BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Hasil Penelitian
1. Kedalaman Aliran
menggunakan apron-end sill pemasangan end sill). 2. kedalaman gerusan menggunakan apron-buffle block Gerusan berkurang sekitar 10%-15% dengan adanya pemasangan end sill) sedangkan gerusan berkurang sekitar 20% - 30 % dengan adanya pemasangan buffle block.
2 Kajian proteksi gerusan
di hilir kolam olakan bending tipe USBR-II
Jaji
Abdurrosyid, Gunawan jati wibowo
2006 Penelitian ini merupakan
penelitian dengan menggunakan sediment recirculating flume. 1. Hubungan antara perbandingan kedalaman aliran dengan angka Froude. 2. Hubungan antara perbandingan kedalaman gerusan maksimum dengan angka Reynold. Susunan riprap sepanjang Lmax (panjang gerusan maksimum tanpa proteksi) mampu mengendalikan gerusan dengan kedalaman gerusan paling kecil.
Baffle block tipe v terhadap reduksi panjang loncatan air dan energi aliran pada aliran pada pengalir bending tipe Ogee
budiarsyad beberapa perencanaan
dalam melakukan percobaan.
1. Pembuatan model pelimpah
2. Pembahasan kolam olak 3. Pembuatan buffle block.
kecepatan aliran dengan variasi debit. 2. Analisis bilangan Reynolds dengan variasi debit. 3. Analisis kehilangan energi dengan variasi debit. 4. Analisis panjang loncatan air dengan variasi debit.
pada debit paling rendah dan pada penataan Buffle block paling efektif
membuktikan
penggunaan USBR-11 sudah tepat untuk percobaan.
4 Studi gerusan dan
perlindungannya di hilir kolam olakan bending tipe USBR-1 Jaji Abdurrosyid, Gunawan jati wibowo, M. Nursahid
2009 Sumber daya air Surakarta,
dengan menggunakan sediment recurcilating flume yang berukuran lebar 0,48 m dan panjang saluran 20 m, dengan posisi model bending USBR diletakkan pada jarak as sejauh 9 m daru hulu (tando).
Penelitian ini dilakukan tanpa menggunakan proteksi di hilir
bending pada kondisi aliran terjadi
angkutan sedimen live-bed scour (LBS).
Aliran live-bed terjadi pada kondisi
kecepatan aliran (Un) lebih besar dari kecepatan kritisnya (Un), hal ini di tandai dengan adanya pergerakan butiran sedimen sehingga aliran tampak keruh. Sedangkan kedalaman
aliran clear-water yang berupa aliran air jernih dan belum ada
pergerakan sedimen.
5 Analisis gerusan di hilir
bending tipe USBR-IV (Uji model di
laboratorium)
Evi J.W. Pamungkas
2014 Penelitian ini menggunakan
objek kolam olakan yang di modelkan dengan
menggunakan kolam olakan dari bahan plastisin.
Dari hasil pengamatan
kedalaman gerusan, pada mbendung, maka semakin besar pula energi aliran yang terjadi, hal ini dapat menyebabkan loncatan hidrolik yang tak terkendali, sehingga terdilah penggerusan di hilir kolam olakan.
Karakteristik aliran di hulu bendung model 1 dan bendung model 2 merupakan aliran super kritis dimana terjadinya loncatan air sehingga angka Froude >1. Sedangkan
karakteristik aliran di hilir bendung model 1 dan bendung model 2 merupakan aliran sub kritis dimana loncatan air mulai tenang
sehingga angka Froude <1.
6 Pengaruh variasi
kemiringan tubuh hilir bendungan
penempatan Buffle block pada kolam olak tipe solid roller bucket terhadap loncatan
Pembra juned adiputra
2013 Penelitian ini di lakukan
dengan 3 metode yaitu: 1. Perencanaan model
pelimpah
2. Perencanaan kolam olak. 3. Perencanaan buffle block.
Susunan buffle block yang paling efektif terjadi pada susunan yang terletak pada tengah lengkung kolam olak, kecepatan
1. Dengan debit aliran yang sama dari variasi kemiringan tubuh hilir bendung tidak terjadi
perbedaan secara signifikan terhadap
energi adalah terjadi pada tengah radius lengkung sehingga aliran maksimum yang di benturkan langsung ke buffle block akan menghasilkan panjang pusaran minimum di bandingkan dengan perlakuan lainnya. 2. Untuk meredam panjang pusaran buffle block yang di pasang pada tengah lengkung yang paling besar meredam pusaran air adalah 4:4.
A. Lokasi dan Waktu Penelitian
Adapun lokasi penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Hidraulika Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar dengan waktu penelitian dilakukan selama 3 bulan.
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data 1. Jenis Studi Perencanaan
Jenis penelitian yang digunakan adalah permodelan fisik dengan skala terdistorsi.Model fisik dipilih untuk dibuat atau dilakukan apabila fenomena fisik dari permasalahan yang ada diprototipe dapat dibuat dengan skala yang lebih kecil dengan kesebangunan yang cukup memadai. Agar pada proses pembuatan model tersebut terdapat kesaksamaan yang tinggi maka perlu adanya dua tahap pengecekan model.
Tahap pertama yaitu kalibrasi.Kalibrasi adalah pengaturan model agar supaya data – data yang ada diprototipe sesuai dengan yang ada di model.
Tahap kedua yaitu verifikasi.Tahap verifikasi ini dilakukan setelah tahap pertama telah memenuhi syarat dari tahap pertama.Verifikasi adalah pembuktian bahwa model sudah sesuai dengan yang ada di prototipe tanpa merubah atau mengatur model lagi. Data – data yang
diperlukan untuk verifikasi itu sama dengan data – data yang digunakan pada kalibrasi.
Pada penelitian ini akan menggunakan dua sumber data yakni :
a. Data primer yakni data yang diperoleh langsung dari simulasi model fisik dilaboratorium.
b. Data sekunder yakni data yang diperoleh dari literatur dan hasil penelitian yang sudah ada baik yang telah dilakukan dilaboratorium maupun dilakukan ditempat lain yang berkaitandengan penelitian analisis kenaikan muka air tiba – tiba (abrupt rise) dengan penggunaan buffle block untuk mereduksi gerusan pada hilir USBR tipe II.
C. Bahan dan Alat
Pada penelitian ini menggunakan model peredam energi USBR tipe II dan buffle blockdengan kemiringan 1:1, 1:3, dan 1:5. Bahan dan alat yang digunakan pada uji model fisik ini antara lain:
1. Pompa sentrifugal berkapasitas 1050 ltr/menit
2. Jaringan pipa PVC 3”
3. Stop kran
4. Bak penampungan air kapasitas 12m3
5. Pintu ukur untuk mengatur debit yang dialirkan
7. Pasir sebagai bahan pembentuk dasar Hidraulika
8. Alat ukur untuk mengukur debit aliran
9. Point gauge untuk mengukur kedalaman dasar Hidraulika.
10. Flow watchuntuk mengukur kecepatan aliran
D. Variabel yang Diteliti
Berdasarkan maksud dan tujuan penelitian ini, pengujian model peredam energi dilaksanakan pada model saluran terbuka (flume) dengan kajian pada dasar Hidraulika.Pelaksanaan penelitian dengan mengacu pada rancangan yang telah disetujui, guna mendapatkan data sebagai bahan kajian. Model fisik ini dimaksudkan untuk mempelajari dan mengidentifikasi serta mengamati pola gerusan dan endapan pada dasar Hidraulika dengan variasi tinggi aliran (h), durasi pengaliran (t), dan debit aliran (Q) serta pengamatan karakteristik aliran pada model peredam energi yang diberi variasi buffle block.
Variabel dalam penelitian ini terdiri dari dua variabel, yaitu variabel independen (variabel X) dan variabel dependen (variabel Y).Adapun penjelasan dari kedua variabel tersebut adalah sebagai berikut ini.
1. Variabel independen (variabel X)
Variabel ini sering disebut sebagai variabel stimulus,prediktor,antecedent.Dalam bahasa Indonesia sering disebut sebagai variabel bebas.Variabel bebas adalah variabel yang
mempengaruhi atau yang menjadi sebab perubahannya atau timbulnya variabel dependen (terikat).
2. Variabel dependen (variabel Y)
Variabel ini sering disebut sebagai variabel output, kriteria, konsekuen. Dalam bahasa Indonesia sering disebut sebagai variabel terikat.variabel terikat merupakan variabel yang di pengaruhi atau menjadi akibat, karena adanya variabel bebas.
Berdasarkan penjelasan di atas, variabel dari penelitian ini adalah sebagai berikut ini.
a. Variabel bebas (X) : Buffle block, ambang USBR Tipe II
b. Variabel terikat (Y) : Abrupt rise, gerusan.
E. Perancangan Model
Rancangan model peredam energi dibuat dengan skala model terdistorsi, dimana skala horizontal tidak sama dengan skala vertikal. Rancangan model yang akan dibuat seperti pada gambar dibawah ini :
1. Desain Dimensi Peredam Energi Diketahui :
Q (debit outflow spillway) = 563 m3/dtk L (Bentang Hidraulika Rata-rata di hilir) = 130 m
g (Percepatan Gravitasi) = 9,81 m/det2 I ( Lebar Saluran Peluncur) = 22 m
Debit per satuan lebarq = 25,59 m3/dtk/m
Z = 4,96m
Y = 3,69 m
Parameter energyE = 0,1
L/D2 = 1,40 m
D/D2 =5,24 m
Tinggi ambang akhir a = 2 m
Lebar ambang akhir b = 2,2 m
2. Kolam olakan USBR tipe II
Gambar 7 Tampak atas model fisik didalam flume
Gambar 8 Perspektif model fisik didalam flume
Gambar 9 Perspektif Buffle Block
Gambar 10 Parameter Aliran Pada Model Mercu Gigi Pemancar Saluran Peluncur Ambang Bergerigi Titik Pengamatan Buffle Block Mercu Saluran Peluncur 1 : 1 1 : 3 1 : 5 0.24 m 0.24 m 0.35 m 7.2 m 0.57 m 0.17 m Gigi Pemancar Buffle Block Ambang Bergerigi Titik Pengamatan
F. Langkah-langkah Penelitian 1. Persiapan Bahan
a. Pembuatan model peredam energi USBR tipe II
b. Persiapan bahan dasar Hidraulika menggunakan pasir dengan diameter sesuai hasil analisa saringan.
c. Model buffle block menggunakan balok dengan slope 1:1, 1;3, dan 1:5
d. Air bersih di bak penampang 2. Persiapan Alat Laboratorium a. Periksa alat pompa air dan dicoba
b. Bak penampung dan peredam agar aliran seragam
c. Bak ukur debit dikalibrasi
d. Pengaturan waktu (stopwatch)
e. Mistar dan point gauge
f. Flow watch
G. Penentuan Konfigurasi Dasar Hidraulika
Konfigurasi dasar saluran atau Hidraulika ditentukan setelah dilaksanakan running dengan beberapa model.Pengamatan dilakukan setelah saluran dikosongan air. Konfigurasi dasar Hidraulika ditentukandengan mengukur kedalaman dasar Hidraulika pada daerah pengamatan dengan menggunakan “point gauge”.
Titik – titik pengamatan berupa propel pengamatan yang hasilnya dapat digambarkan dalam satu bidang kontur ketinggian (konfigurasi) dasar Hidraulika.
Material pembentuk dasar Hidraulika adalah material tidak berkohesi, dalam hal ini digunakan pasir sedang yang berdiameter sesuai hasil analisa saringan. Perlakuan terhadap pembentukan dasar Hidraulika model dilakukan sedemikian rupa untuk memperoleh bentuk saluran dan tingkat kepadatan yang relatif sama untuk setiap simulasi.
H. Pencatatan Data
Pencatatan data dilakukan pada setiap kondisi, yaitu data kondisi awal sebelum running, data pada saat running, dan data setelah dilakukan running.
1. Data yang diambil sebelum pengaliran
a. Kondisi awal Hidraulika, yaitu elevasi dan kemiringan Hidraulika tiap titik yang ditinjau.
b. Pantauan debit aliran melalui tinggi air pada alat ukur debit. Data yang diambil saat pengaliran
2. Data yang diambil saat pengaliran a. Parameter aliran pada USBR tipe II
b. Ketinggian aliran ditempat yang ditinjau diantaranya bagian mercu, saluran peluncur, sebelum gigi pemancar, lantai USBR, ujung ambang dan hilir (titik pengamatan).
c. Pengaturan kecepatan dengan alat flow watchpada tempat yang ditinjau.
3. Data yang diambil setelah pengaliran
a. Untuk pengaliran selama 5, 10, dan 15 menit diambil data elevasi tiap tinjauan potongan melintang
I. Kalibrasi alat ukur debit
Kalibrasi terhadap alat ukur debit dimaksudkan untuk menentukan koefisien debit Cd. Dari hasil pengkalibrasian diperoleh koefisien debit Cd rata-rata dan dipergunakan dalam penelitian ini.Dimensi model dan kemampuan pompa dalam menentukan debit maksimum yang dapat dialirkan. Debit maksimum diperoleh pada tinggi air dialat ukur debit (ht) dalam pengaliran ini dilakukan 3 variasi tinggi aliran ht.
J. Kalibrasi kedalaman air (m)
Kalibrasi kedalaman aliran (h) dilakukan agar diperoleh kedalaman aliran.Kedalaman aliran diukur pada saat pengaliran air, untuk mendapatkan tinggi aliran rata – rata (hr) yang terjadi dilakukan dengan point gauge.
K. Kecepatan aliran air (m/dt)
Kecepatan aliran (v) adalah kecepatan aliran air yang terjadi di Hidraulika saat dilakukan pengujian. Kecepatan aliran diukur dengan alat pengukuran kecepatan aliran flow watch.
Pelaksanaan pengukuran kecepatan dilaksanakan di 3 (tiga) posisi yaitu:
1. Ditepi kiri
2. Ditengah saluran
3. Ditepi kanan saluran.
L. Waktu running t (menit)
Waktu running diukur dengan menggunakan stopwatch.Pelaksanaan running dengan mengalirkan air ke model Hidraulika menggunakan pompa. Pengaliran air melalui Hidraulika sirkulasi ke bak penenang dan melalui alat ukur debit Thompson terus masuk ke Hidraulika pengamatan.
M. Simulasi Penelitian
Prosedur perolehan data secara garis besar adalah sebagai berikut:
1. Melakukan kalibrasi terhadap alat percobaan
2. Memasang model peredam energi dan model buffle block
3. Material dasar Hidraulika dituang sepanjang saluran (flume) dan dipadatkan dengan ketebalan 2 cm. Selanjutnya pompa dihidupkan sampai waktu terjadi keseimbangan.
4. Elevasi muka air diatur untuk memperoleh kedalaman aliran yang diinginkan yaitu h1=3,0 cm, h2= 3,5 cm dan h3=4,0 cm.
5. Mengalirkan debit dengan lama waktu yang telah ditentukan yaitu t1=5 menit, t2=10 menit dan t3=15 menit.
6. Pengujian dengan variasi struktur USBR tipe II yaitu adanya variasi pada slope buffle block1:1, 1:3 dan 1:5dengan tanpa adanya buffle block.
7. Mengamati karakteristik aliran menggunakan pias – pias yang dipasang pada sebelum mercu, sebelum dan setelah buffle block.
8. Mengamati dan mengukur kedalaman gerusan dan endapan yang terjadi pada dasar model morfologi Hidraulika menggunakan pias – pias yang dipasang pada titik pengamatan kemudian dicatat. Air sisa atau kotor dikeluarkan dari flume melalui pipa pembuang.
9. Prosedur 1 – 9 diulangi sebanyak 36 kali simulasi pada variasi waktu pengaliran (t), debit pengaliran (Q) dan tinggi pengaliran (h).
N. Analisis Data 1. Program SPSS
SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) adalah sebuah software komputer yang salah satu fungsinya adalah untuk menghitung data statistik. Pada program ini analisis data yang dilakukan akan lebih efektif dan efesien karena berbagai fitur yang ada.
Dengan menggunakan program SPSS ini maka akan diperoleh data statistik mengenai perbandingan-perbandingan hasil pengujian di laboratorium sehingga mendapatkan kesimpulan dari pengujian yang dilakukan.
Cara mengolah data dengan program SPSS
a. Klik analyze > Descriptive Statistics > Descriptives.
b. Pilih variable yang akan dianalisis.
c. Klik options untuk memilih analisis statistika descriptif yang akan dihitung.
d. Klik OK pada jendela Descriptives.
e. Hasil analisis ditampilkan pada jendela output.
Gambar11 Contoh penggunaan program spss
2. Program Surfer
Surfer adalah salah satu dari perangkat lunak yang diciptakan untuk kegunaan pembuatan peta kontur dan pemodelan tiga dimensi yang berdasarkan grid yang ada dan mempermudah serta mempercepat aktivitas konversi data kedalam bentuk peta kontur dan plot permukaan.Salah satu contoh penggunaan aplikasi surfer yaitu pembuatan peta kontur batimetri. Dengan menggunakan software ini
maka dapat diperoleh plot permukaan dasar Hidraulika sehingga dapat diketahui besar gerusan dan endapan yang terjadi.
Secara umum langkah penggunaan Surfer :
a. Input data base map, post map, dan contour map dari soal ke worksheet di Microsoft excel.
b. Pindahkan data dalam format (.xls) ke program server 9,
c. Mengolah data menjadi bentuk base map, post map, contour map, dan untuk hasil yang lebih padu dan baik, grafik yang dihasilkan dapat disatukan atau disajikan dalam bentuk 3D.
Berikut secara singkat langkah pemodelan kontur menjadi 3D :
a. Masukkan data kontur yang telah dibuat.
b. Kemudian akan keluar peta kontur yang telah dibuat sebelumnya dan silahkan ganti warna sesuka kalian.
c. Kemudian kita akan membuat dalam bentuk 3D. klik map pada tool, kemudian klik New dan kemudian klik 3D Surace.
Maka akan muncul model 3D dari kontur yang telah dibuat.
O. Diagram Alir Penelitian
Variasi Perubahan Struktur USBR tipe II
Analisa Data dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Persiapan Alat dan Bahan Penelitian
Pengurasan, Pembersihan, Perbaikan Model Morfologi Hidraulika dan Pembuatan Model Peredam Energi USBR tipe II dan Buffle Block
untuk mengamati karakteristik aliran serta gerusan dan endapan yang terjadi.
Pelaksaanaan Uji model Mulai Selesai Variasi Slope Buffle Block Tanpa Buffle Block
Pengamatan dan Pengambilan Data Kecepatan Aliran (v), Tinggi Aliran (h), (t) lama pengaliran serta
kedalaman gerusan dan endapan serta persentase (%) Gerusan dan
Endapan. Studi Literatur
Kalibrasi dan Verifikasi
Memenuhikondis i hidraulik YA TIDAK Perlakuan terhadap model
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Hasil Penelitian 1. Kedalaman Aliran
Kedalaman aliran diukur pada saat proses pengaliran pada flumesudah dalam kondisi yang stabil, untuk pengukuran ini digunakan empat variasi pengambilan data kedalaman pengaliran dengan waktu yang berbeda – bedasesuai dengan tinggi bukaan pintu yang ditentukan. Adapun titik pengambilan data untuk memperoleh kedalaman aliran dengan melakukan pengukuran pada bagian mercu, saluran peluncur, sebelum gigi pemancar, lantai USBR tipe II (sebelum dan sesudah buffle block), end sill (ambang) dan pada bagian hilir. Pada setiap pengukuran dibagi menjadi tiga titik pengukuran yaitu dibagian kanan, tengah dan kiri penampang saluran. Hasil pengukuran kedalaman rata – rata (hrata-rata) didapat dari perhitungan rata – rata dari titik pengamatan sisi kanan,tengah dan kiri penampang pada setiap waktu 5, 10 dan 15 menit. Contohnya pada bagian mercu waktu 5 menithrata – rata = (1+1.2+1.50)/3 menghasilkan 1.23 cm. Kemudian kedalaman pada bagian mercu didapat dari rata – rata hasil hrata-rata pada setiap waktu 5, 10 dan 15 menit, h = (1.23+1.10+1.03)/3 sehingga didapat kedalaman pada bagian mercu sedalam 1.12 cm. Untuk hasil selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 3Kedalaman aliran tanpa menggunakan buffle block
Tabel 4Kedalaman aliran menggunakan kemiringan buffle block 1:1
Waktu (t) hrata-rata h
(menit) Kanan (cm) Tengah (cm) Kiri (cm) (cm) (cm) 5 1.00 1.20 1.50 1.23 10 1.00 1.00 1.30 1.10 15 0.90 1.00 1.20 1.03 5 0.60 0.80 1.00 0.80 10 0.50 0.70 1.00 0.73 15 0.40 0.60 1.00 0.67 5 1.80 1.60 1.40 1.60 10 1.50 1.60 1.50 1.53 15 1.50 1.60 1.40 1.50 5 4.60 5.00 5.00 4.87 10 4.60 5.00 5.00 4.87 15 4.50 5.00 5.30 4.93 5 0.40 0.40 1.00 0.60 10 4.60 5.00 5.00 4.87 15 0.50 0.60 1.00 0.70 5 1.63 2.40 2.33 2.12 10 1.63 1.97 2.03 1.88 15 2.27 2.20 2.33 2.27 4 5 6 1.12 0.73 4.89 2.06 2.09 1.54 Titik Pengukuran Kedalaman (h)
3 Sebelum Gigi Pemancar No.
Mercu Saluran Peluncur
Lantai USBR Tipe II End Sill (Ambang) Variasi Struktur
USBR Tipe II
Model Sungai (Hilir USBR) Tanpa Buffle Block 1 2 Waktu (t) hrata-rata h
(menit) Kanan (cm) Tengah (cm) Kiri (cm) (cm) (cm) 5 1.00 1.00 1.10 1.03 10 1.00 1.00 1.10 1.03 15 0.90 0.90 1.00 0.93 5 0.20 0.50 0.80 0.50 10 0.20 0.50 0.80 0.50 15 0.40 1.00 1.10 0.83 5 1.90 1.70 1.60 1.73 10 1.90 1.70 1.60 1.73 15 1.50 1.60 2.00 1.70 5 4.40 4.30 4.60 4.43 10 4.40 4.30 4.60 4.43 15 4.60 5.00 5.50 5.03 5 0.30 0.70 1.00 0.67 10 4.40 4.30 4.60 4.43 15 0.50 0.40 0.60 0.50 5 2.40 2.87 2.33 2.53 10 2.40 2.87 2.33 2.53 15 2.47 2.10 1.70 2.09
5 End Sill (Ambang) 1.87
6 Model Sungai (Hilir
USBR) 2.39
Mercu 1.00
2 Saluran Peluncur 0.61
3 Sebelum Gigi
Pemancar 1.72
4 Lantai USBR Tipe II 4.63
No. Variasi Struktur
USBR Tipe II Titik Pengukuran
Kedalaman (h) 1
Tabel5Kedalaman aliran menggunakan kemiringan buffle block 1:3
Tabel6Kedalaman aliran menggunakan kemiringan buffle block 1:5
Berdasarkan hasil pengukuran kedalaman aliran yang terdapat pada tabel3, 4, 5 dan 6 diperoleh kedalaman aliran yang cenderung normalpada tabel 4 yang menggunakan kemiringan buffle block 1 : 1. Kedalaman aliran dengan kemiringan buffle block 1:1 yang paling rendah pada titik pengamatan saluran peluncur sedalam 0.61 cm.
Waktu (t) hrata-rata h
(menit) Kanan (cm) Tengah (cm) Kiri (cm) (cm) (cm) 5 0.50 0.80 1.00 0.77 10 0.70 1.00 1.10 0.93 15 0.80 1.00 1.30 1.03 5 0.30 0.80 1.00 0.70 10 0.40 0.90 1.00 0.77 15 0.50 0.50 1.00 0.67 5 1.60 1.80 2.00 1.80 10 1.50 1.70 1.90 1.70 15 1.00 1.40 1.50 1.30 5 4.50 4.70 5.00 4.73 10 4.50 4.90 5.00 4.80 15 4.50 4.80 4.90 4.73 5 0.30 0.40 0.70 0.47 10 4.50 4.90 5.00 4.80 15 0.50 0.50 1.00 0.67 5 1.50 1.83 1.33 1.56 10 1.27 1.23 1.33 1.28 15 1.07 1.57 1.83 1.49
Lantai USBR Tipe II 4.76
5 End Sill (Ambang) 1.98
6 Model Sungai (Hilir
USBR) 1.44
No. Variasi Struktur
USBR Tipe II Titik Pengukuran
Kedalaman (h) 1 Buffle Block 1 : 3 Mercu 0.91 2 Saluran Peluncur 0.71 3 Sebelum Gigi Pemancar 1.60 4 Waktu (t) hrata-rata h
(menit) Kanan (cm) Tengah (cm) Kiri (cm) (cm) (cm) 5 1.00 1.00 1.00 1.00 10 0.50 1.50 0.30 0.77 15 1.00 1.20 1.40 1.20 5 0.30 0.30 1.00 0.53 10 1.00 1.50 1.90 1.47 15 0.50 0.80 1.10 0.80 5 1.50 1.50 1.70 1.57 10 2.00 2.50 2.00 2.17 15 1.50 1.50 1.50 1.50 5 4.50 5.00 5.00 4.83 10 4.80 5.00 5.10 4.97 15 4.50 4.80 5.00 4.77 5 0.80 0.80 1.00 0.87 10 4.80 5.00 5.10 4.97 15 0.50 0.50 1.00 0.67 5 2.07 2.20 1.40 1.89 10 2.40 2.37 1.83 2.20 15 1.83 1.23 0.93 1.33
5 End Sill (Ambang) 2.17
6 Model Sungai (Hilir
USBR) 1.81
Mercu 0.99
2 Saluran Peluncur 0.93
3 Sebelum Gigi
Pemancar 1.74
4 Lantai USBR Tipe II 4.86
No. Variasi Struktur
USBR Tipe II Titik Pengukuran
Kedalaman (h) 1
2. Kecepatan Aliran
Kecepatan aliran diukur pada saat kondisi aliran sudah dalam kondisi stabil. Pengukuran dengan menggunakan Flow watch yang berfungsi untuk memberikan data kecepatan secara otomatis terhadap aliran pada saluran untuk titik pengamatan yang telah ditentukan.
Adapun titik pengamatan untuk kecepatan aliran adalah pada bagian mercu, saluran peluncur, sebelum gigi pemancar, lantai USBR tipe II (sebelum dan setelah buffle block), end sill (ambang) dan dibagian hilir. Pada setiap pengukuran kecepatan dibagi menjadi tiga titik pengukuran yaitu dibagian kanan, tengah dan kiri penampang saluran.Hasil pengukuran kecepatan rata – rata (vrata-rata) didapat dari perhitungan rata – rata dari titik pengamatan sisi kanan,tengah dan kiri penampang pada setiap waktu 5, 10 dan 15 menit. Contohnya pada bagian mercu waktu 5 menit vrata – rata = (10+50+50)/3 menghasilkan 36.67 cm/dtk. Pada waktu 10 menit vrata – rata = (0+40+40)/3 menghasilkan 26.67 cm/dtk. Pada waktu 15 menit vrata – rata = (0+40+50)/3 menghasilkan 30 cm/dtk. Kemudian kecepatan pada bagian mercu didapat dari rata – rata hasil vrata-rata pada setiap waktu 5, 10 dan 15 menit, v = (36.67+26.67+30)/3 sehingga didapat kecepatan pada bagian mercu sedalam 31.11 cm/dtk. Untuk hasil selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 7Kecepatan aliran menggunakan kemiringan tanpa buffle block
Tabel8Kecepatan aliran menggunakan kemiringan buffle block 1:1 Kanan Tengah Kiri
(menit) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) 5 10 50 50 36.67 10 0 40 40 26.67 15 0 40 50 30.00 5 10 60 130 66.67 10 0 40 110 50.00 15 0 30 90 40.00 5 0 30 80 36.67 10 40 60 160 86.67 15 0 20 80 33.33 5 10 0 30 13.33 10 20 20 90 43.33 15 30 0 0 10.00 5 20 0 50 23.33 10 0 20 20 13.33 15 30 70 60 53.33 5 0 0 0 0.00 10 40 10 30 26.67 15 30 20 30 30.00 U0 No. Variasi Struktur USBR
Tipe II Titik Pengukuran Waktu (t) U0 rata-rata Kecepatan (U0) 31.11 2 Saluran Peluncur 52.22
4 Lantai USBR Tipe
II 22.22
1
Tanpa Buffle Block
Mercu
5 End Sill (Ambang)
3 Sebelum Gigi
Pemancar 52.22
30.00 6 Model Sungai (Hilir
USBR) 18.89
Kanan Tengah Kiri
(menit) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) 5 0 40 40 26.67 10 10 40 30 26.67 15 10 40 40 30.00 5 20 80 80 60.00 10 20 80 100 66.67 15 40 50 50 46.67 5 60 60 60 60.00 10 10 10 40 20.00 15 10 30 70 36.67 5 10 30 90 43.33 10 20 50 40 36.67 15 10 30 50 30.00 5 20 20 20 20.00 10 10 30 20 20.00 15 0 20 20 13.33 5 10 10 10 10.00 10 10 30 20 20.00 15 10 10 10 10.00 5 30 20 10 20.00 10 50 40 30 40.00 15 60 40 30 43.33 U0 rata-rata U0 1 Buffle Block 1 : 1 Mercu 27.78 2
7 Model Sungai (Hilir
USBR) 34.44
Saluran Peluncur 57.78
5
Lantai USBR Tipe II (Setelah Buffle Block) 17.78 3 4 Sebelum Gigi Pemancar 38.89
Lantai USBR Tipe II (Sebelum Buffle
Block)
36.67 Kecepatan (U0)
No.
6 End Sill (Ambang) 13.33
Variasi Struktur USBR Tipe II
Titik Pengukuran
Tabel 9Kecepatan aliran menggunakan kemiringan buffle block 1:3
Tabel 10Kecepatan aliran menggunakan kemiringan buffle block 1:5
Berdasarkan dari hasil pengukuran kecepatan aliran yang terdapat pada tabel 7, 8, 9 dan 10 menunjukkan bahwa kecepatan aliran pada tabel 8 dengan variasi kemiringan buffle block 1 : 1 mempunyai nilai yang
Kanan Tengah Kiri
(menit) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) 5 0 40 40 26.67 10 0 40 50 30.00 15 0 40 30 23.33 5 10 60 90 53.33 10 10 70 110 63.33 15 20 60 80 53.33 5 20 30 40 30.00 10 0 30 40 23.33 15 10 60 180 83.33 5 20 10 10 13.33 10 20 40 10 23.33 15 0 60 80 46.67 5 10 10 10 10.00 10 20 30 0 16.67 15 0 10 40 16.67 5 30 40 30 33.33 10 40 30 50 40.00 15 20 60 20 33.33 5 50 40 30 40.00 10 40 50 40 43.33 15 50 40 20 36.67 27.78 Lantai USBR Tipe
II (Setelah Buffle Block) 14.44 U0 rata-rata U0 1 Mercu 26.67 2 Saluran Peluncur 56.67 3 Sebelum Gigi Pemancar 45.56 Waktu (t) Kecepatan (U0) 35.56 40.00 7 Model Sungai (Hilir
USBR) 5
No. Variasi Struktur USBR Tipe II
Titik Pengukuran
Buffle Block 1 : 3
6 End Sill (Ambang) 4
Lantai USBR Tipe II (Sebelum Buffle
Block)
Kanan Tengah Kiri
(menit) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) (cm/dtk) 5 0 30 40 23.33 10 10 50 40 33.33 15 0 40 40 26.67 5 10 60 70 46.67 10 10 70 80 53.33 15 10 70 70 50.00 5 20 30 50 33.33 10 40 50 130 73.33 15 40 40 150 76.67 5 20 20 40 26.67 10 20 30 90 46.67 15 20 90 90 66.67 5 10 20 60 30.00 10 10 20 50 26.67 15 10 10 60 26.67 5 0 40 20 20.00 10 0 20 20 13.33 15 20 60 30 36.67 5 20 40 30 30.00 10 10 60 0 23.33 15 10 10 0 6.67
Variasi Struktur USBR Tipe II Waktu (t) Kecepatan (U0) U0 rata-rata 1 Mercu 27.78 U0 Buffle Block 1 : 5 4
Lantai USBR Tipe II (Sebelum Buffle
Block)
46.67 5
Lantai USBR Tipe II (Setelah Buffle
Block)
27.78
6 End Sill (Ambang) 23.33
7 Model Sungai (Hilir
USBR) 20.00 2 Saluran Peluncur 50.00 3 Sebelum Gigi Pemancar 61.11 No. Titik Pengukuran
cenderung lebih kecil. Kecepatan aliran terendah pada kemiringan buffle block 1 : 1 terdapat dibagian end sill (ambang) sebesar 13.33 cm/dtk. 3. Debit Aliran
Perhitungan debit aliran diperoleh dengan menggunakan persamaan 5 dengan data parameter – parameter hasil pengamatan kecepatan dan kedalaman aliran pada kalibrasi debit. Pada saat pengambilan data, adapun titik pengamatan yang dilakukan pada bagian hulu saluran, tengah saluran dan dihilir saluran tanpa menggunakan model USBR (peredam energi). Hasil perhitungan dari debit aliran (Q) didapat dari perhitungan menggunakan persamaan 5. Kemudian Cd (Koefisien debit) didapat dari perhitungan persamaan 7, untuk Cd dengan h 3 cm maka:
𝐶𝑑 = 8 1405.42
15 𝑥2.95𝑥4.43 𝐶𝑑 = 202.00
Untuk hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 11 Debit aliran pintu ukur
No hbukaan t hrata2 A (cm2) Vrata2 Q (cm3/dtk) Qrata2 h V h2.5 Cd
5 1.50 1.00 2.50 30.0 36.7 30.0 1.67 46.67 32.2 1503.70 10 1.27 1.00 2.17 30.0 36.7 36.7 1.48 41.38 34.4 1425.23 15 1.20 1.07 2.17 26.7 30.0 36.7 1.48 41.38 31.1 1287.31 5 1.40 1.23 2.63 20.0 50.0 33.3 1.76 49.16 34.4 1693.14 10 1.47 0.83 2.07 30.0 46.7 43.3 1.46 40.76 40.0 1630.22 15 1.50 1.27 2.50 30.0 50.0 33.3 1.76 49.16 37.8 1856.99 5 1.33 1.17 2.77 33.3 50.0 36.7 1.76 49.16 40.0 1966.22 10 1.13 1.00 2.73 26.7 50.0 46.7 1.62 45.42 41.1 1867.36 15 1.23 1.17 2.73 26.7 50.0 36.7 1.71 47.91 37.8 1809.98 1.63 36.54 3.41 207.32 Rata-rata 212.59 3 4 1881.19 1.70 39.63 3.75 2 3.5 1726.78 1.66 37.41 3.53 207.37 202.00 haliran (cm) V (cm/(dtk) 2.95 1 3.0 1405.42 1.54 32.59
Gambar 13 Grafik hubungan antara Kecepatan (v) dan debit aliran (Q)
Berdasarkan data hasil pengukuran pada uji Thomson diperoleh kecepatan 32,59 cm/dtk dengan kedalaman 1.54 cm pada waktu 3 menit menghasilkan debit sebesar 1405.42 cm3/dtk, dan kecepatan 37.41 cm/dtk dengan kedalaman 1.66 cm pada waktu 3.5 menit menghasilkan debit sebesar 1726.78 cm3/dtk serta kecepatan 39,63 cm/dtk dengan kedalaman 1.70 cm pada waktu 4 menit menghasilkan debit sebesar 1881.19 cm3/dtk. Dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu pengaliran maka akan semakin besar kecepatan dan kedalaman yang dihasilkan. Sehingga debit yang diperoleh juga akan semakin besar.
B. Analisa hasil penelitian 1. Tegangan Geser
Sedimen dasar pada aliran, tegangan geser dapat dinyatakan dengan persamaan shield. Untuk menghitung tegangan geser dilakukan uji analisa saringan terlebih dahulu agar dapat diketahui diameter butiran pasir yang digunakan. 32.59, 1405.4 37.4, 1726.8 39.6, 1881.2 0.0 1000.0 2000.0 32.59 37.4 39.6 D eb it A lira n Q (c m 3/dtk ) Kecepatan Aliran V (cm/dtk)
Dalam menghitung tegangan geser digunakan persamaan10, 12, 13