PERTEMUAN KE-2 SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA HIDROLIKA TERAPAN. Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

PERTEMUAN KE-2

SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA

HIDROLIKA TERAPAN

Bangunan Ukur Debit



Cypoletti



Ambang lebar

BANGUNAN UKUR DEBIT

Agar pengelolaan air irigasi menjadi efektif, maka debit harus

diukur (dan diatur) pada hulu saluran primer, pada cabang saluran dan pada bangunan sadap tersier.

BANGUNAN UKUR DEBIT

Rekomendasi penggunaan bangunan tertentu didasarkan pada faktor penting antara lain :

 Kecocokan bangunan untuk keperluan pengukuran debit  Ketelitian pengukuran di lapangan

 Bangunan yang kokoh, sederhana dan ekonomis  Rumus debit sederhana dan teliti

 Operasi dan pembacaan papan duga mudah  Pemeliharaan sederhana dan murah

BANGUNAN UKUR DEBIT

Ada parameter penentuan jenis bangunan ukur dan pokok perencanaan.

BANGUNAN PENGUKUR DEBIT (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) KETERANGAN M E NG UK U R S AJ A ALAT UKUR AMBANG LEBAR 1,6 2 % 0,1 h1 sampai 0,33 h1 + + + 1 rendah Dianjurkan untuk pengukur debit jika muka air harus tetap bebas

ALAT UKUR

CIPOLETTI 1,5 5 %

h1 +

0,05 m - - - - 1 sedang Tidak dianjurkan

(2) = % kesalahan dalam table debit (3) = Kehilangan energy yang diperlukan pada h1 (4) = Kemampuan melewatkan sedimen (5) = Kemampuan melewatkan benda-benda hanyut (6)= Jumlah bacaan papan duga pada aliran moduler (7) = Biaya pembuatan relative + + baik sekali + baik - + memadai - tidak memadai - - jelek ALAT UKUR PARSHALL 1,6 3 % 0,5 h1 sampai 0,2 h1 + + + 1 Sangat mahal Tidak dianjurkan M E NG UK U R DAN M E NG AT UR ALAT UKUR

ROMYN 1,6 3 % 0,03 h1 + + 1 atau 2 mahal

Dianjurkan jika U harus 1,6 ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER 0,5 3 % ≤ h1 W W = bukaan pintu - + - 2 sedang Dianjurkan jika U harus 0,5 ORIFIS DENGAN TINGGI ENERGI TETAP 0,5 >7% > 0,03 m - - - 3 Paling mahal Tidak dianjurkan ALAT UKUR LONG THROATED FLUME 0,5 – 2,5 >2 % > 0,03 m + + + 1 sedang Dianjurkan jika tersedia cukup untuk ruang mendapatkan aliran yang stabil sebelum masuk flume b p bc papan duga ambang peralihan penyempitan

leher peralihanpelebaran

saluran hulu saluran (1)= Eksponen U dalam Q = K h1U

ALAT UKUR AMBANG LEBAR

 Bangunan ukur ambang lebar dianjurkan karena bangunan ini

kokoh dan mudah dibuat. Karena bisa mempunyai berbagai bentuk mercu, bangunan ini mudah disesuaikan dengan tipe saluran apa saja.

 Hubungan tunggal antara muka air hulu dan debit

mempermudah pembacaan debit secara langsung dari papan duga, tanpa memerlukan tabel debit.

ALAT UKUR AMBANG LEBAR

Alat ukur ambang lebar dengan mulut pemasukan yang dibulatkan

Alat ukur ambang lebar dengan pemasukan bermuka datar dan peralihan penyempitan

ALAT UKUR AMBANG LEBAR – PERENCANAAN HIDROLIS

Persamaan debit untuk alat ukur ambang lebar dengan bagian pengontrol segi empat adalah:

50 . 1 1

3

/

2

3

/

2

g

b

h

C

C

Q

=

_{d v c} Q = debit m3_/dt C_d = koefisien debit C_d adalah 0,93 + 0,10 H₁/L, for 0,1 < H₁/L < 1,0

H₁ adalah tinggi energi hulu, m

L adalah panjang mercu, m

Cv = Koefisien kecepatan datang

g = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8)

b_c = lebar mercu, m

h₁ = kedalaman air hulu terhadap ambang

ALAT UKUR AMBANG LEBAR – PERENCANAAN HIDROLIS

Harga koefisien kecepatan datang dapat dicari dari Gambar di samping, yang memberikan harga – harga C_v untuk berbagai bentuk bagian pengontrol.

ALAT UKUR AMBANG LEBAR – BENTUK TRAPESIUM

Q = C_d {b_cy_c + m_c2} {2g (H

1 – yc)0,5

Dimana :

 b_c = lebar mercu pada bagian pengontrol, m

 y_c = kedalaman air pada bagian pengontrol, m

ALAT UKUR CIPOLETTI

Alat ukur Cipoletti merupakan penyempurnaan alat ukur

ambang tajam yang dikontraksi sepenuhnya. Alat ukur Cipoletti memiliki potongan pengontrol trapesium, mercunya horisontal dan sisi-sisinya miring ke

samping dengan kemiringan 1 vertikal banding ¼ horisontal

ALAT UKUR CIPOLETTI-PERENCANAAN HIDROLIS

Persamaan debit untuk alat ukur Cipoletti adalah di mana:

 Q = debit, m3/dt

 Cd = koefisien debit (» 0,63)

 Cv = koefisien kecepatan datang  g= koefisien gravitasi m/dt2 (» 9,8)  b = lebar mercu, m

 h₁ = tinggi energi hulu, m

5 , 1 1

2

2/3

Cv

Cd

Q

=

g

b

h

ALAT UKUR CIPOLETTI – KARAKTERISTIK BANGUNAN

1. Bangunan ini sederhana dan mudah dibuat.

2. Biaya pelaksanaannya tidak mahal.

3. Jika papan duka diberi skala liter, para petani pemakai air dapat mencek persediaan air mereka.

4. Sedimentasi terjadi di hulu bangunan, yang dapat mengganggu berfungsinya alat ukur; benda-benda

yang hanyut tidak bisa lewat dengan mudah, ini daat menyebabkan kerusakan dan mengganggu ketelitian pengukuran debit.

5. Pengukuran debit tidak mungkin dilakukan jika muka air hilir naik di atas elevasi ambang bangunan

ukur tersebut.

6. Kehilangan tinggi energi besar sekali dan khususnya di daerah-daerah datar, di mana kehilangan tinggi

ALAT UKUR CIPOLETTI – PENGGUNAAN

Alat ukur Cipoletti yang dikombinasi dengan pintu sorong sering dipakai sebagai bangunan sedap tersier.

Karena jarak antara pintu dan bangunan ukur jauh, eksploitasi pintu menjadi rumit.

Oleh sebab itu, lebih dianjurkan untuk memakai bangunan kombinasi.

Pemakaian alat ukur ini tidak lagi dianjurkan, kecuali di lingkungan laboratorium.

ALAT UKUR PARSHALL

Alat ukur parshall adalah alat ukur yang sudah diuji secara laboratoris untuk mengukur aliran dalam saluran terbuka.

Bangunan itu terdiri dari sebuah peralihan penyempitan dengan lantai yang datar, leher dengan lantai miring ke bawah, dan

ALAT UKUR PARSHALL

karena lereng-lereng lantai yang tidak konvensional ini, aliran tidak diukur dan diatur di dalam leher, melainkan didekat ujung lantai

datar peralihan penyempitan.

Dengan adanya lengkung garis aliran tiga-dimensi pada bagian pengontrol ini, belum ada teori hidrolika untuk menerangkan

aliran melalui alat ukur Parshall: Tabel debit hanya dapat diperoleh lewat pengujian di laboratorium.

ALAT UKUR PARSHALL – KARAKTERISTIK BANGUNAN

Alat ukur Parshall merupakan bangunan pengukur yang teliti dan andal serta memiliki kelebihan-kelebihan berikut :

1. Mampu mengukur debit dengan kehilangan tinggi energi yang relatif kecil,

2. Mampu mengukur berbagai besaran debit aliran bebas, dengan air hilir yang relatif

dalam dengan satu alat ukur kedalaman air,

3. Pada dasarnya bangunan ini dapat bebas dengan sendirinya dari benda-benda yang

hanyut, karena bentuk geometrinya dan kecepatan air pada bagian leher,

4. Tak mudah diubah-ubah oleh petani untuk mendapatkan air diluar jatah,

5. Tidak terpengaruh oleh kecepatan datang, yang dikontrol secara otomatis jika flum

dibuat sesuai dengan dimensi standar serta hanya dipakai bila aliran masuk seragam, tersebar merata dan bebas turbulensi.

ALAT UKUR PARSHALL - KELEMAHAN

1. Biaya pelaksanaannya lebih mahal dibanding alat ukur lainnya,

2. Tak dapat dikombinasi dengan baik dengan bangunan sadap karena aliran masuk harus

seragam dan permukaan air relatip tenang,

3. Agar dapat berfungsi dengan memuaskan, alat ukur ini harus dibuat dengan teliti dan

seksama. Bila alat ukur/flum tidak dibuat dengan dimensi yang tepat, maka tabel debitnya tidak ada.

4. Terutama untuk alat ukur kecil, diperlukan kehilangan tinggi energi yang besar untuk

pengukuran aliran moduler. Walaupun sudah ada kalibrasi tenggelam, tapi tidak

dianjurkan untuk merencana alat ukur Parshall aliran nonmoduler karena diperlukan banyak waktu untuk menangani dua tinggi energi/head, dan pengukuran menjadi tidak teliti.

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER

Alat ukur Crump – de Gruyter yang dapat diatur adalah long

throated flume yang dipasangi pintu sorong vertikal yang searah

aliran (streamline). Pintu ini merupakan modifikasi/penyempurnaan modul proporsi yang dapat disetel (adjustable proportional

module), yang diperkenalkan oleh Crump pada tahun 1922. De Gruyter (1926) menyempurnakan trase flum tersebut dan

mengganti “blok – atap” (roof block) seperti yang direncanakan oleh Crump dengan pintu sorong yang dapat disetel. Bangunan yang dihasilkan dapat dipakai baik untuk mengukur maupun

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER – PERENCANAAN HIDROLIS

Rumus debit untuk alat ukur Crump – de Gruyter adalah : dimana :  Q = debit m3/dt  C_d = koefisien debit (= 0,94)  b = lebar bukaan, m  w = bukan pintu, m (w ≤ 0,63 h₁)  g = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8)  h₁ = tinggi air diatas ambang, m

) ( 2g h₁ w w b C Q= _d −

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER – KARAKTERISTIK ALAT

b ≥ Qmax / 1.56 h₁ (3/2)

secara teori b minimum diperbolehkan sebesar 0.20 m, tetapi untuk kemudahan pembuatannya di lapangan ditentukan b