KARAKTERISTIK PARAMETER HIDROLIS DENGAN VARIASI TINGGI BUKAAN PINTU SORONG PADA
SALURAN TERBUKA
Disusun oleh
MISBAR FITRI YUNUS
105 81 1660 12 105 81 1650 12
JURUSAN TEKNIK SIPIL PENGAIRAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
MAKASSAR
KARAKTERISTIK PARAMETER HIDROLIS DENGAN VARIASI TINGGI BUKAAN PINTU SORONG PADA
SALURAN TERBUKA
Skripsi
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar Sarjana Program Studi Teknik Pengairan
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Disusun oleh
MISBAR FITRI YUNUS
105 81 1660 12 105 81 1650 12
JURUSAN TEKNIK SIPIL PENGAIRAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
MAKASSAR
iii
1Jurusan Teknik Sipil Pengairan Fakultas Teknik Unismuh Makassar
Email: misbar.tekniksipil@gmail.com
2Jurusan Teknik Sipil Pengairan Fakultas Teknik Unismuh Makassar
Email: fitriyunus8.fy@gmail.com
ABSTRAK
Abstrak; Misbar dan Fitri Yunus; (2017) Karakteristik Parameter Hidrolis dengan Variasi Tinggi Bukaan Pintu Sorong pada Saluran Terbuka dibimbing oleh Lawalenna Samang dan Nurnawaty. Saluran terbuka adalah saluran dimana air yang mengalir mempunyai permukaan bebas yang langsung berhubungan dengan udara luar dan disebabkan oleh kemiringan saluran serta permukaan air. Pintu sorong (sluice gate) adalah bangunan hidrolik yang sering digunakan untuk mengatur masuknya air kemudian dibagi atau untuk mengatur debit intake pada embung atau di saluran irigasi. Melalui penelitian ini dapat di berikan gambaran tentang karakteristik parameter aliran berdasarkan pada pengukuran dan perhitungan meliputi: debit yaitu (Q1 0,00029 m3/det – Q4 0,00092 m3/det) dengan
h (0,015 - 0,030 m), parameter kecepatan yaitu (Vo 0,051 - 0,345 m/det dan V1
0,245 - 0,864 m/det), parameter kedalaman muka air yaitu (yo 0,015- 0,187 m dan
y1 0,012 - 0,025 m), bilanga Froude (hulu 0,037 – 0,665 menghasilkan aliran subkritis dan hilir 0,460 – 2,332 menghasilkan aliran subkritis - superkritis), bilangan Reynolds (hulu 1879 – 7482 dan hilir 3131 – 10487 yang menghasilkan perilaku aliran transisi) serta hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh bukaan pintu sorong terhadap aliran menyatakan bahwa makin tinggi bukaan maka kedalaman air di hulu makin rendah sebaliknya untuk di hilir, sedangakan makin tinggi bukaan maka makin cepat kecepatan aliran di hulu sebaliknya untuk di hilir.
Kata Kunci: Saluran Terbuka, Pintu Sorong, Bilangan Froude dan Reynolds.
iv
Misbar1, Fitri Yunus2
1Jurusan Teknik Sipil Pengairan Fakultas Teknik Unismuh Makassar
Email: misbar.tekniksipil@gmail.com
2Jurusan Teknik Sipil Pengairan Fakultas Teknik Unismuh Makassar
Email: fitriyunus8.fy@gmail.com
ABSTRACT
Abstract; Misbar and Fitri Yunus; (2017) Characteristics of Hydraulic Parameters with High Variation Openings of Open Sluice Gates on Open Channels are guided by Lawalenna Samang and Nurnawaty. An open channel is a channel where the flowing water has a free surface which is directly related to the outside air and caused by the slope of the channel and the water surface. Sluice gate is a hydraulic building that is often used to regulate the water entry and then divided or to regulate the intake discharge on the embung or in the irrigation canal.b Through this research can be illustrated on the characteristics of flow parameters based on the measurements and calculations include: discharge ie (Q1 0.00029 m3/s - Q4
0.00092 m3/s) with h (0,015 - 0,030 m), speed parameter ie (Vo 0,051 - 0,345 m/s
and V1 0,245 - 0,864 m/s), water depth parameter ie (yo 0,015 - 0,187 m and y1
0,012 - 0,025 m), say Froude (upstream 0,037 - 0,665 produce subcritical flow and downstream 0,460 - 2,332 produce subcritical flow - supercritical), Reynolds number (upstream 1879 - 7482 and downstream 3131 - 10487 resulting in transition flow behavior) and the results showed that the influence of the opening of the sliding door to the flow states that the higher the aperture the water depth in the upstream is lower for the downstream, while the higher the openings the faster the upstream velocity flow to the downstream.
Keywords: Open Channels, Sluice Gate, Froude Numbers and Reynolds.
v
Syukur Alhamdulillah panulis panjatkan ke hadirat Allah AWT, karena
rahmat dan hidayah-Nyalah sehingga dapat menyusun skripsi tugas akhir ini, dan
dapat kami selesaikan dengan baik.
Skripsi tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan Akademik
yang harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan Program Studi pada Jurusan
Sipil Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun
judul tugas akhir kami adalah “KARAKTERISTIK PARAMETER HIDROLIS
DENGAN VARIASI TINGGI BUKAAN PINTU SORONG PADA SALURAN
TERBUKA”.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam penulisan skripsi tugas
akhir ini masih terdapat kekurangan-kekurangan, hal ini disebabkan karena
penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu
ditinjau dari segi teknis penulisan maupun dari perhitungan-perhitungan. Oleh
karena itu, penulis menerima dengan sangat ikhlas dan senang hati segala koreksi
serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat bermanfaat.
Skripsi tugas akhir ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan dan
bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala ketulusan dan
kerendahan hati, kami mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan yang
vi
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Lawalenna Samang, M.Si., M.Eng. selaku Pembimbing I
dan Ibu Ir. Hj. Nurnawaty, S.T., M.T. selaku Pembimbing II, yang telah
banyak meluangkan waktu dalam membimbing kami
2. Bapak Ir. Hamzah Ali Imran, S.T., M.T. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak Muh. Syafaat. S. Kuba, S.T. sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil
Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
4. Bapak dan Ibu dosen penguji, dosen pengajar serta para staf di Fakultas
Teknik atas segala saran, masukan, waktu dan melayani penulis selama
mengikuti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan Ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih sayang, do’a serta
pengorbanannya terutama dalam bentuk materi untuk menyelesaikan kuliah
kami.
6. Saudara dan rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik terkhusus Angkatan
2012 (MISIEL) yang banyak membantu dalam menyelesaikan, serta segala
pihak yang memberi informasi dalam menulisan skripsi tugas akhir ini.
Semoga semua pihak tersebut di atas mendapat pahala yang berlipat ganda
di sisi Allah SWT dan skripsi tugas akhir yang sederhana ini dapat bermanfaat
bagi penulis, rekan-rekan, masyarakat serta bangsa dan Negara. Amin. “Billahi Fii Sabilil Hak Fastabiqul Khaerat”.
Makassar, 14 November 2016
vii Halaman HALAMAN JUDUL ... i HALAMAN PENGESAHAN ... ii ABSTRAK ... iii ABSTRACT ... iv KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR PERSAMAAN... xii
DAFTAR NOTASI SINGKATAN ...xiv
BAB I. PENDAHULUAN …… ... 1 A. Latar Belakang ... 1 B. Rumusan Masalah ... 2 C. Tujuan Penelitian ... 3 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah ... 4 F. Sistematika Penulisan ... 5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA …… ... 6
A. Saluran Terbuka ... 6
B. Aliran Saluran Terbuka ... 7
viii
C. Parameter Hidrolis Kecepatan dan Debit ... 17
D. Aliran Pintu Sorong ... 23
BAB III. METODE PENELITIAN …… ... 27
A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 27
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data ... 27
C. Desain Penelitian ... 28
D. Teknik Analisa Data ... 30
E. Variabel Penelitian... 33
F. Prosedur Penelitian ... 34
G. Flow Chart Penelitian ... 38
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN …… ... 39
A. Debit Pengaliran Tanpa Pintu ... 39
B. Karateristik Parameter Hidrolis dan Jenis Aliran Pintu Sorong ... 40
C. Jenis Aliran pada Pintu Sorong ... 43
D. Pengaruh Bukaan Pintu Terhadap Aliran ... 51
BAB V. PENUTUP …… ... 55
A. Kesimpulan ... 55
B. Saran ... 56
ix
Halaman
Gambar 1 : Lengkung Energi Spesifi ... 8
Gambar 2 : Aliran Laminer ... 12
Gambar 3 : Aliran Turbulen ... 13
Gambar 4 : Pintu Sorong dan Detail Teknisinya ... 24
Gambar 5 : Aliran di Bawah Pintu Sorong ... 24
Gambar 6 : Aliran Tenggelam dan Tak Tenggelam ... 26
Gambar 7 : Denah Alat Penelitian ... 29
Gambar 8 : Profil Alat Penelitian ... 29
Gambar 9 : Potongan Saluran ... 30
Gambar 10 : Detail Pintu Sorong ... 30
Gambar 11 : Sketsa Aliran Tanpa Pintu ... 36
Gambar 12 : Sketsa Aliran dengan Pintu dan bukaan (P1) 0,5 cm ... 36
Gambar 13 : Sketsa Aliran dengan Pintu dan bukaan (P2) 1 cm ... 36
Gambar 14 : Sketsa Aliran dengan Pintu dan bukaan (P3) 1,5 cm ... 37
Gambar 15 : Flow Chart Penelitian ... 38
Gambar 16 : Hubungan h vs Q ... 40
Gambar 17 : Hubungan y0 vs V0 di Hulu Pintu Sorong ... 41
Gambar 18 : Hubungan y1 vs V1 di Hilir Pintu Sorong ... 42
Gambar 19 : Hubungan V0 vs Fr di Hulu Pintu Sorong ... 44
Gambar 20 : Hubungan V1 vs Fr di Hilir Pintu Sorong ... 45
x
Gambar 22 : Hubungan V1 vs Re di Hilir Pintu Sorong ... 47
Gambar 23 : Hubungan V0 vs E di Hulu Pintu Sorong ... 49
Gambar 24 : Hubungan V1 vs E di Hilir Pintu Sorong ... 50
Gambar 25 : Hubungan P vs V ... 52
xi
Halaman
Tabel 1 : Kecepatan Maksimum Menurut Fortier dan Scobey ... 18
Tabel 2 : Koefisien Kekasaran Kutter (N = 1/kst) ... 19
Tabel 3 : Koefisien Bazin ... 20
Tabel 4 : Harga n (KoefisienManning) ... 22
Tabel 5 : Perhitungan Debit Tanpa Pintu ... 39
Tabel 6 : Perhitungan kecepatan aliran di hulu ... 41
Tabel 7 : Perhitungan kecepatan aliran di hilir ... 42
Tabel 8 : Perhitungan Bilangan Froude di hulu ... 43
Tabel 9 : Perhitungan Bilangan Froude di hilir ... 44
Tabel 10 : viskositas kinematis sebagai hubungan fungsi suhu ... 46
Tabel 11 : Perhitungan Bilangan Reynolds di hulu ... 46
Tabel 12 : Perhitungan Bilangan Reynolds di hilir ... 47
Tabel 13 : Perhitungan Energi Spesifik di hulu ... 48
Tabel 14 : Perhitungan Energi Spesifik di hilir ... 49
Tabel 15 : Data Kecepatan Aliran ... 51
xii
DAFTAR PERSAMAAN
Halaman
Persamaan 1 : Energi Spesifik ... 7
Persamaan 2 : Kedalaman Kritis ... 8
Persamaan 3 : Menghitung Nilai Bilanga Froude ... 10
Persamaan 4 : Froude Pada Prototipe Atau Model ... 10
Persamaan 5 : Menghitung Nilai Bilanga Reynolds ... 13
Persamaan 6 : Luas Penampang Saluran ... 15
Persamaan 7 : Tinggi Jagaan Saluran ... 15
Persamaan 8 : Keliling Basah Saluran ... 15
Persamaan 9 : Jari-jari Hidrolis ... 16
Persamaan 10 : Lebar Dasar ... 16
Persamaan 11 : Kedalan Hidraulis ... 16
Persamaan 12 : Faktor Penampang, untuk Alian Kritis ... 17
Persamaan 13 : Faktor Penampang, untuk Alian Seragam ... 17
Persamaan 14 : Chezy ... 19
Persamaan 15 : Koefisien Angka C, menurut Kutter ... 20
Persamaan 16 : Koefisien Angka C, menurut Bazin ... 20
Persamaan 17 : Darcy Weisbach ... 21
Persamaan 18 : Manning-Gaukler-Strickler (MGS) ... 21
Persamaan 19 : Debit Pengaliran ... 22
Persamaan 20 : Debit pada Pintu (aliran tenggelam) ... 25
xiii
Persamaan 23 : Debit pengaliran ... 31
Persamaan 24 : Kecepatan aliran ... 32
Persamaan 25 : Bilangan Froude ... 32
Persamaan 26 : Bilangan Reynolds ... 32
xiv
DAFTAR NOTASI SINGKATAN
Q = Debit aliran pada penaliran
A = Luas penampang basah saluran
V = Kecepatan aliran
v = viskositas/kekentalan kinematis
Z = Kedalaman aliran
Fr = Bilangan Froude
Re = Bilangan Reynolds
g = Percepatan gravitasi (Nilai gravitasi bumi = 9,81 m/dtk)
h = Kedalaman hidrolis saluran
L = Panjang karakteristik aliran
b = Lebar dasar saluran
p = Keliling basah saluran
R = Jari-jari hidrolis
n = Koefisien kekasaran Manning dasar saluran
s = Slope atau kemiringan saluran
C = koefisien Chezy
𝜆 = faktor gesekan
P = Tinggi bukaan pintu sorong
yo = Kedalaman air di hulu
y1 = Kedalaman air setelah air loncat
y2 = Kedalaman air di hilir
1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Air yang diciptakan oleh Allah SWT di muka bumi sangat penting bagi
makhluk hidup baik itu tumbuhan, hewan terutama manusia, dimana gerakan
aliran air dapat menghasilkan tenaga alam sehingga tenaganya dapat dimanfaatkan
oleh umat manusia seperti pembangkit listrik tenaga air, saluran irigasi untuk
pertanian, dan bangunan air lainnya. Agar tenaga air yang dihasilkan dapat
maksimal dan teralirkan dengan baik, maka memerlukan suatu perencanaan teknik
yang baik pula (Lucio Canoinica, 2013). Dalam merencanakan suatu bangunan air
seperti bendungan, saluran dan bangunan air lainnya sangat diperlukan gambaran
tentang suatu fenomena aliran yang melewati bangunan air tersebut, dalam
perencanaan saluran terbuka seperti saluran irigasi biasanya terdapat bangunan air
untuk mengatur debit aliran seperti pintu air (Alex Binilang, 2014).
Pintu air merupakan salah satu bangunan air yang dipakai sebagai
masuknya air untuk dibagi atau sebagai pengatur debit aliran. Banyak macam dan
jenis pintu air salah satunya ialah pintu sorong (sluice gate), dalam jaringan irigasi
pintu sorong biasanya ditempatkan pada bagian pengambilan dan bangunan bagi
sadap baik itu saluran sekunder maupun saluran tersier (Pudyono, Sunik, 2013).
Debit aliran dalam saluran irigasi sangat penting, karena bertujuan untuk
dapat mengontrol laju penggunaan air sesuai dengan kebutuhan lahan. Dengan
2
mengontrol debit aliran sesuai dengan yang dibutuhkan. Oleh karena itu perlunya
pengukuran debit aliran pada sebuah saluran irigasi. Kasus yang dapat terjadi di
lapangan apabila kurangnya perhatian terhadap pentingnya pengedalian debit
aliran pada pintu sorong dan bukaan pintu yang tidak efisien dapat mengakibatkan
banjir di daerah hulu dan kekurangan air pada daerah hilir, (Irawan R O, 2016).
Aliran pada saluran terbuka (open channels flow) memiliki suatu
kecenderungan karateristik aliran tersendiri yang melalui setiap jenis bangunan
pengendalian debit. Untuk mengetahui suatu fenomena hidrolis aliran pintu
sorong pada saluran terbuka, dapat dilakukan suatu penelitian terhadap aliran yang
terjadi pada saat melalui saluran terbuka yang berukuran kecil di laboratorium
yang melewati pintu sorong dengan variasi bukaan pintu. Dengan fenomena aliran
yang diperoleh maka dapat dikembangkan kajian yang lebih lanjut terhadap model
bangunan pintu sorong sebagai suatu acuan dalam perencanaan, dimana dengan
memperhitungkan karakteristik aliran dari parameter-parameter yang digunakan
dalam penelitian ini dapat diterapkan dalam perencanaan di lapangan. Melihat dari
uraian latar belakang di atas, maka peneliti bermaksud mengadakan penelitian di
Laboratorium Hidrolika Fakultas Teknik Jurusan Teknik Pengairan Universitas
Muhammadiyah Makassar dengan judul “Karakteristik Parameter Hidrolis
Dengan Variasi Tinggi Bukaan Pintu Sorong Pada Saluran Terbuka”.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan dari latar belakang yang telah diuraikan penulis di atas, maka
1) Berapa besar debit pengaliran (Q) tanpa bukaan pintu sorong?
2) Bagaimana karakteristik parameter hidrolis yang terjadi pada aliran pintu?
3) Bagaimana jenis aliran yang terjadi pada saat melalui pintu sorong?
4) Bagaimana pengaruh variasi bukaan pintu sorong (P) terhadap parameter
hidrolis aliran yang terjadi pada saluran terbuka?
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan dari rumusan masalah yang telah ditetapkan di atas, maka
peneliti menentukan tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1) Untuk mengetahui berapa besar debit pengaliran (Q) tanpa bukaan pintu
sorong yang akan mengalir
2) Untuk mengetahui karakteristik parameter hidrolis yang melewati di hulu dan
di hilir pintu sorong
3) Untuk mengetahui jenis aliran yang melalui pintu sorong
4) Untuk mengetahui pengaruh variasi bukaan pintu sorong (P) yang terjadi
terhadap parameter hidrolis aliran pada saluran terbuka.
D. Manfaat Penelitian
Berdasarkan dari tujuan penelitian yang telah ditetapkan di atas, maka dari
itu peneliti menentukan manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini, yaitu
sebagai berikut:
1. Manfaat Teoritis:
4
referensi ilmiah untuk peneliti berikutnya yang berkaitan langsung dengan
karakteristik parameter hidrolis dengan variasi tinggi bukaan pintu sorong pada
saluran terbuka serta dapat dijadikan sebagai acuan dalam perencanaan bangunan
air di lapangan.
2. Manfaat Praktisi:
a) Bagi Penulis, penelitian ini dapat manambah wawasan penulis tentang
karakteristik parameter hidrolis dengan variasi tinggi bukaan pintu sorong
pada saluran terbuka, serta dapat dijadikan sebagai acuan dalam
perencanaan bangunan air yang ada di lapangan.
b) Bagi Kampus, dalam penulisan ilmiah ini di harapkan menjadi suatu bahan
pustaka, referensi, serta dapat membantu pembaca, khususnya para
mahasiswa yang memiliki minat untuk meneliti mengenai hidraulika
khususnya tentang karakteristik parameter hidrolis dengan variasi tinggi
bukaan pintu sorong pada saluran terbuka.
E. Batasan Masalah
Mengingat sangat luasnya cakupan materi kajian tentang karateristik
aliran, maka untuk lebih fokus dalam penulisan ilmiah ini penulis hanya akan
membahas aliran yang ada di hulu dan hilir bangunan, dimana bangunan
pengendali debit yang digunakan ialah pintu sorong. Dimana pada pintu sorong
digunakan variasi tinggi bukaan pintu untuk mengetahui karateristik parameter
kecil berbentuk segi empat di Laboratorium Hidrolika Fakultas Teknik Jurusan
Teknik Pengairan Universitas Muhammadiyah Makassar.
F. Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN, pada bab ini akan dijelaskan mengenai latar
belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, batasan masalah,
dan sistematika penulisan.
BAB II KAJIAN PUSTAKA, pada bab ini berisi landasan teori yang
digunakan untuk membahas masalah yang diangkat dalam penelitian yaitu masalah
karakteristik parameter hidrolis dengan variasi tinggi bukaan pintu sorong pada
saluran terbuka. Mencakup teori-teori dan konsep-konsep yang relevan, serta
penelitian terdahulu yang mendukung analisis pemecahan masalah dalam
penelitian ini.
BAB III METODE PENELITIAN, pada bab ini berisi mengenai lokasi
penelitian, waktu penelitian, jenis penelitian, metode pengumpulan data, metode
analisis data, tahapan penelitian dan bab ini merupakan landasan dalam
menganalisis data.
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN, pada bab ini
mencakup mengenai gambaran dari hasil penelitian, uraian pembahasan dan
analisa data dari hasil simulasi laboratorium yang telah dilaksanakan selama
penelitian dalam penulisan skripsi.
BAB V PENUTUP, pada bab ini berisi kesimpulan dan saran untuk
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Saluran Terbuka
Air adalah sumber tenaga alam yang gerakannya dapat dimanfaatkan. Agar
tenaga air yang dihasilkan dapat maksimal dan teralirkan dengan baik, maka
memerlukan suatu perencanaan teknik yang baik pula untuk itu, diperlukan
pemahaman ilmu hidraulika. Dimana hidraulika merupakan cabangilmu teknik
yang berkenaan dengan gerakan air, yaitu mengenai penggunaan air untuk
menghasilkan tenaga serta di dalamnya dikenal dengan dua jenis saluran, yaitu
saluran terbuka dan saluran tertutup (Lucio Canoinica, 2013).
Saluran terbuka (open channels) adalah saluran dimana air yang mengalir
mempunyai permukaan bebas yang langsung berhubungan dengan udara luar.
Bertentangan dengan pipa, dimana aliran terjadi di bawah tekanan aliran sedangkan
saluran terbuka hanya disebabkan oleh kemiringan saluran dan permukaan air
(Lucio Canoinica, 2013).
Saluran terbuka digolongkan menjadi dua macam saluran yaitu, saluran
alam (nonprismatis) dan saluran buatan (prismatis). 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 serta
B. Aliran Saluran Terbuka
Aliran pada saluran terbuka (open channels flow) merupakan di bawah
pengaruh gravitasi, dimana air mengalir dari tempat yang tinggi ketempat yang
lebih rendah. Kita ketahui bahwa untuk membuat dan memelihara pengaliran
partikel-partikel air dibutuhkan energi dan harus diubah dari satu bentuk kebentuk
lainnya. Pada saluran terbuka mempunyai tiga bentuk energi hidrolis, yaitu energi
potensial, energi tekanan dan energi kinetik. Juga di dalam saluran terbuka disertai
oleh kehilangan tinggi tekan akibat gesekan hf (Lucio Canoinica, 2013).
Pada saluran terbuka, energi spesifik didefinisikan sebagai jumlah dari
kedalaman aliran (energi potensial) dan tinggi kecepatan (energi kinetik).
Persamaan energi spesifik untuk aliran seragam, dapat dilihat pada persamaan
berikut: 𝐸 = 𝑦 + 𝑣 2 2 𝑔 … … … . . … … … .. (𝟏) Keterangan: E = energi spesifik y = kedalaman aliran (m) g = percepatan gravitasi (m/dtk2). V = kecepatan aliran (m/dtk).
Kurva energi spesifik adalah kurva hubungan antara kedalaman aliran
dengan energi/tinggi tenaga. Aliran pada kedalaman lebih besar dari kedalaman
kritis dinamakan aliran subkritis, sedangkan apabila kurang dari kedalaman kritis
8
Q2 < Q1 Q3 > Q1 Q1
Superkritis (F > y Yc)
Kritis (F =Y Yc) Sub-kritis (F <Y < Yc) h E E1 Ecr E2 h1 hcr h 2 hcr g U 2 2
Gambar 1. Lengkung Energi Spesifik (sumber: Dua K. S. Y. Klaas, 2010)
Pada saluran terbuka segi empat dengan lebar satu satuan panjang, dimana
garis aliran adalah sejajar, dapat ditunjukkan bahwa:
𝑦𝑐 = √ 𝑄
2
𝐵 . 𝑔
3
… … … . … … … .. (𝟐)
Pada saat kemiringan saluran cukup untuk membuat aliran seragam dan
kedalaman kritis, kemiringan ini dinamakan kemiringan kritis. Perlu diperhatikan
bahwa permukaan air dapat menimbulkan gelombang pada saat aliran mendekati
kondisi kritis, karena perubahan saja dari energi spesifik akan mengakibatkan
parubahan aliran yang cukup besar.
1. Klasifikasi Aliran
Menurut Lucio Canoinica dalam bukunya yang berjudul memahami
hidraulika tahun 2013, manyatakan bahwa pentingnya mengetahui klasifikasi
maksimal dan teralirkan dengan baik. Berikut adalah klasifikasi aliran pada saluran
terbuka berdasarkan fungsi waktu, yaitu:
a) Aliran tetap (steady flow) adalah terjadi jika kedalaman aliran atau debit aliran
(Q) yang melalui suatu penampang melintang aliran merupakan dalam keadaan
konstan atau tetap terhadap waktu (dV/dt = 0), contoh: Saluran irigasi
b) Aliran tak tetap (unsteady flow) adalah jika debit aliran (Q) berubah dengan
waktu aliran (dV/dt ≠ 0), contoh: Aliran muara yang dipengaruhi pasang surut,
banjir dan gelombang.
Adapun klasifikasi aliran pada saluran terbuka berdasarkan fungsi ruang,
adalah sebagai berikut:
a) Aliran seragam (uniform flow) adalah jika kecepatan (V) pada semua
penampang melintang aliran atau arus merupakan konstan, contoh: Saluran
drainase
b) Aliran tak seragam (non uniform flow) adalah jika kecepatannya berubah pada
semua penampang melintang aliran atau arus, contoh: Aliran pada pintu air.
Aliran tak seragam dapat dikelompokkan menjadi dua macam aliran, yaitu
sebagai berikut:
1) Aliran berubah beraturan (gradually varied flow), terjadi jika parameter
hidrolis (kecepatan, tampang basah) berubah secara progresif dari satu
tampang ke tampang yang lain.
2) Aliran berubah cepat (rapidly varied flow), terjadi jika parameter hidrolis
berubah secara mendadak (saluran transisi), loncat air, terjunan, aliran
10
Klasifikasi aliran pada saluran terbuka dapat dibedakan dengan bilangan
Froude dan dipengaruhi gaya tarik bumi. Adapun klasfikasi aliran berdasarkan
fungsi bilangan Froude dan dipengaruhi gaya tarik bumi, yaitu sebagai berikut:
a) Aliran kritis, jika bilangan Froude sama denga satu (Fr = 1) dan gangguan
permukaan misal, akibat riak yang terjadi karena batu yang dilempar ke dalam
sungai tidak akan bergarak menyebar melawan arah arus
b) Aliran subkritis, jika bilangan Froude lebih kecil dari satu (Fr < 1), untuk aliran
subkritis kedalaman biasanya lebih besar dan kecepatan aliran rendah (semua
riak yang timbul dapat bergerak melawan arus)
c) Aliran superkritis, jika bilangan Froude lebih besar dari satu (Fr > 1), untuk
aliran superkritis kedalaman aliran relatif lebih kecil dan kecepatan relatif
tinggi. Segala riak yang timbul dari suatu gangguan ialah mengikuti arah aliran.
Adapun persamaan untuk menghitung nilai bilangan Froude, dapat
dinyatakan dalam bentuk sebagai berikut:
𝐹𝑟 = 𝑉
√𝑔. ℎ… … … (𝟑)
Dalam studi model nilai bilangan Froude pada prototipe atau model harus
sama, jadi nilai bilangan Froude dalam pemodelan dapat dinyatakan dalam bentuk
persamaan sebagai berikut:
( 𝑉𝑜 √𝑔. ℎ𝑜) . 𝒎 = ( 𝑉𝑜 √𝑔. ℎ𝑜) . 𝒑 … … … . … … … (𝟒) Keterangan: Fr = bilangan Froude V = kecepatan aliran (m/dtk)
g = percepatan garvitasi, (m/dtk2) h = kedalaman hidrolis saluran (m)
m = model bangunan air
p = prototype bangunan air.
2. Karateristik Aliran
Karakteristik aliran merupakan sifat, perilaku atau kualitas yang melekat
secara alamiah pada aliran fluida yang terjadi di saluran. Klasfikasi aliran pada
saluran juga dapat dibedakan menggunakan bilangan Reynolds.
Menurut bilangan Reynolds dapat dibedakan menjadi 3 bagian klasifikasi
aliran dan disertai dengan karakteristik alirannya masing-masing adalah sebagai
berikut:
a) Aliran laminar
Aliran laminar adalah jika suatu lintasan aliran yang ditunjukkan oleh gerak
partikel-partikel cairan menunjukkan garis-garis halus, sejajar dan tidak
memotong aliran. Menurut French 1985, nilai bilangan Reynolds lebih kecil dari
lima ratus (Re < 500).
Karateristik aliran air pada aliran ini adalah sebagai berikut:
1) Aliran fluida tanpa arus turbulen (pusaran air)
2) Aliran laminer bergarak atau mangalir secara beraturan
3) Partikel fluida mengalir atau bergerak dengan bentuk garis lurus dan
sejajar/paralel
12
5) Perpindahan partikel sedimen dalam zona aliran berpindah dengan cara
menggelinding (rolling) atau terangkat.
Adapun gambar dari aliran laminar pada saluran dapat dilihat pada gambar
di bawah ini:
Gambar 2. Aliran Laminer (sumber: Ridho Ernandi, 2012)
b) Aliran turbulen
Aliran turbulen adalah jika suatu aliran yang ditunjukan oleh gerak pada
partikel-partikel cairan bergerak sepanjang garis lintasan yang berupa
lengkungan-lengkungan tak teratur dan memotong satu sama lain. Menurut French 1985 nilai
bilangan Reynolds lebih besar dari dua belas ribu lima ratus (Re > 12.500).
Karateristik aliran air pada aliran ini adalah sebagai berikut:
1) Aliran partikel tidak menentu
2) Mempunyai kecepatan beraneka ragam
3) Aliran ini lebih efisien dalam mengangkut dan menjalankan sedimen
4) Massa air bergerak ke atas, bawah dan secara lateral berhubungan dengan arah
arus yang umum
5) Dapat memindahkan massa dan momentum.
Adapun gambar dari aliran turbulen pada saluran dapat dilihat pada
Gambar 3. Aliran Turbulen (sumber: Ridho Ernandi, 2012)
c) Aliran transisi
Aliran transisi adalah aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turbulen,
aliran transisi biasanya paling sulit untuk diamati. Menurut French 1985 nilai
bilangan Reynolds antara lima ratus sampai dua belas ribu lima ratus (500 < Re <
12.500).
Adapun persamaan untuk menghitung nilai bilangan Reynolds, adalah
sebagai berikut: 𝑅𝑒 =𝑉 . 𝐿 𝑣 … … … (𝟓) Keterangan: Re = bilangan Reynolds V = kecepatan aliran (m/dtk)
L = panjang karakteristik aliran (m)
v = viskositas/kekentalan kinematis (m2/dtk).
Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir bisa berupa cairan atau gas.
Fluida mengubah bentuknya dengan mudah, sedangkan viskositas fluida
merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap deformasi atau perubahan
bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan, kohesi dan laju
14
3. Regime Aliran
Regime aliran (flow regime) adalah pola tertentu ketika suatu fluida yang
mengalir yang diakibatkan sifat fisik fluida, interaksi antara cairan, gas dan ukuran
kekasaran. Menurut (Cahya Yuni. S. D, 2012), Regime aliran yang mungkin terjadi
pada saluran terbuka adalah sebagai berikut:
a) Subkritis – Laminer adalah apabila nilai bilangan Froude lebih kecil dari pada
satu dan nilai bilangan Reynolds berada pada rentang laminar
b) Superkritis – Laminer adalah apabila nilai bilangan Froude lebih besar dari
pada satu dan nilai bilangan Reynolds berada pada rentang laminar
c) Superkritis – Turbulen adalah apabila nilai bilangan Froude lebih besar dari
pada satu dan nilai bilangan Reynolds berada pada rentang turbulen
d) Subkritis – Turbulen adalah apabila nilai bilangan Froude lebih kecil dari pada
satu dan nilai bilangan Reynolds berada pada rentang turbulen.
C. Penampang Saluran
Geometri atau bentuk penampang saluran (channel section) adalah bentuk
tegak lurus terhadap arah aliran, sedangkan penampang vertikal saluran (vertikal
channel section) adalah suatu penampang melalui titik terbawah atau terendah dari
penampang saluran. Unsur-unsur geometri atau bentuk penampang disertai dengan
persamaan-persamaannya pada saluran terbuka yang digunakan merupakan
a) Luas penampang melintang (A) adalah luas cairan yang dipotong oleh
penampang melintang dan tegak lurus pada arah aliran. Adapun
persamaannya, yaitu:
𝐴 = 𝑏 𝑥 ℎ … … … (𝟔)
Keterangan:
A = luas penampang basah saluran (m2) b = lebar dasar saluran (m)
h = kedalaman hidrolis saluran (m).
b) Tinggi jagaan saluran (W) adalah tinggi saluran mulai dari permukaan air
sampai tanggul. Adapun persamaan dari tinggi jagaan saluran, yaitu:
𝑊 = 0,3 + 0,25 . ℎ … … … (𝟕)
Keterangan:
W = Tinggi jagaan saluran (m)
h = kedalaman hidrolis saluran (m).
c) Keliling basah saluran (P) adalah panjang dasar dan sisi-sisi sampai
permukaan cairan. Adapun persamaan dari keliling basah saluran, yaitu:
𝑝 = 𝑏 + 2ℎ … … … .. (𝟖)
Keterangan:
p = keliling basah saluran (m)
b = lebar dasar saluran (m)
h = kedalaman hidrolis saluran (m).
d) Jari-jari hidrolis (R) adalah perbandingan luas penampang melintang dan
16
𝑅 =𝐴
𝑝… … … .. (𝟗)
Keterangan:
R = jari-jari hidrolis saluran (m)
A = luas penampang basah saluran (m2) p = keliling basah saluran (m).
e) Lebar dasar (b) adalah lebar permukaan air bagian bawah atau dasar saluran.
Adapun persamaan lebar dasar saluran, yaitu:
𝑏 = 𝑛 𝑥 ℎ … … … . … … … …. (𝟏𝟎)
Keterangan:
b = lebar dasar saluran (m)
h = kedalaman hidrolis saluran (m)
n = koefisien kekasaran Manning dasar saluran.
f) Kedalam hidrolis saluran (h) adalah perbandingan luas penampang melintang
dan lebar dasar saluran. Adapun persamaan kedalaman hidrolis saluran,
adalah sebagai berikut:
ℎ =𝐴
𝑏… … … . . … … … … . … (𝟏𝟏)
Keterangan:
h = kedalaman hidrolis saluran (m)
A = luas penampang basah saluran (m2)
b = lebar dasar saluran (m).
g) Faktor penampang (Z) untuk aliran kritis adalah perkalian antara luas
𝑍 = 𝐴𝑥 √ℎ … … … . …. (𝟏𝟐)
Keterangan:
Z = faktor penampang saluran (m)
A = luas penampang basah saluran (m2) h = kedalaman hidrolis saluran (m).
h) Faktor Penampang (Z) untuk aliran seragam perkalian antara luas penampang
dengan pangkat dua per tiga jari-jari hidrolis. Adapun persamaan faktor
penampang, yaitu:
𝑍 = 𝐴 𝑥 𝑅2⁄3… … … . …. (𝟏𝟑)
Keterangan:
Z = faktor penampang saluran (m)
A = luas penampang basah saluran (m2) R = jari-jari hidrolis saluran (m).
D. Parameter Hidrolis Kecepatan dan Debit
Pada saluran terbuka, parameter hidrolis atau kriteria, patokan dan tolak
ukur aliran saluran sangat tidak teratur baik terhadap ruang maupun waktu. Adapun
parameter hidrolis saluran tersebut diantaranya sebagai berikut:
1. Distribusi Kecepatan
Dengan adanya suatu permukaan bebas dan gesekan disepanjang dinding
18
penampang saluran. Distribusi kecepatan aliran juga tergantung pada bentuk
saluran, kekasaran dan kondisi kelurusan saluran. Kecepatan maksimum dalam
saluran biasanya, umumnya terjadi di bawah permukaan bebas sedalam 0,05
sampai 0,25 kedalamanya (Karnisah Iin, 2010).
2. Kecepatan Aliran
Pengukuran debit saluran dikatakan secara tidak langsung apabila kecepatan
alirannya tidak diukur langsung, akan tetapi dihitung berdasarkan rumus hidraulis
debit dengan rumus Manning, Chezy dan Darcy Weisbach. Pada sungai-sungai
yang besar, penggunaan alat ukur yang diterapkan di laboratorium menjadi tidak
praktis, dan pengukuran debit dilakukan dengan suatu alat pengukur kecepatan
aliran yang disebut pengukur arus (current meter).
Kecepatan maksimum yang diijinkan adalah kecepatan rata-rata terbesar
yang tidak menimbulkan erosi pada tubuh saluran. Kecepatan ini sangat tidak
menentu dan bervariasi sehingga saluran lama biasanya mampu menerima
kecepatan lebih besar dibanding saluran baru. Kecepatan maksimum yang diijinkan
dipilih pada air jernih, berdasarkan bahan yang digunakan menurut Fortier dan
Scobey seperti tabel di bawah ini:
Tabel 1. Kecepatan Maksimum Menurut Fortier dan Scobey
No Bahan Nilai n V
1 Pasir Halus 0,02 1,50
2 Debu vulkanis 0,02 2,50
3 Krikil Halus 0,02 2,5
4 Bebatuan 0,035 5
a. Persamaan Chezy
Zat cair yang mengalir melalui saluran terbuka akan menimbulkan
geser/tahanan pada dinding saluran. Tahanan ini akan diimbangi oleh komponen
gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran. Adapun persamaan Chezy
dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:
𝑣 = 𝐶√𝑅𝑠 … … … . … … … .. (𝟏𝟒)
Keterangan:
v = kecepatan pengaliran (m/dtk)
C = koefisien angka saluran
s = slope atau kemiringan dasar saluran
R = jari-jari hidrolis (m)
Menentukan nilai C (koefisien Chezy) menurut Kutter 1869, dapat dilihat
pada tabel di bawah ini:
Tabel 2. Koefisien Kekasaran Kutter (N = 1/kst)
No. Keterangan Permukaan Saluran N
1 Kayu diketam dengan baik, gelas, kuningan 0,009
2 Saluran dari papan kayu, beton yang diratakan 0,010
3 Pipa, Pipa pembuang, Pipa beton 0,013
4 Batu, batu dengan adukan semen 0,015
5 Pasangan batu pecah dengan adukan semen 0,025
6 Saluran lurus dengan tanah tak dilapisi 0,020
7 Saluran lurus dengan krikil tak dilapisi 0,0225
8 Saluran dalam tanah dengan beberapa tikungan 0,0225
9 Saluran dari logam bergelombang, 0,025
10 Tikungan saluran tak dilapisi 0,025
11 Saluran dengan dasar berbatu kasar dan ditumbuhi rumput 0,03
12 Sungai kecil alamia yang berliku dengan kondisi baik 0,035
13 Sungai dengan penampang tak beraturan 0,04 - 0,10
14 Sungai dengan penampang tak beraturan yang berliku 0,04 - 0,10
20
Menentukan nilai C (koefisien Chezy) menurut Bazin 1897, dapat dilihat
pada tabel di bawah ini:
Tabel 3. Koefisien Bazin
No. Keterangan Permukaan Saluran M
1 semen yang sangat halus, kayu yang diketam 0,11
2 Kayu tak diketam, beton atau bata 0,21
3 papan, batu 0,29
4 Pasangan batu pecah 0,83
5 Saluran tanah dalam keadaan baik 1,54
6 Saluran tanah dalam keadaan rata-rata 2,36
7 Saluran tanah dalamKeadaan kasar 3,17
Sumber: Karnisah Iin, 2012
Menentukan besarnya koefisien atau angka C, menurut (Sunggono. KH,
1984) dalam buku teknik sipil dapat dilihat dari persamaan di bawah:
Persamaan Kutter 𝐶 = 23 + 0,00155 𝑠 + 1 𝑛 1 +(23 + 0,00155 𝑠 ) 𝑛 √𝑅 … … … …. (𝟏𝟓) Persamaan Bazin 𝐶 = 87 1 + 𝑚 √𝑅… … … …. (𝟏𝟔) Keterangan:
C = koefisien angka saluran
s = slope atau kemiringan dasar saluran
R = jari-jari hidrolis (m)
m = koefisien Bazin.
b. Persamaan Darcy Weisbach
Adapun persamaan Darcy Weisbach dapat dinyatakan dalam bentuk
persamaan sebagai berikut:
𝑣 = 1
√𝜆√8 𝑔 𝑅𝑠 … … … (𝟏𝟕)
Keterangan:
v = kecepatan pengaliran (m/dtk)
g = percepatan gravitasi (m/dtk2) s = slope atau kemiringan dasar saluran
R = jari-jari hidrolis (m)
𝜆 = faktor gesekan.
c. Persamaan Manning-Gaukler-Strickler (MGS)
Persamaan Manning-Gaukler-Strickler (MGS) paling sering digunakan
untuk menghitung kecepatan aliran pada saluran terbuka, adapun rumus
Manning-Gaukler-Strickler (MGS) dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai
berikut: 𝑉 = 1 𝑛 𝑥 𝑅 2 3 ⁄ 𝑥 𝑠1⁄3… … … (𝟏𝟖) Keterangan:
V = kecepatan aliran penampang (m/dtk)
s = slope atau kemiringan dasar saluran
R = jari-jari hidrolis (m)
22
Menentukan nilai koefisien Manning yang disarankan, dapat dilihat pada
tabel di bawah ini:
Tabel 4. Harga n (Koefisien Manning)
No. Permukaan Harga n yang disarankan
1 kaca, Plastik, Kuningan 0,010
2 Kayu 0,011 - 0,014 3 Besi tuang 0,013 4 Plesteran semen 0,011 5 Pipa pembuang 0,013 6 Beton 0,01 - 0,017 7 Pasangan batu 0,017 - 0,040 8 Batu pecah 0,035 - 0,040 9 Batu bata 0,014
10 Bata dilapisi mortar 0,015
Sumber: Karnisah Iin, 2012
3. Debit Aliran
Debit aliran (Q) adalah laju aliran air dalam bentuk volume air yang
melewati suatu penampang melintang saluran per satuan waktu. Dalam sistem
satuan internasional (SI) besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per
detik (m3/dt). Dalam laporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukkan dalam bentuk hidrograf aliran (Yudah G. S, 2014). Adapun persamaan umum untuk
menghitung debit aliran yang melewati suatu saluran, yaitu:
𝑄 = 𝐴 𝑥 𝑉 … … … . … (𝟏𝟗)
Keterangan:
Q = debit aliran (m3/dtk)
A = luas keliling basah penampang (m2) V = kecepatan aliran (m/dtk).
E. Aliran Pintu Sorong
Pintu sorong (sluice gate) adalah bangunan hidrolik yang sering digunakan
untuk mengatur masuknya air kemudian dibagi atau untuk mengatur debit intake
pada embung atau di saluran irigasi. Dalam sistem saluran irigasi, pintu sorong
biasanya ditempatkan pada bagian pengambilan dan bangunan bagi sadap baik itu
saluran sekunder maupun saluran tersier. Aliran air yang lewat di bawah pintu
sorong (underflow) merupakan aliran super-kritis (Pudyono, Sunik, 2013).
Pintu sorong pada saat ini umumnya terbuat dari besi dan kayu, pintu besi
rawan korosi sehingga cepat rusak dan sering kali macet apabila tidak dioperasikan
dalam jangka waktu lama, selain itu karena harga jual besi cukup menarik pintu
besi banyak hilang karena pencurian.
Adapun kelebihan-kelebihan yang dimiliki pintu sorong menurut buku
KP-04 adalah sebagai berikut:
1) Tinggi muka air hulu dapat dikontrol dengan tepat
2) Pintu sorong kuat dan sederhana
3) Sedimen yang diangkut oleh saluran hulu dapat melewati pintu sorong.
Adapun kekurangan-kekurangan yang dimiliki pintu sorong menurut buku
KP-04 adalah sebagai berikut:
1) Kebanyakan benda-benda hanyu bisa tersangkut di pintu sorong
2) Kecepatan aliran dan muka air hulu dapat dikontrol dengan baik jika aliran
modular.
Berikut adalah gambar detail dari pintu sorong yang sering digunakan pada
24
Gambar 4. Pintu Sorong dan Detail Teknisnya (sumber: Dua K. S. Y. Klaas, 2010)
Pintu sorong dipakai dengan tinggi maksimum sampai 3 m dan lebar tidak
lebih dari 3 m, pintu tipe ini hanya digunakan untuk bukaan kecil, karena untuk
bukaan lebih besar alat-alat angkatnya akan terlalu berat untuk menanggulangi
gaya gesekan pada sponeng.
Pada pintu sorong persamaan Bernoulli hanya dapat diterapkan apabila
kehilangan energi dapat diakibatkan atau sudah diketahui. Berikut gambar aliran
air dibawah pintu sorong.
Keterangan:
Q = debit aliran (m3/dtk)
P = tinggi bukaan pintu sorong (m)
Ho = tinggi tekanan total di hulu (yo + Vo2/2g)
H1 = tinggi tekanan total di hilir (y1 + V12/2g)
yo = kedalaman air di hulu (m)
y2 = kedalaman air di hilir (m).
Debit aliran yang terjadi pada pintu sorong, menurut buku KP-04 dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Untuk aliran tenggelam:
𝑄 = 𝐾 . µ . 𝑃 . 𝑏 √2 𝑔 . 𝑦𝑜 … … … . … … . … … … .. (𝟐𝟎)
Untuk aliran tak tenggelam:
𝑄 = µ . 𝑃 . 𝑏 √2 𝑔 . 𝑦𝑜 … … … . … … . … … . . … … . . … … … … .. (𝟐𝟏)
Keterangan:
Q = debit aliran (m3/dtk)
µ = koefisien debit
K = koefisien tenggelam
b = lebar pintu sorong (m)
P = tinggi bukaan pintu sorong (m)
yo = kedalaman air di hulu pintu sorong (m)
g = percepatan gravitasi (m/dtk2).
Pintu sorong adalah jenis pintu yang dioperasikan dengan menggeser pintu
26
sorong dapat berupa aliran tenggelam dan tak tenggelam, untuk mengetahui
perbedaan aliran tenggelam dengan aliran tak tenggelam dapat dilihat pada gambar
di bawah ini:
Gambar 6. Aliran Tenggelam dan Tak Tenggelam (sumber: Buku KP-04, 2010)
Pada aliran kondisi tenggelam adalah kedalaman aliran di hilir sebelum
loncatan lebih besar dari pada hasil perkalian koefisien kontraksi dan bukaan pintu
(y1 > Cc. P). Sebaliknya pada aliran tak tenggelam adalah kedalaman aliran di hilir
sebelum loncatan sama dengan hasil perkalian antara koefisien kontraksi dengan
bukaan pintu (y1 = Cc. P).
Nilai koefisien debit (µ) dipengaruhi oleh perbandingan yo/P dan nilai
koefisien debitnya dapat dilihat pada grafik koefisien debit dari Buku KP-04 kriteria
27
METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
1. Tempat Penelitian
Tempa pada penelitian ini adalah di Laboratorium Hidrolika Fakultas
Teknik Jurusan Teknik Pengairan Universitas Muhammadiyah Makassar, jalan
Sultan Alauddin No. 259 Telpon (0411) 866972. Fax (0411) 8655888 Makassar.
2. Waktu Penelitian
Penelitian ini direncanakan dengan durasi 6 bulan mulai bulan September
tahun 2016 sampai bulan Februari tahun 2017, untuk administrasi sudah dimulai
sejak bulan September tahun 2016, kemudian dilanjutkan dengan pembuatan
proposal, dan pada bulan Desember tahun 2016 dilakukan desain alat, kemudian
dilanjutkan dengan pengamatan/pengukuran di laboratorium untuk mendapatkan
data-data primer sampai pada bulan Maret tahun 2017.
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data
1. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
28
parameter aliran pada saluran terbuka kecil berbentuk segi empat, seperti:
1) Debit pengaliran (Q) yang melalui flume
2) Kecepatan dan kedalaman muka air sebelah hilir dan hulu pada saluran.
2. Sumber Data
Dalam penelitian ini digunakan dua jenis sumber data penelitian yaitu data
primer dan data sekunder. Data-data primer di peroleh dari hasil
pengamatan/pengukuran langsung dari laboratorium terhadap setiap parameter
dengan perilaku dimana setiap parameter pada pintu sorong dilakukan berulang
terhadap sejumlah 4 variasi tinggi muka air (h1,5, h2, h2,5 dan h3), dengan variasi
bukaan pintu (P) yang tetap. Dimana untuk 1 tinggi muka air (h) digunakan dengan
variasi bukaan pintu 3 kali (P0,5, P1 dan P1,5). Jumlah ulangan pengukuran pada
setiap perubahan bukaan pintu sorong dilakukan sebanyak 3 kali.
Data-data sekunder diperoleh melalui studi pustaka dan mengumpulkan data
atau informasi data sekunder dari berbagai sumber terkait, misalnya: laporan
laboratorium hidrolika, jurnal, buku-buku serta laporan-laporan penelitian
terdahulu.
C. Desain Penelitian
Penelitian ini menggunakan peralatan dan bahan yang tersedian di
Laboratorium Hidrolika Fakultas Teknik Jurusan Teknik Pengairan Universitas
1) Peralatan satu set model saluran terbuka (Flume)
2) Model pintu sorong (sluice flume)
3) Pompa air, mistar, stopwatch, dan kamera
4) Bahan yang digunakan (Air, plastisin, fiber glass dan kaca)
Adapun desain alat yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu:
1) Denah
Gambar 7. Denah Alat Penelitian 2) Profil
30
3) Potongan
Gambar 9. Potongan Saluran (Flume) 4) Detail Pintu Sorong
Gambar 10. Detail Pintu Sorong
D. Teknik Analisis Data
Dalam penelitian ini teknik analisis data penelitian yaitu
1. Persamaan Menghitung Debit (Q)
a) Menentukan Volume Aliran
Adapun persamaan untuk menghitung volume air yang melewati suatu
saluran, yaitu:
𝑉𝑜𝑙 = 𝐴 𝑥 𝑆 … … … (𝟐𝟐)
Keterangan:
Vol = volume air (m3) A = luas penampang (m2) S = jarak pengaliran (m)
b) Menghitung Debit Aliran
Adapun persamaan umum untuk menghitung debit aliran yang melewati suatu saluran, yaitu:
𝑄 =𝑉𝑜𝑙
𝑡 … … … . . … … … (𝟐𝟑)
Keterangan:
Q = debit pengaliran (m3/det) Vol = volume air (m3)
t = waktu (det)
2. Persamaan Menghitung Kecepatan Aliran (V)
Adapun persamaan untuk menghitung kecepatan aliran yang melewati suatu saluran, yaitu:
32
𝑉 =𝑄
𝐴 … … … . . … … … (𝟐𝟒)
Keterangan:
V = kecepatan aliran (m/det)
Q = debit pengaliran (m3/det)
A = luas penampang (m2)
3. Persamaan Menghitung Jenis Aliran
a) Menghitung Nilai Bilangan Froude (Fr)
Adapun persamaan untuk menghitung nilai bilangan Froude, dapat dinyatakan dalam bentuk sebagai berikut:
𝐹𝑟 = 𝑉 √𝑔. ℎ … … … . . … … … .. (𝟐𝟓) Keterangan: Fr = bilangan Froude V = kecepatan aliran (m/dtk) g = percepatan garvitasi, (m/dtk2) h = kedalaman hidrolis saluran (m)
b) Menghitung Nilai Bilangan Reynolds (Re)
Adapun persamaan untuk menghitung nilai bilangan Reynolds, adalah sebagai berikut:
𝑅𝑒 =𝑉 . 𝐿
𝑣 … … … . . … … … .. (𝟐𝟔)
Re = bilangan Reynolds
V = kecepatan aliran (m/dtk)
L = panjang karakteristik aliran (m)
v = viskositas/kekentalan kinematis (m2/dtk). c) Menghitung Energi Spesifik
Adapun persamaan untuk menghitung energi spesifik yang terjadi, adalah
sebagai berikut: 𝐸 = 𝑦 + 𝑣 2 2 𝑔 … … … . . … … … . … . . …. (𝟐𝟕) Keterangan: E = energi spesifik y = kedalaman aliran (m) g = percepatan gravitasi (m/dtk2). V = kecepatan aliran (m/dtk). E. Variabel Penelitian
Dalam penelitian ini digunakan dua jenis variabel, yaitu variabel bebas dan
variabel terikat. Variabel yang yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu:
1. Variabel Bebas (independen)
Variabel Bebas adalah variabel yang mempengaruhi atau yang menjadi
sebab terjadinya perubahan atau timbulnya variabel Terikat (dependen) .
34
lain. (Aditya Setyawan, 2011). Dalam penelitian ini variabel bebas yang digunakan,
yaitu:
a) Tinggi muka air sebelum di pengaruhi pintu sorong
b) Tinggi bukaan pintu sorong
c) Kedalaman muka air hulu (yo) dan kedalaman muka air hilir (y1)
d) Kecepatan aliran (V), baik di hulu maupun di hilir
1. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variabel yang di pengaruhi atau yang menjadi akibat
karena adanya variabel bebas. (Aditya Setyawan, 2011). Dalam penelitian ini
variabel terikat yang digunakan, yaitu:
a) Debit pengaliran (Q)
b) Dimensi pintu sorong
c) Dimensi saluran terbuka
F. Prosedur Penelitian
1. Prosedur Simulasi
Adapun prosedur simulasi pada pintu sorong adalah sebagai berikut:
a) Aturlah kedudukan saluran hingga keadaan dasar saluran menjadi
b) Alirkan air ke dalam saluran terbuka dan ukur tinggi muka air sebelum
dipengaruhi pintu sorong, tinggi muka air harus konstan kemudian tinggi muka
air dikonfersi menjadi debit aliran (Q)
c) Pasang pintu sorong pada saluran dan jaga agar kondisi pintu tetap vertikal
d) Atur tinggi bukaan pintu (P) mulai dari P0,5, P1 dan P1,5 untuk satu tinggi muka
air pada saluran, 1 kali pengaliran dengan 1 bukaan pintu untuk 1 pengukuran
data misalnya h 1,5 cm dengan bukaan pintu P0,5 kemudian diukur variabel
yang dibutuhkan
e) Setelah mengukur variabel yang dibutuhkan, untuk bukaan pintu misalnya P0,5
pintu dibuka penuh hingga air lolos semua sampai keadaan tinggi muka air
menjadi konstan kembali. Kemudian pintu ditutup kembali hingga P0,5 catat
kembali hasilnya
f) Setiap satu bukaan pintu pada tinggi muka air yang sama, pengukuran variabel
diulang sebanyak 3 kali
g) Kemudian ubah tinggi muka air dengan memutar keran hingga h 1 cm, dan
ulangi langkah bagian d, e dan f
h) Amatilah pengaliran yang terjadi dan ulangi percobaan untuk tinggi muka air
yang lain.
2. Prosedur Pengumpulan Data
Mencatat data dari hasil pengamatan/pengukuran pada simulasi pintu sorong
pada tabel yang telah disiapkan. Setiap 1 tinggi muka air di variasikan 3 tinggi
36
mencatat data pengamatan sebanyak 3 kali, serta variasi tinggi muka air
dikonfersikan menjadi debit aliran. Berikut adalah sketsa profil aliran pada saluran
terbuka yang digunakan pada penelitian ini, yaitu:
a) Sketsa aliran tanpa pintu, tinggi muka air (h1 = 1,5 cm) dengan debit (Q1 =
0,00029 m3/det)
Gambar 11. Sketsa Aliran Tanpa Pintu
b) Sketsa aliran dengan pintu, tinggi muka air (h1 = 1,5 cm) dengan debit (Q1 =
0,00029 m3/det)
1) Debit (Q1) 0,00029 m3/det dengan bukaan pintu (P1) 0,5 cm
Gambar 12. Sketsa Aliran dengan Pintu dan bukaan (P1) 0,5 cm
2) Debit (Q1) 0,00029 m3/det dengan bukaan pintu (P1) 1 cm
3) Debit (Q1) 0,00029 m3/det dengan bukaan pintu (P1) 1,5 cm
Gambar 14. Sketsa Aliran dengan Pintu dan bukaan (P3) 1,5 cm
Untuk sketsa aliran tinggi muka air atau debit aliran dengan 3 variasi bukaan
pintu dapat dilihat pada lampiran 2.
3. Prosedur Pengolahan Data
Prosedur pengolahan data pada penelitian ini adalah menggunakan analisis data
sebagai berikut:
a) Menentukan besar debit pengaliran tanpa di pengaruhi pintu sorong
b) Membuat grafik hubungan pada setiap parameter hidrolis dan grafik pengaruh
variasi bukaan pintu terhadap aliran yang terjadi pada pintu sorong
c) Analisis data parameter hidrolis dari hasil simulasi pintu sorong dengan variasi
bukaan dan debit aliran, meliputi analisis kecepatan aliran, nilai bilangan
Froude, nilai bilangan Reynolds, serta menghitung energi spesifik.
d) Menarik kesimpulan tentang karateristik parameter hidrolis dan jenis aliran
yang terjadi pada aliran pintu sorong.
e) Menarik kesimpulan tentang pengaruh variasi bukaan pintu sorong terhadap
38
G. Flow Chart Penelitian
Secara skematis meteodologi penelitian ini disajikan secara visual dalam
bentuk Flow Chart, sebagai berikut:
Tidak Ya Tidak Ya
Gambar 15. Flow Chart Penelitian Persiapan Alat dan Bahan Penelitian
Pengukuran dan Pengambilan Data
Validasi Data? Uji Simulasi
Selesai Mulai
Kesimpulan dan saran Studi Literatur
Layak buat simulasi?
39
Tabel 5. Perhitungan Debit Pengaliran Tanpa Pintu
h t Vol V Q
(m) (det) (m³) (m/det) (m³/det)
1 0,015 15,24 0,004 0,256 0,00029
2 0,020 11,67 0,006 0,334 0,00050
3 0,025 10,30 0,007 0,379 0,00071
4 0,030 9,58 0,009 0,407 0,00092
Sumber: Data Hasil Perhitungan No
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Debit Pengaliran Tanpa Pintu
Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya bahwa tujuan dari
penelitian ini adalah untuk mengetahui debit pengaliran tanpa bukaan pintu sorong
pada saluran terbuka, untuk mengetahui karakteristik parameter hidrolis dan jenis
aliran yang melalui aliran pintu sorong dengan variasi bukaan pintu pada saluran
terbuka serta untuk mengetahui pengaruh variasi bukaan pintu sorong terhadap
aliran yang terjadi pada saluran terbuka dengan 4 variasi tinggi muka air (h) yang
kemudian dikonfersi menjadi debit aliran.
Bagian ini membahas tentang debit pengaliran (Q) tanpa bukaan pintu
sorong pada saluran terbuka. Menentukan debit pengaliran dengan menghitung
volume air yang mengalir (luas penampang basah dikali jarak pengaliran) pada
saluran dengan waktu tertentu pada jarak 3,9 m, untuk hasil perhitungan debit
40 0,00029 0,00050 0,00071 0,00092 0,00020 0,00030 0,00040 0,00050 0,00060 0,00070 0,00080 0,00090 0,00100 0,00110 0 , 0 0 0 0 , 0 0 5 0 , 0 1 0 0 , 0 1 5 0 , 0 2 0 0 , 0 2 5 0 , 0 3 0 0 , 0 3 5
Gambar 16. Hubungan tinggi muka air (h) dengan debit pengaliran (Q) Pada gambar 16 menunjukkan bahwa hubungan antara variasi tinggi muka
air (h) dengan debit pengaliran yang dihasilkan (Q) berbanding lurus, dimana
semakin tinggi muka air maka semakin besar debit pengaliran yang dihasilkan.
B. Karakteristik Parameter Hidrolis
Bagian ini membahas tentang karakteristik parameter hidrolis yang melalui
pintu sorong pada saluran terbuka, dengan 4 variasi tinggi muka air (h) yang telah
dikonfersi menjadi debit aliran dan 3 variasi bukaan pintu (P) yang telah ditentukan.
Dimana parameter kecepatan aliran adalah membandingkan antara kecepatan aliran
yang diukur secara langsung dengan kecepatan yang dihitung berdasarkan debit
pengaliran.
Untuk hasil perhitungan kecepatan aliran di hulu dengan variasi debit (Q)
dan bukaan pintu (P) dapat dilihat pada tabel 6 berikut:
D ebi t P eng al ir an , Q ( m ³/ det )
Tabel 6. Perhitungan Kecepatan Aliran di Hulu
Q P y0 A0 V0 diukur V0 dihitung
(m³/det) (m) (m) (m²) (m/det) (m/det)
0,005 0,031 0,0023 0,123 0,125 0,010 0,018 0,0014 0,210 0,213 0,015 0,015 0,0011 0,251 0,256 0,005 0,078 0,0059 0,071 0,086 0,010 0,026 0,0019 0,256 0,260 0,015 0,020 0,0015 0,327 0,334 0,005 0,141 0,0106 0,054 0,067 0,010 0,043 0,0032 0,220 0,222 0,015 0,027 0,0021 0,344 0,346 0,005 0,187 0,0140 0,051 0,065 0,010 0,057 0,0043 0,214 0,214 0,015 0,035 0,0027 0,345 0,346
Sumber: Data Hasil Perhitungan
1 0,00029 No 0,00050 0,00071 0,00092 2 3 4 0,000 0,040 0,080 0,120 0,160 0,200 0,240 0,280 0,320 0,360 0,400 0 , 0 0 0 0 , 0 4 0 0 , 0 8 0 0 , 1 2 0 0 , 1 6 0 0 , 2 0 0 0 , 2 4 0 V0 diukur (Q1) V0 dihitung (Q1) V0 diukur (Q2) V0 dihitung (Q2) V0 diukur (Q3) V0 dihitung (Q3) V0 diukur (Q4) V0 dihitung (Q4)
Gambar 17. Hubungan kedalaman muka air di hulu (y0) dengan kecepatan aliran hulu (Vo) untuk semua debit
Pada gambar 17 menunjukkan bahwa hubungan antara kedalaman muka air
di hulu (y0) dengan kecepatan aliran di hulu yang dihasilkan (V0) untuk semua
debit pengaliran (Q1, Q2, Q3 dan Q4) berbanding terbalik, dimana semakin tinggi
kedalaman muka air di hulu maka semakin lambat kecepatan aliran yang dihasilkan
di hulu pintu sorong, baik itu kecepatan aliran yang diukur secara langsung maupun
kecepatan aliran yang dihitung berdasarkan debit pengaliran (Q).
Kedalaman Muka Air Hulu, yo (m)
K ec epa tan d i H u lu , V0 (m /det )
42
Tabel 7. Perhitungan Kecepatan Aliran di Hilir
Q P y1 A0 V1 diukur V1 dihitung
(m³/det) (m) (m) (m²) (m/det) (m/det)
0,005 0,012 0,00093 0,310 0,311 0,010 0,013 0,00098 0,280 0,295 0,015 0,015 0,00113 0,245 0,256 0,005 0,013 0,00100 0,500 0,501 0,010 0,015 0,00113 0,443 0,446 0,015 0,016 0,00120 0,415 0,418 0,005 0,013 0,00098 0,722 0,728 0,010 0,019 0,00143 0,493 0,498 0,015 0,021 0,00155 0,457 0,458 0,005 0,014 0,00105 0,864 0,872 0,010 0,016 0,00118 0,775 0,780 0,015 0,025 0,00188 0,483 0,489
Sumber: Data Hasil Perhitungan
3 0,00071 4 0,00092 No 1 0,00029 2 0,00050 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 1,000 0 , 0 0 4 0 , 0 0 8 0 , 0 1 2 0 , 0 1 6 0 , 0 2 0 0 , 0 2 4 0 , 0 2 8 V1 diukur (Q1) V1 dihitung (Q1) V1 diukur (Q2) V1 dihitung (Q2) V1 diukur (Q3) V1 dihitung (Q3) V1 diukur (Q4) V1 dihitung (Q4) Untuk hasil perhitungan kecepatan aliran di hilir dengan variasi debit (Q)
dan bukaan pintu (P) dapat dilihat pada tabel 7 berikut:
Gambar 18. Hubungan kedalaman muka air di hilir (y1) dengan kecepatan aliran hilir (V1) untuk semua debit
Pada gambar 18 menunjukkan bahwa hubungan antara kedalaman muka air
di hilir (y1) dengan kecepatan aliran di hilir yang dihasilkan (V1) untuk semua debit
pengaliran (Q1, Q2, Q3 dan Q4) berbanding terbalik, dimana semakin tinggi
Kedalaman Muka Air Hilir, y1 (m)
K ec epa tan d i H il ir , V1 (m /d et )
Tabel 8. Perhitungan Bilangan Froude di Hulu
Q P y0 g V0 (Hulu)
(m³/det) (m) (m) (m/det²) (m/det)
0,005 0,031 9,81 0,123 0,223 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,010 0,018 9,81 0,210 0,500 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,015 0,015 9,81 0,251 0,654 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,005 0,078 9,81 0,071 0,081 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,010 0,026 9,81 0,256 0,511 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,015 0,020 9,81 0,327 0,738 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,005 0,141 9,81 0,054 0,046 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,010 0,043 9,81 0,220 0,340 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,015 0,027 9,81 0,344 0,665 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,005 0,187 9,81 0,051 0,037 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,010 0,057 9,81 0,214 0,286 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,015 0,035 9,81 0,345 0,587 Aliran Sub-kritis (Fr < 1)
Sumber: Data Hasil Perhitungan
No
1 0,00029
2 0,00050
Fr
(Hulu) Jenis Aliran
3 0,00071
4 0,00092
kedalaman muka air di hilir maka semakin lambat kecepatan aliran yang dihasilkan
di hilir pintu sorong, baik itu kecepatan aliran yang diukur secara langsung maupun
kecepatan aliran yang dihitung berdasarkan debit pengaliran (Q).
C. Jenis Aliran Pada Pintu Sorong
Untuk mengetahui jenis dan perilaku aliran yang terjadi dalam proses
pengaliran di hulu dan di hilir pintu sorong dalam saluran dapat dijabarkan
berdasarkan nilai bilangan Froude (Fr) dan nilai bilangan Reynolds (Re).
a) Bilangan Froude
Hasil perhitungan bilangan Froude menentuka jenis aliran yang terjadi di
hulu pintu sorong untuk setiap variasi debit (Q) dengan variasi bukaan pintu yang
44 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4
Tabel 9. Perhitungan Bilangan Froude di Hilir
Q P y1 g V1 (Hilir)
(m³/det) (m) (m) (m/det²) (m/det)
0,005 0,012 9,81 0,310 0,892 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,010 0,013 9,81 0,280 0,785 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,015 0,015 9,81 0,245 0,640 Aliran Sub-kritis (Fr < 1) 0,005 0,013 9,81 0,500 1,383 Aliran Super-kritis (Fr > 1) 0,010 0,015 9,81 0,443 1,156 Aliran Super-kritis (Fr > 1) 0,015 0,016 9,81 0,415 1,047 Aliran kritis (Fr = 1) 0,005 0,013 9,81 0,722 2,023 Aliran Super-kritis (Fr > 1) 0,010 0,019 9,81 0,493 1,143 Aliran Super-kritis (Fr > 1) 0,015 0,021 9,81 0,457 1,016 Aliran kritis (Fr = 1) 0,005 0,014 9,81 0,864 2,332 Aliran Super-kritis (Fr > 1) 0,010 0,016 9,81 0,775 1,976 Aliran Super-kritis (Fr > 1) 0,015 0,025 9,81 0,483 0,975 Aliran kritis (Fr = 1)
Sumber: Data Hasil Perhitungan
No
4 0,00092
Fr
(Hilir) Jenis Aliran
1 0,00029
2 0,00050
3 0,00071
Gambar 19. Hubungan kecepatan aliran di hulu (V0) dengan nilai bilangan Froude untuk semua debit saluran
Pada gambar 19 menunjukkan bahwa hubungan antara kecepatan aliran di
hulu (V0) dengan bilangan Froude (Fr) untuk semua debit pengaliran (Q1, Q2, Q3
dan Q4) berbanding lurus, dimana semakin cepat aliran di hulu yang terjadi maka
semakin besar pula nilai bilangan Froude yang dihasilkan di hulu pintu sorong.
Hasil perhitungan bilangan Froude menentuka jenis aliran yang terjadi di
hilir pintu sorong untuk setiap variasi debit (Q) dengan variasi bukaan pintu yang
digunakan dalam penelitian ini, dapat dilihat pada tabel 9 berikut:
Kecepatan Aliran di Hulu, V0 (m/det)
B il ang an Fr oude , (Fr )
0,000 0,300 0,600 0,900 1,200 1,500 1,800 2,100 2,400 2,700 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 1,000 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4
Gambar 20. Hubungan kecepatan aliran di hilir (V1) dengan nilai bilangan Froude untuk semua debit saluran
Pada gambar 20 menunjukkan bahwa hubungan antara parameter kecepatan
aliran di hilir (V1) dengan bilangan Froude (Fr) untuk semua debit pengaliran (Q1,
Q2, Q3 dan Q4) berbanding lurus, dimana semakin cepat aliran di hilir yang terjadi
maka semakin besar pula nilai bilangan Froude yang dihasilkan di hilir pintu
sorong.
Berdasarkan hasil dari perhitungan nilai bilangan Froude yang kemudian di
sesuaikan dengan teori, menyatakan bahwa:
1) Besar nilai bilangan Froude di hulu antara 0,037 – 0,665 (Fr < 1) yang berarti
tipe aliran pada hulu pintu sorong menghasilkan suatu kondisi aliran sub-kritis.
2) Besar nilai bilangan Froude di hilir antara 0,640 (Fr < 1) yang berarti tipe aliran
sub-kritis sampai 2,332 (Fr > 1) yang berarti tipe aliran super-kritis.
b) Bilangan Reynolds
Perilaku aliran pada saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh
pengaruh kekentalan dan gravitasi. Pengaruh kekentalan (viskositas) aliran dapat
bersifat laminar, turbulen dan transisi yang tergantung pada pengaruh kekentalan.
B il ang an Fr oude , (Fr )
