Karakteristik Aliran Air dan Penggerusan Melalui Pintu Tonjol Pada Aliran Tidak Sempurna Dengan Uji Model Fisik Dua Dimensi.

(1)

vi Universitas Kristen Maranatha

Pembimbing: Ir. Endang Ariani, Dipl. HE.

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNG

ABSTRAK

Berbagai macam bangunan dan peralatan telah dikembangkan agar pengelolaan air irigasi pada jaringan irigasi menjadi efektif. Agar pengelolaan itu menjadi efektif, maka debit harus diukur dan diatur pada cabang saluran dan pada bangunan sadap tersier. Salah satu alat modifikasi dari pintu sorong yang dapat mengatur dan mengukur debit adalah pintu tonjol.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan karakteristik aliran dan penggerusan melalui pintu tonjol pada aliran tidak sempurna dengan uji model fisik dua demensi. Dasar pintu tonjol yang digunakan: panjang 200 cm, lebar 40 cm, dan tinggi 12 cm, dengan kemiringan 1:2 pada udik pintu tonjol dan 1:1 pada hilir pintu tonjol, yang terbuat dari flexy glass. Sedimen yang digunakan terdiri dari satu jenis pasir dengan diameter butir yang berbeda, yaitu jenis pasir A adalah pasir hasil penyaringan yang lolos saringan No. 10 (≤ 2,00 mm) dan jenis pasir B adalah pasir hasil penyaringan yang lolos saringan No. 20 (≤ 0,85 mm). Tonjolan setengah silinder dengan radius 2 cm, 2,5 cm, dan 3 cm yang terbuat dari kayu.

Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan karakteristik aliran melalui pintu tonjol pada radius tonjolan 3 cm dan bukaan 1; 2; 3 cm menunjukkkan muka air udik dan hilir tertinggi. Penggerusan terdalam pada aliran tidak sempurna yaitu dengan kedalaman 8,5 cm, debit mendekaati 100% = 0,0087494195 m3/det.

(2)

ix Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

Halaman Judul

i

(3)

x Universitas Kristen Maranatha 4.3.4 Data Hasil Perhitungan Δh

hilir dan Δhudik pada R2 dan a3 39

4.3.5 Data Hasil Perhitungan Δh hilir dan Δhudik pada R2,5 dan a1 43 4.3.6 Data Hasil Perhitungan Δh hilir dan Δhudik pada R2,5 dan a2 47 4.3.7 Data Hasil Perhitungan Δh hilir dan Δhudik pada R2,5 dan a3 51 4.3.8 Data Hasil Perhitungan Δh hilir dan Δhudik pada R3 dan a1 55

4.2.9 Data Hasil Perhitungan Δh hilir dan Δhudik pada R3 dan a2 59

4.3.10 Data Hasil Perhitungan Δh hilir dan Δhudik pada R3 dan a3 63 4.4 Hasil Pengujian Penggerusan Aliran Tidak Sempurna dengan Bukaan Pintu (a = 1, 2, dan 3 cm) 67

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 72

5.2 Saran 72

DAFTAR PUSTAKA 73

(4)

xi Universitas Kristen Maranatha

Gambar 2.6 Klasifikasi Tanah Berdasarkan Tekstur (USDA) ... 10

Gambar 3.1 Saluran Hidraulik Pintu Tonjol ... 16

Gambar 3.2 Detail Pintu Tonjol ... 17

Gambar 3.3 Meteran Taraf di Udik ... 18

Gambar 3.4 Meteran Taraf di Hilir... 18

Gambar 3.5 Prosedur Kerja... 20

Gambar 3.6 Saringan dan Mesin Pengguncang ... 23

Gambar 4.1 Kurva Distribusi Ukuran Pasir ... 25

Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara Q Thomson dan ΔhThomson ... 29

Gambar 4.10 Grafik Hubungan Δh hilir, Δhudik, dan Q untuk R3 dan a2 ... 62

Gambar 4.11 Grafik Hubungan Δh hilir, Δhudik, dan Q untuk R3 dan a3 ... 66

Gambar 4.12 Grafik Hubungan antara Bukaan Pintu terhadap Penggerusan pada Radius Tonjolan 2 cm... 70

Gambar 4.13 Grafik Hubungan antara Bukaan Pintu terhadap Penggerusan pada Radius Tonjolan 2,5 cm... 70

(5)

xii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified ... 13 Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified (lanjutan) ... 14 Tabel 4.1 Analisis Ukuran Butir Pasir ... 24 Tabel 4.3 Hasil Perhitungan nilai Δh

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Nilai Δh

hilir dan Δhudik pada R2, a3, dan Q = 0,0068123.. 39

Tabel 4.11 Hasil PerhitunganNilai Δh

hilir dan Δhudik pada R2, a3,dan Q = 0,0084925 ... 40

hilir dan Δhudik pada R2,5, a1, dan Q = 0,0067754..43

hilir dan Δhudik pada R2,5 a1,dan Q = 0,0085125.. 44

hilir dan Δhudik pada R2,5 a2,dan Q = 0,0084818.. 48

hilir dan Δhudik pada R3, a1, dan Q = 0,0067924....55

hilir dan Δhudik pada R3, a1,dan Q = 0,0084876....56

hilir dan Δhudik pada R3, a1, dan Q = 0,0092719... 57

(6)

xiii Universitas Kristen Maranatha Tabel 4.26 Hasil Perhitungan Nilai Δh

hilir dan Δhudik pada R3, a2,dan Q = 0,0084898.. 60

hilir dan Δhudik pada R3, a3, dan Q = 0,006831.... 63

hilir dan Δhudik pada R3, a3,dan Q = 0,0084792.. 64

(7)

xiv Universitas Kristen Maranatha

10 : Diameter yang bersesuaian dengan 10% lolos ayakan D

30 : Diameter yang bersesuaian dengan 30% lolos ayakan D

(8)

xv Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan (2.1) Nilai Δh

Thomson ... 7

Persamaan (2.2) Nilai Q Thomson ... 8

Persamaan (4.1) Berat Tanah Tertahan (W)

)

... 25

Persamaan (4.2) Menghitung Persen Tertahan (W r %) ... 25

Persamaan (4.3) Menghitung Persen Kumulatif Tertahan (R)... 25

Persamaan (4.4) Menghitung Persen Lolos (N%)... 25

Persamaan (4.5) Menghitung Koefisien Gradasi (Cu) ... 26

Persamaan (4.6) Menghitung Koefisien Gradasi (Cc) ... 26

Persamaan (4.7) Persen Kehilangan ... 26

Persamaan (4.8) Nilai Δh hilir ... 30

(9)

xvi Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR LAMPIRAN

(10)

LAMPIRAN I

PENGGERUSAN DI HILIR PINTU TONJOL

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

LAMPIRAN II

PENGGERUSAN DI HILIR PINTU TONJOL

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

LAMPIRAN III

(31)

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang Masalah

Berbagai macam bangunan dan peralatan telah dikembangkan agar

pengelolaan air irigasi pada jaringan irigasi menjadi efektif. Agar pengelolaan itu

menjadi efektif, maka debit harus diukur dan diatur pada cabang saluran dan pada

bangunan sadap tersier.

Modifikasi pintu sorong yang dapat mengatur dan mengukur debit adalah

pintu tonjol. Pintu tonjol banyak digunakan pada bukaan kecil karena penggunaan

pada bukaan yang lebih besar alat-alat angkatnya akan terlalu berat untuk

menanggulangi gaya gesek pada sponeng.

Pada bangunan di jaringan irigasi, karakteristik aliran yang melalui pintu

tonjol ini dapat diketahui secara lengkap, sehingga selain sebagai pengatur

ketinggian air, pintu tonjol dapat difungsikan sebagai alat ukur debit. Sehingga

perencanaan dan pengoperasian sistem jaringan irigasi akan lebih mudah.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah untuk mendapatkan karakteristik

aliran air dan penggerusan melalui pintu tonjol pada aliran tidak sempurna dengan

uji model fisik dua demensi.

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian dengan uji model fisik dilakukan dengan model dua dimensi

saluran hidraulik (dinding kaca) di laboratorium Universitas Kristen Maranatha

dengan pembatasan masalah sebagai berikut:

1. Ukuran saluran hidraulik: panjang saluran 800 cm, lebar 40 cm, dan tinggi

saluran 60 cm (diukur dari dasar saluran).

2. Ukuran model pintu tonjol yang digunakan: lebar 40 cm, tinggi 60 cm, dan

(32)

3. Dasar pintu tonjol yang digunakan: panjang 200 cm, lebar 40 cm, dan tinggi

12 cm, dengan kemiringan 1:2 pada udik pintu tonjol dan 1:1 pada hilir pintu

tonjol, yang terbuat dari flexy glass.

4. Sedimen yang digunakan terdiri dari satu jenis pasir dengan diameter butir

yang berbeda, yaitu:

a) Jenis pasir A adalah pasir hasil penyaringan yang lolos saringan No. 10

(≤ 2,00 mm).

b) Jenis pasir B adalah pasir hasil penyaringan yang lolos saringan No. 20

(≤ 0,85 mm).

5. Tonjolan setengah silinder dengan radius 2 cm, 2,5 cm, dan 3 cm yang

terbuat dari kayu.

6. Skala model tidak diperhitungkan.

7. Jenis aliran yang akan dipelajari adalah aliran tidak sempurna.

8. Tinggi bukaan pintu telah ditentukan sebelumnya yaitu 1 cm, 2 cm, dan 3 cm.

9. Pengukuran debit menggunakan alat ukur Thomson di hilir saluran.

10. Kemiringan dasar saluran sama dengan nol.

1.4 Sistematika Penelitian

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini disusun dalam beberapa bab, yaitu

sebagai berikut:

Bab I, Pendahuluan, berisi latar belakang, tujuan penelitian, pembatasan masalah,

dan sistematika penelitian.

Bab II, Tinjauan Pustaka, berisi tinjauan pustaka tentang bangunan pengatur

termasuk didalamnya pintu tonjol, serta bangunan-bangunan pengatur lainnya dan

klasifikasi tanah.

Bab III, Model Fisik, membahas deskripsi model, prosedur kerja,dan

langkah-langkah percobaan.

Bab IV, Analisis Data, berisi hasil-hasil data percobaan dan menganalisisnya.

Bab V, Kesimpulan dan Saran, berisi kesimpulan yang didasarkan pada hasil

pengujian model fisik dua dimensi, dan saran yang dapat diajukan berdasarkan

(33)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil percobaan maka dapat disimpulkan:

1. Dari grafik hubungan antara Δh

hilir , Δhudik , dan Q untuk radius tonjolan 2; 2,5;

dan 3 cm serta bukaan pintu tonjol 1, 2, dan 3 cm, dapat disimpulkan

karakteristik aliran melalui pintu tonjol pada radius tonjolan 3 cm dan bukaan

1; 2 dan 3 cm menunjukkkan muka air udik dan hilir tertinggi.

2. Penggerusan terdalam pada aliran tidak sempurna yaitu dengan kedalaman

8,5 cm, debit mendekaati 100% = 0,0087494195 m3/det, radius tonjolan 2 cm

dan bukaan pintu tonjol 1 cm.

3. Klasifikasi tanah berdasarkan USCS (Unified Soil Classification System) menghasilkan C

u = 3,0588 dan C c= 0,7647 yang termasuk pada simbol SP

(poorly graded sand/pasir bergradasi buruk).

4. Bukaan pintu tonjol 2 cm dan 3 cm menghasilkan penggerusan yang hampir

sama besar untuk pasir A maupun pasir B.

5. Pada bukaan pintu tonjol 1 cm, terjadi perbedaan nilai penggerusan untuk jenis

pasir A dan B.

5.2 Saran

Dari hasil kesimpulan diatas didapatkan saran-saran sebagai berikut:

1. Untuk penelitian lebih lanjut, diameter butir pasir untuk penggerusan dapat

divariasikan.

2. Kemiringan dasar saluran, radius tonjolan dan bukaan pintu juga dapat

(34)

DAFTAR PUSTAKA

1. Badan Standarisasi Nasional, 1989, Tata Cara Perencanaan Hidrologi Dan

Hidraulik Untuk Bangunan di Sungai, SNI 03-1724-1989.

2. Das, Braja M., 1985, Mekanika Tanah - Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis, Jilid 1, Terjemahan Noor Endah Mochtar, Ir., M.Sc., Ph.D., dan Indra Surya B. Mochtar, Ir., M.Sc., Ph.D. Principles of Geotechnical Engineering, Penerbit Erlangga, Jakarta.

3. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Pengairan, 1989, Standar

Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02.

4. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Pengairan, 1989, Standar

Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan KP-04.

5. Ven Te Chow, Ph.D., 1997, Hidrolika Saluran Terbuka (Open-Channel

Hydrolics), University of Illinois, alih bahasa E.V. Nensi Rosalina, Ir., M.Eng.