KESIMPULAN DAN SARAN - Model Bangunan Pendukung Pintu Air Pak Tani Berbahan Jenis Kayu Dan Ban

Merupakan kesimpulan dari butir–butir hasil analisa dan pembahasan yang telah dilakukan. Kesimpulan juga disertai dengan rekomendasi saran yang

ditujukan untuk penelitian selanjutnya atau untuk penerapan hasil penelitian di lapangan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1Umum

Aliran saluran terbuka terjadi saat air mengalir karena gravitasi hanya tertutup sebagian oleh batas padatnya. Dalam aliran saluran terbuka, air yang mengalir memiliki permukaan yang bebas, dan air tersebut tidak dalam tekanan yang berasal dari berat sendiri dan tekanan atmosfer. Beberapa aliran saluran terbuka terjadi secara alami pada anak sungai dan batang air, yang umumnya memiliki arah aliran yang tidak beraturan. Aliran saluran terbuka juga sering berupa tiruan, seperti flume. Saluran ini memiliki bentuk-bentuk tertentu, seperti : segiempat, segitiga maupun trapesium. Aliran saluran terbuka juga dapat terjadi dalam kanal, jika kanal tersebut alirannya tidak penuh. Aliran normal sistem saluran pembuangan lebih sedikit dan oleh karenanya didesign sebagai saluran terbuka (Giles, R.V., dkk, 1995).

2.2Teori Hidrolika dan Aliran Terbuka

Aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka (open channel flow) maupun aliran pipa (pipe flow). Kedua jenis aliran tersebut sama dalam banyak hal, namun berbeda dalam satu hal yang penting. Aliran saluran terbuka harus memiliki permukaan bebas (free surface) sehingga dipengaruhi oleh tekanan udara bebas (atmospheric pressure), sedangkan aliran pipa tidak demikian, karena iair harus mengisi seluruh saluran. Aliran pipa, yang terkurung dalam saluran

ABSTRAK

Kondisi lingkungan irigasi amatlah penting bagi kemakmuran petani. Kondisi saluran, pintu dan bangunan pembagi menjadi faktor vital diantara faktor-faktor lainnya, yang menyebabkan perhatian khusus untuk merencanakan, membangun dan memelihara area tersebut. Daerah yang paling memungkinkan untuk membantu pemeliharaan saluran irigasi adalah bangunan pendukung yang berada di depan pintu irigasi, karena sedimen dapat saja menyebabkan pintu macet atau tidak berfungsi lagi. Kondisi lain yang terjadi adalah angkutan sedimen yang tidak tertahan pada pintu yang menyebabkan sedimen melewati pintu dan masuk pada area persawahaan, sehingga menyebabkan pendangkalan muka tanah persawahan. Karena faktor-faktor tersebut, maka peneliti membuat model bangunan pendukung yang dapat membantu menggambarkan kondisi sedimen sehingga dapat memudahkan pemindahan sedimen seperti halnya kantong lumpur pada bangunan bendung.

Lokasi penelitian bertempat di Laboratorium Hidraulika Teknik Sipil USU. Model bangunan direncanakan memakai 2 jenis tipe, bangunan pendukung tipe I dan bangunan pendukung tipe II. Dimana digunakan pendekatan berat volume (Bed Load) pada bangunan pendukung. Sistematika penelitiannya hanya menitik beratkan volume sedimen yang tertahan di kedua bangunan pendukung. Dalam penelitian ini hanya menggunakan jenis tanah merah dan didukung oleh hasil pengetesan Laboratorium untuk melihat Specific Gravity, Sieve Analysis Test, Hidrometer Test dari sampel tanah tersebut. Uji tanah ini bertujuan untuk mengetahui ciri dari jenis tanah yang digunakan. Sehingga untuk penelitian berikutnya dapat mengambil referensi dari hasil penelitian ini sebagai perbandingan.

Berdasarkan perhitungan dan pengolahan terhadap sampel percobaan, didapatlah pola angkutan sedimen pada bangunan pendukung. Kedua kondisi bangunan pendukung sama-sama memperlihatkan pola sedimentasi, dimana bentuk pola tersebut berbeda-beda pada setiap bangunan. Pola yang lebih banyak menampung sedimen sehingga tidak begitu saja melewati pintu adalah pola bangunan pendukung tipe II. Dalam hal ini terlihat tidak begitu menguntungkan, karena menyebabkan pengontrolan yang rutin. Jika dibandingkan dengan bangunan pendukung tipe I, kondisi bangunan tipe II lebih menguntungkan dikarenakan sedimen tidak banyak terangkut oleh aliran air.

Berdasarkan penelitian ini, melihat dari hasil data yang telah diperoleh kondisi model bangunan pendukung tipe II lebih ideal digunakan karena sedimen mudah tertumpuk di depan pintu sehingga mudah untuk dibilas secara manual, besar sedimen yang tertumpuk 24.25594 kg. Namun tidak menghambat kerja pintu secara otomatis, karena air mengalir dengan semestinya tanpa ada hambatan dari sedimen. Dimana sedimen yang mengarah ke hilir (hi) lebih kecil sebesar 5.09569 kg dibanding model tipe I yang sebesar 7.479912 kg..

MODEL BANGUNAN PENDUKUNG PINTU AIR PAK TANI

BERBAHAN JENIS KAYU DAN BAN SEBAGAI PINTU

IRIGASI

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan Memenuhi syarat untuk menempuh Colloquium Doctum/

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

MUHAMMAD EKY RADITIO

11 0404 108

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

DAFTAR ISI

Daftar Halaman

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x DAFTAR NOTASI ... xi BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Perumusan Masalah ... 2 1.3. Pembatasan Masalah ... 3 1.4. Tujuan Penelitian ... 3 1.5. Manfaat Penelitian ... 3 1.6. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1. Umum ... 5

2.2. Teori Hidrolika dan Aliran Terbuka ... 5

2.2.1. Klasifikasi Aliran Saluran Terbuka ... 6

2.2.1.a. Klasifikasi Aliran berdasarkan Perilaku Aliran ... 6

2.2.1.b. Klasifikasi Aliran berdasarkan Asalnya ... 8

2.2.1.c. Konsistensi Bentuk Penampang ... 9

2.2.2. Kecepatan Aliran pada Aliran Seragam ... 9

2.2.2.a. Formula Manning ... 11

2.2.2.b. Penentu Koefisien Kekasaran Manning ... 12

2.2.2.c. Faktor-faktor yang Mempengaruhi koefisien Kekasaran Manning ... 13

2.3. Sedimen ... 14

2.3.2. Angkutan Sedimen ... 16

2.3.2.a. Ukuran Partikel Sedimen ... 17

2.3.2.b. Berat Spesifik Sedimen ... 17

2.3.2.c. Kecepatan Jatuh (Fall Velocity) ... 18

2.3.3. Persamaan Angkutan Sedimen ... 19

2.4. Mekanika Fluida dan Hidraulika ... 19

2.4.1. Sifat-Sifat Air ... 20

2.4.2. Pemodelan Hidraulika ... 32

2.4.2.a. Model Hidraulik ... 36

2.4.2.b. Geometrik Similitude ... 36

2.4.2.c. Kinematik Similitude ... 37

2.4.2.d. Dinamik Similitude ... 37

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 40

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 40

3.2. Bahan dan Alat Penelitian ... 40

3.3. Rancangan Penelitian ... 45

3.4. Prosedur Pelaksanaan Penelitian ... 46

3.4.1. Persiapan Peralatan ... 46

3.4.2. Percobaan Pendahuluan ... 48

3.4.3. Pelaksanaan Penelitian ... 48

3.5. Prosedur Uji Laboratorium ... 51

3.6. Diagram Alir Penelitian ... 52

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 54

4.1. Konstruksi Model ... 54

4.1.1. Model ... 54

4.1.2. Kalibrasi Alat dan Model ... 62

4.1.2.a. Alat ... 62

4.1.2.b. Model ... 64

4.2. Pengujian (Laboratory Test) ... 67

4.2.2. Hasil (Laboratory Test) ... 70

4.2.3. Analisis Data ... 73

4.2.3.a. Tabel Hasil Perhitungan ... 73

4.2.3.b. Pengolahan Data dan Grafik ... 79

4.2.4. Output Pembahasan Hasil Penelitian ... 93

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 96

5.1. Kesimpulan ... 96

5.2. Saran ... 97 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 2.1. Energi Aliran Saluran Terbuka dan Sketsa Tekanan Udara ... 6

Gambar 2.2. Diagram KlasifikasiAngkutan Sedimen ... 15

Gambar 2.3. Aliran Viskos dan Aliran Invisid ... 21

Gambar 2.4. Aliran Laminar dan Aliran Turbulen ... 23

Gambar 2.5. Aliran Mantap dan Tak Mantap ... 24

Gambar 2.6. Aliran Seragam dan Tak Seragam ... 26

Gambar 2.7. Dimensi Aliran ... 28

Gambar 2.8. Aliran Rotasional dan Tidak Rotasional ... 29

Gambar 2.9. Hubungan Antara Debit dan Tinggi air pada Kondisi Energi Spesifik Konstan ... 30

Gambar 2.10. Jenis Aliran ... 30

Gambar 2.11. Surface Drag dan Form Drag ... 32

Gambar 2.12. Pengaliran Diatas Broad Crested Weir ... 33

Gambar 3.1. Pompa ... 42

Gambar 3.2. Stopwatch ... 42

Gambar 3.3. Hook and Point Gauge ... 43

Gambar 3.4 Flume Prototype ... 43

Gambar 3.5. Tampak Daerah Pendukung ... 44

Gambar 3.6. Alat Kerja Tukang ... 45

Gambar 3.7. Bangunan Pendukung Tipe I ... 48

Gambar 3.8. Bangunan Pendukung Tipe II ... 49

Gambar 3.9. Prosedur Uji Laboratorium ... 51

Gambar 3.10. Diagram Alir Penelitian ... 52

Gambar 4.2. Bangunan Pendukung Tipe II ... 55

Gambar 4.3. Bagan Kegiatan Kerja ... 57

Gambar 4.4. Perakitan Tahap 1 (Kaki Besi) ... 58

Gambar 4.5. Pembuatan Dinding Saluran ... 60

Gambar 4.6. Perakitan Alat Pendukung ... 61

Gambar 4.7. Hook and Point Gauge ... 63

Gambar 4.8. Current Meter ... 64

Gambar 4.9. Gambar Pengukuran Saluran Tersier ... 65

Gambar 4.10. Flume Prototype ... 66

Gambar 4.11. Kondisi Pintu Otomatis berbahan Fiber Resin ... 66

Gambar 4.12. Bangunan Pendukung ... 67

Gambar 4.13. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air4(hu) percobaan 1 ... 82

Gambar 4.14. Sketsa Pola Sedimentasi I (20 psi) ... 82

Gambar 4.15. Kondisi Sedimen pada Bangunan I (20 psi) ... 83

Gambar 4.16. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air (hu) percobaan 2 ... 85

Gambar 4.17. Sketsa Pola Sedimentasi II (0 psi) ... 85

Gambar 4.18. Kondisi Sedimen pada Bangunan I (0 psi) ... 86

Gambar 4.19. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air (hu) percobaan 3 ... 88

Gambar 4.20. Sketsa Pola Sedimentasi III (20 psi) ... 89

Gambar 4.21. Kondisi Sedimen pada Bangunan II (20 psi) ... 89

Gambar 4.22. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air (hu) percobaan 4 ... 92

Gambar 4.23. Sketsa Pola Sedimentasi IV (0 psi) ... 92

Gambar 4.25. Grafik Perbandingan vol.(hp) disetiap Percobaan ... 94 Gambar 4.26. Grafik Perbandingan vol.(hi) disetiap Percobaan ... 95

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 2.1. Nilai Koefisien Kekasaran Manning ... 12

Tabel 3.1. Spesifikasi Pompa ... 41

Tabel 4.1. Hasil Percobaan I ... 70

Tabel 4.2. Hasil Percobaan II ... 71

Tabel 4.3. Hasil Percobaan III ... 71

Tabel 4.4. Hasil Percobaan IV ... 72

Tabel 4.5. Tabel Hasil Pengolahan Data I ... 73

Tabel 4.6. Tabel Hasil Pengolahan Data II ... 74

Tabel 4.7. Tabel Hasil Pengolahan Data III ... 75

Tabel 4.8. Tabel Hasil Pengolahan Data IV ... 76

Tabel 4.9. Matrix Data Penelitian ... 77

DAFTAR NOTASI

Notasi

M = Persentase ukuran partikel a = Persentase bahan organik b = Kode kelas struktur tanah c = Kode Kelas permeabilitas tanah

LS = Indeks panjang dan kemiringan lereng L = Panjang lereng (m)

S = Kemiringan lereng (%)

Z = Konstanta yang besarnya bervariasi tergantung besarnya kemiringan lereng

C = Coefisien Run off

P = Indeks upaya konservasi tanah atau lahan Y = hasil sedimen persatuan luas (ton/tahun)

= Kecepatan jatuh (m/detik) s = Berat jenis sedimen (kg/m³)

= Berat jenis air (kg/m³) ρ = Massa jenis air (kg.s²/m⁴) g = Gravitasi (m/detik²) d = Diameter sedimen (mm)

= Kinematik viscositas (m²/s) T = Suhu air (^oC)

= Tegangan geser (kg/m²)

o = Tegangan geser kritis (kg/m²)

d90 = Diameter sedimen 90% dari material (mm) V_cr = Kecepatan kritis (m/s)

V = Kecepatan aliran (m/s) Ss = Kemiringan sungai U_* = Kecepatan geser (m/s)

Ct = Konsentrasi sedimen total (ppm) Re = Bilangan Reynold

As = Luas penampang sungai (m²) P = Keliling basah (m)

Rh = Jari-jari hidrolis (m) Q = Debit air (m³/detik) h = Tinggi permukaan air (m) D = Kedalaman saluran (m) B = Lebar saluran (m) Qs = Muatan sedimen (kg/s) Qsus = Beban layang (kg/s)

qb = Tingkat bedload dalam saluran, berat per waktu dan lebar (kg/s)/m

(Ks/Kr)S = Konstanta untuk mencari nilai Sr Ps = Persentase Sedimentasi (%) k = Koefisien pelampung

u = Kecepatan pelampung (m/det)

λ = Kedalaman tungkai (h) per kedalaman air (d)

n = Koeffisien kekasaran dinding dan dasar saluran Manning K = Koeffisien kekasaran dinding dan dasar saluran Strickler

Dalam dokumen Model Bangunan Pendukung Pintu Air Pak Tani Berbahan Jenis Kayu Dan Ban Sebagai Pintu Irigasi (Halaman 100-113)