(Gambar Parameter desain hidrolis pintu ) Sumber referensi :
1. Kriteria Perencanaan (KP) 3 dan 4 2. Hidrolika saluran terbuka Ven te Chow Diketahui
Qmax = 700 l/dt = 0,70 m3/dt
Qmin = 20 l/dt = 0,02 m3/dt
Qrerata = 20 l/dt = 0,36 m3/dt
v = 1,2 m/dt
vintake = 1,2 m/dt (asumsi berdasarkan gambar 2-3)
bsaluran = 1,2 m/dt
g = 9,81 m/dt2
Ditanyakan :
a. Grafik liku debit (rating curve) bukaan pintu untuk memenuhi Qmin dan Qmax? b. Berapa batas Modular limit?
Penyelesaian :
1. Mencari tinggi muka air bagian hulu dan hilir Bentuk saluran = segi empat
Talud saluran = 0 Lebar saluran (b) = 1 m
Koef manning (n) = 0,02 m/dt (beton plester) Slope saluran (s) = 0,002
Panjang saluran (L) = 0,5 m
Perhitungan untuk 1 pintu 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 Ke da la ma n A lira n (m) Debit (m3/dt)
Gambar Liku Debit
Melalui interpolasi didapatkan : Tinggi air Qmax (h1) = 0,71m
Tinggi air Qmin (h1 max) = 0,43 m
Tinggi air Qmin (h1 min) = 0,30 m
Tinggi air Qrerata (h1 max) = 0,17 m
Tinggi air Qrerata (h1 min) = 0,06 m
2. Mencari nilai bukaan pintu
a). untuk debit maksimum : h1 = 0,71 m H1 = 0,78 m H2 = H1-ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi H2 = 0,68 m h2 = 0,65 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1 Lebar pilar = 0,125 μ = 0,72
dengan menggunakan rumus : 𝑄𝑄 = 𝜇𝜇. 𝑎𝑎. 𝐵𝐵 �2. 𝑔𝑔. 𝑧𝑧
Didapatkan nilai a = 0.93 m -> dibulatkan menjadi 1 m b). untuk debit minimum :
• Perhitungan Debit minimum dengan h max
h1 max = 0,17 m H1 max = 0,24 m H2 max = H1-ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi H2 max = 0,14 m h2 max = 0,11 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Pola Operasi Pintu
Jumlah pintu = 1 Lebar pilar = 0,125
μ = 0,72
dengan menggunakan rumus : 𝑄𝑄 = 𝜇𝜇. 𝑎𝑎. 𝐵𝐵 �2. 𝑔𝑔. 𝑧𝑧
Didapatkan nilai a = 0.03 m
• Perhitungan Debit minimum dengan h min h1 min = 0,06 m H1 min = 0,14 m H2 min = H1-ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi H2 min = 0,04 m h2 min = 0,03 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1 Lebar pilar = 0,125 μ = 0,72
dengan menggunakan rumus : 𝑄𝑄 = 𝜇𝜇. 𝑎𝑎. 𝐵𝐵 �2. 𝑔𝑔. 𝑧𝑧
Didapatkan nilai a = 0.03 m c). untuk debit rerata :
• Perhitungan Debit minimum dengan h max
h1 max = 0,43 m H1 max = 0,50 m H2 max = H1-ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi H2 max = 0,40 m h2 max = 0,37 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1
Lebar pilar = 0,125
μ = 0,72
dengan menggunakan rumus : 𝑄𝑄 = 𝜇𝜇. 𝑎𝑎. 𝐵𝐵 �2. 𝑔𝑔. 𝑧𝑧
Didapatkan nilai a = 0.48 m -> dibulatkan menjadi 0,5 m • Perhitungan Debit minimum dengan h min
h1 min = 0,30 m H1 min = 0,37 m H2 min = H1-ΔH (ΔH = 0,1 m) -> Asumsi H2 min = 0,27 m h2 min = 0,24 m Lebar saluran (b) = 0,75 m Jumlah pintu = 1 Lebar pilar = 0,125 μ = 0,72
dengan menggunakan rumus : 𝑄𝑄 = 𝜇𝜇. 𝑎𝑎. 𝐵𝐵 �2. 𝑔𝑔. 𝑧𝑧
Didapatkan nilai a = 0.48 m -> dibulatkan menjadi 0,5 m c). untuk perhitungan bukaan pintu / operasi pintu (Qmaksimum) :
Lebar saluran (b) = 0,75 m Faktor aliran tenggelam (K) = 0,38
Koef debit (μ) = 0,72
dengan menggunakan rumus : 𝑄𝑄 = 𝐾𝐾. 𝜇𝜇. 𝑎𝑎. 𝐵𝐵 �2. 𝑔𝑔. ℎ1
Dapat dihitung besarnya debit tiap bukaan pintu, perhitungan dapat dilihat pada table dibawah:
Gambar liku debit (rating curve) bukaan pintu untuk Qmax a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 0,200 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 0,0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,200 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,0803 0,400 0,1136 0,2272 0,2272 0,2272 0,2272 0,2272 0,2272 0,2272 0,600 0,1392 0,2783 0,4175 0,4175 0,4175 0,4175 0,4175 0,4175 0,800 0,1607 0,3214 0,4820 0,6427 0,6427 0,6427 0,6427 0,6427 1,000 0,1796 0,3593 0,5389 0,7186 0,8982 0,8982 0,8982 0,8982 1,200 0,1968 0,3936 0,5904 0,7872 0,9840 1,1808 1,1808 1,1808 1,400 0,2126 0,4251 0,6377 0,8503 1,0628 1,2754 1,4879 1,4879 1,600 0,2272 0,4545 0,6817 0,9090 1,1362 1,3634 1,5907 1,8179 1,800 0,2410 0,4820 0,7231 0,9641 1,2051 1,4461 1,6872 1,9282 2,000 0,2541 0,5081 0,7622 1,0162 1,2703 1,5244 1,7784 2,0325 2,200 0,2665 0,5329 0,7994 1,0658 1,3323 1,5988 1,8652 2,1317 2,400 0,2783 0,5566 0,8349 1,1132 1,3916 1,6699 1,9482 2,2265 h1 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 H ( m ) Q (m3/dt)
Tabel Hubungan Bukaan Pintu dengan Debit (Qmax)
a = 0.2 a = 0.4 a = 0.6 a = 0.8 a = 1.00 a = 1.20 a = 1.40 a = 1.60
untuk perhitungan bukaan pintu / operasi pintu (Qminimum) : Lebar saluran (b) = 0,75 m
Faktor aliran tenggelam (K) = 0,57
Koef debit (μ) = 0,72
dengan menggunakan rumus : 𝑄𝑄 = 𝐾𝐾. 𝜇𝜇. 𝑎𝑎. 𝐵𝐵 �2. 𝑔𝑔. ℎ1
Dapat dihitung besarnya debit tiap bukaan pintu, perhitungan dapat dilihat pada table dibawah: a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 0.200 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 0.0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.200 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.1219 0.400 0.1136 0.2272 0.2272 0.2272 0.2272 0.2272 0.2272 0.2272 0.600 0.1392 0.2783 0.4175 0.4175 0.4175 0.4175 0.4175 0.4175 0.800 0.1607 0.3214 0.4820 0.6427 0.6427 0.6427 0.6427 0.6427 1.000 0.1796 0.3593 0.5389 0.7186 0.8982 0.8982 0.8982 0.8982 1.200 0.1968 0.3936 0.5904 0.7872 0.9840 1.1808 1.1808 1.1808 1.400 0.2126 0.4251 0.6377 0.8503 1.0628 1.2754 1.4879 1.4879 1.600 0.2272 0.4545 0.6817 0.9090 1.1362 1.3634 1.5907 1.8179 1.800 0.2410 0.4820 0.7231 0.9641 1.2051 1.4461 1.6872 1.9282 2.000 0.2541 0.5081 0.7622 1.0162 1.2703 1.5244 1.7784 2.0325 2.200 0.2665 0.5329 0.7994 1.0658 1.3323 1.5988 1.8652 2.1317 2.400 0.2783 0.5566 0.8349 1.1132 1.3916 1.6699 1.9482 2.2265 h1
Gambar liku debit (rating curve) bukaan pintu untuk Qmin untuk perhitungan bukaan pintu / operasi pintu (Qrerata) :
Lebar saluran (b) = 0,75 m Faktor aliran tenggelam (K) = 0,48
Koef debit (μ) = 0,72
dengan menggunakan rumus : 𝑄𝑄 = 𝐾𝐾. 𝜇𝜇. 𝑎𝑎. 𝐵𝐵 �2. 𝑔𝑔. ℎ1
Dapat dihitung besarnya debit tiap bukaan pintu, perhitungan dapat dilihat pada table dibawah: 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 H ( m ) Q (m3/dt)
Tabel Hubungan Bukaan Pintu dengan Debit (Qmin)
a = 0.2 a = 0.4 a = 0.6 a = 0.8 a = 1.00 a = 1.20 a = 1.40 a = 1.60
Gambar liku debit (rating curve) bukaan pintu untuk Qrerata a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 0.200 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 0.0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.200 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.1034 0.400 0.1462 0.2924 0.2924 0.2924 0.2924 0.2924 0.2924 0.2924 0.600 0.1791 0.3581 0.5372 0.5372 0.5372 0.5372 0.5372 0.5372 0.800 0.2068 0.4135 0.6203 0.8271 0.8271 0.8271 0.8271 0.8271 1.000 0.2312 0.4624 0.6935 0.9247 1.1559 1.1559 1.1559 1.1559 1.200 0.2532 0.5065 0.7597 1.0130 1.2662 1.5195 1.5195 1.5195 1.400 0.2735 0.5471 0.8206 1.0942 1.3677 1.6412 1.9148 1.9148 1.600 0.2924 0.5848 0.8773 1.1697 1.4621 1.7545 2.0470 2.3394 1.800 0.3102 0.6203 0.9305 1.2406 1.5508 1.8610 2.1711 2.4813 2.000 0.3269 0.6539 0.9808 1.3078 1.6347 1.9616 2.2886 2.6155 2.200 0.3429 0.6858 1.0287 1.3716 1.7145 2.0574 2.4003 2.7432 2.400 0.3581 0.7163 1.0744 1.4326 1.7907 2.1489 2.5070 2.8652 h1 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 H ( m ) Q (m3/dt)
Tabel Hubungan Bukaan Pintu dengan Debit (Qrerata)
a = 0.2 a = 0.4 a = 0.6 a = 0.8 a = 1.00 a = 1.20 a = 1.40 a = 1.60
3. Mencari batas modular (modular limit) pada bagian expansi saluran
a). Untuk Qmax : H2 = Cd 1/μ - ξ masuk (v - v2) 2 - Δ Hf H1 2gH1 H1 Δ Hf = 0.023917 H2 = Cd 1/μ - ξ masuk (v - v2) 2 - Δ Hf H1 2gH1 H1 H2 = 1.086496 - 0.5 1.23603E-05 - 0.023917 H1 15.35 0.78 H2 = 1.05593 H1 H1/H2 Hitungan H1/H2 Tabel
1.05593 > 0.79 (memenuhi batas modular)
b). Untuk Qmin (Hmin): H2 = Cd 1/μ - ξ masuk (v - v2) 2 - Δ Hf H1 2gH1 H1 Δ Hf = 0.013709 H2 = Cd1/μ - ξ masuk (v - v2) 2 - Δ H f H1 2gH1 H1 H2 = 0.957094 - 0.1 0.006944 - 0.013708776 H1 2.66 0.14 H2 = 0.855637 H1 H1/H2 Hitungan H1/H2 Tabel
0.855637 > 0.85 (memenuhi batas modular)
4. Perhitungan pada bagian pengontrol (alat ukur debit) c). Untuk Qrerata (Hmin):
H2 = Cd 1/μ - ξ masuk (v - v2) 2 - Δ Hf H1 2gH1 H1 Δ Hf = 0.022078 H2 = Cd 1/μ - ξ masuk (v - v2) 2 - Δ Hf H1 2gH1 H1 H2 = 0.93 - 0.1 0.000426 - 0.022078 H1 7.33 0.37 H2 = 0.870866 H1 H1/H2 Hitungan H1/H2 Tabel
0.870866 > 0.85 (memenuhi batas modular)
Kesimpulan :
1. Qmax memenuhi batas moduler implikasinya operasi pintu dapat dilakukan.
2. Qmin tidak dapat dilakukan operasi pintu (pintu harus dibuka lebar), untuk perhitungan
berubah menjdi ambang.
Q H1 H2 H2/H1< 0.79 H1/L L m3/dt m m m 1 0.700 0.76 0.56 0.74 ok 1.10 0.695 2 Hmax 0.360 0.48 0.28 0.59 ok 1.10 0.440 3 Hmin 0.360 0.35 0.15 0.43 ok 1.10 0.320 4 Hmax 0.020 0.22 0.02 0.10 ok 1.10 0.202 5 Hmin 0.020 0.14 -0.06 -0.38 ok 1.10 0.132
Daftar Pustaka
1. Chow, Ven Te. 1985. Hidrolika Saluran Terbuka (Open Channel Hydraulics).
Terjemahan Suyatman, VFX. Kristanto Sugiharto dan E.V. Nensi Rosalina. Jakarta :
Erlangga.
2. Departemen Pekerjaan Umum,Direktorat Jenderal Pengairan. 2010. Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi, Bagian Kriteria Perencanaan. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.
