LAPORAN AKHIR AMBANG KEL. 3 SHIFT 2 REVISI

(1)

BAB II

ALIRAN MELEWATI AMBANG LEBAR DAN AMBANG TAJAM

2.1 Pendahuluan

Saluran terbuka adalah saluran yang mengalirkan air dengan suatu permukaan bebas. Pada semua titik di sepanjang saluran tekanan di permukaan air adalah sama, yang biasanya berupa tekanan atmosfer. Saluran alam meliputi semua alur air yang secara alamiah (Sari, 2017).

Penyempitan merupakan fenomena yang biasa dijumpai pada saluran terbuka. Suatu penyempitan pada saluran terbuka, terdiri atas daerah penyempitan penampang lintang saluran secara mendadak. Pengaruh penyempitan tergantung pada geometri (bentuk) bagian lengkungan masuk penyempitan, kecepatan aliran dan keadaan aliran.

Sedangkan ambang tajam merupakan bangunan ukur sederhana yang dapat digunakan untuk mengukur debit aliran di saluran terbuka dengan mudah dan cukup teliti (Sari, 2017).

(2)

Laporan Praktikum Mekanika Fluida Departemen Teknik Lingkungan – Fakultas Teknik Universitas Andalas

2.2 Tujuan Percobaan 2.2.1 Ambang Lebar

Tujuan percobaan ambang lebar ini adalah:

a. Menghitung debit aliran dengan menggunakan ambang lebar sebagai alat ukur;

b. menghitung nilai koefisien discharge (Cd), Energi spesifik (Es), Kedalaman kritis (Yc), dan bilangan Froude (Fr) dari aliran yang melewati ambang lebar;

c. mempelajari hubungan tinggi muka air di atas ambang lebar terhadap debit air;

d. mengetahui karakteristik aliran yang melewati ambang lebar.

2.2.2 Ambang Tajam

Tujuan percobaan ambang tajam ini adalah:

a. Menghitung debit aliran dengan menggunakan ambang tajam sebagai alat ukur;

b. menghitung nilai koefisien discharge (Cd), Energi spesifik (Es), Kedalaman kritis (Yc) dan bilangan Froude (Fr) dari aliran yang melewati ambang tajam;

(3)

c. mempelajari hubungan tinggi muka air di atas ambang tajam terhadap debit air yang melimpah di atas ambang;

d. mengetahui karakteristik aliran yang melalui ambang tajam.

2.3 Metode Percobaan

Percobaan ini menggunakan metode rangkaian ambang lebar dan ambang tajam.

2.4 Prinsip Percobaan

Air yang mengalir pada laju yang terukur akan melintasi ambang yang lebar. Setelah itu, penghalang di bagian hilir disesuaikan untuk menciptakan loncatan hidrolis. Aliran akan diamati dan kemudian diukur jarak dan tinggi permukaan air di beberapa titik pengamatan. Aliran yang melintasi ambang tajam akan diamati, dan proses ini akan diulang dengan variasi laju aliran yang berbeda.

2.5 Peralatan

Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah:

1. Rangkaian ambang;

(4)

2. gelas ukur 1.000 mL;

3. ember;

4. termometer;

5. sekat;

6. penggaris;

7. stopwatch;

8. Pompa.

2.6 Teori Dasar 2.6.1 Ambang Lebar

Secara teoritis, ambang merupakan salah satu jenis bangunan air yang dapat digunakan untuk menaikkan tinggi muka air dan untuk menentukan debit aliran. Pada umumnya, aliran air yang melewati suatu tempat harus diketahui sifat dan karakteristiknya jika dalam penerapannya hendak merancang bangunan air.

Berdasarkan hal tersebut, pengetahuan mengenai ambang sangat diperlukan dalam merencanakan bangunan air untuk distribusi ataupun pengaturan sungai (Gumilar, 2018).

Alat ukur ambang lebar adalah bangunan aliran atas (over flow), untuk ini tinggi energi hulu lebih kecil dari panjang

(5)

mercu. Bangunan ini bisa mempunyai bentuk yang berbeda-beda, sementara debitnya tetap serupa. Hal ini dikarenakan pola aliran di atas alat ukur ambang lebar dapat ditangani dengan teori hidrolika yang sudah ada saat ini (Suhudi dan Pandawa, 2022).

Alat ukur ambang lebar merupakan salah satu bangunan aliran atas atau biasa disebut over flow. Pada model ambang lebar ini, tinggi energi yang terdapat pada hulu aliran lebih kecil daripada panjang mercu itu sendiri.

Syarat peluap dapat dikatakan sebagai ambang lebar apabila (Gumilar, 2018) :

t > 0,66 H ...(2.1) dengan:

t = Tebal ambang

H = Tinggi muka air terhadap ambang

Ambang lebar berguna untuk meninggikan muka air di sungai atau pada saluran irigasi sehingga dapat mengairi areal persawahan yang luas. Ambang juga dapat digunakan untuk mengukur debit air yang mengalir pada saluran terbuka. Pada saat melewati ambang biasanya aliran akan berperilaku sebagai aliran kritik, selanjutnya aliran akan mencari posisi stabil. Pada kondisi tertentu,

(6)

seperti dengan adanya terjunan atau kemiringan saluran yang cukup besar, setelah melewati ambang aliran dapat pula berlaku sebagai aliran super kritis (Suhudi dan Pandawa, 2022).

Pembendungan aliran akan menyebabkan perbedaan elevasi muka air antara hulu dan hilir bendung cukup besar, sehingga mengakibatkan adanya terjunan dan terjadi perubahan energi yang cukup besar ketika air melewati mercu bendung. Akibatnya aliran akan mengalami kejut-normal atau loncatan hidrolis yaitu suatu aliran yang mengalami perubahan dari aliran super kritis menjadi sub kritis (Suhudi dan Pandawa, 2022).

Gambar 2.1 Pola Aliran di Atas Ambang Lebar

Sumber: Mera. M, 2010

Keterangan:

Q = debit aliran (m³/dt)

H = tinggi tekanan total hulu ambang P = tinggi ambang (m)

Yo = kedalaman hulu ambang (m)

Yc = tinggi muka air di atas hulu ambang (m)

(7)

Yt = tinggi muka air setelah hulu ambang (m) Hu = tinggi muka air di atas hilir ambang 2.6.2 Ambang Tajam

Ambang tajam adalah salah satu alat pengukur debit yang cukup mudah dalam pembuatan dan pengoperasiannya.

Ambang tajam yang sering digunakan memiliki penampang berbentuk segitiga (V-Notch), segiempat (rectangular), trapesium (Cipoletti), atau bentuk lain.

Bentuk ambang akan berpengaruh pada tinggi air di hulu ambang dan debit yang mengalir. Ambang berbentuk segitiga memiliki luas penampang lebih kecil dari pada ambang berbentuk segiempat, meskipun tinggi muka air di hulu ambang sama (Edijatno, 2019).

Alat ukur ambang tajam merupakan salah satu bangunan pengukur debit yang sering sekali ditemukan di saluran- saluran irigasi ataupun laboratorium hidrolika. Syarat peluap dapat dikatakan sebagai ambang tajam apabila : t < 0,5 H ...(2.2) Namun, jika dalam penerapannya ditemukan persamaan dari tebal peluap sebesar :

0,5 H < t < 0,66 H ...(2.3)

(8)

dengan:

t = Tebal Ambang

H = Tinggi Muka Air terhadap Ambang

Maka aliran tersebut dapat dikategorikan sebagai aliran yang tidak stabil, sehingga dapat terjadi kondisi aliran melalui peluap ambang tipis ataupun ambang lebar (Gumilar, 2018).

Debit yang mengalir pada ambang segitiga lebih kecil daripada ambang segiempat, di sisi lain, ambang segitiga memiliki ketelitian pengukuran lebih baik daripada ambang segiempat dalam mengukur debit kecil. Ambang segiempat dan trapesium memiliki dasar penampang yang lebar sehingga pada saat mengalir debit kecil, tinggi air di atas ambang sangat rendah sehingga sulit untuk melakukan pengukuran secara akurat. Ambang berpenampang majemuk yang merupakan gabungan dari penampang segitiga (bagian bawah) dan segiempat (bagian atas) diuji dan diteliti agar dapat digunakan untuk mengukur debit kecil dengan akurasi sama dengan lambang segitiga namun memiliki kemampuan mengukur debit lebih besar dari ambang segitiga (Edijatno, 2019).

(9)

Bangunan ambang banyak digunakan dalam saluran terbuka dan berfungsi untuk mengendalikan tinggi muka air di bagian hulu serta dapat digunakan untuk mengukur debit aliran. Berdasarkan dua hal yang dijabarkan tersebut maka ambang dapat digunakan sebagai penghambat/rintangan yang membantu terciptanya kondisi energi minimum dalam suatu aliran. Ketika terjadi banjir, ambang yang berada pada suatu saluran dapat berhenti berfungsi sebagai bangunan pengendali, dimana muka air di sebelah hilir meninggi dan menenggelamkan ambang tersebut. Perubahan geometri aliran air yang tinggi akhirnya menyebabkan tidak tercapainya kondisi energi minimum, yang dinyatakan melalui perbandingan antara kedalaman di hilir dan di hulu (Gumilar, 2018).

Bangunan jenis sekat/ ambang banyak digunakan dalam saluran terbuka berfungsi untuk mengendalikan tinggi muka air di hulu serta mengukur debit aliran. Sekat atau ambang bertindak sebagai rintangan yang membantu menciptakan kondisi energi minimum dalam suatu aliran lambat. Sekat atau ambang yang berasa dalam suatu saluran pada saat banjir akan berhenti berfungsi sebagai bangunan pengendali, dimana muka air sebelah hilir

(10)

meninggi dan menenggelamkan ambang/sekat tersebut.

Perubahan geometri aliran yang menyebabkan tidak dicapainya kondisi energi minimum dinyatakan melalui perbandingan antara kedalaman di hilir dan di hulu (Chow, 1997).

2.6.3 Rumus a. Ambang Lebar

Rumus yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:

Q = ²

3×√^2g

3 × b × h^3/2……….….(2.4) Q = Cd × b × h_u^3/2……….….(2.5) h_u =[^y¹^{+ y}₂ ²]- tinggi ambang………...(2.6) Fr = ^v

√gy……….……….(2.7)

v = ^Q_A ………...………..(2.8)

Es = y + _2g^v²………...(2.9) Keterangan:

Q = Debit aliran (cm³/dtk)

h = Tinggi muka air di atas ambang (cm) b = Lebar ambang (cm)

(11)

Es = Energi spesifik aliran (cm) v = Kecepatan aliran (cm/s) y = Tinggi muka air (cm) g = Gaya gravitasi (cm/s²) b. Ambang Tajam

Rumus yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:

Q = ²

3 × Cd × b × √2gh⁵……….……..…...(2.10) h = y₁- t………...(2.11) Keterangan:

Q = Debit aliran (cm³/s)

h = Tinggi air di atas ambang (cm) t = Tinggi ambang (cm)

Gambar 2. 2 Ilustrasi Aliran yang Mengalir pada Ambang Tajam

Sumber : Modul Praktikum Mekanika Fluida 2024

(12)

2.7 Prosedur Percobaan 2.7.1 Ambang Lebar

Prosedur percobaan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Ambang lebar dipasang pada kondisi tertentu dalam model saluran terbuka;

2. panjang, lebar, dan tinggi pelimpah ambang lebar diukur;

3. generator pompa air dihidupkan dan air dialirkan pada debit tertentu;

4. debit air dihitung dengan cara menampung air pada suatu wadah bersamaan dengan mencatat waktu menggunakan stopwatch, lalu volume air diukur menggunakan gelas ukur;

5. sekat di hilir diatur sedemikian rupa sehingga loncatan hidrolis dapat diamati. Periksa apakah aliran sudah stabil, setelah itu baru dilakukan pengukuran;

6. jarak dan tinggi muka air dihitung pada beberapa titik pengamatan lalu dibuat profil alirannya;

7. langkah 5 dan 6 diulangi untuk debit yang berbeda;

8. grafik dibuat pada Ms. Excel:

a. profil aliran;

(13)

b. He₁ vs He2; c. He₁ vs Q;

d. He₁ vs C dan C vs Q;

e. C Cd vs ^He

Hd

2.7.2 Ambang Tajam

Prosedur percobaan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Ambang tajam dipasang pada kondisi tertentu dalam model saluran terbuka;

2. panjang, lebar, dan tinggi pelimpah ambang lebar diukur;

3. generator pompa air dihidupkan dan air dialirkan pada debit tertentu;

4. debit air dihitung dengan cara menampung air pada suatu wadah bersamaan dengan mencatat waktu menggunakan stopwatch, lalu volume air diukur menggunakan gelas ukur;

5. sekat di hilir diatur sedemikian rupa sehingga loncatan hidrolis dapat diamati. Periksa apakah aliran sudah stabil, setelah itu baru dilakukan pengukuran;

6. jarak dan tinggi muka air dihitung pada beberapa titik

(14)

pengamatan lalu dibuat profil alirannya;

7. langkah 5 dan 6 diulangi untuk debit yang berbeda;

8. grafik dibuat pada Ms. Excel:

a. profil aliran;

b. He₁ vs He2; c. He₁ vs Q;

d. He₁ vs C dan C vs Q;

e. C Cd vs ^He

Hd

2.8 Prosedur Perhitungan

Prosedur perhitungan pada pratikum kali ini adalah sebagai berikut:

1. He1 = y1 − t 2. He₂ = Y2 − t

3. B = 0,5 (cm) 4. Q = C .B . He^1,5 (cm³ /s) 5. C = ^Q

(B . He^1,5) (cm^0,5/s) 6. Cd = ^Q

B.Hd^1,5 (cm^0,5/s)

7. Hd = 1 (cm)

(15)

8. He = e^0,0013Q Keterangan:

He₁ = Massa air di atas pelimpah He₂ = Massa air di atas pelimpah B = Lebar ambang

Q = Debit aliran

C = Koefisien Pengaliran Cd = Koefisien discharge Hd = Tinggi air di atas ambang

(16)

2.9 Data dan Hasil Praktikum 2.9.1 Data Praktikum

M Modul : Aliran Melewati Ambang

Lebar dan Ambang Tajam

Asisten : 1. Diva Maurine

2. Ami Septi Rahma

Tempat : Laboratorium Hidrolika Lingkungan

Nama Alat : Rangkaian Ambang

Hari/Tgl. Pengukuran : Minggu/ 2 Juni 2024 Jam pengukuran : 09.15 – 10.45 WIB Data Praktikum :

Tinggi Ambang = 6 cm Panjang Ambang = 13 cm Lebar Ambang = 0,5 cm 1. Kondisi 1

V1 = 1.000 cm³

t1 = 2,5 detik

Debit1 = 400,00 cm³/detik

Hd1 = 1 cm

(17)

2. Kondisi 2

V2 = 1.000 cm³

t2 = 2,8 detik

Debit2 = 357,14 cm³/ detik

Hd2 = 0,5 cm

(18)

Tabel 2.1 Data Pengamatan Debit kondisi 400,00 (cm³/detik) No. Loncatan 1 (cm) Loncatan 2 (cm) Peralihan (cm) Tenggelam 1

(cm)

Tenggelam 2 (cm)

X Y X Y X Y X Y X Y

1 0 7,5 0 7,7 0 7,8 0 8 0 8

2 10 3 10 4 10 4,5 10 6,6 10 7,8

3 23 3,1 23 4,1 23 4,8 23 6,9 23 8,3

4 32 3,3 32 4,3 32 5 32 7 32 8,5

5 71 4,4 71 5 71 6 71 8 71 9,2

6 86 4,7 86 5,5 86 6,4 86 8,5 86 9,8

7 122 5,2 132 6,2 132 7,1 132 9,5 132 10,3

Sumber: Data dan Perhitungan Praktikum Mekanika Fluida, 2024

(19)

Tabel 2.3 Data Pengamatan Debit kondisi 357,14 (cm³/detik) No. Loncatan 1 (cm) Loncatan 2 (cm) Peralihan (cm) Tenggelam 1

(cm)

Tenggelam 2 (cm)

X Y X Y X Y X Y X Y

1 0 7,4 0 7,5 0 7,5 0 7,8 0 8

2 10 2,5 10 3,5 10 4,5 10 6,5 10 7,9

3 23 2,5 23 3,6 23 4,6 23 6,8 23 8

4 32 2,7 32 4 32 5 32 7 32 8,3

5 71 3,7 71 5 71 5,9 71 7,8 71 9,1

6 86 4,3 86 5,3 86 6,2 86 8,3 86 9,6

7 122 4,8 132 5,8 132 6,7 132 8,9 132 10,1

(20)

Tabel 2.3 Pengamatan dengan Variasi Debit

No. Debit

(cm³/s)

Loncatan 1 (cm)

Loncatan 2 (cm)

Peralihan (cm)

Tenggelam 1 (cm)

Tenggelam 2 (cm) y1 y2 y1 y2 y1 y2 y1 y2 y1 y2

1. 555,55 7,5 6,3 7,7 6,6 7,8 6,8 8 7,2 8 7,4

2. 313,48 7,4 6,0 7,5 6,3 7,5 6,5 7,8 6,8 8 7,1

(21)

2.9.2 Hasil Praktikum

Contoh Perhitungan Ambang Lebar Data-data :

T = 6 cm V₁ = 1.000 ml V₂= 1.000 ml t₁ = 1,8 detik t₂ = 2,8 detik Sehingga : Q = ^V

t He₁ = Y1 - T He₂= Y₂ – T

1. Untuk Debit Pertama (Q₁) = ^V t

= ^{1.000 cm}

3

2,5 detik

= 400,00 cm³/detik a. Kondisi loncatan 1 (L₁)

Y₁ = 7,5 cm…………He1 = 7,5 – 6,0 = 1,5 cm Y₂ = 6,3 cm…………He2 = 6,3 – 6,0 = 0,3 cm

(22)

b. Kondisi loncatan 2 (L₂)

Y₁ = 7,7 cm…………He1 = 7,7 – 6,0 = 1,7 cm Y₂ = 6,6 cm…………He2 = 6,6 – 6,0 = 0,6 cm c. Kondisi Peralihan (p)

Y₁ = 7,8 cm…………He1 = 7,8 – 6,0 = 1,8 cm Y₂ = 6,8 cm…………He2 = 6,8 – 6,0 = 0,8 cm d. Kondisi Tenggelam 1 (T1)

Y₁ = 8,0 cm…………He1 = 8,0 – 6,0 = 2,0 cm Y₂ = 7,2 cm…………He2 = 7,2 – 6,0 = 1,2 cm e. Kondisi Tenggelam 2 (T₂)

Y₁ = 8,0 cm…………He1 = 8,0 – 6,0 = 2,0 cm Y₂ = 7,4 cm…………He2 = 7,4 – 6,0 = 1,4 cm Sehingga :

He₁ = 1,5+1,7+1,8+2,0+2,0 5

= 1,8 cm

He₂ = 0,3+0,6+0,8+1,2+1,4 5

= 0,86 cm

C = ^Q

(B . He^1,5)

(23)

= ^400,00 (0,5. 1,8^1,5)

= 331,27 (cm^0,5/s) Cd = ^Q

B.Hd^1,5

= ^400,00 (0,5. 1,0^1,5)

= 800,00 (cm^0,5/s) C

Cd = ^{331,27 (cm}

0,5/s) (cm^0,5/s)

= 0,41 He₁

Hd

⁼^1,8

1

= 1,8

2. Untuk Debit Kedua (Q₂) = ^V t

= ^{1.000 cm}

3

2,8 detik

= 357,14 cm³/detik a. Kondisi loncatan 1 (L₁)

Y₁ = 7,4 cm………...He1 = 7,4 – 6,0 = 1,4 cm Y₂ = 6,0 cm………...He2 = 6,0 – 6,0 = 0,0 cm b. Kondisi loncatan 2 (L₂)

(24)

Y₁ = 7,5 cm………...He1 = 7,5 – 6,0 = 1,5 cm Y₂ = 6,3 cm………...He2 = 6,3 – 6,0 = 0,3 cm c. Kondisi Peralihan (p)

Y₁ = 7,5 cm………...He1 = 7,5 – 6,0 = 1,5 cm Y₂ = 6,5 cm………...He2 = 6,5 – 6,0 = 0,5 cm d. Kondisi Tenggelam 1 (T₁)

Y1 = 7,8 cm………...He1 = 7,8 – 6,0 = 1,8 cm Y₂ = 6,8 cm………...He2 = 6,8 – 6,0 = 0,8 cm e. Kondisi Tenggelam 2 (T₂)

Y₁ = 8,0 cm………...He1 = 8,0 – 6,0 = 2,0 cm Y₂ = 7,1 cm………...He2 = 7,1 – 6,0 = 1,1 cm Sehingga :

He₁ =

(1,4 + 1,5 + 1,5 + 1,8 + 2,0) 5

= 1,64 cm He₂ =

(0,0+0,3+0,5+ 0,8 + 1,1) 5

= 0,54 cm

C = ^Q

(B . He^1,5)

= ^357,14 (0,5. 1,64^{1 ,5})

(25)

= 340,10 (cm^0,5/s) Cd = ^Q

B.Hd^1,5

= ^357,14 (0,5. 0,5^{1 ,5})

= 2020,31 (cm^0,5/s) C

Cd = 340,10 (cm^0,5/s) 2020,31 (cm^0,5/s)

= 0,17 He₂

Hd = ^1,64 0,5

=3,28

(26)

Tabel 2.4 Data Pengolahan Ambang Lebar Debit

(cm³/detik) Kondisi Y1 (cm) He1 (cm) Y2 (cm) He2 (cm)

555,55

Loncatan 1 7,5 1,5 6,3 0,3

Loncatan 2 7,7 1,7 6,6 0,6

Peralihan 7,8 1,8 6,8 0,8

Tenggelam 1 8,0 2,0 7,2 1,2

Tenggelam 2 8,0 2,0 7,4 1,4

Rata – rata 1,80 0,86

313,48

Loncatan 1 7,4 1,4 6,0 0,0

Loncatan 2 7,5 1,5 6,3 0,3

Peralihan 7,5 1,5 6,5 0,5

Tenggelam 1 7,8 1,8 6,8 0.8

Tenggelam 2 8,0 2,0 7,1 1,1

Rata - rata 1,64 0,54

Tabel 2.5 Data Pengolahan Ambang Lebar

No. He1 Q (L/dtk) C (cm^0,5

/dtk) Cd C/Cd He1/Hd

1. 1,80 400,00 331,27 800,00 0,41 1,8

2. 1,64 357,14 340,10 2020,31 0,17 3,28

(27)

Gambar 2.2 Profil Aliran Ambang Lebar Debit 400,00 (cm³/detik)

Sumber: Data dan Perhitungan Praktikum Mekanika Fluida, 2024 0,0

2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

0 20 40 60 80 100 120

Profil Aliran pada Ambang Lebar Debit 400,00 cm

³

/dtk

Loncat 1 Loncat 2 Peralihan Tenggelam 1 Tenggelam 2

X (cm)

Y (cm)

(28)

Gambar 2.3 Profil Aliran Ambang Lebar Debit (357,14 cm³/detik)

Sumber: Data dan Perhitungan Praktikum Mekanika Fluida, 2024 0,0

2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

0 20 40 60 80 100 120

Profil Aliran pada Ambang Lebar Debit 357,14 cm

³

/dtk

Loncat 1 Loncat 2 Peralihan Tenggelam 1 Tenggelam 2 Ambang Lebar

X (cm)

Y(cm)

(29)

Gambar 2.4 Grafik Hubungan Massa Air 1( He1) Rata-Rata terhadap Massa Air 2 (He2) Pada Variasi Debit (Q)

Sumber: Data dan Perhitungan Praktikum Mekanika Fluida, 2024 y = 2,0556x - 2,84

R² = 0,9603

y = 1,6349x - 2,1413 R² = 0,9202

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1

Massa Air 2(He2)

Massa Air 1 (He₁)

Grafik Hubungan Massa Air 1 (He₁) Rata-rata Terhadap Massa Air 2 (He₂) Pada Variasi Debit (Q)

Q1 Q2 Linear (Q1) Linear (Q1) Linear (Q2)

(30)

Gambar 2.5 Grafik Massa Air (He1) Rata-Rata vs Debit (Q) pada Ambang Lebar

Sumber: Data dan Perhitungan Praktikum Mekanika Fluida, 2024 y = 267,86x - 82,143

R² = 1

350,00 360,00 370,00 380,00 390,00 400,00 410,00

1,6 1,65 1,7 1,75 1,8 1,85

Debit (Q)

Grafik Tinggi Massa Air Rata-Rata (He₁) vs Debit (Q) Pada Ambang Lebar

He1 vs Q

Linear (He1 vs Q)

(31)

Gambar 2.6 Grafik Massa Air (He1) Rata-Rata terhadap Koefisien Pengaliran (C) pada Ambang Lebar

Sumber: Data dan Perhitungan Praktikum Mekanika Fluida, 2024 y = -55,19x + 430,61

R² = 1

330,00 331,00 332,00 333,00 334,00 335,00 336,00 337,00 338,00 339,00 340,00 341,00

1,6 1,65 1,7 1,75 1,8 1,85

Koefisien Pengaliran (C)

Grafik Hubungan Massa Air 1 (He1) Rata-Rata Dengan Koefisien Pengaliran (C) Pada Ambang Lebar

He1 vs C Linear (He1 vs C)

(32)

Gambar 2.7 Grafik Debit Aliran (Q) terhadap Pengaliran (C) pada Ambang Lebar

R² = 1

350,00 355,00 360,00 365,00 370,00 375,00 380,00 385,00 390,00 395,00 400,00 405,00

330,00 332,00 334,00 336,00 338,00 340,00 342,00

Q (cm3/dtk)

C (cm 0.5/dtk)

Grafik Koefisien Pengaliran (C) vc Debit Aliran (Q) Pada Ambang Lebat

Q vs C Linear (Q vs C)

(33)

Gambar 2.8 Grafik Debit Aliran (C/Cd) terhadap (He1/Hd) pada Ambang Lebar

R² = 1

1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4

0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45

He/Hd

C/Cd

C/Cd vs He/Hd

C/Cd vs He1/Hd

Linear (C/Cd vs He1/Hd)

(34)

2.10 Analisa 2.10.1 Profil Aliran

Profil aliran bertujuan untuk menetukan seberapa tinggi loncatan pada aliran, dimana hal ini dipeng aruhi kondisi tinggi muka air. Pada grafik profil aliran pada ambang lebar debit 400,00 cm³ /s dan debit 357,14 cm³ /s masing- masing kondisi loncatan 1, loncatan 2 dan peralihan terlihat loncatan yang jelas. Untuk kondisi tenggelam 1 dan tenggelam 2 pada masing-masing debit, loncatan yang diperoleh tidak terlalu jelas pada bagian hilirnya.

2.10.2 Grafik He1 Vs He2

Pada grafik massa air 1 (He1) dengan massa air 2 (He2), diperoleh bahwa keduanya berbanding lurus, artinya semakin tinggi nilai He1 maka semakin tinggi pula nilai He2. Nilai R yang diperoleh sebesar 1, menandakan bahwa data yang diperoleh sudah akurat.

2.10.3 Grafik He1 Vs Q

Pada grafik debit (Q) terhadap massa air (He1), diperoleh nilai keduanya berbanding lurus. He1 adalah selisih tinggi permukaan air dengan ambang/pelimpah yang digunakan.

(35)

Dari grafik dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai Q, maka semakin besar pula nilai He1. Hal ini disebabkan oleh pengaruh besarnya energi yang dihasilkan oleh air pada saat bertemu, pada pelimpah berupa ambang lebar sehingga air membentuk suatu gelombang yang mengakibatkan tingginya permukan air di muka ambang.

2.10.4 Grafik He1 Vs C

Berdasarkan grafik dapat dilihat hubungan antara nilai massa air di atas pelimpah (He₁) dengan koefisien pengaliran (C). Hubungan antara He1 dan C adalah berbanding terbalik. Semakin besar nilai C maka akan semakin kecil nilai He1 yang diperoleh. Hubungan pada grafik ini diperkuat dengan rumus perhitungan koefisien pengaliran yang menyatakan hubungan antara C dengan He1 adalah berbanding terbalik.

2.10.5 Grafik Q Vs C

Berdasarkan grafik hubungan debit aliran (Q) terhadap koefisien pengaliran (C) dapat dilihat bahwa hubungan antara kedua variabel tersebut adalah berbanding terbalik.

Grafik tersebut menunjukkan bahwa semakin besar debit aliran (Q) maka semakin kecil nilai koefisien pengaliran

(36)

(C). Hasil yang didapatkan pada grafik tersebut dapat dibuktikan dengan rumus yang menyatakan bahwa hubungan debit aliran Q dengan koefisien pengaliran C adalah berbanding terbalik.

2.10.6 Grafik C/Cd Vs He1/Hd

Grafik ini menunjukkan bahwa kekasaran suatu permukaan mempengaruhi tinggi muka air di atas pelimpah. Menurut literatur, hubungannya adalah berbanding terbalik, semakin tinggi nilai koefesien pengaliran maka semakin rendah nilai tinggi muka air di atas pelimpah, nilai koefisien pengaliran tersebut dipengaruhi kekasaran suatu permukaan. Hal tersebut sesuai dengan hasil yang ditunjukkan oleh grafik yang diperoleh. Artinya data yang diperoleh pada praktikum ini sudah akurat, ini juga didukung oleh nilai R yang bernilai 1.

(37)

2.11 Penutup 2.11.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang didapatkan pada praktikum ini adalah sebagai berikut :

1. Debit aliran yang diperoleh pada percobaan adalah sebesar 400,00 cm³/s dan 357,14 cm³/s. Nilai He1

diperoleh sebesar 1,64 sedangkan untuk nilai He2

diperoeleh sebesar 0,54. Nilai C/Cd yang diperoleh dari praktikum adalah sebesar 0,41 untuk debit 400,00 cm³/s dan untuk debit 357,14 cm³/s nilai C/Cd adalah sebesar 0,17. Sedangkan untuk nilai He1/Hd untuk debit 400,00 cm³/s adalah sebesar 1,81 dan untuk debit 357,14 cm³/s adalah sebesar 3,28;

2. berdasarkan grafik profil aliran, dapat dilihat bahwa hubungan antara tinggi sekat dengan tinggi muka air adalah berbanding lurus, dimana semakin besar tinggi sekat yang digunakan maka semakin besar pula tinggi muka air;

3. berdasarkan grafik, H₁ Vs He2 dapat dilihat bahwa hubungan antara He₁ dan He2 beragam dan tidak beraturan;

(38)

4. berdasarkan grafik, He₁ Vs Q menunjukkan dan menggambarkan hubungan antara debit (Q) dengan massa air di atas pelimpah (He1) berbanding lurus;

5. berdasarkan grafik, hubungan antara He1 dan C adalah berbanding terbalik. Semakin besar nilai C maka akan semakin kecil nilai He₁ yang diperoleh;

6. berdasarkan grafik, hubungan debit aliran (Q) terhadap koefisien pengaliran (C) dapat dilihat bahwa hubungan antara kedua variabel tersebut adalah berbanding terbalik;

7. berdasarkan grafik, C/Cd Vs He1/Hd menunjukkan bahwa hubungan antara nilai C/Cd dan He1/Hd adalah berbanding terbalik.

2.11.2 Saran

Adapun kesimpulan yang didapatkan pada praktikum ini adalah sebagai berikut :

1. Praktikan harus memahami landasan teori dan cara kerja sebelum melakukan praktikum;

2. sebaiknya pada pembuatan saluran irigasi dapat mengaplikasikan teori ambang lebar ini, karena debit pada aliran yang terdapat pada suatu irigasi dapat diatur

(39)

dengan baik dengan menggunakan sekat atau ambang pada titik tertentu untuk mengatur laju alir pada suatu bangunan air.

(40)

DAFTAR PUSTAKA

Chow, Ven Te Dan EV Nensi Rosalina. 1997. Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga

Edijatno, dkk. 2019. Uji Kinerja Alat Ukur Ambang Tajam Berpenampang Majemuk. Surabaya: ITS.

Gumilar, Febri Dwi Cahya. 2018. Pengaruh Bentuk Bagian Hilir Ambang Terhadap Profil Muka Air.

Yogyakarta: Universitas Islam Indonesia

Mera, M. 2010. Hidrolika Saluran-Terbuka. Padang:

Universitas Andalas.

Sari, M.I., 2017. Perubahan Kedalaman Air Pada Saluran Terbuka Akibat Penyempitan dan Perbedaan Jarak Ambang Tajam. Jember: Universitas Jember.

Suhudi, S. dan Pandawa, A.P.A. 2022. Analisis Energi Spesifik pada Saluran Terbuka dengan Penambahan Variasi Panjang Ambang Lebar. Jurnal Qua Teknika, 12(1).