bertebing 0,033 0,040 0, Seperti di atas, dengan tanaman pengganggu, batu-batu 0,035 0,045 0, Seperti di atas, tidak terisi penuh, banak kemiringan dan penampang kurang efektif 0,040 0,048 0, Seperti no.4, berbatu lebih banak 0,045 0,050 0, Tenang pada bagian lurus, tanaman pengganggu, ceruk dalam 0,050 0,070 0, Banak tanaman pengganggui, ceruk dalam atau jalan air penuh kau dan ranting. 0,075 0,00 0,50 b. Saluran di pegunungan, tanpa tetumbuhan di saluran tebing umumna terjal, pohon dan semaksemak sepanjang tebing.. Dasar: kerikil, kerakal dan sedikit batu besar 0,030 0,040 0,050. Dasar: kerakal dengan batu besar 0,040 0,050 0,070 D. Dataran banjir a. Padang rumput tanpa belukar. Rumput pendek 0,05 0,030 0,035. Rumput pendek 0,05 0,030 0,035 b. Daerah pertanian. Tanpa tanaman 0,00 0,030 0,040. Tanaman dibariskan 0,05 0,035 0, Tanaman tidak dibariskan 0,030 0,040 0,050 c. Belukar. Belukar terpencar, banak tanaman pengganggu 0,035 0,050 0,070. Belukar jarang dan pohon, musim dingin 5

17 0,035 0,050 0, Belukar jarang dan pohon, musim semi 0,040 0,060 0, Belukar sedang sampai rapat, musim dingin 0,045 0,070 0,0 5. Belukar sedang sampai rapat, musim semi 0,070 0,00 0,60 d. Pohon-pohonan. Willow rapat, musim semi, lurus 0,0 0,50 0,00. Tanah telah dibersihkan, tunggul kau tanpa tunas 0,030 0,040 0, Seperti di atas, dengan tunas-tunas lebat 0,050 0,060 0, Banak batang kau, beberapa tumbang, ranting-ranting, taraf banjir di bawah cabang pohon 0,080 0,00 0,0 5. Seperti di atas, taraf banjir mencapai cabang pohon 0,00 0,0 0,60 D.3 Saluran besar(lebar atas pada taraf banjir > 00 kaki). Nilai n lebih kecil dari saluran kecil dengan perincian ang sama, sebab tebing memberikan tahanan efektif ang lebih kecil a. Penampang beraturan tanpa batu besar atau belukar 0,05 0,060 b. Penampang tidak beraturan dan kasar 0,035 0,00.4 Latihan Soal. Penampang melintang saluran terbuka adalah trapezium dengan lebar dasar 4,0 m dan kemiringan sisina adalah vertikal dan horisontal. Gambar & hitunglah debit, apabila kedalaman airna adalah,5 m dan S = 0,65. Gunakan : a. Rumus Chez, C = 50 b. Rumus Bazin, m =, Saluran dengan penampang persegi panjang, lebarna,5 m dan kemiringan saluranna,5 0. Hitunglah kedalaman airna apabila debitna adalah 0 m 00 3 / det. Gunakan Rumus Chez dengan C=50. 6

18 .5 Perencanaan kedalaman air normal (n) dengan Grafis. Lihat Grafik Kedalaman Normal (n) : Grafik 4. Contoh Soal : Akan berapakah dalamna air ang mengalir pada laju 6,79 m 3 /det. Dalam sebuah saluran segi empat ang lebarna 6, m, terletak pada kemiringan 0,000? Gunakan n = 0,049, Hitung dengan : a. Cara Analitis b. Cara Grafis dengan Grafik 4. (Grafik untuk Mencari Kedalaman Normal, n ) Jawab : 7

19 =? 6, m Q = 6,79 m 3 /det S = 0,000 a. Cara Analitis : A b 6, P b 6, R A P 6, 6, Q A. V / n R / 3 s / A 6,79 0,049 6, 6, / 3 / 0,000. 6, Cara Trial & Error, diperoleh : n =,6 m ( kedalaman normal ) b. Cara Grafis dengan Grafik 4. Q 6,79 b 6, m 3 m s 0,000 n / det Dit. n =? Jawab : Q AR n / 3 S / AR / 3 Qn S / 6,79 0,049 0,000 / 0,7 b 8 / 3 6, 8 / 3 4, 6 8

20 AR b / 3 8/ 3 0,7 0,08 4,6 Dari Grafik 4. diperoleh : n 0,6 b n 0,6 b n 0,6 6, n,586 n ~,6 m Maka kedalaman air, : a. Cara Analitis, =,6 m b. Cara Grafis, =,6 m.6 Perencanaan Saluran Tahan Erosi Sebagian besar saluran ang diberi lapisan dan saluran ang bahan-bahanna merupakan hasil rakitan pabrik dapat menahan erosi dengan baik sehingga dianggap tahan erosi (non erodible). Dalam merencanakan saluran tahan erosi, cukup menghitung ukuran-ukuran saluran dengan rumus aliran seragam, kemudian memutuskan ukuran akhir berdasarkan efisiensi hidrolika / penampang terbaik, praktis dan akonomis. Faktor-faktor ang harus dipertimbangkan dalam perencanaan saluran tahan erosi, adalah :. Jenis bahan untuk saluran, ang menentukan koef.kekasaran (n). V min ijin untuk mencegah pengendapan 3. Kemiringan dasar saluran (So) 4. Kemiringan dinding saluran 5. Jagaan (freeboard) 6. Penampang hidrolis terbaik Ad. Bahan tahan erosi & pelapisan Bahan-bahan tahan erosi ang dipakai untuk membentuk lapisan suatu saluran hasil rakitan, meliputi : beton, pas.batu, baja, besi tuang, kau, plastik, kaca, dll. Pemilihan bahan tergantung pada : Jenis ang ada Harga bahan 9

21 Metode pembangunan Tujuan pembangunan saluran tsb. Ad. V min ijin V min ijin merupakan kecepatan terendah ang tidak menimbulkan sedimentasi dan mendorong pertumbuhan tanaman air dan ganggang ang dapat mengganggu kapsitas saluran. Umumna V rata > 0,75 m/det. Ad. 3 Kemiringan Saluran (So) Kemiringan memanjang saluran biasana diatur oleh keadaan topografi dan tinggi energi ang diperlukan untuk mengaliran air. Dalam berbagai hal, So tergantung pula pada kegunaan saluran. Ad. 4 Kemiringan Dinding Saluran Kemiringan dinding saluran tergantung pada jenis bahan saluran. Tabel.4 Kemiringan dinding saluran untuk berbagai jenis bahan Bahan Kemiringan Dinding Batu Hampir tegak lurus Tanah gambut ¼ : Lempung teguh/tanah berlapis beton ½ : sampai : Tanah berlapis batu/ tanah bagi saluran lebar : Lempung kaku/tanah bagi parit kecil ½ : Tanah berpasir lepas : Lempung berpasir/ lempung berpori 3 : Ad. 5 Jagaan (freeboard) Jagaan (freeboard) adalah jarak vertical dari puncak saluran ke permukaan air ang berfungsi sebagai penahan jika muka air mengalami fluktuasi, seperti : tambahan air hujan, muka air beriak, luapan saluran samping, jalan inspeksi, dll. 0

22 freeboard h z b Untuk menentukan tinggi freeboard dipakai formula USBR (United State Bureau of Reclamation) f c Dimana : f = freeboard/jagaan (feet) = kedalaman air (feet) c = koefisien tergantung dari debit Q 0 cfs c =,5 Q 3000 cfs c =,5 0 cfs < Q < 3000 cfs,5 < c <,5 ( interpolasi ) Ad. 6 Penampang Hidrolis Terbaik Lihat Tabel.5 Penampang Saluran Hidrolis Terbaik ( terefisien ) adalah : Penampang dengan Luas Penampang (A) ang sama, mempunai Keliling Basah (P) ang minimum, sehingga Radius hidrolik (R) maksimum dan Debit (Q) menjadi maksimum.. Saluran penampang persegi panjang dengan hidrolis terbaik (terefisien), jika : b

23 b A= b P= b+ P= A + b A Agar penampang menjadi terefisien, keliling basah (P) harus minimum, sehingga : dp = 0 d A d d A ( ) 0 b A - 0 b A b b Jadi debit ( Q) maksimum ( terefisien ), jika :. Saluran penampang lingkaran terefisien b Saluran penampang lingkaran, d terefisien, jika : 54 0 atau 0,95d

24 3. Saluran penampang trapesium terefisien m b Saluran penampang trapesium terefisien jika : m 3 0,58 Tabel.5 Penampang Hidrolis Terbaik Penampang Trapesium, setengah bagian segi enam Persegi panjang, setengah bagian bujur sangkar Segitiga, setengah bagian bujur sangkar Luas A Keliling basah P Jari-jari hidrolis R Lebar puncak T Kedalaman hidrolis D Faktor penampang 3 3 / 4/3 3 3/4 3/,5 4 /,5 /4 / Z,5 Setengah lingkaran π π / π 4 π,5 3

25 .7 Contoh Soal :. Perlu digali saluran dengan penampang persegi panjang, terbuat dari batu pecah di semen, untuk mengalirkan 3,5 m 3 / det.air dari jarak 63,5 m dengan kecepatan, 5 m / det. Tentukan penampang saluran ang terefisien dan gradienna. Jawab : b A Q V 3,5,5 b Penampang terefisien, b A b. 6 m A A 6 3,73 m, 7 m P b P 3,4 x,7 P 6, 8 m b,7 3, 4 m R A 6 0, m P 6,8 88 Untuk permukaan batu pecah di semen, diambil kst = 33, 3 0,03 4

26 V kst R / 3 S / V S kst R 4 / 3 (,5) 33,3 0,88 4 / 3 5,4 0 / 00 Maka, b = 3,4 m =,7 m S = 5,4 0 / 00. Saluran trapesium mengalirkan debit, Q = 400 cfs, dibuat dengan saluran tahan erosi, memiliki kemiringan 0,006 dan n = 0,05 Tentukan ukuran penampang. Jawab :,49 3 Pers. Manning, V R S ( British Unit) n AR 3 A = (b+z) Q = A V nq,49 S P b z,49 Q AR n 3 S 0,05x400 67,7 (),49 0,006 ( b z) R Substitusi ke persamaan () ( b z ) b z 3 ( b z ) ,7 b ditetapkan, misal = 0 feet z ditetapkan, misal = 0 (0 5 3 ) 3 67,7 (0 ), Dengan Trial & Error, diperoleh = 3,36 feet 5

27 f c,5,5 c x(400 0),5, f,68x3,36, 34 feet Sehingga kedalaman total, total = +f = 3,36 +,34 = 5,7 feet Bila diperlukan penampang hidrolis terbaik/terefisien : Dari table.5 diperoleh : A 3 dan R = 0,5 h substitusi ke Persamaan AR 67, (0,5) 3 67,7 Dengan trial & error, diperoleh = 6,6 feet f,68x6,6 3, 3feet Sehingga kedalaman total, total = +f = 6,6 + 3,3 = 9,9 feet Kemiringan dinding saluran penampang hidrolis terbaik, untuk trapezium = : 3 = : 0,58 6

28 DAFTAR PUSTAKA. Chow V.T., Hidrolika Saluran Terbuka, Erlangga, Jakarta, 989. Djojodihardjo, Harijono, Mekanika Fluida, Jakarta, Dugdale,R.H., Mekanika Fluida, Erlangga, Jakarta, Giles,Renald V.,Teori dan Soal-Soal Mekanika Fluida dan Hidrolika, Edisi kedua Erlangga, Jakarta, Marono, Agus, Hidrolika Terapan, Raju, K.G. Rangga, Aliran Melalui Saluran Terbuka, Erlangga, Jakarta, Subramana K.,Flow in Open Channel, 987 7