PERTEMUAN KE-2 SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA HIDROLIKA TERAPAN. Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

Transkripsi

1 PERTEMUAN KE-2 SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA HIDROLIKA TERAPAN Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

2 Bangunan Ukur Debit Cypoletti Ambang lebar Flume tenggorok panjang

3 BANGUNAN UKUR DEBIT Agar pengelolaan air irigasi menjadi efektif, maka debit harus diukur (dan diatur) pada hulu saluran primer, pada cabang saluran dan pada bangunan sadap tersier.

4 BANGUNAN UKUR DEBIT Rekomendasi penggunaan bangunan tertentu didasarkan pada faktor penting antara lain : Kecocokan bangunan untuk keperluan pengukuran debit Ketelitian pengukuran di lapangan Bangunan yang kokoh, sederhana dan ekonomis Rumus debit sederhana dan teliti Operasi dan pembacaan papan duga mudah Pemeliharaan sederhana dan murah Cocok dengan kondisi setempat dan dapat diterima oleh para petani.

5 BANGUNAN UKUR DEBIT Ada parameter penentuan jenis bangunan ukur dan pokok perencanaan.

6 MENGUKUR SAJA MENGUKUR DAN MENGATUR BANGUNAN PENGUKUR DEBIT (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) KETERANGAN ALAT UKUR Dianjurkan untuk AMBANG 0,1 h 1 pengukur debit jika LEBAR 1,6 2 % sampai rendah muka air harus tetap 0,33 h 1 bebas ALAT UKUR CIPOLETTI 1,5 5 % ALAT UKUR PARSHALL 1,6 3 % h 1 + 0,05 m sedang Tidak dianjurkan 0,5 h 1 sampai ,2 h 1 Sangat mahal ALAT UKUR ROMYN 1,6 3 % 0,03 h atau 2 mahal ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER ORIFIS DENGAN TINGGI ENERGI TETAP ALAT UKUR LONG THROATED FLUME papan duga saluran hulu p b bc leher ambang peralihan penyempitan saluran peralihan pelebaran 0,5 3 % h 1 W W = bukaan pintu 0,5 >7% > 0,03 m 0,5 2,5 >2 % > 0,03 m sedang Paling mahal sedang Tidak dianjurkan Dianjurkan jika U harus 1,6 Dianjurkan jika U harus 0,5 Tidak dianjurkan Dianjurkan jika tersedia cukup untuk ruang mendapatkan aliran yang stabil sebelum masuk flume (1)= Eksponen U dalam Q = K h 1 U (2) = % kesalahan dalam table debit (3) = Kehilangan energy yang diperlukan pada h 1 (4) = Kemampuan melewatkan sedimen (5) = Kemampuan melewatkan benda-benda hanyut (6)= Jumlah bacaan papan duga pada aliran moduler (7) = Biaya pembuatan relative + + baik sekali + baik - + memadai - tidak memadai - - jelek

7 ALAT UKUR AMBANG LEBAR Bangunan ukur ambang lebar dianjurkan karena bangunan ini kokoh dan mudah dibuat. Karena bisa mempunyai berbagai bentuk mercu, bangunan ini mudah disesuaikan dengan tipe saluran apa saja. Hubungan tunggal antara muka air hulu dan debit mempermudah pembacaan debit secara langsung dari papan duga, tanpa memerlukan tabel debit.

8 ALAT UKUR AMBANG LEBAR Alat ukur ambang lebar dengan mulut pemasukan yang dibulatkan Alat ukur ambang lebar dengan pemasukan bermuka datar dan peralihan penyempitan

9 ALAT UKUR AMBANG LEBAR PERENCANAAN HIDROLIS Persamaan debit untuk alat ukur ambang lebar dengan bagian pengontrol segi empat adalah: Q = C d C v 2/ 3 2/3gb h c Q = debit m 3 /dt C d = koefisien debit C d adalah 0,93 + 0,10 H 1 /L, for 0,1 < H 1 /L < 1,0 H 1 adalah tinggi energi hulu, m L adalah panjang mercu, m Cv = Koefisien kecepatan datang g = percepatan gravitasi, m/dt2 ( 9,8) b c = lebar mercu, m h 1 = kedalaman air hulu terhadap ambang bangunan ukur, m

10 ALAT UKUR AMBANG LEBAR PERENCANAAN HIDROLIS Harga koefisien kecepatan datang dapat dicari dari Gambar di samping, yang memberikan harga harga C v untuk berbagai bentuk bagian pengontrol.

11 ALAT UKUR AMBANG LEBAR BENTUK TRAPESIUM Q = C d {b c y c + m c2 } {2g (H 1 y c ) 0,5 Dimana : b c y c = lebar mercu pada bagian pengontrol, m = kedalaman air pada bagian pengontrol, m m = kemiringan samping pada bagian pengontrol (1 : m)

12 ALAT UKUR AMBANG LEBAR ILUSTRASI NOTASI

13 ALAT UKUR CIPOLETTI Alat ukur Cipoletti merupakan penyempurnaan alat ukur ambang tajam yang dikontraksi sepenuhnya. Alat ukur Cipoletti memiliki potongan pengontrol trapesium, mercunya horisontal dan sisi-sisinya miring ke samping dengan kemiringan 1 vertikal banding ¼ horisontal

14 ALAT UKUR CIPOLETTI-PERENCANAAN HIDROLIS Persamaan debit untuk alat ukur Cipoletti adalah di mana: Q = Cd Cv 2/3 2g b h 1,5 1 Q = debit, m 3 /dt Cd = koefisien debit (» 0,63) Cv = koefisien kecepatan datang g= koefisien gravitasi m/dt 2 (» 9,8) b = lebar mercu, m h 1 = tinggi energi hulu, m

15 ALAT UKUR CIPOLETTI KARAKTERISTIK BANGUNAN 1. Bangunan ini sederhana dan mudah dibuat. 2. Biaya pelaksanaannya tidak mahal. 3. Jika papan duka diberi skala liter, para petani pemakai air dapat mencek persediaan air mereka. 4. Sedimentasi terjadi di hulu bangunan, yang dapat mengganggu berfungsinya alat ukur; benda-benda yang hanyut tidak bisa lewat dengan mudah, ini daat menyebabkan kerusakan dan mengganggu ketelitian pengukuran debit. 5. Pengukuran debit tidak mungkin dilakukan jika muka air hilir naik di atas elevasi ambang bangunan ukur tersebut. 6. Kehilangan tinggi energi besar sekali dan khususnya di daerah-daerah datar, di mana kehilangan tinggi energi yang tersedia kecil sekali, alat ukur tipe ini tidak dapat digunakan.

16 ALAT UKUR CIPOLETTI PENGGUNAAN Alat ukur Cipoletti yang dikombinasi dengan pintu sorong sering dipakai sebagai bangunan sedap tersier. Karena jarak antara pintu dan bangunan ukur jauh, eksploitasi pintu menjadi rumit. Oleh sebab itu, lebih dianjurkan untuk memakai bangunan kombinasi. Pemakaian alat ukur ini tidak lagi dianjurkan, kecuali di lingkungan laboratorium.

17 ALAT UKUR PARSHALL Alat ukur parshall adalah alat ukur yang sudah diuji secara laboratoris untuk mengukur aliran dalam saluran terbuka. Bangunan itu terdiri dari sebuah peralihan penyempitan dengan lantai yang datar, leher dengan lantai miring ke bawah, dan peralihan pelebaran dengan lantai miring ke atas

18 ALAT UKUR PARSHALL karena lereng-lereng lantai yang tidak konvensional ini, aliran tidak diukur dan diatur di dalam leher, melainkan didekat ujung lantai datar peralihan penyempitan. Dengan adanya lengkung garis aliran tiga-dimensi pada bagian pengontrol ini, belum ada teori hidrolika untuk menerangkan aliran melalui alat ukur Parshall: Tabel debit hanya dapat diperoleh lewat pengujian di laboratorium.

19 ALAT UKUR PARSHALL

20 ALAT UKUR PARSHALL TABLE DEBIT

21 ALAT UKUR PARSHALL TABLE DEBIT

22 ALAT UKUR PARSHALL TABLE DEBIT

23

24 ALAT UKUR PARSHALL KARAKTERISTIK BANGUNAN Alat ukur Parshall merupakan bangunan pengukur yang teliti dan andal serta memiliki kelebihan-kelebihan berikut : 1. Mampu mengukur debit dengan kehilangan tinggi energi yang relatif kecil, 2. Mampu mengukur berbagai besaran debit aliran bebas, dengan air hilir yang relatif dalam dengan satu alat ukur kedalaman air, 3. Pada dasarnya bangunan ini dapat bebas dengan sendirinya dari benda-benda yang hanyut, karena bentuk geometrinya dan kecepatan air pada bagian leher, 4. Tak mudah diubah-ubah oleh petani untuk mendapatkan air diluar jatah, 5. Tidak terpengaruh oleh kecepatan datang, yang dikontrol secara otomatis jika flum dibuat sesuai dengan dimensi standar serta hanya dipakai bila aliran masuk seragam, tersebar merata dan bebas turbulensi.

25 ALAT UKUR PARSHALL - KELEMAHAN 1. Biaya pelaksanaannya lebih mahal dibanding alat ukur lainnya, 2. Tak dapat dikombinasi dengan baik dengan bangunan sadap karena aliran masuk harus seragam dan permukaan air relatip tenang, 3. Agar dapat berfungsi dengan memuaskan, alat ukur ini harus dibuat dengan teliti dan seksama. Bila alat ukur/flum tidak dibuat dengan dimensi yang tepat, maka tabel debitnya tidak ada. 4. Terutama untuk alat ukur kecil, diperlukan kehilangan tinggi energi yang besar untuk pengukuran aliran moduler. Walaupun sudah ada kalibrasi tenggelam, tapi tidak dianjurkan untuk merencana alat ukur Parshall aliran nonmoduler karena diperlukan banyak waktu untuk menangani dua tinggi energi/head, dan pengukuran menjadi tidak teliti.

26 ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER Alat ukur Crump de Gruyter yang dapat diatur adalah long throated flume yang dipasangi pintu sorong vertikal yang searah aliran (streamline). Pintu ini merupakan modifikasi/penyempurnaan modul proporsi yang dapat disetel (adjustable proportional module), yang diperkenalkan oleh Crump pada tahun De Gruyter (1926) menyempurnakan trase flum tersebut dan mengganti blok atap (roof block) seperti yang direncanakan oleh Crump dengan pintu sorong yang dapat disetel. Bangunan yang dihasilkan dapat dipakai baik untuk mengukur maupun mengatur debit

27 ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER

28 h = tinggi air diatas ambang, m ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER PERENCANAAN HIDROLIS Rumus debit untuk alat ukur Crump de Gruyter adalah : Q = Cdb w 2g ( h1 w) dimana : Q = debit m 3 /dt C d = koefisien debit (= 0,94) b = lebar bukaan, m w = bukan pintu, m (w 0,63 h 1 ) g = percepatan gravitasi, m/dt 2 ( 9,8)

29

30 ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER KARAKTERISTIK ALAT b Qmax / 1.56 h 1 (3/2) secara teori b minimum diperbolehkan sebesar 0.20 m, tetapi untuk kemudahan pembuatannya di lapangan ditentukan b minimum untuk alat ukur ini adalah 0.30 m.

31 ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER KARAKTERISTIK ALAT