TUGAS AKHIR PENGARUH JARAK ANTAR KRIB TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN PADA MODEL SALURAN

(1)

i TUGAS AKHIR

PENGARUH JARAK ANTAR KRIB TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN PADA MODEL SALURAN

DISUSUN OLEH :

ANDI ABD. RAHIM D111 10 116

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL DEPARTEMEN SIPIL

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN

(2)

(3)

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, karena atas berkat Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir ini untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan studi penulis di Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

Selanjutnya kami menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak akan berjalan dengan baik tanpa bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih penulis yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr. Ir. H. Muhammad Arsyad Thaha, MT. dan Bapak Ir. Achmad Bakri Muhiddin, MSc. selaku Ketua Jurusan Sipil dan Sekertaris Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

2. Bapak Dr. Eng. Ir. H. Farouk Maricar, MT. selaku dosen pembimbing I dalam penyusunan tugas akhir ini dan Bapak Silman Pongmanda, ST. MT. selaku dosen pembimbing II dalam penyusunan tugas akhir ini.

3. Bapak dan ibu dosen serta para staf administrasi pada Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

4. Ir. Andi Mangkau, MT. dan Andi Wahida selaku orang tua penulis yang selalu memberikan dukungan secara moril maupun materil dan banyak berdoa demi kesuksesan tugas akhir ini.

5. Saudara-saudara SIPIL 2010, TEKNIK 2010 teman seperjuangan kami, tempat kami meminta bantuan, dan warna dalam masa perkuliahan kami.

(4)

iv

6. Keluarga Sakinah MAPALA 09 SMFT-UH yang senantiasa mendukung penulis selama masa perkuliahan.

7. Kanda-kanda senior, anggota HMS FT-UH, serta adik-adik kami yang membantu dalam penelitian kali ini.

Dan tentunya seluruh pihak lain yang turut membantu penyusunan tugas akhir ini yang tidak bisa kami sebutkan satu-persatu, dengan dukungan dan doa dari kalian akhirnya kami dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Kami menyadari keterbatasan kami sehingga mungkin dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat beberapa kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu, kami menerima saran dan masukan dari pembaca yang sifatnya membangun demi perbaikan studi kami ini.

Akhir kata kami berharap semoga apa yang telah kami paparkan dalam tugas akhir ini dapat membawa manfaat bagi para pembaca, khususnya mahasiswa yang akan melakukan penelitian dalam bidang yang serupa. Amin.

Makassar, April 2017

(5)

v ABSTRAK

PENGARUH JARAK ANTAR KRIB TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN PADA MODEL SALURAN

Farouk M.1_{, Silman P.}1_{, A. A. Rahim}2

Sungai merupakan suatu unsur alam yang sangat berperan dalam membentuk corak kehidupan suatu masyarakat. Dalam upaya pemanfaatan potensi sungai tersebut, manusia tidak akan lepas dari konsekuensi untuk melakukan rekayasa terhadapnya yang diperlukan untuk lebih banyak mengambil manfaatnya. Saat ini banyak sungai mengalami kerusakan seperti, gerusan pada tebing sungai, ambruknya tebing sungai, dan longsor. Sehingga perlu bangunan kontrol untuk menyeimbangkan dasar sungai dan melindungi dasar serta tebing sungai dengan memasang krib. Penelitian ini dilakukan dengan membuat prototipe dengan skala yang lebih kecil, dimana krib ini dipasang tegak lurus terhadap saluran dengan 3 variasi jarak antar krib yaitu 20 cm, 40 cm dan 80 cm. Pengambilan data dilakukan pada 6 penampang dengan 3 titik peninjauan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pengaruh pemasangan jarak krib terhadap karakteristik aliran adalah berubahnya kecepatan aliran sehingga merubah jenis aliran pada tiap model, terjadinya penurunan kecepatan, dapat mempertahankan tebing dari proses gerusan oleh kecepatan air. Berdasarkan pengaturan variasi jarak antar krib yakni pada model tanpa krib maupun menggunakan krib dengan model M-1 (jarak krib 20 cm), model M-2 (jarak krib 40 cm), dan model M-3 (jarak krib 80 cm) berdasarkan angka Froude karakteristik aliran yang terjadi yaitu aliran subkritis. Sementara berdasarkan angka Reynolds karakteristik aliran yang terjadi adalah aliran turbulen pada titik-tik peninjauan yang telah ditentukan baik pada model tanpa krib maupun model krib M-1, M-2 dan M-3.

Kata kunci : sungai, jenis aliran, model krib, Froude, Reynolds

ABSTRACT

THE EFFECT OF CRIB’S DISTANCE FOR CHARACTERISTIC OF WATER FLOW IN THE TERM OF CHANNEL FORM

Farouk M.1_{, Silman P.}1_{, A. A. Rahim}2

In fact, the river made an important role in creating people’s way of life. And as we know, engineering method is necessary so we can utilize the source of the river. Nowadays, many of them have been damage, such us eroded on river cliff and avalanche. Therefore, we need some structure to balance the riverbed and also protect the cliff by placing crib. This research is conducted by create a prototype with more less scale, which is placing the crib exactly perpendicular with the channel. Within 3 variations of distance between crib which is 20 cm, 40 cm and 80 cm. Data retrieved in each 9 section the channel, with 3 observe point. The results of this study indicate that the effect of the installation of the crib distance to the flow characteristics is the change in flow rate so as to change the type of flow in each model, the decrease in speed, can defend the cliff from the scouring process by the speed of water. Based on the variation of the distance between the crib settings on the model without the crib or use the crib with the model M-1 (20 cm crib distance), M-2 model (40 cm crib distance), and M-3 model (80 cm crib distance) Froude flow characteristics that occur is subcritical flow. Meanwhile, based on the Reynolds number, the flow characteristics that occur are turbulent flow at a predetermined tick point in both the crib and M-1, M-2 and M-3 models.

(6)

vi

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ……… i

LEMBAR PENGESAHAN ……….. ii

KATA PENGANTAR ……….. iii

ABSTRAK ……… v

DAFTAR ISI ……… vi

DAFTAR TABEL ……… ix

DAFTAR GAMBAR ……… x

DAFTAR NOTASI ………... xi

DAFTAR LAMPIRAN ……… xiii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ……… I-1 B. Rumusan Masalah ………... I-3 C. Tujuan Penelitian ……… I-3 D. Batasan Masalah ………. I-3 E. Manfaat Penelitian ……….. I-4 F. Sistematika Penulisan ………. I-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Sungai ………. II-1 B. Pengertian Krib ………... II-2 1. Fungsi Krib ……….. II-2 2. Jenis Krib ………. II-3 3. Klasifikasi Krib ………... II-4 C. Aliran Air di Saluran Terbuka ……… II-9 1. Perilaku Aliran………. II-10 2. Regime Aliran ………. II-12 3. Penentuan Kecepatan Aliran ………... II-13 D. Hukum Dasar Model ………... II-13

(7)

vii

1. Sebangun Geometrik ………... II-14 2. Sebangun Kinematik ………... II-15 3. Sebangun Dinamik ……….. II-16 E. Mengukur Kecepatan Aliran ………... II-18 1. Pengukuran Kecepatan dengan Metode Apung …….. II-18 2. Pengukuran Kecepatan dengan Menggunakan

Tabung Pitot ……… II-19 3. Pengukuran Kecepatan dengan Menggunakan

Current Meter/Flow Meter ……….. II-19

BAB III METODE PENELITIAN

A. Lokasi dan Waktu Penelitian ……….. III-1 B. Tahapan Penelitian ……….. III-1 C. Langkah-langkah Kegiatan Penelitian ……… III-2 1. Penelitian Secara Fisik ……… III-2 2. Penelitian Secara Hipotetik dan Analitik ……… III-2 D. Jenis Penelitian ………... III-3 E. Perolehan Data ……… III-3 F. Hukum Dasar Model ………... III-3 G. Variabel yang diteliti ……….. III-4 H. Perancangan Model ………. III-4

I. Perancangan Simulasi ………. III-7

J. Bahan dan Alat Penelitian ………... III-8

K. Simulasi Model ………... III-10

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian ………... IV-1 1. Kecepatan Aliran ………. IV-1 2. Data Kecepatan Aliran ……… IV-1

3. Data Tinggi Variasi Muka Air ……… IV-3

B. Pembahasan ……… IV-5 1. Tipe Pola Aliran Yang Terjadi Pada Saluran ……….. IV-5

(8)

viii

a. Tipe Pola Aliran Berdasarkan Bilangan Froude .. IV-6 1.) Tipe Pola Aliran pada Model Tanpa Krib … IV-6 2.) Tipe Pola Aliran pada Model Krib M-1 …... IV-7 3.) Tipe Pola Aliran pada Model Krib M-2 …... IV-9 4.) Tipe Pola Aliran pada Model Krib M-3 …... IV-10 b. Tipe Pola Aliran Berdasarkan Bilangan Reynolds IV-11 1.) Tipe Pola Aliran pada Model Tanpa Krib … IV-11 2.) Tipe Pola Aliran pada Model Krib M-1 …... IV-12 3.) Tipe Pola Aliran pada Model Krib M-2 …... IV-14 4.) Tipe Pola Aliran pada Model Krib M-3 …... IV-15 2. Peninjauan Tipe Aliran ……… IV-17

a. Peninjauan Tipe Aliran yang Terjadi pada

Penampang A ………... IV-17 b. Peninjauan Tipe Aliran yang Terjadi pada

Penampang B ………... IV-18 c. Peninjauan Tipe Aliran yang Terjadi pada

Penampang C ………... IV-20 d. Peninjauan Tipe Aliran yang Terjadi pada

Penampang D ………... IV-21 e. Peninjauan Tipe Aliran yang Terjadi pada

Penampang E ……… IV-23 f. Peninjauan Tipe Aliran yang Terjadi pada

Penampang F ……… IV-24 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan V-1 B. Saran V-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(9)

ix

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Cara pengukuran kecepatan aliran ………... II-20 Tabel 4.1 Data kecepatan aliran tanpa pemasangan model krib (m/s) ... IV-1 Tabel 4.2 Data kecepatan aliran dengan pemasangan model krib M-1

(m/s) ... IV-2 Tabel 4.3 Data kecepatan aliran dengan pemasangan model krib M-2

(m/s) ... IV-2 Tabel 4.4 Data kecepatan aliran dengan pemasangan model krib M-3

(m/s) ... IV-2 Tabel 4.5 Data tinggi variasi muka air tanpa pemasangan model krib

(m)……… IV-3

Tabel 4.6 Data tinggi variasi muka air dengan pemasangan model krib

M-1 (m) ………... IV-3 Tabel 4.7 Data tinggi variasi muka air dengan pemasangan model krib

M-2 (m) ... IV-4 Tabel 4.8 Data tinggi variasi muka air dengan pemasangan model krib

M-3 (m) ………... IV-4 Tabel 4.9 Nilai bilangan Froude pada percobaan tanpa model krib …….. IV-6 Tabel 4.10 Nilai bilangan Froude pada percobaan dengan model krib M-1 IV-8 Tabel 4.11 Nilai bilangan Froude pada percobaan dengan model krib M-2 IV-9 Tabel 4.12 Nilai bilangan Froude pada percobaan dengan model krib M-3 IV-10 Tabel 4.13 Nilai angka Reynolds pada percobaan tanpa model krib ……… IV-11 Tabel 4.14 Nilai angka Reynolds pada percobaan dengan model krib M-1 . IV-12 Tabel 4.15 Nilai angka Reynolds pada percobaan dengan model krib M-2 . IV-14 Tabel 4.16 Nilai angka Reynolds pada percobaan dengan model krib M-3 . IV-15

(10)

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Jenis-jenis pelampung ……….. II-18 Gambar 3.1 Bagan alir tahapan penelitian ………... III-2 Gambar 3.2 Denah model flume ………... III-4 Gambar 3.3 Potongan melintang model flume ………. III-5 Gambar 3.4 Penampang memanjang flume ……….. III-5 Gambar 3.5 Model krib permeabel dan impermeabel ……….. III-6 Gambar 3.6 Posisi pemasangan model krib ………. III-6 Gambar 3.7 Gambar saluran dan posisi pemasangan krib ………... III-7 Gambar 3.8 Model flume ……….. III-8 Gambar 3.9 Model krib permeabel ……… III-9 Gambar 3.10 Model krib impermeabel ……… III-9 Gambar 4.1 Proses pengambilan data menggunakan current meter ……… IV-3 Gambar 4.2 Proses pengukuran variasi tinggi muka air ………... IV-4 Gambar 4.3 Grafik hubungan antara Fr dan x pada penampang A ……….. IV-17 Gambar 4.4 Grafik hubungan antara Re dan x pada penampang A ………. IV-17 Gambar 4.5 Grafik hubungan antara Fr dan x pada penampang B ……….. IV-18 Gambar 4.6 Grafik hubungan antara Re dan x pada penampang B ………. IV-19 Gambar 4.7 Grafik hubungan antara Fr dan x pada penampang C ……….. IV-20 Gambar 4.8 Grafik hubungan antara Re dan x pada penampang C ………. IV-20 Gambar 4.9 Grafik hubungan antara Fr dan x pada penampang D ……….. IV-21 Gambar 4.10 Grafik hubungan antara Re dan x pada penampang D ……... IV-22 Gambar 4.11 Grafik hubungan antara Fr dan x pada penampang E ……… IV-23 Gambar 4.12 Grafik hubungan antara Re dan x pada penampang E ……… IV-23 Gambar 4.13 Grafik hubungan antara Fr dan x pada penampang F ……… IV-24 Gambar 4.14 Grafik hubungan antara Re dan x pada penampang F ……… IV-25

(11)

xi

DAFTAR NOTASI

∆h : Beda Tinggi

g : Percepatan Gravitasi

ʋ ; Kecepatan Aliran

h : Kedalaman Aliran / Tebal Air ∆x : Jarak Perpindahan Posisi Pusat

Fr : Bilangan Froude

Re ; Angka Reynolds

Q : Debit Airan

A : Luas penampang basah

M : Model

B : Panjang Model Krib

x : Jarak dari Pinggir ke Tiap Titik Pengamatan

y0 : Kedalaman Aliran h0 : Tinggi Saluran p : Prototipe l : Panjang Karakteristik v : Viskositas Kinematik nL : Skala Panjang nh : Skala Tinggi

Lp : Ukuran Panjang Prototipe

Lm : Ukuran Panjang Model

hp : Ukuran Tnggi Pada Prototipe

hm : Ukuran Tnggi Pada Model

R : Jari-jari Hidrolik

(12)

xii

n : Koefisien Kekasaran

P : Keliling Basah

D : Kedalaman Hidrolik

(13)

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Saluran Percobaan

Lampiran 2 Tabel Kekentalan Kinematik Lampiran 3 Dokumentasi Penelitian

(14)

I - 1 BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Indonesia memiliki sangat banyak sungai dan anak-anak sungai yang memiliki potensi untuk menyediakan sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk pemenuhan kebutuhan air bagi masyarakat. Saat ini Indonesia memiliki sedikitnya 5.950 sungai utama dan 65.017 anak sungai. Dari 5,5 ribu sungai utama panjang totalnya mencapai 94.537 km dengan luas Daerah Aliran Sungai (DAS) mencapai 1.512.466 km². Selain mempunyai fungsi hidrologis, sungai juga memiliki peran penting dalam menjaga keanekaragaman hayati, nilai ekonomi, budaya, transportasi, dan lainnya.

Sungai merupakan suatu unsur alam yang sangat berperan dalam membentuk corak kehidupan suatu masyarakat. Ketersediaan air dan potensi-potensi yang terkandung di dalamnya menarik manusia untuk memanfaatkannya. Dalam upaya pemanfaatan potensi sungai tersebut manusia tidak akan lepas dari konsekuensi untuk melakukan rekayasa terhadapnya yang diperlukan untuk lebih banyak dapat mengambil manfaatnya.

Saat ini sebagian daerah aliran sungai di Indonesia mengalami kerusakan sebagai akibat dari aliran yang terjadi pada sungai yang biasanya disertai pula dengan proses penggerusan/erosi dan endapan/deposisi. Namun dalam keadaan yang parah hal ini dapat menyebabkan longsoran (sliding) dengan massa yang besar pada tebing sungai dan dapat menyebabkan kerusakan pada infrastruktur yang ada.

(15)

I - 2

Perubahan dasar dan tebing sungai dapat menyebabkan ketidakseimbangan angkutan sedimen sehingga perlu ditempatkan beberapa bangunan kontrol untuk menyeimbangkan kondisi sungai. Salah satu bangunan kontrol untuk menyeimbangkan dan melindungi dasar serta tebing sungai adalah dengan pemasangan krib.

Krib adalah bangunan yang berfungsi untuk mengadakan perbaikan sungai dengan menggunakan tenaga pengaliran dari sungai itu sendiri. Krib berfungsi mengatur arah aliran, memperlambat aliran pada belokan sungai, serta melindungi tebing sungai dari pukulan air. Perlindungan dengan menggunakan bangunan krib, selain dapat dipasang pada belokan sungai juga dapat dipasang sebelum belokan sungai.

Dengan pemasangan krib pada sungai maka akan terjadi suatu perubahan pola aliran, begitu pula dengan jarak pemasangan antar krib tentu akan berpengaruh pada karakteristik aliran suatu sungai. Karena kajian ini menitikberatkan pada pembahasan mengenai pengaruh jarak antar krib, maka dari itu penulis menuangkannya dalam bentuk penulisan tugas akhir atau skripsi dengan judul:

“PENGARUH JARAK ANTAR KRIB TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN PADA MODEL SALURAN”

(16)

I - 3 B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana hubungan atau pengaruh jarak antar krib (jarak 20 cm, 40 cm, dan 80 cm) terhadap bilangan Froude dan bilangan Reynolds pada model saluran.

C. Tujuan Penulisan

Terkait dengan permasalahn yang telah dirumuskan sebelumnya, maka tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan hubungan atau pengaruh jarak antar krib (jarak 20 cm, 40 cm dan 80 cm) terhadap bilangan Froude dan bilangan Reynolds pada model saluran.

D. Batasan Masalah

Berdasarkan pada fasilitas serta keadaan yang ada, maka untuk mencapai sasaran yang diinginkan penulis cukup membatasi ruang lingkup penelitian ini pada:

1. Skala yang ditentukan berdasarkan fasilitas laboratorium yang ada.

2. Fluida yang digunakan merupakan air tawar, salinitas dan pengaruh material lain tidak dikaji.

3. Jenis krib yang digunakan adalah kombinasi krib permeabel dan krib impermabel.

4. Posisi pemasangan krib yang digunakan adalah tegak lurus terhadap arah aliran.

(17)

I - 4 E. Manfaat Penelitian

Dengan penyusunan skripsi ini maka diharapkan dapat membawa manfaat antara lain:

1. Sebagai salah satu bentuk kajian ilmu yang membahas mengenai perubahan karakteristik aliran pada sungai akibat adanya pemasangan krib.

2. Dapat digunakan sebagai referensi dalam pengaturan jarak antar krib. 3. Dapat dijadikan sebagai bahan referensi untuk penelitian-penelitian

selanjutnya yang berkaitan dengan permasalahan tersebut.

F. Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran mengenai keseluruhan isi dari skripsi ini, maka berikut penulis uraikan secara singkat mengenai bab-bab yang ada di dalamnya, sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Memuat gambaran secara singkat dan jelas tentang penelitian yang akan dilakukan. Pendahuluan memuat suatu gambaran yang jelas dan latar belakang mengapa penelitian ini perlu dilaksanakan. Dalam pendahuluan berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian serta sistematika penulisan skripsi.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini diuraikan secara sistematis mengenai teori, pemikiran dan hasil penelitian terdahulu yang ada hubungannya dengan penelitian ini, serta

(18)

I - 5

memberikan kerangka dasar yang komprehensif mengenai konsep, prinsip, atau teori yang akan digunakan sebagai pemecahan masalah.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini menjelaskan waktu dan lokasi penelitian, bahan dan alat yang digunakan, metode analisis yang digunakan, perolehan data, serta variabel yang diteliti.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Dalam bab ini akan dibahas mengenai hasil penelitian dan pembahasan. BAB V PENUTUP

Bab ini merupakan penutup dari keseluruhan penulisan skripsi ini yang berisi kesimpulan serta saran-saran.

(19)

II - 1 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Sungai

Sungai merupakan sarana pengaliran air dari hulu ke hilir yang terbentuk oleh alam. Sungai mempunyai fungsi mengumpulkan curah hujan dalam suatu daerah tertentu dan mengalirkannya ke laut. Sungai digunakan juga untuk berbagai aspek seperti pembangkit tenaga listrik, pelayaran, pariwisata, perikanan dan bidang pertanian.

Saluran yang dijumpai dialam mempunyai beberapa morfologi sungai, sungai lurus, sungai dengan tikungan dan sungai yang menganyam. Sungai lurus terjadi pada daerah yang belum stabil dan untuk menyalurkan energinya sungai ini akan memperpanjang aliran dan membentuk meander. Salah satu cara agar aliran mencapai kestabilan dapat dilakukan dengan memasang Krib Impermeable pada Krib Kombinasi Permeable & Impermeable.

Fenomena yang terjadi pada tikungan sungai yaitu perubahan distribusi kecepatan dan tegangan geser dan terjadinya gerusan dan timbunan. Sungai yang menganyam biasanya terdapat pada daerah yang terjal dengan butiran yang seragam dan mempunyai alur yang berpindah-pindah, jadi pada setiap musim sungai ini dapat berubah bentuk.

Sungai atau saluran terbuka menurut Bambang Triatmodjo (1993) adalah saluran dimana air mengalir dengan muka air bebas. Pada saluran terbuka, misalnya sungai (saluran alam), variabel aliran sangat tidak teratur terhadap ruang dan waktu. Variabel tersebut adalah tampang lintang saluran, kekasaran,

(20)

II - 2

kemiringan dasar, belokan, debit aliran dan sebagainya.

B. Pengertian Krib

Krib adalah bangunan, yang dibuat mulai dari tebing sungai kearah tengah guna mengatur arus sungai dan tujuan utamanya adalah mengatur arus sungai, mengurangi kecepatan arus sungai sepanjang tebing sungai, mempercepat sedimentasi, menjamin keamanan tanggul atau tebing terhadap gerusan, mempertahankan lebar dan kedalaman air pada alur sungai, mengonsentrasikan arus sungai dan memudahkan penyadapan. Jadi krib merupakan bangunan yang secara aktif mengatur arah arus sungai dan mempunyai dampak positif yang besar jika dibangun secara benar dan sesuai dengan bentuk dan ukurannya.

Pemasangan krib dapat mengalirkan aliran ke tengah alur sungai dan tidak membahayakan tebing sungai sehingga tercipta suatu alur sungai yang stabil. Dalam perencanaan krib harus diperhitungkan terhadap kedalaman air dan pola gerusan, besarnya degradasi sungai yang diperkirakan akan terjadi dan mempengaruhi kestabilannya (Sosrodarsono Suyono, 2008).

Menurut SK SNI T-01-1990-F fungsi dan jenis krib adalah sebagai berikut:

1. Fungsi Krib

a. Krib sebagai perlindungan tebing sungai secara tidak langsung dari gerusan lokal atau bahaya gejala meander. Misanya pada tebing sungai yang dekat daerah potensial, pada belokan sungai.

(21)

II - 3

b. Krib sebagai pengatur / pengarah arus sungai sesuai dengan tujuannya misalnya pada bagian atas bangunan pengambilan terjadi perubahan arah arus.

c. Krib sebagai perbaikan alinemen sungai untuk keperluan tertentu. Krib di pasang pada kiri – kanan tebing sungai untuk mempertahankan lebar dan kedalaman sungai yang di pakai untuk navigasi.

2. Jenis Krib

a. Berdasarkan bahan pembuatannya

 Krib beton bertulang

 Krib kayu

 Krib pasangan batu

 Krib bronjong

b. Berdasarkan sifat hidrauliknya

 Krib lulus air

 Krib kedap air

 Krib semi lulus air

c. Berdasarkan arah pemasangannya

 Krib melintang sungai yaitu dipasang melintang arah aliran

 Krib memanjang yaitu dipasang sejajar arah aliran. d. Berdasarkan letak pemasangan terhadap muka air

 Krib yang mercunya setinggi batas bantaran

(22)

II - 4 3. Klasifikasi Krib

Adapun klasifikasi krib adalah sebagai berikut: a. Krib permeabel

Pada tipe permeabel air dapat mengalirkan melalui tubuh krib. Bangunan ini akan melindungi tebing terhadap gerusan arus sungai dengan cara meredam energi yang terkandung dalam aliran sepanjang tebing sungai dan bersamaan dengan itu mengendapkan sedimen yang terkandung dalam aliran. Krib permeabel terbagi dalam beberapa jenis, antara lain jenis tiang pancang, rangka piramid dan jenis rangka kotak.

b. Krib impermeabel

Krib dengan konstruksi tipe impermeabel disebut juga krib padat sebab air sungai tidak dapat mengalir melalui tubuh krib. Bangunan ini digunakan untuk membelokkan arah arus sungai dan karenanya sering terjadi gerusan yang cukup dalam didepan ujung krib atau bagian sungai sebelah hilirnya. Krib impermeabel dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu jenis yang terbenam dan tidak terbenam. Pada jenis yang terbenam biasanya terjadi penggerusan yang dalam di sisi hilir krib, karena krib terlimpas arus air, sehingga di sisi hilirnya berfungsi sebagai kolam olakan. Sedangkan pada jenis yang tidak terbenam sering menyebabkan terjadinya turbulensi aliran di bagian ujung dari krib – krib tersebut dan menimbulkan gerusan yang cukup dalam pula. Untuk mencegah gerusan, dipertimbangkan penempatan pelindung dengan konstruksi fleksibel seperti matras atau hamparan pelindung batu sebagai

(23)

II - 5

pelengkap dari krib padat. Dari segi konstruksi, terdapat beberapa jenis krib impermeabel misalnya bronjong kawat, matras dan pasangan batu.

c. Krib semi permeabel

Krib semi permeabel ini berfungsi ganda yaitu sebagai krib permeabel dan krib impermeabel. Biasanya bagian yang padat terletak di sebelah bawah dan berfungsi pula sebagai pondasi. Sedang bagian atasnya merupakan konstruksi yang permeabel disesuaikan dengan fungsi dan kondisi setempat. d. Krib silang dan memanjang

Krib yang formasinya tegak lurus atau hampir tegak lurus sungai dapat merintangi arus dinamakan krib melintang. Sedangkan krib yang formasinya hampir sejajar arah arus sungai disebut krib memanjang.

Dalam proses perencanaan krib, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan : a. Mengingat metode pembuatan krib sangat tergantung dari resim sungainya

perlu diperoleh data mengenai pengalaman pembuatan krib pada sungai yang sama dan hampir sama, kemudahan pelaksanaannya dan besarnya pembiayaan.

b. Pada sungai – sungai yang terlalu lebar dan untuk mengurangi turbulensi aliran, maka permukaan air sungai normalnya harus dinaikkan sedemikian rupa dengan krib yang panjang, akan tetapi panjangnya harus dibatasi secukupnya karena krib yang terlalu panjang disamping biaya pembangunannya lebih tinggi, pemeliharaannya akan lebih mahal dan lebih sulit.

(24)

II - 6

c. Apabila krib yang akan dibangun antara lain untuk melindungi tebing sungai terhadap pukulan air, maka panjang krib semacam ini harus dibatasi, karena krib yang terlalu panjang akan menyebabkan timbulnya pukulan air pada tebing sungai diseberangnya.

d. Krib tidak dapat berfungsi dengan baik pada sungai yang kecil atau sempit alurnya.

e. Apabila pembuatan krib dimaksudkan untuk untuk menaikkan permukaan normal sungai, maka perlu dipertimbangkan kapasitasnya di saat terjadinya debit yang lebih besar atau debit banjir.

Selain fungsi dan jenis krib tersebut di atas, penentuan tata letak krib juga harus mengacu pada hal-hal berikut :

a. Pertimbangan terhadap perencanaan sungai terpadu, pemasangan konstruksi krib untuk perlindungan tebing maupun perbaikan arah aliran pada suatu daerah krib, harus mempertimbangkan perencanaan sungai secara keseluruhan, dalam rangka mewujudkan konsep pengelolaan sungai secara terpadu.

b. Letak krib di daerah lokasi krib :

1) Krib di pasang dengan jarak optimal.

2) Pemasangan krib tegak lurus maupun menyerong.

3) Pangkal krib diletakkan pada tebing yang mantap untuk menghindari terobosan arus di belakang krib dan agar tahan terhadap longsoran tebing.

(25)

II - 7

4) Krib untuk pendalaman alur bagi navigasi diletakkan pada kedua tebing sungai sepanjang alur yang dikehendaki dengan arah tegak atau rah tajam.

5) Peletakan krib sepanjang daerah krib, diambil berdasarkan panjang tebing yang perlu dilindungi dengan memperhitungkan kemungkinan perubahan arus pada keadaan krib terpasang.

Dimensi krib yang perlu diperhatikan : a. Elevasi mercu krib, dapat dibuat :

1) Sama tinggi dengan elevasi muka air pada debit alur penuh (bank full discharge).

2) Miring ke arah ujung.

3) Jika panjang krib terbatas, misalnya tiang pancang dari kayu, mercu krib bisa dibuat bertingkat.

b. Panjang krib, hal yang perlu diperhatikan :

1) Panjang krib untuk pengarah arus ditentukan sedemikian rupa sehingga didapatkan pola aliran baru sesuai dengan yang diharapkan.

2) Perbandingan panjang krib dan jarak antar krib dibuat sedemikian rupa sehingga kecepatan arus di tepi tebing cukup aman untuk kestabilan tebing.

3) Untuk krib yang berfungsi memperdalam alur bagi navigasi, panjang krib ditentukan oleh faktor lebar dan kedalaman alur yang diperhitungkan untuk navigasi, material sedimen dan sifat aliran sungai.

(26)

II - 8

c. Jarak krib dibuat sedemikian rupa sehingga susunan krib menghasilkan suatu model krib yang paling efektif, untuk memastikan hal ini dapat digunakan penyelidikan hidraulik dengan model.

Penentuan jarak antara bangunan krib merupakan hal yang perlu mendapat perhatian. Faktor yang paling menentukan dalam dalam pengambilan jarak antara krib adalah panjang krib. Pada umumnya jarak krib diambil antara 2 – 2, 5 kali panjang krib. Panjang jarak antar krib ditentukan dengan menggunakan rumus : 2g h αC L 2  ...(2.1) Dimana:

L = jarak antara krib

α = parameter empiris = 0,60 C = koefisien Chezy (m1/2/det) h = nilai rata – rata kedalaman air g = percepatan gravitasi = 9,8 m/det

Untuk satu seri pemasangan krib diperlukan persyaratan jarak antara krib sesuai syarat (Jansen, 1979).

1 h C 2gL

2  ...(2.2)

Nikel (1970) dan Press (1958) menyatakan bahwa jarak krib ditentukan dalam hubungannya dengan lebar sungai, yaitu jarak maksimum antara 1 – 2 x lebar sungai dan 0.5 – 1 x lebar sungai ( sungai sempit).

(27)

II - 9

Tominaga berdasarkan penelitian pada sungai Tone mempergunakan ketentuan sebagai berikut:

- Pada bagian cekung tikungan sungai maka L/b = 1,4 sampai 1,8 - Pada bagian lurus sungai dipergunakan L/b = 1,7 sampai 2,6 - Pada bagian cembung tikungan sungai maka L/b = 2,8 sampai 3,6. d. Dimensi dan jarak antar tiang ditentukan berdasarkan persyaratan hidraulik

dan persyaratan stabilitas konstruksi.

e. Panjang tiang krib ditentukan berdasarkan elevasi mercu krib dan kedalaman pemancangan tiang menurut persyaratan keamanan dan stabilitas.

C. Aliran Air di Saluran Terbuka

Aliran air dapat terjadi pada saluran terbuka maupun pada saluran tertutup (pipe flow). Pada saluran terbuka, aliran air akan memiliki suatu permukaan bebas yang berkaitan langsung dengan parameter-parameter aliran seperti, kecepatan, kekentalan, gradien dan geometri saluran.

Tipe aliran pada saluran terbuka yaitu: a. Aliran Tunak (Steady Flow)

Perubahan volume terhadap waktu tetap ∂Q/∂t=0

Perubahan kedalaman terhadap waktu tetap ∂h/∂t=0

Perubahan kecepatan terhadap waktu tetap ∂v/∂z=0

b. Aliran Tak Tunak (Unsteady Flow)

Perubahan volume terhadap waktu tidak tetap ∂Q/∂t≠0 Perubahan kedalaman terhadap waktu tidak tetap ∂h/∂t≠0 Perubahan kecepatan terhadap waktu tidak tetap ∂v/∂z≠0

(28)

II - 10

c. Aliran Merata (Uniform Flow)

Besar dan arah kecepatan tetap terhadap jarak ∂Q/∂s=0

Aliran dengan penempang sama ∂v/∂s=0

Variabel fluida lain juga tetap ∂h/∂z=0

d. Aliran Tidak Merata (Non Uniform Flow)

Aliran dengan penampang tidak sama ∂Q/∂s≠0

Pengaruh pembendungan dan variabel fluida lain juga tetap ∂h/∂t≠0

Hydraulik jump ∂v/∂s≠0

1. Perilaku Aliran

Tipe perilaku aliran dapat di bedakan dengan bilangan Froude. Menurut bilangan Froude tipe aliran dapat di bedakan menjadi 3 yaitu:

a. Aliran kritis, jika bilangan Froude sama dengan satu (Fr=1) dan gangguan permukaan misal, akibat riak yang terjadi akibat batu yang di lempar ke dalam sungai tidak akan bergerak 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 di timbulkan dari suatu gangguan adalah mengikuti arah arus).

(29)

II - 11

Fr =

𝑈

√𝑔.ℎ

Dimana: Fr = bilangan Froude

U = kecepatan aliran(m/dtk) g = percepatan gravitasi (m/dtk2)

h = kedalaman aliran (meter) dimana nilai U0 diperoleh dengan rumus :

U

0

=

𝑄 𝐴

Dimana: Q = debit aliran (m3/det) A = lebar saluran (m2) Nilai A diperoleh dengan rumus :

A = h

0

. l

Dimana: h0 = tinggi saluran

l = lebar saluran

Dalam studi model, angka Froude pada prototipe an model harus sama.

( 𝑈0 √𝑔. 𝑦0

) . 𝑚 = ( 𝑈0 √𝑔. 𝑦0

) . 𝑝

Dimana: U0 = kecepatan rata – rata aliran (m/det)

g = percepatan gravitas (m/det2) y0 = kedalaman aliran (m)

m = model p = prototipe

(30)

II - 12

Selain itu juga tipe aliran dapat di bedakan menggunakan bilangan Reynolds. Menurut Bilangan Reynolds tipe aliran di bedakan sebagai berikut:

a. Aliran Laminer adalah suatu tipe aliran yang ditunjukkan oleh gerak partikel-partikel cara menurut garis-garis arusnya yang halus dan sejajar. Dengan nilai bilangan Reynolds lebih kecil dua ribu (Re<2000).

b. Aliran Transisi mempunyai nilai bilangan Reynolds antara dua ribu sampai empat ribu (2000=Re=4000), aliran ini tidak mempunyai garis-garis arus yang halus dan sejajar sama sekali.

c. Aliran Turbulen biasanya paling sulit diamati dan nilai bilangan Re lebih besar dari empat ribu (Re>4000).

Persamaan untuk menghitung bilangan Reynolds yaitu:

Re=

𝑈ℎ_𝑣

Dimana: Re = bilangan Reynolds U = kecepatan aliran (m/dtk) H = ketebalan air (meter)

v = viskositas kinematik (m2/dtk)

2. Regime Aliran

Regime aliran yang mungkin terjadi pada saluran terbuka adalah sebagai berikut:

a. Subkritis-Laminer

Apabila nilai biangan Froude lebih kecil daripada satu dan nilai bilangan Reynolds berada pada rentang laminer.

(31)

II - 13

Apabila nilai bilangan Froude lebih besar daripada satu dan nilai bilangan Reynolds berada pada rentang laminer.

c. Superkritis-Tubulen

Apabila nilai bilangan Froude lebih besar daripada satu dan nilai bilangan Reynolds berada pada rentang laminer.

d. Subkritis-Turbulen

Apabila nilai bilangan Froude lebih kecil daripada satu dan nilai bilangan Reynolds berada pada rentang turbulen.

3. Penentuan Kecepatan Aliran

Penggunaaan rumus manning:

V

=

𝑆

0,5_∗𝑅2/3

𝑛 ……….(2.5)

Dimana: V = Kecepatan rata-rata(m/s) R = Jari-jari hidrolik (m) S = Kemiringan/ slope N = Koefisien kekasaran

D. Hukum Dasar Model

Konsep dasar pemodelan dengan bantuan skala model adalah membentuk kembali masalah atau fenomena yang ada di prototipe dalam skala yang lebih kecil, sehingga fenomena yang terjadi di model akan sebangun (mirip) dengan yang ada di prototipe. Kesebangunan yang dimaksud adalah berupa sebangun geometrik, sebangun kinematik dan sebangun dinamik (Nur Yuwono, 1996).

(32)

II - 14

Hubungan antara model dan prototipe diturunkan dengan skala, untuk masing-masing parameter mempunyai skala tersendiri dan besarnya tidak sama. Skala dapat disefinisikan sebagai rasio antara nilai yang ada di prototipe dengan nilai parameter tersebut pada model.

1. Sebangun Geometrik

Sebangun geometrik adalah suatu kesebangunan dimana bentuk yang ada di model sama dengan bentuk prototipe tetapi ukuran bisa berbeda. Perbandingan antara semua ukuran panjang antara model dan prototipe adalah sama. Ada dua macam kesebangunan geometrik, yaitu sebangun geometrik sempurna (tanpa distorsi) dan sebangun geometrik dengan distorsi (distorted). Pada sebangun geometrik sempurna skala panjang arah horisontal (skala panjang) dan skala panjang arah vertikal (skala tinggi) adalah sama, sedangkan pada distorted model skala panjang dan skala tinggi tidak sama. Jika memungkinkan sebaiknya skala dibuat tanpa distorsi, namun jika terpaksa, maka skala dapat dibuat distorsi. Sebangun geometrik dapat dinyatakan dalam bentuk :

m p L L L n  ... (2.14) m p h h h n  ... (2.15) Dengan : nL = skala panjang

(33)

II - 15

nh = skala tinggi

Lp = ukuran panjang prototipe

Lm = ukuran panjang model

hp = ukuran tinggi pada prototipe

hm = ukuran tinggi pada model

2. Sebangun Kinematik

Sebangun kinematik adalah kesebangunan yang memenuhi kriteria sebangun geometrik dan perbandingan kecepatan dan percepatan aliran di dua titik pada model dan prototipe pada arah yang sama adalah sama besar. Pada model tanpa distorsi, perbandingan kecepatan dan percepatan pada semua arah arah adalah sama, sedangkan pada model dengan distorsi perbandingan yang sama hanya pada arah tertentu saja, yaitu pada arah vertikal atau horisontal. Oleh sebab itu pada permasalahan yang menyangkut tiga dimensi sebaiknya tidak menggunkan distorted model. Skala kecepatan diberi notasi nu, skala percepatan

na, dan skala waktu nT didefinisikan sebagai berikut :

T L m p u n n u u n   ... (2.16) 2 T L m p a n n a a n   ... (2.17)

(34)

II - 16 T L m p Q n n Q Q n   3 ... (2.18) m p T T T n  ... (2.19) 3. Sebangun Dinamik

Sebangun dinamik adalah kesebangunan yang memenuhi kriteria sebangun geometrik dan kinematik, serta perbandingan gaya-gaya yang bekerja pada model dan prototipe untuk seluruh pengaliran pada arah yang sama adalah sama besar. Gaya-gaya yang dimaksud adalah gaya inersia, gaya tekanan, gaya berat, gaya gesek, gaya kenyal dan tegangan permukaan.

Beberapa sebangun dinamik yaitu sebangun dinamik Reynold (Reynold number) yang diekspresikan sebagai perbandingan gaya inersia terhadap gaya gesek, sebangun dinamik Froude (Froude number) yaitu perbandingan gaya inersia dan gaya gravitasi, bilangan Cauchy (Cauchy Number) yaitu perbandingan gaya inersia dan gaya elastik serta bilangan Weiber (Weiber Number) yaitu perbandingan antara gaya inersia dan gaya tegangan permukaan.

Untuk penelitian refleksi dan transmisi gelombang terhadap gelombang yang merambat melalui pemecah gelombang terapung banyak dipengaruhi gaya gravitasi sehingga digunakan kesebangunan Froud. Dengan pertimbangan fasilitas yang ada di laboratorium, maka pada penelitian ini, akan menggunakan skala panjang yang sama dengan skala tinggi (undistorted models) dan menggunakan kesebangunan Froude.

(35)

II - 17 gL U gL L U L F_r 2 3 2 3 ) / )( ( _    ... (2.20)

Dengan demikian bila gaya gravitasi memegang peranan penting dalam permasalahan, maka perbandingan gaya inersia dan gaya gravitasi pada model dan prototipe harus sama.

5 , 0 L U F n n n r ... (2.21) 1   m p r r r F F F n ... (2.22)

Oleh karena digunakan model tanpa distorsi, maka skala panjang gelombang nL, skala panjang struktur nB, skala kedalaman nd dan skala sarat ns adalah sama seperti berikut :

s d H B L n n n n n     ... (2.23)

Sedangkan skala waktu nT dan skala gravitasi ditulis seperti berikut:

nT = nL1/2 ... ... (2.24)

(36)

II - 18 E. Mengukur Kecepatan Aliran

Pada prinsipnya kecepatan aliran dapat diukur dengan tiga metode, yaitu: 1. Metode Apung

2. Metode Tabung Pitot

3. Metode current-meter/flow-meter

1. Pengukuran Kecepatan dengan Metode Apung

Prinsipnya pengukuran kecepatan metode apung adalah:

a. Kecepatan aliran (U) ditetapkan berdasarkan kecepatan pelampung (U) b. Dengan U =Up *k

Dimana: Up = kecepatan pelampung (m/dtk) K = koefisien pelampung

Berikut ini disajikan gambar jenis-jenis pelampung: K=1-0,116((√1−∝) − 0.1)

Dimana: kedalaman tangkai (h) per kedalaman air (d), yaitu kedalaman bagian pelampung yang tenggelam dibagi kedalaman air

(37)

II - 19 2. Pengukuran Kecepatan dengan Menggunakan Tabung Pitot

Alat ukur kecepatan lainnya adalah menggunakan tabung pitot, atau menggunakan penggaris penahan tinggi tekanan. Tinggi kenaikan muka air pada tabung pitot atau pada penggaris adalah tinggi tekanan akibat kecepatan.

Sehingga kecepatan adalah:

V = √2𝑔ℎ………(2.26)

Dimana: v = kecepatan (ft/det atau 𝑚3/det)

g = percepatan gravitasi (m/𝑑𝑒𝑡2)

h = tinggi tekan akibat kecepatan (m)

3. Pengukuran Kecepatan dengan Menggunakan Current meter/Flow meter

Ada dua tipe current-meter yaitu tipe baling-baling (propeller type) dan tipe canting (cup type). Oleh karena distribusi kecepatan aliran di sungai tidak sama baik arah vertical maupun horizontal, maka pengukuran kecepatan aliran dengan alat ini tidak cukup pada satu titik.

Luas penampang basah dihitung dari ukuran lebar permukaan sungai dan kedalaman air. Bila dasar sungai tidak rata atau sangat lebar sehingga kemungkinan bahwa kecepatan air tidak sama, maka lebar sungai dapat dibagi-bagi menjadi banyak pias-pias. Masing-masing pias diukur luasnya, dan setiap pias diukur kecepatannya.

Pengukuran kecepatan aliran akan di ukur dengan menggunakan metode currentmeter/flowmeter. Prinsip pengukuran kecepatan pada metode ini yaitu,

(38)

II - 20

currentmeter/flowmeter diturunkan kedalam aliran air dengan kecepatan penurunan yang konstan dari permukaan dan setelah mencapai dasar sungai diangkat lagi ke atas dengan kecepatan yang sama. Ada 4 cara pengukuran kecepatan aliran yang disajikan dalam tabel 2.3 berikut:

Tabel 2.1 Cara pengukuran kecepatan aliran

Keterangan: - Us di ukur 0,3 m dari permukan air - Ub di ukur 0,3 m di atas dasar sungai

Kecepatan aliran dihitung berdasarkan jumlah putaran baling-baling per waktu putarannya. Dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

U = a𝑁

𝑡 +b

Dimana: N = jumlah putaran baling-baling T = waktu putaran baling-baling

(39)

III - 1 ya

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Sistem Hidrolika Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Kampus Gowa, dan penelitian dilakukan dalam kurun waktu ± 1 bulan mulai bulan Maret sampai April 2017.

B. Tahapan Penelitian

Tahapan Penelitian yang dilakukan, secara singkat dapat dilihat dengan bagan alir pada gambar 3.1 berikut ini:

Mulai

Studi literatur parameter/variabel

 Persiapan alat dan bahan

 Pembuatan model Simulasi Model Pengambilan data  Data Cukup?  Tujuan tercapai? A tidak

(40)

III - 2 Gambar 3.1 Bagan alir tahapan penelitian

C. Langkah-langkah Kegiatan Penelitian

Langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian antara lain:

1. Penelitian Secara Fisik

Dilaksanakan di laboratorium untuk mengamati serta mencatat fenomena yang ada pada model yang meliputi studi literatur, persiapan alat dan bahan, perencanaan model dan simulasi, pembuatan model, pemasangan alat pada saluran (krib), percobaan pendahuluan, simulasi dan pengambilan data.

2. Penelitian Secara Hipotetik dan Analitik

Hal ini dilakukan untuk mendapatkan hubungan antara variabel yang saling terkait. Dalam hal ini meliputi analisis data, pembahasan, pembuatan kesimpulan, hingga penyusunan laporan.

A

Analisa data hasil pengamatan

Hasil akhir

(41)

III - 3 D. Jenis Penelitian

Adapun jenis penelitian yang digunakan adalah eksperimen laboratorium. Menurut Moh. Nasir, Ph.D. (1988) observasi di bawah kondisi buatan (artificial condition), dimana kondisi terebut dibuat dan diatur oleh peneliti. Dengan demikian penelitian eksperimental adalah penelitian yang dilakukan dengan mengadakan manipulasi terhadap objek penelitian serta adanya kontrol, dengan tujuan untuk menyelidiki ada atau tidaknya hubungan sebab akibat serta berapa besar hubungan sebab akibat tersebut dengan cara memberikan perlakuan-perlakuan tertentu pada beberapa kelompok eksperimen dan menyediakan kontrol untuk perbandingan.

E. Perolehan Data

Pada penelitian ini peneliti hanya menggunakan satu sumber data, yakni data primer. Data primer, yaitu data yang diperoleh langsung dari pengamatan di laboratorium.

F. Hukum Dasar Model

Konsep dasar pemodelan dengan bantuan skala model adalah membentuk kembali masalah atau fenomena yang ada di prototipe dalam skala yang lebih kecil, sehingga fenomena yang terjadi di model akan sebangun (mirip) dengan yang ada di prototipe. Kesebangunan yang dimaksud adalah berupa sebangun geometric, sebangun kinematic dan sebangun dinamik (Nur Yuwono, 1996).

Hubungan antara model dan prototipe diturunkan dengan skala, untuk masing-masing parameter mempunyai skala tersendiri dan besarnya tidak sama.

(42)

III - 4

Skala dapat didefenisikan sebagai rasio antara nilai yang ada di prototipe dengan nilai parameter tersebut pada model.

G. Variabel yang diteliti

Sesuai dengan tujuan penelitian yang telah dikemukakan pada bab sebelumnya, maka variabel yang diteliti adalah jarak antar krib, kecepatan aliran (v) dan tinggi permukaan air (h).

H. Perancangan Model

Perancangan model didasarkan pada beberapa spesifikasi sebagai berikut: 1. Rancangan model yang dibuat dapat dilihat pada gambar di bawah:

Gambar 3.2 Denah model flume

Muka Air 46.5 3 9 1.0 0.5 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0 25 25 25 25

Papan tebal 3 cm lebar 30 cm Pasir/tanah Besi dia 6 mm Tumpukan Geobag isi kerikil

25 25 25 25

9.0

(43)

III - 5 Gambar 3.3 Potongan melintang model flume

Gambar 3.4 Penampang memanjang flume

2. Penyiapan tempat penelitian dan membersihkan saluran.

3. Mengecek dan memperbaiki kebocoran yang ada baik pada bak penampung maupun pada saluran.

4. Mengecek mesin pompa yang akan dipakai

5. Setelah semua rangkaian proses perancangan model selesai, maka tahap selanjutnya adalah melakukan percobaan sesuai dengan prosedur penelitian yang telah direncanakan.

30 46.5 9 12 3 9 9 Muka Air 1.0 0.5 5

Papan tebal 3 cm lebar 30 cm Pasir/tanah

Besi dia 6 mm Tumpukan Geobag isi kerikil

Muka Air 46.5 3 9 1.0 0.5 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0 25 25 25 25

Papan tebal 3 cm lebar 30 cm Pasir/tanah Besi dia 6 mm Tumpukan Geobag isi kerikil

25 25 25 25

9.0

(44)

III - 6

6. Krib yang diuji adalah jenis krib kombinasi permeabel dan krib impermeabel, adapun krib permeabel terbuat dari besi polos, sedangkan krib impermeabel terbuat dari kain yang diisi pasir. Sedangkan penamaan model adalah M-1 (model 1 dengan jarak antar krib 20 cm), M-2 (model 2 dengan jarak antar krib 40 cm), dan M-3 (model 3 dengan jarak antar krib 80 cm)

Gambar 3.5 Model krib permeabel dan impermeabel

(45)

III - 7 I. Perancangan Simulasi

Rancangan model simulasi untuk model dapat dilihat pada gambar 3.7. Kecepatan aliran diukur pada tiap-tiap grid, di depan dan di belakang model sejumlah 6 grid (penampang), dimana tiap grid terdiri dari 3 titik. Pengukuran kecepatan dilakukan pada saat aliran dalam kondisi yang stabil.

Gambar 3.7 Gambar saluran dan posisi pemasangan krib

JUMLAH KRIB 5 PASANG

JUMLAH KRIB 2 PASANG JUMLAH KRIB 3 PASANG

(46)

III - 8 J. Bahan dan Alat Penelitian

Dalam penelitian ini digunakan beberapa alat dan bahan yang di gunakan untuk penelitian dan pengamatan selama simulasi berlangsung. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:

1. Model Flum terbuka dengan penampang berbentuk persegi panjang dengan lebar bawah 30 cm, tinggi 46 cm.

Gambar 3.8 Model flume

2. Bak penampungan air dan bak sirkulasi dengan kapasitas maksimal 12 m3. 3. Mesin Pompa.

(47)

III - 9

4. Besi diameter 6 mm sebagai model tiang pancang (krib permeable).

Gambar 3.9 Model krib permeabel

5. Papan lebar 30 cm dan tebal 3 cm sebagai dasar untuk memasang besi 4 mm. 6. Kain geobag dijahit membentuk karung geobag kemudian diisi dengan pasir

sebagai model krib impermeable.

(48)

III - 10

7. Pipa PVC 3” sebagai jaringan sirkulasi air. 8. Stop kran untuk mengatur debit air.

9. Pintu air sebagai pintu untuk mengalirkan air. 10. Alat pengukur kecepatan air (current meter).

11. Tinta warna merah, dituangkan pada aliran untuk mengamati pola aliran. 12. Meteran untuk mengukur tinggi muka air dan mengukur perubahan

penampang saluran.

13. Kamera digital untuk merekam (dalam bentuk foto) pada setiap tahapan yang penting dalam penelitian.

14. Tabel untuk mencatat data penelitian.

K. Simulasi Model

Rangkaian simulasi yang akan dilakukan dalam penelitian ini diklasifikasikan kedalam dua kelompok parameter, yaitu parameter simulasi dan parameter amatan. Parameter simulasi terdiri dari variasi kecepatan (v) dan jarak pemasangan antar krib (cm) yang merupakan variabel tetapan. Sedangkan parameter amatan adalah adanya perubahan pola aliran yang terjadi yang dapat diketahui dari pengukuran kecepatan aliran dan menuangkan tinta pada aliran.

(49)

III - 11

Secara garis besar prosedur perolehan data adalah sebagai berikut:

1. Langkah awal adalah melakukan kalibrasi terlebih dahulu pada peralatan percobaan.

2. Setelah model siap, proses running dimulai dengan menyalakan pompa sirkulasi terlebih dahulu sampai aliran permukaan pada saluran menjadi stabil. Besarnya debit yang dialirkan secara perlahan dan diatur sesuai prosedur yang diinginkan.

3. Setelah mencapai kecepatan aliran dengan menggunakan current meter dan tabung pitot pada tiap penampang kemudian mencatatkan hasilnya pada table data yang telah disiapkan.

4. Selanjutnya mengukur variasi tinggi muka air tertinggi dan terendah pada aliran.

(50)

IV-1 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

Adapun uraian dari hasil penelitian yang telah dilakukan akan dipaparkan sebagai berikut.

1. Kecepatan Aliran

Pembacaan kecepatan aliran dilakukan dengan metode menggunakan current meter. Pengukuran dengan menggunakan current meter dilakukan dengan meletakkan pembaca current meter pada aliran air. Selanjutnya akan dibaca pada bacaan current meter untuk mengetahui data kecepatan aliran.

2. Data Kecepatan Aliran

Dengan menggunakan current meter, kecepatan aliran dapat diketahui dengan membaca bacaan pada alat seperti yang telah dibahas sebelumnya.

Hasil pembacaan data kecepatan akan disajikan dalam bentuk tabel.

Tabel 4.1 Data kecepatan aliran tanpa pemasangan model krib (m/s)

PENAMPANG A B C D E F v (m/s) 1 0.379 2 3

(51)

IV-2 Tabel 4.2 Data kecepatan aliran dengan pemasangan model krib M-1 (m/s)

PENAMPANG A B C D E F

v (m/s)

1 0.151 0.189 0.206 0.242 0.339 0.421

2 0.105 0.418 0.421 0.451 0.446 0.471

3 0.131 0.22 0.24 0.265 0.358 0.447

Tabel 4.3 Data kecepatan aliran dengan pemasangan model krib M-2 (m/s)

v (m/s)

1 0.149 0.271 0.176 0.241 0.287 0.347

2 0.098 0.506 0.444 0.555 0.52 0.436

3 0.217 0.264 0.202 0.343 0.295 0.333

Tabel 4.4 Data kecepatan aliran dengan pemasangan model krib M-3 (m/s)

v (m/s)

1 0.257 0.24 0.39 0.158 0.16 0.339

2 0.113 0.572 0.414 0.297 0.272 0.43

(52)

IV-3 3. Data Tinggi Variasi Muka Air

Dengan menggunakan mistar, pengukuran variasi tinggi muka air dilakukan dengan mengukur tinggi muka air tertinggi dan terendah pada aliran.

Hasil pembacaan data kecepatan akan disajikan dalam bentuk tabel.

Tabel 4.5 Data tinggi variasi muka air tanpa pemasangan model krib (m)

MUKA AIR (m) A B C D E F

TERENDAH 0.013 0.017 0.018 0.014 0.019 0.014

TERTINGGI 0.015 0.018 0.02 0.015 0.021 0.015

TINGGI

RATA-RATA 0.017

Tabel 4.6 Data tinggi variasi muka air dengan pemasangan model krib M-1 (m)

TERENDAH 0.055 0.038 0.041 0.031 0.028 0.017

TERTINGGI 0.066 0.058 0.056 0.057 0.059 0.039

TINGGI

RATA-RATA 0.0605 0.048 0.0485 0.044 0.0435 0.028

(53)

IV-4 Tabel 4.7 Data tinggi variasi muka air dengan pemasangan model krib M-2 (m)

TERENDAH 0.053 0.038 0.043 0.028 0.032 0.018

TERTINGGI 0.067 0.056 0.052 0.045 0.059 0.035

TINGGI RATA-

RATA 0.06 0.047 0.0475 0.0365 0.0455 0.0265

Tabel 4.8 Data tinggi variasi muka air dengan pemasangan model krib M-3 (m)

TERENDAH 0.051 0.025 0.031 0.03 0.039 0.012

TERTINGGI 0.067 0.04 0.04 0.045 0.051 0.018

TINGGI RATA-

RATA 0.059 0.0325 0.0355 0.0375 0.045 0.015

(54)

IV-5 B. Pembahasan

Pembahasan untuk penelitian ini akan kami bahas sebagai berikut:

1. Tipe Pola Aliran Yang Terjadi Pada Saluran

Proses running yang dilakukan dalam penelitian ini dillaksanakan dalam 4 tahap, yakni running tanpa pemasangan model krib, running dengan pemasangan model krib M-1, running dengan pemasangan model krib M-2, dan terakhir adalah running dengan pemasangan model krib M-3. Oleh karena itu tipe pola aliran juga akan dibedakan menjadi 4 tipe sesuai dengan tipe percobaan yang dilakukan. Dan selanjutnya akan diamati pada 6 penampang peninjauan yakni penampang A, penampang B, penampang C, penampang D, penampang E dan penampang F.

Tipe aliran yang akan digunakan ditinjau berdasarkan bilangan Froude dan angka Reynolds yang diperoleh dari hasil analisis. Kemudian dari 2 data yang diperoleh dapat pula ditentukan regime aliran yang terjadi. Berikut ini dijelaskan salah satu contoh perhitungan bilangan Froude dan angka Reynolds pada penampang A.

Contoh perhitungan bilangan Froude dan angka Reynolds pada penampang A tanpa model krib.

Diketahui: v = 0.379 m/s g = 9.81 m/s2 h = 0.017 m 𝐹𝑟 = 0,379 √(9,81 0,017) Fr = 0.928069

(55)

IV-6

Karena bilangan Froude pada percobaan tanpa model adalah lebih dari 1 (Fr<1), maka tipe alirannya adalah subkritis.

Diketahui: v = 0.371 m/s h = 0.014 m ʋ = 0.854 (10-6 _m2_/s)

𝑅𝑒 =

0,371 . 0.014 0,854 Re = 6081.97

Karena angka Reynolds pada percobaan tanpa model ini adalah lebih dari 4000 (Re>4000), maka tipe aliran yang terjadi adalah aliran turbulen.

Selanjutnya hasil perhitungan bilangan Froude dan angka Reynolds pada tiap-tiap penampang peninjauan dan model percobaan akan disajikan dalam bentuk tabel. Dan dalam pembahasan selanjutnya akan disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara nilai-nilai yang telah diperoleh tersebut terhadap jarak titik peninjauan yang yang diukur dari garis referensi i yang selanjutnya akan disimbolkan sebagai x.

a. Tipe Pola Aliran Berdasarkan Bilangan Froude 1.) Tipe Pola Aliran pada Model Tanpa Krib

Berikut akan dipaparkan dan dibahas mengenai bilangan Froude dan jenis aliran yang terjadi pada model tanpa krib.

Tabel 4.9 Nilai bilangan Froude pada percobaan tanpa model krib

PENAMPANG TITIK v g H Rata-rata Fr JENIS

(m/s) (m/s²) (m) ALIRAN

A

1 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis

2 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis

(56)

IV-7 Lanjutan Tabel 4.9 B 1 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 2 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 3 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis C 1 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 2 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 3 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis D 1 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 2 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 3 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis E 1 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 2 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 3 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis F 1 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 2 0.379 9.81 0.017 0.928069 subkritis 3 0.379 9.81 0.017 0.928069 Subkritis

Berdasarkan tabel 4.9 dapat diketahui bahwa jenis aliran pada model tanpa krib di semua penampang baik penampang A, B, C, D, E, maupun F dan pada semua titik peninjauan baik titik 1,2, maupun 3, jenis alirannya subkritis.

Selain itu dapat pula diketahui berdasarkan angka Froude yang tertera pada tabel 4.9 bahwa semua penampang memiliki nilai yang sama, hal ini disebabkan karena sifat aliran pada model ini merupakan steady flow, maka dari itu kecepatan dan tinggi air rata-rata adalah sama.

2.) Tipe Pola Aliran pada Model Krib M-1

Berikut akan dipaparkan dan dibahas mengenai bilangan Froude dan jenis aliran yang terjadi pada model krib M-1 (krib jarak 20 cm).

(57)

IV-8 Tabel 4.10 Nilai bilangan Froude pada percobaan dengan model krib M-1

(m/s) (m/s²) (m) ALIRAN A 1 0.151 9.81 0.0605 0.196004 subkritis 2 0.105 9.81 0.0605 0.136294 subkritis 3 0.131 9.81 0.0605 0.170043 subkritis B 1 0.189 9.81 0.048 0.275427 subkritis 2 0.418 9.81 0.048 0.609146 subkritis 3 0.22 9.81 0.048 0.320603 subkritis C 1 0.206 9.81 0.0485 0.298650 subkritis 2 0.421 9.81 0.0485 0.610347 subkritis 3 0.24 9.81 0.0485 0.347941 subkritis D 1 0.242 9.81 0.044 0.368345 subkritis 2 0.451 9.81 0.044 0.686461 subkritis 3 0.265 9.81 0.044 0.403353 subkritis E 1 0.339 9.81 0.0435 0.518944 subkritis 2 0.446 9.81 0.0435 0.682741 subkritis 3 0.358 9.81 0.0435 0.548029 subkritis F 1 0.421 9.81 0.028 0.803283 subkritis 2 0.471 9.81 0.028 0.898685 subkritis 3 0.447 9.81 0.028 0.852892 subkritis

Berdasarkan tabel 4.10 dapat diketahui bahwa jenis aliran pada model krib M-1 di semua penampang baik penampang A, B, C, D, E, maupun F dan pada semua titik peninjauan baik titik 1,2, maupun 3, jenis alirannya subkritis.

Selain itu dapat pula diketahui berdasarkan angka Froude yang tertera pada tabel 4.10 bahwa pada penampang A di titik peninjauan 2 angka Froude-nya lebih rendah dibanding titik peninjauan 1 dan 3. Perubahan terjadi pada penampang B, C, D, E, dan F dimana angka Froude pada titik peninjauan 2 lebih tinggi dibanding titik peninjauan 1 dan 3. Hal ini disebabkan pada titik

(58)

IV-9

peninjauan 2 merupakan bagian yang tidak dipasangi krib sehingga tidak ada yang menghalangi air untuk mengalir.

Tabel 4.11 Nilai bilangan Froude pada percobaan dengan model krib M-2

(59)

IV-10

Selain itu dapat pula diketahui berdasarkan angka Froude yang tertera pada tabel 4.11 bahwa pada penampang A di titik peninjauan 2 angka Froude-nya lebih rendah dibanding titik peninjauan 1 dan 3. Perubahan terjadi pada penampang B, C, D, E, dan F dimana angka Froude pada titik peninjauan 2 lebih tinggi dibanding titik peninjauan 1 dan 3. Hal ini disebabkan pada titik peninjauan 2 merupakan bagian yang tidak dipasangi krib sehingga tidak ada yang menghalangi air untuk mengalir.

Tabel 4.12 Nilai bilangan Froude pada percobaan dengan model krib M-3

(60)

IV-11

Selain itu dapat pula diketahui berdasarkan angka Froude yang tertera pada tabel 4.12 bahwa pada penampang A di titik peninjauan 2 angka Froude-nya lebih rendah dibanding titik peninjauan 1 dan 3. Perubahan terjadi pada penampang B, C, D, E, dan F dimana angka Froude pada titik peninjauan 2 lebih tinggi dibanding titik peninjauan 1 dan 3. Kecuali pada penampang D di titik peninjauan 3 nilai angka Froude-nya lebih tinggi dibanding titik peninjauan yang lain pada penampang D itu sendiri.

b. Tipe Pola Aliran Berdasarkan Bilangan Reynolds 1.) Tipe Pola Aliran pada Model Tanpa Krib

Berikut akan dipaparkan dan dibahas mengenai bilangan Reynolds dan jenis aliran yang terjadi pada model tanpa krib.

Tabel 4.13 Nilai angka Reynolds pada percobaan tanpa model krib

PENAMPANG TITIK v H Rata-rata ʋ Re JENIS

(m/s) (m) (m²/s) ALIRAN A 1 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 2 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 3 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen B 1 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 2 _0.379 0.017 0.854x10-6 _7544.50 _turbulen 3 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen C 1 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 2 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 3 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 Turbulen

(61)

IV-12 Lanjutan Tabel 4.13 D 1 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 Turbulen 2 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 3 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen E 1 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 2 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 3 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen F 1 _0.379 0.017 0.854x10-6 _7544.50 _turbulen 2 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen 3 _0.379 0.017 0.854x10-6 7544.50 turbulen

Berdasarkan tabel 4.13 dapat diketahui bahwa jenis aliran pada model tanpa krib di semua penampang baik penampang A, B, C, D, E, maupun F dan pada semua titik peninjauan baik titik 1,2, maupun 3, jenis alirannya turbulen.

Selain itu dapat pula diketahui berdasarkan angka Reynolds yang tertera pada tabel 4.13 bahwa semua penampang memiliki nilai yang sama, hal ini disebabkan karena sifat aliran pada model ini merupakan steady flow, maka dari itu kecepatan dan tinggi air rata-rata adalah sama.

Berikut akan dipaparkan dan dibahas mengenai bilangan Reynolds dan jenis aliran yang terjadi pada model krib M-1 (krib jarak 20 cm).

Tabel 4.14 Nilai angka Reynolds pada percobaan dengan model krib M-1

PENAMPANG TITIK v H Rata-rata ʋ Re JENIS

(m/s) (m) (m²/s) ALIRAN

A

1 _0.151 0.0605 0.854x10-6 10697.31 turbulen

2 _0.105 0.0605 0.854x10-6 7438.52 turbulen