BAB I PENDAHULUAN
F. Sistematika Penulisan
Susunan sistematika tugas akhir ini dapat diuraikan sebagai berikut : Bab I, merupakan Pendahuluan, yang berisikan penjelasan umum tentang materi pembahasan yakni Latar Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian, Batasan Masalah dan Sistematika Penulisan.
Bab II, adalah Tinjauan Pustaka, yang berisikan kajian literatur-literatur yang berhubungan dengan masalah yang dikaji dalam penelitian ini.
Bab III, yaitu Metodologi Penelitian, yang menguraikan secara lengkap mengenai metodologi yang digunakan dalam penelitian.
Bab IV, yaitu Pembahasan, berisikan pembahasan mengenai rumusan masalah diuraikan berdasarkan teori-teori yang ada di dalam bab dua.
Bab V, yaitu kesimpulan dan Saran.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A.Hidrolika
Hidrolika dalam artian umum adalah bagian dari hidrodinamika yang terkait dengan gerak air atau mekanika aliran. Ditinjau dari mekanika aliran, aliran ada dua macam yaitu aliran saluran terbuka dan aliran saluran tertutup. Kedua macam aliran tersebut memiliki banyak kesamaan tetapi berbeda dalam satu ketentuan penting. Perbedaan tersebut terdapat pada keberadaan permukaan bebas, aliran saluran terbuka memiliki permukaan bebas sedangkan aliran saluran tertutup tidak mempunyai permukaan bebas karena air mengisi seluruh penampang saluran.
Dengan demikian aliran saluran terbuka mempunyai permukaan yang berhubungan dengan atmosfer sedangkan aliran saluran tertutup tidak mempunyai hubungan dengan atmosfer. Seperti kita air mengalir dari permukaan yang tinggi ke permukaan yang rendah ( dari hulu ke hilir) kecuali ada gaya yang mengakibatkan air mengalir ke arah sebaliknya sampai mencapai suatu elevasi tertentu , misalnya pemukaan air di danau atau laut.
Perjalanan air juga dapat dipengaruhi oleh tangan manusia, seperti saluran irigasi, pipa, gorong-gorong dan saluran buatan yang disebut kanal.
8
Walaupun pada umumnya perencanaan saluran ditujukan untuk karakteristik saluran buatan , namun konsep hidrolika juga ada baiknya diterapkan pada saluran alam.
Apabila saluran terbuka bebas terhadap atmosfer disebut aliran saluran tebuka atau aliran saluran bebas, contoh: sungai, kanal dan gorong-gorong. Sedangkan apabila aliran mempunyai penampang penuh disebut aliran saluran tertutup contoh : aliran pada pipa.
B. Aliran Saluran Terbuka
Saluran terbuka adalah saluran di mana air mengalir dengan muka air bebas. Kajian tentang perilaku aliran dikenal dengan mekanika fluida (fluid mechanis). Hal ini menyangkut sifat-sifat fluida dan pengaruhnya terhadap pola aliran dan gaya yang akan timbul di antara fluida dan pembatas (dinding). Telah diketahui secara umum bahwa akibat adanya perilaku terhadap aliran untuk memenuhi kebutuhan manusia, menyebabkan terjadinya perubahan alur aliran dalam arah hozintal maupun vertikal.
Berbagai permasalahan teknik yang berhubungan dengan aliran terkadang tidak dapat diselesaikan dengan analitis, maka harus melakukan pengamatan dengan membuat suatu bentuk saluran atau alat peraga, bentuk saluran ini mempunyai bentuk yang sama dengan permasalahan yang diteliti, tetapi ukuran dimensi lebih kecil dari yang ada di lapangan. Saluran
digolongkan menjadi dua macam yaitu, saluran alam (natural) dan saluran buatan (artifical).
Saluran alam merupakan suatu aliran yang meliputi semua alur aliran air secara alami, seperti sungai yang kecil dan besar dimana alirannya mengalir dari hulu ke hilir. Saluran buatan saluran yang dibuat dan direncanakan sesuai dengan konteks pemanfaatnya seperti, saluran irigasi, saluran drainase, saluran pembawa pada pembangkit listrik tenaga air dan saluran untuk industri. Karakteristik aliran yang terjadi pada saluran buatan merupakan aliran seragam yang terjadi di sepanjang saluran.
Menurut asalnya saluran dapat dibedakan menjadi dua, saluran alam dan saluran buatan.
Saluran alam meliputi semua aliran air yang terdapat secara alamiah di bumi, mulai dari aliran selokan kecil di pegunungan, selokan keciul, kali, sungai kecil, dan sungai besar sampai muara sungai. Aliran air di bawah tanah disebut juga aliran saluran terbuka alamiah.
Saluran buatan dibentuk oleh manusia, seperti saluran pelayanan, saluran pembangkit listrik, saluran irigasi dan talang, parit pembuangan, pelimpah tekanan, saluran banjir , saluran pengangkutan kayu, selokan dan sebagainya. Hali ini tersendiri disebut Hidrolika Sungai.
Saluran buatan yang dibentuk oleh manusia, seperti saluran seperti saluran pelayanan, saluran pembangkit listrik, saluran irigasi dan talang, parit pembuangan, pelimpah tekanan, saluran banjir , saluran pengangkutan
kayu, selokan dan sebagainya, termasuk model saluran yang dibuat dilaboratorium utuk keperluan penelitian. Sifat-sifat hidrolik saluran semacam ini dapat diatur menurut keinginan atau direncanakan untuk memenuhi persyaratan tertentu. Oleh karena itu, penerapan teori hidrolika untuk saluran buatan dapat membuahkan hasil yang cukup sesuai dengan kondisi sesungguhnya, dan dengan demikian cukup teliti untuk keperluan perencanaan praktis.
Pada berbagai keadaan dalam praktik teknik saluran terbuka buatan diberi istilah yang berbeda-beda seperti “salura” (canal), “talang” (flume),”
got miring” (chute), terjunan” (drop), “gorong-gorong” (culvert),
“terowongan air” (open-flow tunnel) dan sebagainya. Namun istilah-istilah ini tidak diterapkan secara ketat dan hanya dapat di definisikan secara umum. Saluran, biasanya panjang dan merupakan selokan landai yang dibuat di tanah,dapat dilapisi lapisan batu maupun tidak, atau beton, semen, kayu maupun aspal.
Talang merupakan selokan dari kayu , logam, beton, atau pasangan batu, biasanya disangga atau terletak di atas permukaan tanah, untuk mengalirkan air berdasarkan perbedaan tinggi tekanan.
Got miring adalah selokan yang curam. Terjunan hampir sama dengan got miring, namun perubahan tinggi air terjadi dalam jarak pendek.
Gorong-gorong adalah selokan tertutup yang pendek, dipakai untuk mengalirkan air melalui tanggul jalan kereta api maupun jalan raya.
Terowongan air terbuka adalah selokan tertutup yang cukup panjang, untuk mengalirkan air menembus bukit atau setiap gundukan tanah.
C.Aliran Saluran Tertutup
Saluran tertutup adalah yang adalah saluran yang seluruh sisinya ditutup tidak ada kontak angsung dengan tekanan atmosfer tetapi hanya dengan tekanan hidrolis. Sesi berikut meperkenalkan konsep dasar dari saluran terbuka dengan aliran dalam saluran tertutup . Pembahasan tentang rumus-rumus berikut dipergunakan untuk menggambarkan kondisi aliran stasioner (tetap/seragam) dan instasioner ( tidak tetap/tidak seragam ) ,energi aliran dan efek backwater dalam saluran terbuka. (Chow,1959).
D.Klasifikasi Aliran
Aliran saluran terbuka dapat digolongkan menjadi beberapa jenis dan diuraikan dengan berbagai cara, adalah sebagai berikut (Rangga Raju,1981):
1. Bentuk saluran
Terdapat banyak bentuk penampang saluran terbuka antara lain penampang bentuk trapesium, penampang bentuk persegi panjang,
penampang bentuk segitiga, penampang bentuk parit dangkal, dan penampang saluran alam yang tidak beraturan.
Gambar 1. Berbagai macam bentuk saluran terbuka
(a)Trapesium, (b)Persegi, (c)Segitiga, (d)Setengah lingkaran, (e)Tak beraturan (bersumberkan Majalah Ilmiah UKRIM Edisi 1/th XII/2007) 2. Aliran tunak (steady flow) dan aliran tak tunak (unsteady flow)
Aliran dalam saluran terbuka dikatakan tunak (steady) bila kedalaman aliran tidak berubah atau dianggap konstan selama selang waktu tertentu. Aliran dikatakan tak tunak (unsteady) bila kedalamannya berubah sesuai dengan waktu. Sebagian besar persoalan tentang saluran terbuka umumnya hanya memerlukan penelitian mengenai perilaku aliran dalam keadaan tunak. Debit Q pada suatu penampang saluran untuk sembarang aliran dinyatakan dengan persamaan :
Q = VA ……….(2.1)
dengan :
Q = debit aliran
V = kecepatan rata-rata dan
A = luas penampang melintang tegak lurus terhadap arah aliran.
Sebagian besar persoalan aliran tunak, berdasarkan suatu pertimbangan, maka debit diasumsikan tetap di sepanjang bagian saluran yang luas, dengan kata lain aliran bersifat tunak kontinu (continous steady flow), sehingga dari Persamaan (2.1) :
Q = V1A1 = V2A2 ……….……….……. (2.2) Dengan subscript 1 dan 2 menunjukkan penampang saluran yang berlainan. Persamaan (2.2) tidak dapat dipakai bila debit aliran tunak tak seragam (nonuniform) disepanjang saluran karena terjadi limpahan. Jenis aliran ini dikenal sebagai aliran berubah beraturan (spatially varied flow) atau aliran diskontinu (diskontinous flow) yang terdapat pada pelimpah samping, air pembilas melalui saringan, cabang saluran sekitar tangki pengolah air buangan, saluran pembuang utama dan saluran pembawa dalam sistem irigasi.
3. Aliran seragam (uniform flow)
Aliran pada saluran terbuka dikatakan seragam jika kedalaman aliran sama pada setiap penampang saluran. Suatu aliran seragam dapat bersifat tunak atau tidak tunak, tergantung apakah kedalamannya berubah sesuai dengan perubahan waktu. Aliran seragam yang tunak (steady uniform flow) merupakan jenis aliran pokok yang dibahas dalam hidrolika saluran terbuka
dengan kedalaman aliran tidak berubah selama waktu tertentu yang telah diperhitungkan.
Penetapan bahwa suatu aliran bersifat seragam tak tunak (unsteady uniform flow) harus dengan syarat bahwa permukaan air berfluktuasi sepanjang waktu dan tetap sejajar dasar saluran tetapi hal ini merupakan suatu keadaan yang praktis tidak mungkin terjadi. Aliran disebut berubah (varied) bila kedalaman aliran berubah di sepanjang saluran dan dapat bersifat tunak maupun tidak tunak. Karena aliran seragam yang tak tunak jarang terjadi, istilah tak tunak disini selanjutnya khusus dipakai untuk aliran tak tunak yang berubah.
Untuk perhitungan hidrolika, kecepatan aliran rata-rata aliran seragam turbulen dalam saluran terbuka biasanya dinyatakan dengan perkiraan yang dikenal dengan rumus aliran seragam dan sebagian besar persamaannya dapat dinyatakan dalam bentuk umum, yaitu :
V = C R x Sy ………..………….. (2.3) Dengan,
V : kecepatan rerata (m3/det), R : jari-jari hidrolik (m),
S : kemiringan energi, x dan y adalah eksponen, C : faktor tekanan aliran yang bervariasi.
menurut kecepatan rerata, jari-jari hidrolik, kekasaran saluran ,dan berbagai faktor-faktor lainnya.
4. Aliran tak seragam (Varied flow)
Aliran tak seragam adalah kedalaman dan kecepatan aliran disepanjang saluran tidak konstan, garis tenaga tidak sejajar dengan garis muka air dan dasar saluran. Analisis aliran tak seragam biasanya bertujuan untuk mengetahui profil aliran disepanjang saluran atau sungai. Analisis ini banyak dilakukan dalam perencanaan perbaikan sungai atau penanggulangan banjir, elevasi jembatan dan sebagainya.
Dalam hal ini analisis aliran menjadi jauh lebih mudah dan hasil hitungan akan lebih aman, karena debit yang diperhitungkan adalah debit puncak yang sebenarnya terjadi sesaat, tetapi dalam analisis ini dianggap terjadi dalam waktu yang lama. Aliran tak seragam dapat dibedakan dalam dua kelompok berikut ini :
1).Aliran berubah beraturan (gradually varied flow), terjadi jika parameter hidraulis (kecepatan, tampang basah) berubah secara progresif dari satu tampang ke tampang yang lain. Apabila di ujung hilir saluran terdapat bendung maka akan terjadi profil muka air pembendungan dimana kecepatan aliran akan berkurang (diperlambat), sedangkan apabila terdapat terjunan maka profil aliran akan menurun dan kecepatan akan bertambah (dipercepat) contoh aliran pada sungai.
2).Aliran berubah cepat (rapidly varied flow), terjadi jika parameter hidraulis berubah secara mendadak (saluran transisi), loncat air, terjunan, aliran melalui bangunan pelimpah dan pintu air.
Gambar 2. (a).Aliran Seragam (b).Aliran Tak seragam (bersumberkan Majalah Ilmiah UKRIM Edisi 1/th XII/2007)
5. Aliran turbulen dan aliran laminer
Aliran fluida khususnya air diklasifikasikan berdasarkan perbandingan antara gaya-gaya inersia (inertial forces) dengan gaya-gaya akibat kekentalan (viscous forces) menjadi tiga bagian, yaitu aliran laminar, aliran transisi dan aliran turbulen. Variabel yang dipakai untuk klasifikasi ini adalah bilangan Reynolds yang didefinisikan sebagai :
Re = ………. (2.4)
Dimana : Re = bilangan Reynold µ= karakteristik kecepatan aliran, biasanya diambil kecepatan ratarata (m/det). L = panjang karakteristik (m), v = kekentalan kinematik (m2/det) yaitu / dengan μ = dengan μ =
kekentalan kinematik kg/m det, ρ = kerapatan air dengan satuan kg/m3.
Selanjutnya klasifikasi aliran berdasar bilangan Reynolds dapat dibedakan menjadi tiga kategori, yaitu Re < 500 = aliran laminar, 500< Re < 12,500 = aliran peralihan, dan Re > 12,500 = aliran turbulen. Umumnya pada saluran terbuka mempunyai Re > 12,500 sehingga aliran termasuk dalam kategori aliran turbulen.( Robert, J.K.,2002).
6. Aliran kritis dan superkritis
Aliran dikatakan kritis apabila bilangan Froude (F) sama dengan satu (1), sedangkan aliran disebut subkritis atau kadang-kadang dinamakan aliran tenang (trianguil flow) apabila F < 1 dan disebut superkritis atau aliran cepat (rapid flow) apabila F > 1. Pada aliran terbuka biasanya digunakan kedalaman hidraulis D sebagai panjang karakteristik, sehingga F dapat ditulis sebagai berikut (Rangga Raju, 1981):
F = . ………….……….……….………..……. (2.5)
Dengan
F = bilangan Froude,
V = kecepatan rata-rata aliran (m/det),
g = pecepatan grafitasi (m2/det), L = panjang karakeristik (m).
Aliran kritis diperoleh dengan menyempitkan saluran Seringkali ditambah peninggian dasar saluran untuk memperoleh aliran kritis pada bagian sempitnya venturi flue.
Dari persamaan energi diperoleh :
= + = + ……….……….(2.6)
7. Aliran Berubah Beraturan
Aliran berubah beraturan (spatially varied flow) atau lambat laun (gradually) memiliki debit seragam akibat pertambahan ataupun pengurangan air di sepanjang saluran. Pertambahan maupun pengurangan air ini akan menyebabkan gangguan pada energi atau kadar momentum (momentum content) aliran. Maka sifat-sifat hidrolis aliran berubah beraturan akan lebih rumit dibandingkan dengan aliran yang debitnya tetap.
Sifat-sifat hidrolis aliran berubah beraturan yang debitnya bertambah besar dalam hal-hal tertentu berbeda dengan aliran yang sama namun debitnya berkurang. Adapun jenis aliran berubah beraturan ada saluran adalah :
1. Aliran dengan penambahan debit (flow with increasing discharge) Aliran ini terjadi jika campuran turbulensi pertambahan air yang mengalir disepanjang aliran. Maka kehilangan energi yang besar membuat
saluran yang direncanakan untuk aliran berubah beraturan secara hidrolis kurang berfungsisecara tepat.
2. Aliran dengan penurunan debit (flow with decreasing discharge)
Pada dasarnya aliran berubah beraturan ini dapat dianggap sebagai aliran terbagi yaitu : air yang terbagi tidak mempengaruhi tinggi energi.
Jenis aliran ini telah diteliti dan diperiksa secara teori maupun hasil percobaan. Maka penggunaan persamaan energi dapat mempermudah dalam menyelesaikan masalah ini.
Langkah-langkah untuk menurunkan persamaan aliran berubah beraturan adalah :
1. Aliran bergerak dalam satu arah, adanya arus melintang yang cukup deras berbentuk aliran melingkar, khususnya pada saluran pelimpah.
Akibat efek arus dan turbulensi yang ditimbulkan tidak dapat diuraikan, untuk mengatasi hal tersebut dapat menggunakan prinsip momentum.
Permukaan air dalam arah lateral yang tidak menentu akibat adanya arus melintang dapat diabaikan.
2. Pembagian kecepatan pada penampang melintang selalu tetap dan seragam yaitu : koefisien pembagian kecepatan diambil = 1. Tetapi jika diperlukan nilai koefisien yang tepat dapat diterapkan.
3. Tekanan pada aliran bersifat hidrostatis, terjadi akibat aliran sejajar.
Akan tetapi pada bagian pengeluaran aliran akan melengkung dan
cukupmenyimpang dari berbagai anggapan. Nilai koefisien pembagian tekanan yang tepat dapat diterapkan bila diperlukan.
4. Kemiringan saluran relatif kecil sehingga efeknya terhadap tinggi tekanan dan gaya pada penampang saluran sangat kecil. Bila kemiringan cukup besar, dapat dilakukan koreksi terhadap efek saluran.
5. Rumus Manning dapat digunakan untuk menghitung kehilangan energi akibat gesekan dan gaya geser yang terjadi di sepanjang dinding saluran.
6. Efek udara yang mausk dapat diabaikan. Akan tetapi dapat juga dilakukan koreksi terhadap hasil perhitungan apabila diperlukan.
Aliran berubah beraturan (gradually varied flow), merupakan aliran yang berubah secara bervariasi tehadap kecepatan yang berubah secara sedikit demi sedikit (gradually) dari satu potongan ke potongan yang lain.
Serat aliran pada dasarnya sejajar dan tekanan hirostatik dapat ditentukan, kecepatan dan tampang basah yang berubah secara progresif dari suatu tampang ke tampang yang lain. Kecepatan aliran di sepanjang saluran dapat dipercepat atau diperlambat, sesuai dengan kondisi saluran.
E. Energi Spesifik (Specific Energy)
Energi Spesifik adalah energi relatif terhadap dasar saluran . Prinsip energi yang diturunkan untuk aliran melalui pipa dapat juga digunakan untuk aliran melalui saluran terbuka. Energi yang terkandung di dalam satu satuan berat air yang mengalir di dalam saluran terbuka terdiri dari tiga bentuk yaitu energi kinetik, energi tekanan, dan energi elevasi di atas garis referensi.
Energi kinetik pada suatu tampang di saluran terbuka di berikan oleh bentuk /2g, dengan V adalah kecepatan rerata aliran di tampang tersebut.
Apabila koefisien koreksi energi diperhitungkan maka energi kinetik mempunyai bentuk /2g. Nilai adalah antara 1,05 dan 1,2 yang tergantung pada bentuk distribusi kecepatan.
Oleh karena aliran melalui saluran terbuka mempunyai permukaan air bebas yang terbuka ke atmosfer, maka tekanan pada permukaan air adalah konstan dan diambil p = 0 (sebagai tekanan referensi). Energi tekanan di saluran terbuka biasanya dihitung dengan referensi terhadap permukaan air. Apabila di aliran di saluran terbuka adalah sepanjang garis kemiringan yang lurus, tekanan pada titik A yang terendam air adalah sama dengan jarak vertikal dari muka air ke titik tersebut. Untuk suatu tampang saluran , kedalaman air pada tampang tersebut, y biasanya digunakkan untuk menunjukkan tinggi tekanan, yaitu y=p/ . Tetapi apabila air mengalir melalui dasar saluran yang berbentuk lengkung, seperti pada bangunan
pelimpah atau bending, gaya sentrifugal yang terjadi karena massa air yang mengalir pada dasar lengkung tersebut dapat menyebabkan perbedaan tekanan yang cukup besar dari tekanan yang diukur dari kedalaman aliran.
Untuk air yang mengalir di atas kurva cembung, gaya sentrifugal bekerja dalam arah yang berlawanan dengan gaya gravitasi.
Gambar 3. Perubahan tampang karena kenaikan dasar saluran subkritis (bersumberkan dari jurnal energi spesifik).
Energi spesifik adalah tinggi tenaga pada sembarang tampang diukur dari dasar saluran. Besarnya energi spesifik dapat dirumuskan sebagai berikut (Ven Te Chow,1959 dalam Robert,J.K., 2002) :
E= ………..……….…(2.7)
Energi spesifik aliran pada penampang tertentu sebagai total energi pada penampang yang dihitung dengan menggunakan dasar saluran sebagai titik duga ditentukan dengan :
E1=h1+ …………..……….………..(2.8) Dengan :
E = tinggi energi (m) h = tinggi muka air (m) V = kecepatan aliran (m/det) g = kecepatan gravitasi (m/det2)
Gambar 4. Parameter energi spesifik (Robert.j.k. (2002)
Dasar saluran diasumsikan mempunyai kemiringan landai atau tanpa kemiringan. (Z) adalah ketinggian dasar diatas garis sreferensi yang dipilih, (h) adalah kedalaman aliran, dan faktor koreksi energi (α) dimisalkan sama dengan satu. Energi spesifik aliran pada setiap penampang tertentu dihitung sebagai total energi pada penampang itu dengan menggunakan dasar saluran sebagai referensi (Rangga Raju, 1981). Persamaan energi secara umum adalah :
H= z + h cos θ + α ………..…...… (2.9)
sehingga persamaan energi untuk saluran datar (θ = 0), adalah
E= + h………...(.2.10) Berhubung Q = v x A, maka rumus energi spesifik menjadi :
E= + h……….………(2.11)
Dengan
H = tinggi energi (cm)
z = tinggi suatu titik terhadap bidang referensi (cm) α = koefisien energi, pada perhitungan selanjutnya α = 1 E = energi spesifik (cm)
h = kedalaman aliran (cm)
v = kecepatan aliran rata-rata (cm/detik) A = luas penampang (cm2)
g = percepatan grafitasi (cm/detik2) Q = debit (cm3/det).
Perbedaan energi sebelum penyempitan dan energi setelah penyempitan dikenal sebagai kehilangan energi, yaitu ΔE = E1 - E2.
F. Prinsip energi dan Momentum
Dalam ilmu hidrolika dasar, diketahui bahwa jumlah energi dalam kaki-pon per pon air dari setiap aliran yang melalui suatu penampang
saluran dapat dinyatakan sebagai jumlah tinggi air dalam kaki, yang setara dengan jumlah dari ketinggian di atas suatu bidang persamaan, tinggi tekanan dan
Gambar 5. Energi dalam aliran saluran terbuka berubah beraturan (bersumberkan dari jurnal energi spesifik dan aliran kritis) tinggi kecepatan. Misalnya pada suatu bidang persamaan, jumlah tinggi H pada suatu penampang O, dititi A pada aliran arus di saluran yang kemiringannya besar (gambar 4) dapat dinyatakan:
H = + cos θ + ………..( 2.12)
dengan adalah tinggi titik A di atas bidang persamaan, adalah dalamnya titik A di bawah muka air diukur sepanjang penampang saluran, θ
merupakan sudut kemiringan dasar saluran, dan adalah tinggi kecepatan dari arus yang mengalir melalui A.
Umumnya, setiap arus yang melalui suatu penampang saluran akan mempunyai tinggi kecepatan yang berbeda-beda berdasarkan pembagian kecepatan yang tidak seragam dalam aliran yang terjadi sesungguhnya.
Hanya dalam suatu aliran ideal sejajar dan pembagian kecepatannya seragam, tinggi kecepatan dapat benar-benar sama untuk setiap titik pada penampang melintangnya.
Namun untuk aliran-berubah-beraturan (gradually vried flow), untuk keperluan praktis dianggap bahwa tinggi kecepatan setiap titik pada penampang saluran adalah sama, dan untuk mengoreksi semua pengaruh yang diakibatkan oleh pembagian kecepatan yang tidak seragam dipakai suatu koefisien energi, maka, jumlah energi pada penampang saluran adalah.
H = z + d cos θ +α ……….………(2.13) Untuk saluran yang kemiringannya kecil, θ ≈ 0. Maka jumlah energi pada penampang saluran adalah
H = z + d +α ……….………….…(2.14) Sekarang dimisalkan suatu saluran presmatis yang kemiringannya besar (Gambar 5). garis yang menyatakan ketinggian dari jumlah tinggi
aliran disebut Garis Energi. Kemiringan garis ini disebut Gradien energi (Energy Gradient) dinyatakn dengan tanda . Kemiringan permukaan air dinyatakan dengan tanda sedangkan kemiringan dasar saluran dinyatakan dengan tanda = sin θ. Untuk aliran seragam, = = = sin θ.
Menurut prinsip kekekalan energi, jumlah tinggi energi pada penampang 1 di hulu akan sama dengan jumlah tinggi energy pada penampang 2 di hilir akan sama dengan jumlah tinggi di antara kedua penampang atau
+ cos θ + = + cos θ + + ………….…(2.15)
Persamaan ini berlaku untuk aliran sejajar atau berubah beraturan.
Untuk suatu saluran yang kemiringannya kecil, persamaan di atas berubah menjadi :
+ + = + + + ………...……….(2.16)
Persamaan di atas dikenal sebagai persamaan energi ( energy equation), jika = = 1 dan = 0 Persamaan ( 2.16) menjadi
+ + = + + = tetap………...…………(2.17)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A.Lokasi Penelitian
Untuk mendukung pelaksanaan penelitian digunakan fasilitas Laboratorium Hidraulika Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
B. Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan selama 3 bulan, dimana bulan (1) pertama dan (2) kedua merupakan kajian literature mengenai energi spesifik pada saluran terbuka. Dan melakukan eksperimen kenaikan muka air di mulai 2 cm hingga 6 cm setelah dinaikkan kemudian kami amati perubahan aliran tersebut, dan sekaligus pengambilan data. Percobaan Ini di lakukan selama 3 kali dengan debit yang sudah kami tetapkan pada saat running kosong. Pada bulan (3) ketiga kami menurunkan atau merendahkan tinggi muka air di mulai 6 cm sampai 2 cm, setelah diturunkan kemudian kami kembali amati perubahan aliran tersebut, dan sekaligus pengambilan data.
Percobaan ini di lakukan selama 3 kali dengan debit yang sudah kami tetapkan pada saat running kosong.
29
C.Jenis Penelitian dan Sumber Data
Jenis penelitian ini adalah eksperimen laboratorium, yaitu observasi dibawah kondisi buatan, dimana kondisi tersebut dibuat dan diatur oleh peneliti yang dilakukan dengan mengadakan manipulasi terhadap obyek penelitian dengan tujuan untuk mengetahui ada tidak perubahan yang terjadi pada saat menaikkan dasar saluran dan menurunkan dasar saluran pada saluran terbuka dengan melakukan beberapa kelompok eksperimen.
Pada penelitian ini menggunakan dua sumber data:
1. Data primer yakni data yang diperoleh langsung dari pengamatan di Laboratorium.
2. Data sekunder yakni data yang diperoleh dari literature dan hasil penelitian yang sudah pernah dilakukan sebelumnya yang berkaitan dengan peninggian dan penurunan dasar saluran pada saluran terbuka
2. Data sekunder yakni data yang diperoleh dari literature dan hasil penelitian yang sudah pernah dilakukan sebelumnya yang berkaitan dengan peninggian dan penurunan dasar saluran pada saluran terbuka
