SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Sipil Pengairan
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar
Oleh :
RUDI MUH.RIZAL
105 81 01346 10 105 81 01390 10
PROGRAM STUDI SIPIL PENGAIRAN JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2016
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Sipil Pengairan
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar
Oleh :
RUDI MUH.RIZAL
105 81 01346 10 105 81 01390 10
PROGRAM STUDI SIPIL PENGAIRAN JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2016
Bangunan Penangkap Sedimen Pada Saluran Segi Empat
(EXPERIMENTAL). Dibawah Bimbingan
Dr. Ir. Hj. Ratna
Musa.,MT. dan Ir. Nenny T Karim, ST.,MT.
Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi
permukaan, erosi parit, atau erosi jenis tanah lainnya.
Sedimentasi
adalah
suatu
proses
pengapungan,
penggelindingan, penyeretan atau percikan jarah-jarah tanah
hasil pemecahan dan telah terlepas dari satuan tubuh
tanahnya. Irigasi adalah sistem pemberian air agar jumlah air
yang tersedia dapat mencukupi kebutuhan air yang diperlukan
oleh tanaman. Untuk menjaga agar kualitas air irigasi tetap
terjaga, diperlukan bangunan penangkap sedimen agar dapat
mengendapkan sedimen sehingga tidak menghambat aliran air
yang dibutuhkan tanaman. Berbagai upaya telah dilakukan
untuk mengurangi angkutan sedimen yang dapat mengurangi
evektifitas saluran irigasi. Salah satu upaya yang dilakukan
adalah dengan pembuatan bangunan penangkap sedimen.
Untuk itu kami mencoba membuat satu jenis bangunan
penangkap sedimen dengan harapa agar semua kebutuhan
tanaman akan air dapat terpenuhi. Penelitian ini dilakukan di
laboratorium fakultas teknik universitas muhammadiyah
makassar mulai maret sampai dengan juni, dimana pada bulan
pertama yakni awal bulan maret merupakan kajian literatur,
pada bulan kedua yakni april adalah pembuatan bangunan
penangkap sedimen dan pada bulan ketiga yakni bulan juni
pengambilan data. Data yang kami ambil yaitu data primer dan
sekunder, data primer adalah data yang diperoleh langsung
dari simulasi model fisik di laboratorium sedangkan data
sekunder adalah data yang di peroleh dari literatur dan hasil
penelitian yang sudah ada baik yang dilakukan di laboratorium
maupun di tempat lain yang berkaitan dengan penelitian
bangunan penangkap sedimen.
Kata kunci : sedimen, sedimentasi, bangunan penangkap
sedimen
(EXPERIMENTAL). Under the guidance of Dr. Ir. Hj. Charles
Moses., MT. and Ir. Nenny T Karim, ST., MT.
Sediment is the result of erosion processes, either in the
form of surface erosion, gully erosion, or erosion of other soil
types. Sedimentation is a flotation process, skidding, towage or
splash history-history of the land and the breakdown products
have been detached from the body unit of land. Irrigation is a
water delivery system so that the amount of water available can
meet the water needs required by the plant. To keep the quality
of irrigation water is maintained, the necessary building
sediment catcher in order to precipitate the sediment so it does
not impede the flow of water that plants need. Various attempts
have been made to reduce the transport of sediment that can
reduce evektifitas irrigation channels. One of the efforts is by
making buildings sediment catcher. For that we try to make one
type of building with Harapa sediment catcher so that all the
water needs of the plant will be met. This research was
conducted in the laboratory of engineering faculty of University
of Muhammadiyah Makassar began March to June, with the
first month of the beginning of the month of March is a literature
review, in the second month of April is the manufacture of
building sediment catcher and in the third month of June the
data retrieval. The data we collect primary data and secondary,
primary data is data obtained directly from the simulation of the
physical model in the laboratory while secondary data is the
data obtained from the literature and the results of existing
research whether performed in a laboratory or elsewhere
relating with research building sediment catcher.
ii
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan yang harus dipenuhi dalam rangka menyelesaikan Program Studi pada Jurusan Sipil dan Perencanaan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir kami adalah: “BANGUNAN PENANGKAP SEDIMEN PADA SALURAN SEGI EMPAT (EXPERIMENTAL)”
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis mendapatkan banyak masukan yang berguna dari berbagai pihak sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu dengan segala ketulusan serta keikhlasan hati, kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada:
1. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, ST., MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Bapak Muh. Syafaat S. Kuba, ST. sebagai Ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Ibu Dr.Ir.Hj. Ratna Musa.,MT. selaku pembimbing I dan Ibu Ir. Nenny T Karim, ST.,MT. selaku pembimbing II, yang telah meluangkan banyak waktu, memberikan bimbingan dan pengarahan sehingga terwujudnya tugas akhir ini.
iii
proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar. 5. Ayahanda dan ibunda tercinta yang senantiasa memberikan limpahan
kasih sayang, doa, serta pengorbanan kepada penulis.
6. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik, terkhusus Saudaraku Angkatan 2010 dengan rasa persaudaran yang tinggi banyak membantu dan memberi dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Pada akhir penulisan tugas Akhir ini, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis meminta saran dan kritik sehingga laporan tugas akhir ini dapat menjadi lebih baik dan menambah pengetahuan kami dalam menulis laporan selanjutnya. Semoga laporan tugas akhir ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan untuk pembaca pada umumnya.
Wassalamu`alaikum, Wr. Wb.
Makassar, Oktober 2015
iii HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii ABSTRAK ... iii KATA PENGANTAR ... vi DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... viii
BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah ... 4 C. Tujuan Penelitian ... 4 D. Manfaat Penelitian ... 5 E. Batasan Masalah ... 5 F. Sistematika Penulisan... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 8
A. Konsep Dasar ... 8
B. Karakteristik Aliran ... 10
C. Sedimen... 19
D. Sedimentasi ... 29
iv
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data ... 38
C. Alat dan Bahan ... 39
D. Denah Penelitian... 40
E. Variabel Yang di Gunakan ... 42
F. Langkah-Langkah Penelitian... 43
G. Pencatatan Data ... 45
H. Analisa data ... 45
I. Flow Chart Penelitian ... 47
`BAB IV ANALISA HASIL PEMBAHASAN ... 48
A. Analisa Hasil Perhitungan ... 48
B. Pembahasan... 68
`BAB V PENUTUP ... 71
A. Kesimpulan ... 71
v
Halaman
1. Proses Sedimen Dasar... 22
2. Jenis sedimen Menurut Ukurannya... 24
3. Anaisa Perhitungan Bilangan Froude (Q1)... 48
4. Analisa Perhitungan Bilangan Froude (Q2)... 49
5. Analisa Perhitungan Bilangan Froude (Q3)... 50
6. Analisa Perhitungan Bilangan Reynold (Q1)... 52
7. Analisa Perhitungan Bilangan Reynold (Q2)... 53
8. Analisa Perhitungan Bilangan Reynold (Q3)... 54
9. Rekapitulasi Bilangan Froude dan Reynold (Re)... 55
10. Analisa Perhitungan energi spesifik (Q1)... 55
11. Analisa Perhitungan energi spesifik (Q2)... 56
12. Analisa Perhitungan energi spesifik (Q3)... 57
13. Tinggi Pengendapan yang ada pada titik pengamatan dengan debit dan waktu yang bervariasi... 59
14. Pengendapan yang terjadi pada titik pengamatan... 61
15. Volume endapan pada titik pengamatan untuk debit pertama (Q1)... 62
16. Volume endapan pada titik pengamatan untuk debit kedua (Q2) ... 63
vi
18. Rakapitulasi analisa volume angkutan sedimen dasar dan
vii
1. Aliran turbulen dan laminer ... 16
2. Pola penjalaran gelombang disaluran terbuka... 18
3. Tampang panjang saluran dengan dasar granuler... 20
4. Angkutan sedimen pada tampang panjang dengan dasar granuler... 21
5. Transpor sedimen dalam aliran air sungai... 23
6. Bagan mekanisme dan asal bahan sedimen... 28
7. Penampang Saluran segi empat ... 35
8. Berbagai macam bentuk saluran terbuka(a)Trapesium, (b)Persegi,(c)Segitiga,(d)Setengah lingkaran,(e)Tak beraturan. 36 9. Denah penelitian... 40
10. Tampak atas model penelitian... 41
11. Potongan melintang saluran... 42
12. Potongan memanjang BPS... 42
13. Flow Chart ... 47
14 Hubungan antara kecepatan (m/det) dan Bilangan Froude untuk debit pertama (Q1)... 49
15. Hubungan antara kecepatan (m/det) dan Bilangan Froude untuk debit kedua(Q2)... 50
viii
17. Hubungan antara kecepatan aliran (m/det) dan Bilangan
Reynold (Q1)... 52 18. Hubungan antara kecepatan aliran (m/det) dan Bilangan
Reynold (Q2)... 53 19. Hubungan antara kecepatan aliran (m/det) dan Bilangan
Reynold (Q3)... 54 20.Hubungan antara tinggi muka air dan Energi spesifik (Q1).. 56 21.Hubungan antara tinggi muka air dan Energi spesifik (Q2).. 57 22. Hubungan antara tinggi muka air dan Energi spesifik(Q3).. 58 23. Tinggi endapan rata-rata dengan debit dan waktu yang
bervariasi... 60 24. Hubungan kecepatan dengan volume endapan pada
titik pengamatan dengan debit dan waktu bervariasi (Q1).. 62 25.Hubungan kecepatan dengan volume endapan pada
titik pengamatan dengan debit dan waktu bervariasi (Q2).. 63 26.Hubungan kecepatan dengan volume endapan pada
titik pengamatan dengan debit dan waktu bervariasi (Q3).. 64 27.Hubungan perhitungan langsung dengan pendekatan
ix Kr = Koefisien refleksi Kt = Koefisien transmisi
= Rapat massa zat cair g = Percepatan gravitasi
V = Kecepatan aliran
Q = Debit
m = massa
h = Tinggi muka air
µ = Kekentalan kenematik
τ0 = Tegangan geser
γw = Berat jenis air γ s = Berta jenis sedimen
S = Kemiringan
Re = Bilangan Reynold
Fr = Bilangan Froude
E = Enetgi spesifik
R = Jari-jari hidrolis
K/K’ = Koefisien kekasaran saluran
D = Diameter butiran
A = Luas penampang saluran
B = Lebar dasar saluran
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kontribusi prasarana dan sarana irigasi terhadap ketahanan pangan selama ini cukup besar, oleh karena itu ketersediaan air di lahan harus terpenuhi walaupun lahan tersebut berada jauh dari sumber air permukaan. Hal tersebut tidak terlepas dari usaha teknik irigasi yaitu memberikan air dengan kondisi tepat mutu, tepat ruang dan tepat waktu dengan cara yang efektif dan ekonomis (Sudjarwadi, 1990). sebanyak 84 persen (%) produksi beras nasional bersumber dari daerah irigasi (Hasan, 2005).
Untuk meningkatkan produksi pertanian selain dengan perbaikan mutu benih maka perlu juga diperhatikan peranan irigasi, untuk pendayagunaan air melalui sistem pengolahan yang baik, sehingga pemanfaatan air dapat dilakasanakan secara efektif dan efisien.Penumpukan sedimen pada saluran irigasi mempersingkat umur pelayanan jaringan irigasi karena pendangkalan dan penurunan kapasitas. Selanjutnya, penumpukan sedimen di petak sawah dan menaikkan permukaan sawah, sehingga mempersulit air untuk mencapai permukaan sawah dan mengairi sawah.
Partikel sedimen yang halus bahkan bisa menyumbat pori-pori tanah dan menghambat penyerapan air oleh tanaman (kuiper, 1989). Meskipun demikian tidak semua fraksi sedimen berpotensi merusak jaringan irigasi.
Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengurangi angkutan sedimen yang dapat mengurangi evektifitas saluran irigasi. Salah satunya yang umum dilakukan adalah pembuatan bangunan penangkap sedimen (BPS). Meski demikian, sedimen masih saja tetap masuk ke dalam saluran irigasi dalam jumlah yang cukup besar. Sehingga dalam pengoperasian dan pemeliharaannya membutuhkan biaya yang cukup banyak untuk pengerukkan sedimen tersebut.
Salah satu parameter mengetahui efektifitas suatu bangunan penangkap sedimen (BPS) dalam mengendapkan sedimen adalah mengetahui nilai efesien pengendapan sedimen pada bangunan tersebut. Mengingat pentingnya suatu bangunan penangkap sedimen, terutama jika di kaitkan dangan fungsi dan kelayakan suatu bangunan penangkap sedimen yang menghabiskan biaya yang cukup mahal serta adanya manfaat yang sangat penting untuk kegiatan operasi dan pemeliharaan pada jaringan irigasi, maka perlu perhatian khusus terhadap masalah ini, antara lain dangan membuat suatu bentuk atau model bangunan penangkap sedimen yang mempunyai kemampuan untuk menangkap sedimen dengan baik.
Pengendapan sedimen pada bangunan penangkap sedimen sangat di pengaruhi oleh panjang bangunan tersebut. Semakin panjang bangunan tersebut semakin besar juga tingkat efektivitasnya, tetapi jika terlalu panjang dapat mengurangi efektivitasnya. Selain panjang bangunan, bentuk bangunan juga sangat berpengaruh terhadap efektivitas suatu bangunan penangkap sedimen. Namun kontruksi bangunan penangkap sedimen yang terlalu panjang, selain memerlukan biaya yang mahal untuk perkuatan (lining) dinding dan dasarnya, yang biasanya terbuat dari pasangan batu, sehingga diperlukan usaha-usaha lain untuk mengendapkan sedimen dengan areal yang lebih kecil dan biaya yang lebih rendah.
Dengan adanya permasalahan diatas maka kami mencoba membuat model bangunan penangkap sedimen. Dengan harapan dapat membantu mengendapkan sedimen agar tidak mengganggu fungsi dari saluran, dengan harapan semua sawah mendapatkan air yang cukup.
Pengendapan sedimen merupakan permasalahan yang paling dominan pada saluran terbuka. Mengingat akan pentingnya permasalahan diatas maka kami mencoba melakukan uji model laboratorium tentang “Bangunan Penangkap Sedimen Pada Saluran Segi Empat (Experimental)”.
B. Rumusan Masalah
Dari uraian tersebut di atas maka rumusan masalah pada penelitian ini yaitu:
1) Bagaimana sifat aliran setelah melewati model sekat bercincin pada model bangunan penangkap sedimen.
2) Seberapa besar pengaruh tinggi muka air terhadap energi spesifik. 3) Seberapa besar volume endapan sedimen dasar (Bed Load) dengan
perhitungan secara langsung pada BPS (bangunan penangkap sedimen).
4) Berapa besar angkutan sedimen pada model BPS (Bangunan Penangkap Sedimen) dengan pendekatan empiris.
5) Yang mana dari rumus empiris yang hasil perhitungannya paling mendekati dengan hasil perhitungan secara langsung.
C. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1) Untuk mengetahui sifat aliran yang terjadi pada BPS (bangunan penangkap sedimen).
2) Untuk mengetahui pengaruh tinggi muka air terhadap energi spesifik. 3) Untuk mengetahui berapa besar angkutan sedimen dasar (Bed Load)
pada BPS (Bangunan Penangkap Sedimen) dengan perhitungan secara langsung.
4) Untuk mengetahui angkutan sedimen dasar pada BPS (Banguan Penangkap Sedimen) dengan menggunakan pendekatan empiris. 5) Untuk mengetahui rumus pendekatan empiris untuk sedimen dasar
yang hasil perhitungannya paling mendekati dengan hasil perhitungan secara langsung.
D. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat diantaranya sebagi berikut :
1) Sebagai bahan pertimbangan dalam membuat bangunan penangkap sedimen.
2) Untuk bahan informasi tentang bentuk bangunan penangkap sedimentasi yang efektif.
3) Sebagai sarana untuk menerapkan ilmu pengetahuan yang kami dapatkan di bangku kuliah
4) Sebagai referensi untuk penelitian – penelitian lanjutan.
E. Batasan Masalah
Untuk menciptakan model bangunan penangkap sedimen diperlukan berbagai eksperimen dan penelitian yang dilakukan dilaboratorium, perlu ditetapkan batasan masalah. Batasan masalah yang digunakan dalam percobaan ini adalah:
1) Penelitian dilakukan pada bangunan penangkap sedimen (uji model di laboratorium).
2) Jenis saluran yang digunakan adalah saluran segi empat dengan diameter 40 cm.
3) Mengamati jenis aliran yang terjadi dengan adanya sekat bercincin. 4) Dilakukan pengamatan terhadap sekat pada BPS (bangunan
penangkap sedimen) yang mempengaruhi kecepatan laju sedimen 5) Jenis pasir yang digunakan adalah pasir non kohesi (granuler).
6) Menggunakan beberapa kondisi Q (debit air) dan waktu pengaliran yang ditentukan.
7) Sedimen yang dihitung adalah sedimen dasar pada bangunan penangkap sedimen.
8) Menghitung besar muatan angkutan sedimen dasar (bed load) dengan menggunakan pendekatan rumus empiris.
F. Sistematika Penulisan
Sistematika laporan ini terdiri dari lima bab, dimana masing-masing bab membahas masalah tersendiri diantaranya sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
Menguraikan tinjauan mengenai permasalahan yang akan menjadi bahan penelitian dalam penulisan tugas akhir pada suatu wilayah tertentu. Dimana dalam hal ini mencakup teori-teori beserta formula yang berkaitan langsung dengan penelitian yang akan dilakukan.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Merupakan gambaran umum mengenai lokasi penelitian, peralatan penelitian serta metode penelitian yang akan digunakan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil kajian dari judul penelitian tugas akhir secara mendetail dan terperinci. Diantaranya pemodelan BPS yang baik dan perhitungan muatan endapan sedimen dasar (bed load)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dan saran setelah melakukan penelitian tugas akhir.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Konsep Dasar
Irigasi adalah memberikan air secara sistematis pada tanah yang diolah. Kebutuhan air irigasi untuk pertumbuhan tergantung pada banyaknya atau tingkat pemakaian dan efiensi jaringan irigasi yang ada (Kartasaputra, 1991: 45). Adapun klasifikasi jaringan irigasi bila ditinjau dari cara pengaturan, cara pengukuran aliran air dan fasilitasnya, dibedakan atas 3 tingkatan, yaitu : jaringan irigasi sederhana, jaringan irigasi semi teknis dan jaringan irigasi teknis.
Irigasi merupakan salah satu faktor penting dalam produksi bahan pangan. Sistem irigasi dapat diartikan suatu kesatuan yang tersusun dari berbagai komponen, menyangkut upaya penyediaan, pembagian, pengelolaan dan pengaturan air dalam rangka meningkatkan produksi pertanian, untuk itu diperlukan upaya demi kelestarian sarana irigasi dan aset-asetnya yang ada, hal ini diperlukan pengelolaan aset irigasi ( PAI ) yang optimal.
Saluran irigasi merupakan bangunan pembawa yang berfungsi membawa air dari bangunan utama sampai ketempat yang memerlukan. Saluran pembawa ini berupa :1) Saluran Primer (Saluran Induk) yaitu saluran yang lansung berhubungan dengan saluran bendungan yang
fungsinya untuk menyalurkan air dari waduk ke saluran lebih kecil. 2) Saluran Sekunder yaitu cabang dari saluran primer yang membagi saluran induk kedalam saluran yang lebih kecil (tersier). 3) Saluran Tersier yaitu cabang dari saluran sekunder yang langsung berhubungan dengan lahan atau menyalurkan air ke saluran-saluran kwarter.
Dalam mengalirkan air sampai pada lahan yang ada, terkadang kita menghadapi berbagai masalah diantaranya adalah pengendapan sedimen pada saluran irigasi. Untuk mengantisipasi hal tersebut maka dibuat BPS (bangunan penangkap sediemn) yang diharapkan dapat membantu dalam mengurangi pendangkalan pada saluran irigasi.
Bangunan penangkap sedimen (BPS) merupakan pembesaran secara melintang suatu saluran dengan panjang tertentu untuk mengurangi kecapatan aliran dan memberi kesempatan kepada sedimen untuk mengendap. Pengendapan sedimen pada intinya dipengaruhi oleh kecepatan jatuh partikel sedimen dan kecepatan aliran air. Kecepatan jatuh partikel tersebut tergantung pada ukuran, bentuk, berat jenis partikel, serta kondisi air terutama kekentalannya (soekarno, 1998). Sedangkan kecepatan aliran tergantung pada penampang dan kemiringan salurannya, volume tampungan yang harus disediakan dalam suatu bangunan penangkap sedimen tergantung pada banyaknya sedimen yang akan diendapkan dalam priode waktu yang ditetapkan.
Efesiensi pengendapan sedimen pada bangunan penangkap sedimen didefenisikan dengan perbandingan antara sedimen yang mengendap dengan jumlah sedimen yang masuk kedalam bangunan tersebut dalam periode waktu tertentu. Banyaknya sedimen yang mengendap dengan jumlah sedimen mengendap merupakan selisih antara jumlah angkutan sedimen yang masuk dengan jumlah angkutan sedimen yang keluar dari bangunan penangkap sedimen.
B. Karakteristik Aliran
Karakteristik aliran adalah gambaran spesifik mengenai aliran yang dicirikan oleh parameter yang berkaitan dengan keadaan topografi, tanah, geologi, vegetasi, penggunaan lahan, hidrologi, dan manusia.
Karakter aliran yang paling sesuai untuk mengendapkan partikel sedimen adalah aliran laminer dengan kecepatan yang rendah. Banyak cara dilakukan untuk mendapatkan pola aliran yang seperti ini, seperti merancang posisi inlet dan outlet (Pearson et.al, 1995), mencegah pembentukan gelombang dipermukaan dengan meminimalkan angin (Kim dan Kim, 2000),menggunakan sekat (Muttamara dan Puetpaiboon, 1997), dan merancang bentuk atau geometri dari konstruksi (EuropeanInvestment Bank, 1998).
Kondisi fisik setiap saluran terbuka memiliki karakter yang berbeda yang mencerminkan tingkat kepekaan dan potensi suatu saluran. Pengumpulan data fisik dengan mencatat beberapa faktor yang dominan pada suatu wilayah akan mencerminkan karakteristik suatu saluran.
Aliran pada saluran terbuka merupakan aliran yang mempunyai permukaan yang bebas. Permukaan yang bebas itu merupakan pertemuan dua fluida dengan kerapatan ρ (density) yang berbeda. Biasanya pada saluruan terbuka itu dua fluida itu adalah udara dan air dimana kerapatan udara jauh lebih kecil daripada kerapatan air.
Gerakan air pada saluran terbuka berdasarkan efek dari grafitasi bumi yang didistribusi tekanan dalam air umumnya bersifat hidrostatis karena kuantitasnya tergantung dari berat jenis aliran dalam kedalaman. Karena jenis berat aliran dapat diasumsikan tetap, maka tekanan hanya tergantung dari kedalamannya; semakain dalam tekanannya semakin besar. Namun pada beberapa kondisi bisa ditemukan distribusi tekanan tidak hidrostatis.
Aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran dalam saluran terbuka, dan dapat pula berupa aliran dalam pipa. Kedua jenis aliran tersebut memiliki prinsip yang sangat berbeda. Aliran melalui saluran terbuka adalah aliran yang memiliki permukaan bebas sehingga memiliki tekanan udara walaupun berada dalam saluran tertutup. Adapun aliran dalam pipa merupakan aliran yang tidak memiliki permukaan bebas, karena aliran air mengisi saluran secara terus menerus, sehingga tidak
dipengaruhi oleh tekanan udara dan hanya dipengaruhi oleh tekanan hidrostatik. Banyak faktor yang berpengaruh terhadap pengendapan partikel dalam suatu aliran, tetapi yang terpenting adalah kecepatan endap dan karakteristik aliran (Takamatsu dan Naito,1967). Turbulensi menjaga sedimen yang tersuspensi untuk tidak mengendap, bahkan mampu mengangkat sedimen yang sudah mengendap untuk tersuspensi lagi.
Pengukuran aliran mencakup pengukuran penampang melintang aliran yang terdiri dari tinggi penampang muka air, lebar dan luas penampang basahnya, serta pengukuran kecepatan aliran air. Data-data tersebut diukur secara langsung dan merupakan data primer yang akan digunakan untuk perhitungan debit aliran dan angkutan sedimen. data debit diperoleh berdasarkan perkalian antara luas penampang basah dengan kecepatan aliran hasil pengukuran dengan alat ukur arus yaitu
cuccentmeter.
1. Tipe Aliran
Mengkaji suatu aliran pada saluran terbuka, haruslah dipahami tentang sifat dan jenis aliran itu sendiri.Adapun tipe aliran pada saluran terbuka yakni dipengaruhi oleh adanya suatu permukaan bebas yang berkaitan langsung dengan parameter-parameter aliran seperti kecepatan, kekentalan, gradient serta geometri saluran.
Aliran saluran terbuka dapat digolongkan berdasarkan pada berbagai kriteria, salah satu kriteria utama adalah perubahan kedalaman aliran (h) terhadap waktu (t) dan terhadap tempat (s).
A) Tipe Aliran Berdasarkan Kriteria Waktu yaitu:
1) Aliran Tetap/mantap (Steady Flow) yaitu aliran di mana kedalaman air (h) tidak berubah menurut waktu atau dianggap tetap dalam suatu interval waktu, dengan demikian kecepatan aliran pada suatu titik tidak berubah terhadap waktu dan segala variabel disepanjang saluran sama.
2) Aliran tidak tetap/Tidak Mantap (Unsteady Flow) yaitu apabila kedalaman air (h) berubah menurut waktu demikian pula kecepatannya berubah menurut waktu . Aliran ini terbagi dua yaitu:Aliran seragam tidak tetap (unsteady uniform flow)dan aliran tidak tetap dan berubah-ubah (unsteady varied flow).Aliran ini hampir tidak pernah terjadi.
3) Aliran Seragam (uniform flow) yaitu aliran dimana segala varia bel seperti kedalaman, luas, debit, konstan disepanjang saluran sama. 4) Aliran tidak seragam (un-uniform Flow) yaitu aliran berubah-ubah
(varied flow) disepanjang saluran terhadap kedalaman, luas, dan debit, Yang terdiri dari: Aliran tetap berubah lambat laun (gradually
varied flow) dan Aliran tetap berubah dengan cepat (rapidle varied flow).
B) Tipe Aliran Berdasarkan Kriteria Tempat yaitu:
1) Aliran seragam (uniform flow) yaitu: aliran dimana segala variabel seperti kedalaman, luas penampang, dan debit konstan disepanjang saluran sama. Aliran ini terbagi dua yaitu:
a). Aliran seragam tetap (steady uniform flow) yaitu aliran seragam yang tidak berubah terhadap waktu.
b). Aliran seragam tidak tetap (unsteady uniform flow) yaitu aliran yang dapat pula berubah terhadap waktu apabila fruktuasi muka air terjadi dari waktu ke waktu namun tetap pararel dengan dasar saluran.
2) Aliran Tidak seragam (non uniform flow) yaitu aliran dimana segala variabel seperti kedalaman, luas penampang, dan debit berubah di sepanjang saluran. Aliran ini disebut juga aliran berubah-ubah (varied
flow) yaitu; Aliran berubah lambat laun (gradually varied flow) dan
Aliran berubah dengan cepat.
2. Sifat aliran
Sifat-sifat aliran saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh adanya Pengaruh kekentalan (viscositas) dan pengaruh gravitasi dalam perbandingannya dengan gaya-gaya kelembaman (inersia) dari aliran.Tegangan permukaan sebenarnya juga dapat berpengaruh pada sifat-sifat aliran, namun dalam kebanyakan aliran tegangan permukaan tidak memegang peranan penting, oleh karena itu tidak diperhitungkan. Selanjutnya apabila perbandingan antara pengaruh gaya-gaya
kelembaman dengan gaya-gaya kekentalan yang dipertimbangkan maka aliran dapat dibedakan menjadi: aliran laminer, dan aliran turbulen serta aliran transisi. Parameter yang dipakai sebagai dasar untuk membedakan sifat aliran tersebut adalah suatu parameter tidak berdimensi yang dikenal dengan angka Reynold (Re) yaitu: perbandingan (ratio) dari gaya kelembaman (inersia) terhadap gaya- gaya kekentalan (viscositas) persatuan volume.
1) Sifat-sifat aliran berdasarkan pengaruh gaya kelembaman dengan gaya kekentalan yaitu:
a) Aliran Laminer yaitu suatu aliran dimana gaya-gaya kekentalan relatif lebih besar dibanding dengan gaya kelembaman sehingga kekentalan berpengaruh besar terhadap sifat aliran. Pada aliran ini partikel cairan seolah-olah bergerak secara teratur menurut lintasan tertentu.
b) Aliran Turbulen yaitu apabila kecepatan aliran lebih besar daripada kekentalan dalam hal ini butiran-butiran air bergerak menurut lintasan yang tidak teratur, tidak lancar, tidak tetap, walaupun butiran bergerak maju dalam kesatuan aliran secara keseluruhan.
c) Aliran Transisi yaitu Aliran peralihan dari laminar ke aliran turbulen dimana kekentalan relatif terhadap kecepatan.
Pengaruh kekentalan terhadap kelembaban dapat dinyatakan dengan bilangan Reynold. Reynold menerapkan analisa dimensi pada hasil percobaannya dan menyimpulkan bahwa perubahan dari aliran laminar ke aliran turbulen terjadi suatu harga yang dikenal dengan angka
Reynold (Re). Angka ini menyakatan perbandingan antara gaya-gaya kelembaman dengan gaya-gaya kekentalan yaitu:
= ṽ ... (1)
Dimana:
Re = Angka Reynold
ṽ = Kecepatan rata-rata aliran (m/det)
R = Jari-jari Hidrolis (m)
= kekentalan (viscositas) kinematik cairan (m2/det)
Kemudian dari berbagai percobaan disimpulkan bahwa untuk saluran terbuka :
Re < 500 aliran laminar 500< Re < 12.500 aliran transisi Re <12.500 aliran turbulen
a) Turbulen b) Laminer
Gambar 1. Aliran turbulen dan Laminer
2) Sifat-sifat aliran berdasarkan Perbandingan gaya kelembaman dengan gaya Gravitasi.
a) Aliran super kritis yaitu suatu aliran dimana kecepatan alirannya lebih besar daripada kecepatan gelombangnya.
b) Aliran kritis yaitu suatu aliran dimana kecepatan alirannya sama besar dengan kecepatan gelombangnya.
c) Aliran subkritis yaitu suatu aliran dimana kecepatan alirannya lebih kecil daripada kecepatan gelombangnya.
Energi spesifik dalam suatu penampang saluran dinyatakan sebagai energi air pada setiap penampang saluran, dan diperhitungkan terhadap dasar saluran. Energi spesifik adalah energi relatip terhadap dasar saluran. Besarnya energi ini adalah :
= 2. + ... (2) Dimana : E : Energi spesifik
V : Kecepatan aliran
g : Percepatan gravitasi
y : Kedalaman aliran
Parameter yang membedakan ketiga aliran tersebut adalah parameter yang tidak berdimensi yang dikenal dengan angka Froude (Fr) yaitu angka perbandingan antara gaya kelembaman dan gaya gravitasi, di rumuskan dengan :
= ṽ
. ℎ ... (3)
Fr = Angka Froude
ṽ = Kecepatan rata-rata aliran (m/det) h = Kedalaman aliran (m)
g = Gaya Gravitasi (m/det2) Sehingga:
a) Aliran bersifat Kritis apabila Fr = 1, dimana kecepatan aliran sama dengan kecepatan rambat gelombang .
b) Aliran bersifat subkritis apabila Fr<1, dimana kecepatan aliran lebih kecil daripada kecepatan rambat gelombang .
c) Aliran bersifat superkritis apabila Fr >1, dimana kecepatan aliran lebih besar daripada kecepatan rambat gelombang.
Berikut gambar aliran sub kritis, aliran super gratis, aliran kritis:
Gambar 2. Pola penjalaran gelombang disaluran terbuka (Bambang Triatmojo, 2008)
Pada gambar di atas diperlihatkan suatu saluran panjang dengan tiga jenis kemiringan, subkritis, kritis dan superkritis. Pada kemiringan subkritis (Gambar a) permukaan air di zona peralihan tampak
bergelombang. Aliran dibagian tengah saluran bersifat seragam namun kedua ujungnya bersifat berubah. Pada kemiringan kritis (Gambar b) permukaan air dari aliran kritis ini tidak stabil. Dibagian tengah dapat terjadi gelombang tetapi kedalaman rata-ratanya konstan dan alirannya dapat dianggap seragam. Pada kemiringan subkritis ( Gambar c) permukaan air beralih dari keadaan subkritis menjadi superkritis setelah melalui terjunan hidrolik lambat laun.
C. Sedimen
1. Pengertian Sedimen
Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan, erosi parit, atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap di bagian bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, sungai, dan waduk. Hasil sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat tertentu. Proses erosi terdiri atas tiga bagian yaitu : pengelupasan (detachment), dan pengangkutan
(transportasion), (wischmeter dan smith, 1978).
Sedimen dapat pula berasal dari erosi yang terjadi pada luar sungai. Sedimen terangkut oleh aliran sungai pada saat debitnya meningkat dari bagian hulu dan kemudian di endapkan pada alur sungai yang landai atau pada ruas sungai yang melebar, selanjutnya pada saat debitnya mengecil dan kandungan beban dalam aliran mengecil, maka
sedimen yang mengendap tersebut secara berangsur angsur terbawa hanyut lagi dan dasar sungai akan berangsur turun kembali.
2. Angkutan Sedimen (Transpor Sedimen)
Akibat adanya aliran air, timbul gaya-gaya yang bekerja pada material sedimen. Gaya-gaya tersebut mempunyai kecenderungan untuk menggerakkan atau menyeret butiran material sedimen. Pada waktu gaya-gaya yang bekerja pada butiran sedimen mencapai suatu harga tertentu, sehingga apabila sedikit gaya ditambah akan menyebabkan butiran sedimen bergerak, maka kondisi tersebut disebut kondisi kritis. Parameter aliran pada kondisi tersebut, seperti tegangan geser (τ0), kecepatan aliran (U) juga mencapai kondisi kritik (sumber: skripsi kajian perubahan pola gerusan pada tikungan sungai akibat penambahan debit)
Menurut polprasert dan battarai (1985), pengendapan sedimen dipengaruhi oleh turbulensi. Aliran yang laminer mendorong pengendapan lebih cepet karena jarak yang dibutuhkan partikel untuk mengendap lebih pendek. Pengendapan partikel bisa dihalangi oleh anginn yang tertiup dipermukaan karena angin bisa menimbulkan gelombang dan menyebabkan turbulensi. Selain itu, pengendapan sedimen ini juga dipengaruhi oleh kecepatan endap partikel ( puslitbang pengairan, 1986).
Menurut Mardjikoen (1987), angkutan sedimen merupakan perpindahan tempat bahan sedimen granular (non kohesif) oleh air yang sedang mengalir searah aliran. Banyaknya angkutan sedimen T dapat
ditentukan dari perpindahan tempat suatu sedimen yang melalui suatu tampang lintang selama periode waktu yang cukup. Lihat Gambar 1. T dinyatakan dalam (berat, massa, volume) tiap satuan waktu.
Gambar 3. Tampang panjang saluran dengan dasar granuler. (Mardjikoen, 1987)
Laju sedimen yang terjadi bias dalam kondisi seimbang (equilibrium). Erosi (erosion), atau pengendapan (deposition), maka dapat ditentukan kuantitas sedimen yang terangkut daam proses tersebut. Proses sedimentasi di dasar saluran dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 4. Angkutan sedimen pada tampang panjang dengan dasar granuler.(Mardjikoen, 1987)
Tabel 1. proses sedimen dasar
Perbandingan T Proses yang terjadi
Sedimen Dasar
T1= T2 Seimbang Stabil
T1< T2 Erosi Degradasi
T1> T2 Pengendapan Agradasi
(Mardjikoen, 1987)
Kondisi yang dikatakan sebagai awal gerakan butiran adalah salah satu dari peristiwa berikut
1. Satu butiran bergerak,
2. Beberapa (sedikit) butiran bergerak,
3. Butiran bersama-sama bergerak dari dasar, dan
4. Kecenderungan pengangkutan butiran yang ada sampai habis.
Tiga faktor yang berkaitan dengan awal gerak butiran sedimen yaitu 1. Kecepatan aliran dan diameter/ukuran butiran,
2. Gaya angkat yang lebih besar dari gaya berat butiran, dan 3. Gaya geser kritis.
Partikel-partikel kasar yang bergerak sepanjang dasar sungai secara keseluruhan disebut dengan muatan sedimen dasar (bed load). Adanya muatan sedimen dasar ditunjukan oleh gerakan partikel-partikel dasar sungai. Gerakan itu dapat bergeser, menggelinding, atau meloncat-loncat, akan tetapi tidak pernah lepas dari dasar sungai. Gerakan ini
kadang-kadang dapat sampai jarak tertentu dengan ditandai bercampurnya butiran partikel tersebut bergerak ke arah hilir.
Menurut Asdak (2014), besarnya transport sedimen dalam aliran sungai merupakan fungsi dari suplai sedimen dan energi aliran sungai (steam energy). Ketika besarnya energi aliran sungai melampaui besarnya suplai sedimen, terjadilah degradasi sungai. Pada sisi lain, ketika suplai sedimen lebih besar dari pada energi aliran sungai , terjadilah agradasi sungai.
menurut Asdak (2014), proses Transportasi sedimen adalah begitu sedimen memasuki badan sungai, maka berlangsunglah transpor sedimen. Partikel sedimen ukuran kecil seperti tanah liat dan debu dapat diangkut aliran air dalam bentuk terlarut (wash load). Sedang partikel yang lebih besar, antara lain, pasir cenderung bergerak dengan cara melompat. Partikel yang lebih besar dari pasir, misalnya kerikil (gravel) bergerak dengan cara merayap atau menggelinding di dasar sungai (bed load) seperti pada gambar berikut :
Besarnya ukuran sedimen yang terangkut aliran air ditentukan oleh interaksi faktor-faktor sebagai berikut : ukuran sedimen yang masuk kedalam sungai/saluran air, karakteristik saluran, debit, dan karakteristik fisik partikel sedimen. Besarnya sedimen yang masuk ke sungai dan besarnya debit ditentukan oleh faktor iklim, topografi, geologi, vegetasi, dan cara bercocok tanamdi daerah tangkapan airyang merupakan asal datangnya sedimen. Sedang karakteristik sungai yang penting, terutama bentuk morfologi sungai, tingkat kekasaran dasar sungai, dan kemiringan sungai. Interaksi dan masing-masing faktor tersebutdi atas akan menentukan jumlah dan tipe sedimen serta kecepatan transport sedimen.
Berdasarkan pada jenis sedimen dan ukuran partikel-partikel tanah serta komposisi mineral dari bahan induk yang menyusunnya, dikenal bermacam jenis sedimen seperti pasir, liat, dan lain sebagainya.
Menurut ukurannya, sedimen dibedakan menjadi (Asdak, 2014) : Tabel 2. Jenis sedimen Menurut Ukurannya.
Jenis Sedimen Ukuran Partikel (mm)
Liat Debu Pasir Pasir Besar < 0,0039 0,0039 – 0,0625 0,0625 – 2,00 2,00 – 64 Sumber : Asdak,2014
Proses pengangkutan sedimen (sediment transport) dapat diuraikan meliputi tiga proses sebagai berikut :
a) Pukulan air hujan (rainfall detachment) terhadap bahan sedimen yang terdapat diatas tanah sebagai hasil dari erosi percikan (splash
erosion) dapat menggerakkan partikelpartikel tanah tersebut dan akan
terangkut bersama-sama limpasan permukaan (overland flow).
b) Limpasan permukaan (overland flow) juga mengangkat bahan sedimen yang terdapat di permukaan tanah, selanjutnya dihanyutkan masuk kedalam alur-alur (rills), dan seterusnya masuk kedalam selokan dan akhirnya ke sungai.
c) Pengendapan sedimen, terjadi pada saat kecepatan aliran yang dapat mengangkat (pick up velocity) dan mengangkut bahan sedimen mencapai kecepatan pengendapan (settling velocity) yang dipengaruhi oleh besarnya partikel-partikel sedimen dan kecepatan aliran.
Ada dua kelompok cara mengangkut sedimen dari batuan induknya ke tempat pengendapannya, yakni suspensi (suspended load) dan (bed
load transport). Di bawah ini diterangkan secara garis besar ke duanya.
a) Suspensi
Dalam teori segala ukuran butir sedimen dapat dibawa dalam suspensi, jika arus cukup kuat. Akan tetapi di alam, kenyataannya hanya material halus saja yang dapat diangkut suspensi. Sifat sedimen hasil pengendapan suspensi ini adalah mengandung presentase masa dasar yang tinggi sehingga butiran tampak mengambang dalam masa dasar dan umumnya disertai memilahan butir yang buruk. Cirilain dari jenis ini adalah butir sedimen yang diangkut tidak pernah menyentuh dasar aliran.
b) Bed load transport
Angkutan sedimen dasar (Bed load transport) adalah angkutan dasar di mana material dengan besar butiran yang lebih besar akan bergerak menggelincir atau translate, menggelinding atau rotate satu di atas lainnya pada dasar sungai; gerakannya mencapai kedalaman tertentu dari lapisan sungai. Tenaga penggeraknya adalah gaya seret
drag force dari lapisan dasar sungai. Apabila tenaga Tarik tersebut
berkurang maka jumlah partikel yang terangkut juga akan berkurang. Material muatan sedimen dasar yang terangkut sangat penting didalam pembentukan bentuk daripada dasar dan tebing sungai
Berdasarkan tipe gerakan media pembawanya, sedimen dapat dibagi menjadi:
1) Endapan arus traksi
2) Endapan arus pekat (density current) dan 3) Endapan suspensi.
3. Macam – macam Angkutan Sedimen
Pembagian angkutan sedimen menurut sumber asalnya dapat di bedakan menjadi:
1) Muatan material dasar (bed material transport ), dimana sumber asal material yaitu dari dasar. Angkutan ini ditentukan oleh keadaan dasar aliran angkutan bed material dapat berubah angkutan dasar maupun
angkutan melayang tergantung dari jenis, ukuran dan keadaan materialnya.
2) Muatan bilas (wash load), angkutan partikel-partikel halus berupa lempung (silt) dan debu (duts) yang terbawah oleh aliran sungai. Partikel-partikel ini akan terbawah oleh aliran sungai sampai ke laut atau dapat juga terendapkan pada aliran tenang atau pada aliran yang tergenang. Sumber utama dari muatan bilas adalah hasil pelapukan lapisan atas batuan atau tanah daerah pengaliran sungai, hasil pelapukan ini akan terbawah oleh aliran permukaan atau angin kedalam sungai.
Sedangkan menurut mekanisme pengangkutan dapat dibedakan menjadi:
1) Muatan sedimen dasar (bed load), dimana gerakan dan perpindahan tanahnya selalu pada dasar saluran atau aliran dengan cara melompat
(jatuh), berguling dan menggelinding. Akan tetapi partikel angkutan
dasar ini lambat laun kemungkinan dapat berubah diri menjadi angkutan melayang.
2) Muatan sedimen melayang (suspended load), dimana perpindahan partikel-partikel tanahnya begerak melayang-layang dalam air dan terbawah aliran air.
Secara skematis angkutan sedimen dapat digambarkan sebagai berikut :
D. Sedimentasi
1. Pengertian sedimentasi
Sedimentasi adalah suatu proses pengapungan, penggelindingan, penyeretan atau pemercikan jarah-jarah tanah hasil pemecahan dan telah terlepas dari satuan tubuh tanahnya, menempuh rentang jarak tertentu sampai tertahan di tempat peng-endapan (Yang, 1996; Wulandari, 1999).
Selain itu, sedimentasi berarti pengendapan atau hal mengendapkan benda padat karena pengaruh gaya berat. Kerusakan daerah aliran sungai menyebabkan meningkatnya angkutan sedimen yang terbawa aliran ke saluran irigasi. Jika kecepatan aliran ini rendah maka akan terjadi proses pengendapan di saluran irigasi tersebut.
Muatan
Material Dasar Bergerak SebagaiSedimen Dasar
Berdasarkan Sumber Asal (original)
Muatan Bilas Bergerak SebagaiMuatan Sedimen Melayang
Berdasarkan Mekanisme Angkutan Transport
Gambar 6. Bagan mekanisme dan asal bahan sedimen (Mardjikoen, 1987)
Akibatnya, terjadi perubahan pola aliran permukaan dan peningkatan laju erosi permukaan. Peningkatan laju erosi permukaan menyebabkan meningkatnya angkutan sedimen yang terbawa aliran ke saluran irigasi melalui pintu intake di bendung.
Sedimentasi pada saluran disebabkan karena kecepatan aliran tidak bisa mengangkut partikel sedimen yang ada dalam saluran. Kecepatan minimum yang diizinkan adalah kecepatan terendah yang tidak akan menyebabkan pengendapan partikel dengan diameter maksimum yang diizinkan (0.06 ~ 0.07 mm).
Erosi dan sedimentasi merupakan proses terlepasnya butiran tanah dari induknya dari suatu tempat dan terangkutnya material tersebut oleh gerakan air atau angin kemudian diikuti oleh pengendapan material yang terjadi di tempat lain(bersumberkan jurnal teknik sipil Universitas Hasanuddin).
Sedimentasi dan erosi adalah dua hal yang sangat berkaitan erat. Erosi dan sedimentasi dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu air, aliran glester (es).Erosi juga sering disebut sebagai faktor penyebab banyaknya sedimen yang terangkut oleh air.
Beberapa dampak dari sedimentasi yang merupakan akibat dari erosi antara lain:
a) Di sungai, pengendapan sedimen didasar sungai menyebabkan naiknya dasar sungai, kemudian menyebabkan tingginya muka air sehingga berakibat sering terjadinya banjir.
b) Di saluran, jika saluran irigasi atau saluran pelayaran di aliri air yang penuh sedimen akan terjadi pengendapan sedimen di saluran, sudah tentu di butuhkan biaya yang besar untuk pengerukan sedimen.
c) Di waduk-waduk, pengendapan sedimen diwaduk akan mengurangi volume efektifnya.
d) Di bendungan atau pintu-pintu air, menyebabkan kesulitan dalam mengoperasikan pintu-pintunya.
e) Di daerah sepanjang sungai, sebagaimana telah diuraikan diatas bahwa banjir akan lebih sering terjadi didaerah-daerah yang tidak di lindungi. Daerah yang dilindungi oleh tanggul akan aman, selama tanggulnya selalu dipertinggi.
Untuk mengupayakan agar tidak terjadi sedimentasi maka ruas-ruas saluran hendaknya mengikuti kriteria I√R konstan atau makin besar ke arah hilirnya. I adalah kemiringan dasar saluran, R adalah jari-jari hidraulik penampang saluran.
Sedimentasi (pengendapan) di dalam saluran dapat terjadi apabila kapasitas angkut sedimennya berkurang. Dengan menurunnya kapasitas debit di bagian hilir dari jaringan saluran, adalah penting untuk menjaga agar kapasitas angkutan sedimen per satuan debit (kapasitas angakutan sedimen relatif) tetap sama atau sedikit lebih besar.
Terjadinya erosi dan sedimentasi menurut Suripin (2002) tergantung dari beberapa faktor yaitu karakteristik hujan, kemiringan lereng, tanaman penutup dan kemampuan tanah untuk menyerap dan
melepas air ke dalam lapisan tanah dangkal, dampak dari erosi tanah dapat menyebabkan sedimentasi di saluran sehingga dapat mengurangi daya tampung saluran. Sejumlah bahan erosi yang dapat mengalami secara penuh dari sumbernya hingga mencapai titik kontrol dinamakan hasil sedimen (sediment yield). Hasil sedimen tersebut dinyatakan dalam satuan berat (ton) atau satuan volume (m3) dan juga merupakan fungsi luas daerah pengaliran. Dapat juga dikatakan hasil sedimen adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat tertentu (Asdak C., 2007).
Dari proses sedimentasi, hanya sebagian aliran sedimen di saluran yang diangkut keluar dari daerah irigasi, sedangkan yang lain mengendap di lokasi tertentu dari saluran (Gottschalk, 1948, dalam Ven T Chow, 1964 dalam Suhartanto, 2001).Proses sedimentasi dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu (sumber :wordpress.com) :
a) Proses sedimentasi secara geologis : Sedimentasi secara geologis merupakan proses erosi tanah yang berjalan secara normal, artinya proses pengendapan yang berlangsung masih dalam batas-batas yang diperkenankan atau dalam keseimbangan alam dari proses degradasi dan agradasi pada perataan kulit bumi akibat pelapukan. b) Proses sedimentasi yang dipercepat : Sedimentasi yang dipercepat
merupakan proses terjadinya sedimentasi yang menyimpang dari proses secara geologi dan berlangsung dalam waktu yang cepat,
bersifat merusak atau merugikan dan dapat mengganggu keseimbangan alam atau kelestarian lingkungan hidup. Kejadian tersebut biasanya disebabkan oleh kegiatan manusia dalam mengolah tanah. Cara mengolah tanah yang salah dapat menyebabkan erosi tanah dan sedimentasi yang tinggi.
2. Pengaruh Sedimentasi Terhadap Operasi Jaringan Irigasi
Penumpukan sedimen di saluran irigasi akan mempersingkat umur pelayanan jaringan irigasi karena pendangkalan dan penurunan kapasitas. Selanjutnya, penumpukan sedimen di petak sawah akan menaikkan permukaan sawah, sehingga mempersulit air untuk mencapai permukaan sawah dan mengairi sawah. Partikel sedimen yang halus bahkan bisa menyumbat pori-pori tanah dan menghambat penyerapan air oleh tanaman (Kuiper, 1989). Meskipun demikian tidak semua fraksi sedimen berpotensi merusak jaringan irigasi.
Bahaya terjadinya sedimentasi diperkecil dengan jalan mempertahankan atau menambah sedikit kapasitas angkutan sedimen, relatif ke arah hilir. I√R dari profil saluran adalah kapasitas angkutan sedimen relatif. Kriteria ini dimaksudkan agar tidak ada sedimen yang mengendap di saluran. Sesuai konsep saluran stabil akibatnya sedimen diendapkan di sawah petani yang mengakibatkan elevasi sawah makin lama makin tinggi. Dalam keadaan khusus dimana kemiringan lahan relatif
datar dan/atau tidak seluruhnya sedimen diijinkan masuk ke sawah, maka sebagian sedimen boleh diendapkan pada tempat-tempat tertentu.
Dalam merencanakan saluran yang stabil diutamakan bahwa semua sedimen (bed load) yang masuk kedalam saluran harus seluruhnya sudah terangkat di kantong lumpur tanpa terjadinya penggerusan / erosi dan pengendapan / sedimentasi di saluran irigasi. Jika kapasitas angkutnya mengecil, akan terjadi pengendapan / sedimentasi dan jika kapasitas angkutnya membesar, saluran akan tergerus.
E. Bangunan penangkap sedimen
1. Pengertian BPS (bangunan penangkap sedimen)
Bangunan penangkap sedimen yang ada biasanya memiliki bentuk persegi panjang, dengan kemiringan tertentu pada dasar saluran dalam arah memanjang. Perbandingan panjang:lebar disyaratkan minimal 8 (Departemen Pekerjaan Umum, 1986). Keseluruhan panjang bangunan ini diakomodir oleh lahan, sehingga kebutuhan akan lahan menjadi cukup besar.
2. Geometri
Pada umumnya, saluran dengan rasio panjang: lebar saluran yang besar lebih baik untuk pengendapan partikel, karena pola aliran yang lebih mendekati plug-flow (teratur) daripada mix (tidak beraturan). Herdianto (2002) berpendapat bahwa semakin panjang saluran, semakin baik untuk
pengendapan partikel, sampai pada perbandingan tertentu. Kesimpulan ini diperoleh dari hasil penelitian yang dilakukan pada kolam pengolahan limbah (waste stabilization pond) yang bertujuan untuk mengendapkan partikel alga, yang bersifat sebagai sedimen layang (suspended load). Tetapi saluran yang panjang tidak ekonomis. Mangelson dan Watters (1972) pertama kali mengusulkan untuk memperpanjang jalur pengaliran pada suatu kolam berbentuk hamper bujur sangkar dengan menggunakan sekat (baffle) dalam arah horizontal, sehingga luas areal dapat diminimumkan. Hasil percobaan ini menyimpulkan bahwa semakin besar rasio panjang:lebar saluran, semakin baik efisiensi kolam. Tetapi Xianghua dan Yi (1991) menyatakan bahwa perbandingan panjang: lebar saluran untuk pengendapan partikel harus dibatasi, karena saluran yang terlalu sempit akan meningkatkan kecepatan, yang justru mengurangi laju pengendapan partikel.
Pendapat ini didukung oleh rumusan sebagai berikut (Departemen Pekerjaan Umum, 1986)
L =
. ………..(4) dengan: L : Panjang saluran; hn : kedalaman saluran; vn : kecepatan aliran; w : laju endap partikel.Untuk penampang biasa yang sederhana, geometri dapat dinyatakan secara matematik menurut kedalaman aliran dan dimensi lainnya dari penampang tersebut. Namun untuk penampang yang rumit dan penampang saluran alam, belum ada rumus tertentu untuk menyatakan unsur-unsur tersebut, selain kurva-kurva yang menyatakan hubungan unsur-unsur ini dengan kedalaman aliran yang disiapkan untuk perhitungan hidrolis.
Penampang saluran buatan biasanya direncanakan berdasarkan bentuk geometris yang umum. Penampang saluran alam umumnya sangat tidak beraturan,biasanya bervariasi dari bentuk seperti parabola sampai trapesium. Istilah penampang saluran (channel section) adalah tegak lurus terhadap arah aliran,sedangkan penampang vertikal saluran (vertical
channel section) adalah penampang vertikal melalui titik terbawah atau
terendah dari penampang.Oleh sebab itu pada saluran mendatar penampangnya selalu merupakan penampang vertikal.
h b
Gambar 7. Penampang Saluran segi empat A (luas) = b x h
P (keliling basah) = b + 2 x h
3. Bentuk saluran
Terdapat banyak bentuk penampang saluran terbuka antara lain penampang bentuk trapesium, penampang bentuk persegi panjang,penampang bentuk segitiga, penampang bentuk parit dangkal, dan penampang saluran alam yang tidak beraturan.
Gambar 8. Berbagai macam bentuk saluran terbuka(a)Trapesium, (b)Persegi, (c)Segitiga, (d)Setengahlingkaran, (e)Tak beraturan (sumber: Majalah Ilmiah UKRIM Edisi 1/th XII/2007)
4. Pemakaian sekat/baffle
Sekat ini banyak dipakai pada waste stabilization ponds (kolam pengolah limbah) (Lloyd et.al, 2001; Mangelson and Watters,1972; Muttamara and Puetpaiboon, 1997; Pearson et.al, 1995; Pedahzur et.al, 1993; Vega et.al, 2001; Xianghua and Yi, 1991). Penggunaanya dimaksudkan untuk meningkatkan perbandingan L:W (panjang:lebar) karena dengan meningkatnya rasio panjang:lebar, aliran cenderung bersifat “plug-flow” atau teratur dan searah. Kondisi ini mempercepat pengendapan partikel-partikel zat padat yang tersuspensi di dalam air. Banyak percobaan yang dilakukan untuk menentukan perbandingan L:W
yang optimum untuk pengendapan partikel tersuspensi. Mangelson and Watters (1972) berpendapat bahwa semakin panjang suatu kolam (L:W), semakin baik efisiensinya.
Kilani and Ogunrombi (1984) melakukan percobaan dengan empat konfigurasi masingmasing tanpa sekat, dengan tiga, enam, dan sembilan sekat. Percobaan ini menyimpulkan bahwa model dengan sembilan sekat memiliki efisiensi yang paling baik.
Sedangkan Pedahzur (1991) and Lloyd et.al (2001) menyatakan bahwa peningkatan rasio L:W meningkatkan kecepatan dan bisa menurunkan efisiensi, karena luas penampang aliran berkurang dengan penambahan sekat.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Lokasi dan waktu penelitian
Penelitian dilaksanakan di labotatorium Fakulatas Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Makassar dengan rencana waktu penelitian selama 3 bulan yaitu dimulai bulan Maret sampai dengan bulan Juni, dimana pada bulan pertama yakni diawal bulan Maret merupakan kajian literatur, pada bulan kedua yakni bulan April adalah pembuatan Bangunan Penangkap Sedimen dan bulan ketiga yakni bulan Juni pengambilan data pada tahap pegelolaan data.
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data
Jenis penelitian yang digunakan adalah eksperimental, di mana kondisi tersebut dibuat dan diatur oleh peneliti dengan mengacu pada literatur-literatur yang berkaitan dengan penelitian tersebut, serta adanya kontrol, dengan tujuan untuk menyelidiki ada tidaknya hubungan sebab akibat serta berapa besar hubungan sebab akibat tersebut dengan memberikan perlakuan-perlakuan tertentu pada beberapa kelompok eksperimental dan menyelidiki kontrol untuk pembanding.
Pada penelitian ini akan menggunakan dua sumber data, yaitu: 1) Data primer, yaitu data yang diperoleh langsung dari simulasi model
fisik di laboratorium.
2) Data sekunder, yaitu data yang diperoleh dari literatur dan hasil penelitian yang sudah ada, baik yang telah dilakukan di laboratorium maupun dilakukan di tempat lain yang berkaitan dengan penelitian sedimen pada saluran terbuka.
C. Alat dan Bahan
Adapun spesifikasi jenis peralatan dan bahan yang dipergunakan dalam percobaan dan alat peraga penelitian antara lain :
1. Alat
a) Flowwatch untuk mengukur kecepatan air.
b) Stopwatch untuk mengukur waktu yang digunakan dalam pengukuran debit aliran.
c) Mesin pompa air, Digunakan untuk sirkulasi air.
d) Pemasok sedimen. Pemasok sedimen terdiri dari sebuah ember sebagai tempat sedimen.
e) timbangan digital.
f) Kamera digital digunakan untuk foto sebagai dokumentasi. g) Tabel data untuk mencatat data-data yang diukur, alat tulis. h) Komputer pengolahan data hasil penenlitian.
i) Pipa 3 inci untuk pendukung mesin pompa.
j) Meter / mistar untuk mengukur tinggi muka air dan tinggi pengendapan.
2. Bahan
a) Saluran. Bahan untuk pembuatan dinding saluran adalah papan kayu. b) Pintu. Pintu off-take terbuat dari pelat baja yang dicat supaya tahan
karat sedangkan pintu penguras terbuat dari papan kayu. c) Sedimen. Sedimen menggunakan pasir yang non kohesi. d) Sekat (Sekat terbuat dari papan kayu).
e) Air.
D. Denah dan model penelitian 1. Denah penelitian 770.0 140.0 265.0 166.8 165.0 190.0 140.4 150.0 240.0 217.5 3 0.0 000 6 2.5 000 1 0.0 000 1 5.0 000 1 5.0 000 A B F G H K J I C 419.9 L D 1 5.0 000 M NO
Gambar 9. Denah penelitian
Keterangan gambar denah : A. Bak penampung
B. Lubang pengaliran / lubang penghubung kebak sirkulasi C. Bak sirkulasi
D. Pipa penghubung ke bak sirkulasi E. Bak sirkulasi
F. Bak peredam energi
G. Lubang pengaliran/ lubang penghubung kebak penampung. H. Bak penampung
I. Pasangan pondasi J. Pasangan batu bata K. Saluran
L. Mesin pompa air M. Saluran pembilas
N. Bangunan penangkap sedimen O. Tempat penanpungan sedimen
2. Model penelitian
Gambar 10. Tampak atas model penelitian Keterangan gambar
1. Saluran di hulu BPS (bangunan penangkap sedimen) 2. Hulu BPS (bangunan penangkap sedimen)
3. Sekat BPS (bangunan penangkap sedimen) 4. Pintu BPS (bangunan penangkap sedimen)
5. Saluran pembilas BPS (bangunan penangkap sedimen) 6. Penahan sedimen
7. Penahan laju aliran dan terjunan air
8. Hilir BPS (bangunan penangkap sedimen)
9. Saluran di hilir BPS (bangunan penangkap sedimen)
Gambar 11. Potongan melintang saluran
Gambar 12. Potongan memanjang BPS (bangunan penangkap sedimen)
E. Variabel yang digunakan
Sesuai tujuan penelitian ini pengujian model hidraulik dilaksanakan pada model bangunan penangkap sedimen, dengan mengacu pada rancangan yang telah disetujui untuk mendapatkan data sebagai bahan kajian.
Variabel yang akan digunakan adalah : 1. Variabel bebas :
a) Tinggi muka air (h) b) Kecepatan aliran (v) c) Waktu (t)
2. Variabel tidak bebas: a) Debit (Q)
b) Froude (fr) c) Reynold (re) d) Energi speifik (E)
F. Langkah-langkah Penelitian
1. Membuat model BPS (bangunan penangkap sedimen) dengan lebar dasar (B) :40 cm, Tinggi (H) :40 cm, kemiringan dasar BPS 0.0229 m/m, dan panjang BPS (bangunan penangkap sedimen : 181 cm.
2. Membersihkan dan mengeringkan BPS (bangunan penangkap sedimen).
3. Melakukan pengaliran awal untuk mengetahui layak atau tidaknya BPS (bangunan penangkap sedimen) yang akan digunakan dalam pengaliran (Running kosong).
4. Kalibrasi semua alat yang akan digunakan terutama alat pengukur kecepatan.
6. Sedimen dimasukkan ke bak penampungan sedimen. 7. Sedimen dipadatkan sebelum dilakukan pengaliran 8. Kecepatan aliran diukur dengan current meter.
9. Air dikeringkan sengan membuka pintu pembilas secara hati-hati. Supaya sedimen tidak terbawa oleh aliran.
10. Sedimen yang terperangkap di bangunan penangkap sedimen dikumpulkan diukur ketinggiannya.
11.Sedimen dari bangunan penangkap sedimen dikumpulkan kemudian dikeringkan, lalu ditimbang.
12.Percobaan dilakukan dengan debit dan waktu yang bervariasi. G.Pencatatan Data
Hal yang penting dalam setiap penelitian adalah pencatatan data, pada dasarnya data yang diambil adalah yang akan difungsikan sebagai parameter dalam analisa.
H. Analisa Data
Data dari lapangan / laboratorium diolah sebagai bahan analisa terhadap hasil studi ini, sesuai dengan tujuan dan sasaran penelitian. Data yang diolah adalah data yang relevan yang dapat mendukung dalam menganalisa hasil penelitian.
Analisa data yang menyangkut hubungan antara variabel-variabel dalam penelitian dilakukan dengan tahap sebagai berikut :
1) Perhitungan debit (Q) Q = A x P
2) Perhitungan sifat aliran dengan menggunakan rumus Froude (FR). FR = .
3) Perhitungan Energi spesifik dengan menggunakan rumus
= 2. +
4) Perhitungan tipe aliran dengan menggunakan rumus Reynold (Re)
= (2. )
5) Perhitungan sedimen dasar dengan menggunakan rumus pendekatan para ahli yaitu:
a. Meyer-Peter dan Muller
. ( / ′) / ( − ) − 0,047 = 025 ( ′ ) / ( − ) = ′ ( − ) = . b. Pendekatan Schocklitsch = 2500 ⁄ (q – ) = . = (1944). (10 . )⁄ = B.
c. Pendekatan Kaliens
∗ = ( ) qB = qs.
I. Flow Chart Penelitian Tidak Ya Kesimpulan Selesai ai pendekatan emperis - MPM - Kalinske - schocklitsch Perhitungan volume sedimen dengan data
Pengamatan:
- Kec. Aliran (V) - Debit aliran (Q) - Tinggi Muka Air (h)
cek Validasi alat
Mulai Studi literatur
BAB IV
ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN A. Analisa Hasil Perhitungan.
1. Analisa Perhitungan Bilangan Froude.
Bilangan Froude (Fr) didefenisikan sebagai kecepatan rata-rata dibagi akar dari gravitasi dan kedalaman air.Jadi untuk mengetahui dan menetapkan jenis aliran yang terjadi dalam saluran pada saat proses pengaliran maka dapat dijabarkan atau di jelaskan berdasarkan dengan bilangan Froude (Fr), dimana :
Fr =
Hasil perhitungan bilangan Froude pada berbagai debit dan waktu yang digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 3. Hasil Perhitungan bilangan Froude
No
Q1(bukaan 1 cm)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menit
v 1 fr 1 v 2 fr 2 v 3 fr 3 1 1,03 1,66 1,02 1,68 1,00 1,60 2 0,92 1,54 0,88 1,19 0,85 1,13 3 0,80 1,17 0,76 0,89 0,72 0,79 4 0,67 0,71 0,60 0,54 0,58 0,64 5 0,55 0,46 0,45 0,36 0,42 0,37 6 0,42 0,31 0,33 0,27 0,28 0,23 7 0,30 0,20 0,20 0,14 0,16 0,12
Gambar 15. Hubungan antara kecepatan (m/det) dan Bilangan Froude untuk debit pertama (Q1)
Dari hasil analisa untuk bilangan Froude pada pengamatan untuk Q1 dapat diketahui bahwa kecepatan aliran dan bilangan Froudenya (Fr) yang paling besar terdapat pada t = 15 menit, yaitu 1.68 ini termasuk aliran super kritis hal ini dapat lihat gambar 15.
Tabel 4. Hasil Perhitungan bilangan Froude
No
Q2(bukaan 2 cm)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menit
v 1 fr 1 v 2 fr 2 v 3 fr 3 1 1,23 1,76 1,20 1,71 1,18 1,78 2 1,09 1,30 1,02 1,41 1,00 1,41 3 0,96 1,02 0,88 1,00 0,87 1,27 4 0,82 0,72 0,74 0,79 0,71 0,72 5 0,68 0,54 0,58 0,44 0,55 0,44 6 0,53 0,39 0,40 0,29 0,38 0,27 7 0,35 0,23 0,23 0,15 0,18 0,11
Sumber: Hasil Perhitungan 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,66 1,54 1,17 0,71 0,46 0,31 0,20
Kecep
at
an
a
lir
an
(V
)m
/d
tk
Bilangan Froude (Fr)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menitGambar 16. Hubungan antara kecepatan (m/det) dan Bilangan Froude untuk debit kedua (Q2)
Dari hasil pengamatan untuk Q2 dapat dilihat pada gambar 16 di atas bahwa nilai Froude yang paling besar yaitu 1.78 nilai ini termasuk aliran super kritis yang terdapat pada t = 20 menit.
Tabel 5. Hasil Perhitungan bilangan Froude
No
Q3(bukaan 3 cm)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menit
v 1 fr 1 v 2 fr 2 v 3 fr 3 1 1,45 2,22 1,43 2,16 1,40 2,01 2 1,26 1,85 1,24 1,62 1,20 1,43 3 1,08 1,12 1,00 1,07 0,99 1,06 4 0,89 0,85 0,80 0,77 0,77 0,79 5 0,67 0,56 0,60 0,47 0,57 0,44 6 0,48 0,36 0,39 0,27 0,36 0,25 7 0,30 0,19 0,22 0,14 0,20 0,13
Sumber: Hasil Perhitungan 0,16 0,36 0,56 0,76 0,96 1,16 1,36 1,76 1,30 1,02 0,72 0,54 0,39 0,23
Kecep
at
an
a
lir
an
(V
)m
/d
tk
Bilangan Froude (Fr)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menitGambar 17. Hubungan antara kecepatan (m/det) dan Bilangan Froude untuk debit.pertama (Q3)
Dari hasil analisa untuk ketiga gambar 17 diatas maka dapat di simpulkan bahwa semakin besar kecepatan aliran maka semakin tinggi angka Froudenya. Begitu pula sebaliknya semakin kecil kecepatan aliran maka semakin rendah pula bilangan Froudenya.
2. Analisa Bilangan Reynold.
Keadaan atau perilaku aliran pada saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh pengaruh kekentalan dan gravitasi. Pengaruh kekentalan (viscosity) aliran dapat bersifat laminar, turbulen dan peraliran yang tergantung pada pengaruh kekentalan relatif dapat dinyatakan dengan bilangan Reynold yang didefiniskan sebagai berikut:
=ṽ 0,18 0,38 0,58 0,78 0,98 1,18 1,38 1,58 2,22 1,85 1,12 0,85 0,56 0,36 0,19
Kecep
at
an
a
lir
an
(V
)m
/d
tk
Bilangan Froude (Fr)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menitTabel 6. Perhitungan Bilangan Reynold (Re).
No
Q1(bukaan 1 cm)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menit
v 1 Re 1 v 2 Re 2 v 3 Re 3 1 1,03 44,207 1,02 260,1 1,00 246,0 2 0,92 99,117 0,88 110,5 0,85 104,5 3 0,80 65,909 0,76 110,5 0,72 104,5 4 0,67 28,747 0,60 110,5 0,58 104,5 5 0,55 14,573 0,45 110,5 0,42 104,5 6 0,42 8,789 0,33 142,5 0,28 134,8 7 0,30 4,935 0,20 142,5 0,16 134,8
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 18. Hubungan antara kecepatan aliran (m/det) dan Bilangan Reynold
Dari hasil analisa untuk bilangan Reynold dapat dilihat pada gambar 18 bahwa angka Reynold yang paling besar terdapat pada t = 15 menit yaitu Re = 260,1 dan kecepatan aliran yang paling besar berada pada t = 10 menit dengan nilai kecepatan 1,03 m/detik dan 15 menit dengan nilai kecepatan 1,02 m/detik.
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 44,207 99,117 65,909 28,747 14,573 8,789 4,935 Ke ce pa ta n Al ira n (V ) m /d tk
Bilangan Reynold (Re)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menit
Tabel 7. Perhitungan Bilangan Reynold (Re)
No
Q2(bukaan 2 cm)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menit
v 1 Re 1 v 2 Re 2 v 3 Re 3 1 1,23 347,2 1,20 309,8 1,18 298,7 2 1,09 147,4 1,02 131,6 1,00 126,9 3 0,96 147,4 0,88 131,6 0,87 126,9 4 0,82 147,4 0,74 131,6 0,71 126,9 5 0,68 147,4 0,58 131,6 0,55 126,9 6 0,53 190,3 0,40 169,7 0,38 163,7 7 0,35 190,3 0,23 169,7 0,18 163,7
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 19. Hubungan antara kecepatan aliran (m/det) dan Bilangan Reynold
Dari hasil analisa untuk bilangan Reynold dapat dilihat pada gambar 19 bahwa kecepatan aliran yang paling besar terdapat pada t = 10 menit yaitu 1,23 m/dtk dan angka Reynold yang paling besar terdapat pada t = 20 menit yaitu Re = 347,2.
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 347,2 147,4 147,4 147,4 147,4 190,3 190,3 Ke ce pa ta n Al ira n (V ) m /d tk
Bilangan Reynold (Re)
t = 10 menit t = 15 menit t = 20 menit
