LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIKA LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIKA

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(2)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(3)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(4)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(5)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(6)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(7)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

PERCOBAAN 1

ALIRAN AIR PADA SALURAN TERBUKA

1.1 Pendahuluan

Saluran yang mengalirkan air dengan suatu permukaan bebas disebut saluran terbuka. Contoh dari saluran terbuka adalah sungai, saluran irigasi, drainase & saluran – saluran lain yang bentuk & kondisi geometrinya bermacam – macam. Secara singkat dapat disimpulkan bahwa tipe saluran terbuka adalah:

1.1.1 Aliran Tetap (Steady Flow)

Aliran dalam saluran terbuka dikatakan tetap (steady) bila kedalaman aliran tidak berubah atau dapat dianggap konstan selama jangka waktu tertentu.

1. Aliran Seragam (Uniform Flow)

Aliran terbuka dikatakan seragam bila kedalaman aliran sama pada setiap penampang saluran.

2. Aliran Tidak Seragam (Nonuniform Flow) atau Aliran Berubah – ubah (Varied Flow)

Aliran tidak seragam terdiri dari:

a. Aliran Tetap Berubah Lambat Laun (Gradually Varied Flow) b. Aliran Tetap Berubah Dengan Cepat (Rapidly Varied Flow) 1.1.2 Aliran Tidak Tetap (Unsteady Flow)

Aliran dikatakan tidak tetap (Unsteady) bila kedalamannya berubah sesuai dengan waktu. Aliran tidak tetap terdiri dari:

1. Aliran Seragam Tidak tetap (Unsteady Uniform Flow) Aliran ini hamper tidak pernah terjadi.

2. Aliran Tidak Tetap & Berubah – ubah (Unsteady Varied Flow) Aliran tidak seragam terdiri dari:

a. Aliran Tidak Tetap Berubah Lambat Laun (Gradually Varied Unsteady Flow)

(8)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

b. Aliran Tidak Tetap Berubah Dengan Cepat (Rapidly Varied Unsteady Flow)

Perbedaan aliran tetap & tidak tetap adalah WAKTU sebagai ukuran.

Dikatakan aliran tetap bila kedalaman tidak berubah / konstan selama jangka waktu tertentu. Perbedaan aliran seragam & aliran berubah adalah RUANG sebagai ukuran. Dikatakan aliran seragam bila kedalaman aliran sama / konstan pada setiap penampang saluran.

Aliran Pipa Aliran Saluran Terbuka

Gambar 1.1 Perbandingan antara aliran pipa dan aliran saluran terbuka.

Sumber : Olahan Dokumentasi Data, 2021.

(9)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

1.2 Tujuan Percobaan

Percobaan ini bertujuan untuk:

1. Mahasiswa/i dapat kedalaman normal & kedalaman kritis aliran air pada salursn terbuka.

2. Mahasiswa/i dapat mengetahui jenis aliran pada saluran terbuka.

3. Mahasiswa/i mampu menggambarkan profil muka air sepanjang saluran.

1.3 Alat – alat Praktikum

Pada percobaan ini akan digunakan alat – alat sebagai berikut:

1. Saluran terbuka dengan keseluruhan sisi dari kaca.

2. Bak air.

3. Pompa Centifugal.

4. Pelimpah.

5. Stopwatch.

6. Mistar.

1.4 Prosedur Percobaan

Langkah – langkah prosedur percobaan sebagai berikut:

1. Siapkan alat yang digunakan dalam praktikum;

2. Hidupkan pompa, kemudian atur besaran debit dengan cara mengatur bukaan keran inlet;

3. Setelah menetapkan besarnya debit yang akan digunakan, matikan pompa;

4. Catat lebar dasar saluran air dari jarak tiap segmen saluran yang telah ditentukan;

5. Hidupkan kembali alat tanpa mengubah pompa pengatur debit;

6. Hitung kecepatan dengan cara menghitung waktu pada saat air mengalir dari hulu sampai hilir;

7. Pasang pelimpah pada bagian hilir saluran, lalu ukur kedalaman air untuk jarak & kedalaman yang telah ditentukan;

8. Gambar sketsa profil muka air sepanjang saluran & pastikan posisi loncatan air;

(10)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

9. Matikan pompa, tutup keran pemasukan air & keluarkan air dari dalam alat

& simpan kembali alat – alat yang telah digunakan.

(11)

(12)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(13)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(14)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(15)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(16)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(17)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(18)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(19)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(20)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(21)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(22)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(23)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(24)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(25)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

PERCOBAAN 2

LONCATAN AIR PADA SALURAN TERBUKA

2.1 Pendahuluan

Pada saluran terbuka, bila kedalaman aliran mengalami perubahan, maka perubahan air pun turut mengalami perubahan. Perubahan yang cepat pada kedalaman aliran dari kedudukan yang rendah ke kedudukan yang tinggi adalah peristiwa dalam hidraulika. Peristiwa ini dalam hidraulika air loncat atau hydrolic jump dan aliran dapat digolongkan dalam aliran berubah cepat (Rapidly Varied Flow).Hal ini akan terjadi jika pada aliran tersebut mengalami gangguan dalam pengalirannya. Misalnya dengan adanya pemasangan pintu sorong (penyekatan). Pintu sorong adalah sekat yang dapat diatur bukaannya. Pada bangunan air, aplikasi pintu sorong adalah pintu pembilas. Fungsinya yaitu untuk mencegah sedimen laying masuk ke dalam pintu pengambilan (intake) dan membilas sedimen yang menghalangi aliran.

Aliran setelah pintu sorong mengalami perubahan kondisi dari subkritis ke superkritis. Di lokasi yang lebih hilir terjadi peristiwa yang disebut air loncat/lompatan hidraulik (Hydraulic Jump). Air loncatan memiliki sifat aliran yang menggerus. Adanya pintu sorong mengakibatkan kemungkinan terjadinya gerusan pada saluran di hilir pintu sorong. Oleh karena itu, diperlukan perhitungan untuk desain saluran agar tahan terhadap gerusan air akibat adanya pintu sorong. Secara fisik profil aliran pada pintu sorong dapat digambarkan sebagai berikut:

(26)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

Gambar 2.1 Loncatan air pada pintu sorong Sumber : Olahan Dokumentasi Data, 2021.

Dalam percobaan ini kita akan mengamati panjang loncatan juga tinggi loncatan yang diakibatkan oleh bukaan pintu sorong.

Kebutuhan air bagi kepentingan manusia semakin meningkat seingga perlu dilakukan penelitian atau penyelidikan masaah ketersediaan air sungai dan kebutuhan area disekelilingnya, agar pemanfaatan dapat diunakan secara efektif dan efisien, maka dibuatlah dengan pembangunan sebuah bending. Bendung (Bangunan Sadap) atau weir (Diversion structure) merupakan bangunan (komplek bangunan) melintasi sungai yang berfungsi meninggikan elevasi air sungai dan membelokkan air agar dapat mengalir ke saluran dan masuk ke sawah untuk keperluan irigasi.

Bendung adalah bangunan air (beserta kelengkapannya) yang dibangun melintang sungai atau pada sudetan untuk meninggikan taraf muka air sehingga dapat dialirkan secara gravitasi ke tempat yang membutuhkannya.

(27)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

Berdasarkan Sandar Nasional Indonesia/SNI 03-2401-1991 tentang Pedoman Perencanaan Hidrologi dan Hidraulik untuk Bangunan di Sungai, bendung adalah bangunan yang dapat didesain dan dibangun sebagai bangunan tetap, bendung gerak, atau kombinasinya dan harus dapat berfungsi untuk mengendalikan aliran dan angkutan muatan disungai sedemikian sehingga dengan menaikan muka airnya, air dapat dimanfaatkan secara efisien sesuai dengan kebutuhannya. Fungsi bendung yaitu sebagai berikut:

1. Untuk kebutuhn irigasi;

2. Untuk kebutuhan air minum;

3. Sebagai pembangkit energi;

4. Pembagi atau pengendali banjir;

5. Dan sebagai pembilas pada berbagai keadaan debit sungai.

Pada percobaan ini ada beberapa rumus yang akan digunankan untuk menhitung gaya – gaya yang bekerja pada pintu sorong dan koefisien – koefisien lainnya. Antara lain Persamaan kontinuitas, Hukum Bernoulli, dan persamaan momentum.

Percobaan ini bertujuan untuk:

1. Mahasiswa/i dapat memahami fenomena loncat air yang terjadi dihilir pintu air dan bendung.

2. Mahasiswa/i dapat menentukan tipe loncatan air yang terjadi pada pintu air dan bendung.

3. Mahasiswa/i dapat menentukan kedalaman normal dan kedalaman kritis aliran air disaluran terbuka dengan pintu air dan bendung.

4. Mahasiswa/i mampu menggambarkan profil muka air sepanjang saluran.

(28)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

Pada percobaan ini digunakan alat – alat sebagai berikut:

1. Bak air;

2. Saluran terbuka dengan keseluruhan sisi dari kaca;

3. Pompa sentrifugal;

4. Pintu air, 5. Bendung;

6. Mistar;

7. Stopwatch.

Prosedur percobaan pada praktikum ini yaitu:

6. Pasang pintu air, dam sisipkan malam disisi sampingnya agar tidak rembes;

8. Ukur tinggi bukaan pintu dan catat ketinggiannya y1, y2, y2’;

9. Setelah percobaan pintu air lakukan langkah 6-8 dengan menggunakan bendung;

11. Matikan pompa, tutup keran pemasukan air dan keluarkan air dari dalam alat & simpan kembali alat – alat yang telah digunakan

(29)

(30)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(31)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(32)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(33)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(34)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(35)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(36)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(37)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(38)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(39)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

PERCOBAAN 3

DEBIT SALURAN PADA SALURAN TERBUKA DENGAN AMBANG

3.1 Prndahuluan

Ambang adalah salah satu jenis bangunan air yang dapat digunakan untuk menaikkan tinggi muka air serta menentukan debit aliran air. Dalam merancang bangunan seperti dam, bendung & pelimpah, perlu diketahui sifat – sifat karakteristik aliran air yang melewatinya. Pengetahuan ini diperlukan untuk membuat bangunan air yang akan sangat berguna dalam pendistribusian air maupun pengaturan sungai. Dalam percobaan ini akan ditinjau aliran pada ambang yang merupakan aliran berubah tiba – tiba. Ambang adalah penghalang yang terbenam di bawah permukaan air. Dengan memperhatikan aliran pada ambang dapat dipelajari karakteristik & sifat aliran secara garis besar. Berdasarkan bidang memanjang searah aliran, maka ambang dapat dibagi menjadi dua tipe, yaitu:

1. Ambang Tajam (Sharp Crested Weir)

Disebut ambang tajam apabila lebar ambang (B) kurang dari setengah dari tinggi ambang (1/2 H).

2. Ambang lebar (Broad Crested Weir)

Apabila disebut ambang tebal (lebar) yaitu lebar ambang (B) lebuh besar dari dua pertiga tinggi ambangnya (2/3H).

Terdapat perbedaan bentuk fisik antara ambang lebar & ambang tajam, sehingga mempengaruhi jauhnya aliran. Pada ambang lebar air akan jatuh lebih lunak dari ambang tajam, meskipun tinggi & lebar ambang sama. Perbedaan bentuk fisik antara ambang lebar & ambang tajam dapat dilihat pada Gambar 3.1 dibawah ini:

(40)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

Gambar 3.1 Ambang Tajam

Sumber : Olahan Data Dokumentasi, 2021.

Gambar 3.1 Ambang Lebar

Sumber : Olahan Data Dokumentasi, 2021.

Pada praktikum ini yang akan diamati adalah aliran dalam saluran terbuka yang dianggap prismatic, agar dapat membantu di dalam mengamati &

manganalisisnya. Ambang yang digunakan dalam percobaan ini adalah ambang lebar & tanpa ambang.

(41)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

Dalam percobaan ini akan diamati karakteristik aliran yang melalui ambang dengan tipe karakteristik sebagai berikut:

1. Keadaan Loncat

Keadaan loncat adalah keadaan ketika tinggi muka air di hulu saluran tidak dipengaruhi oleh tinggi muka air di hilir saluran.

2. Keadaan Peralihan

Keadaan peralihan adalah keadaan ketika tinggi muka air di hulu saluran mulai dipengaruhi oleh tinggi muka air di hilir saluran.

3. Keadaan Tenggelam

Keadaan tenggelam adalah keadaan ketika tinggi muka air di hulu saluran mulai dipengaruhi oleh tinggi muka air di hilir saluran.

Selanjutnya, kondisi profil aliran pada ketiga posisi diatas digambarkan.

Untuk fase air loncat akan terjadi apabila penambahan pelimpah pada hilir saluran tidak mengakibatkan naiknya muka air di hulu. Keadaan aliran yang terjadi adalah aliran yang sempurna (tanpa perubahan muka air) sedangkan kondisi tenggelam diperoleh jika pada penambahan sekat di hilir saluran mempengaruhi tinggi muka air di hulu. Untuk kondisi peralihan berada diantara kedua tingkatan diatas (hingga sedikit sekali pengaruhnya terhadap muka air di hulu). Untuk menggambarkan suatu profil dari aliran yang terjadi diambil titik – titik pada setiap keadaan tinggi aliran, yang mana titik – titik tersebut akan membentuk suatu garis – garis yang menunjukkan profil pada aliran tersebut. Selain itu akan diperoleh suatu hubungan antara debit dengan tinggi muka air dari atas ambang, serta hubungan antara debit dan ambang (He) dengan koefisien pengaliran (C), sehingga dapat diperoleh gambaran karakteristik aliran yang diperoleh oleh ambang tersebut.

(42)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

1. Mahasiswa/i dapat memahami pengaruh adanya ambang lebar & ambang tajam pada aliran air saluran terbuka;

2. Mahasiswa/i dapat menentukan kecepatan & debit aliran pada saluran dengan ambang;

3. Mahasiswa/i dapat menentukan debit maksimum yang terjadi pada ambang lebar.

1. Saluran terbuka dengan keseluruhan sisi dari kaca;

2. Bak air;

3. Pompa Centifugal;

4. Ambang lebar;

5. Ambang tajam;

6. Stopwatch;

7. Mistar;

6. Pasang model pelimpah ambang lebar; & sisipkan malam disisi sampingnya agar air tidak rembes;

8. Lakukan langkah 6 & 7 untuk pelimpah ambang tajam;

(43)

LABORATORIUM TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

10. Matikan pompa, tutup keran pemasukan air dan keluarkan air dari dalam alat & simpan kembali alat – alat yang telah digunakan.