KAJIAN PENGARUH VARIASI LEBAR AMBANG PADA …
Transcript of KAJIAN PENGARUH VARIASI LEBAR AMBANG PADA …
KAJIAN PENGARUH VARIASI LEBAR AMBANG PADA BENDUNG TIPE
AMBANG LEBAR TERHADAP PANJANG LONCATAN AIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata I Pada Jurusa
Teknik Sipil Fakultas Teknik
Oleh:
TASHA AIDINA CITRA
D100160240
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2021
1
KAJIAN PENGARUH VARIASI LEBAR AMBANG PADA BENDUNG TIPE AMBANG
LEBAR TERHADAP PANJANG LONCATAN AIR
Abstrak
Air merupakan unsur terpenting bagi mahkluk hidup karena mahkluk hidup sangat bergantung
dengan air untuk melangsungkan kehidupannya. Salah satu upaya untuk memenuhi kebutuhan air
yaitu dengan membuat bendung untuk meninggikan elevasi muka air sehingga air dapat dialirkan
ke tempat-tempat yang membutuhkan air. Akibat dari adanya pembendungan maka akan terjadi
perubahan aliran dari subkritik menuju superkitik yang mengakibatkan terjadinya loncatan hidraulis.
Lebar ambang bendung akan berpengaruh pada panjang loncatan hidraulis. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi lebar ambang pada bendung tipe ambang lebar
terhadap panjang loncatan air. Penelitian dilakukukan di Laboratorium Hidraulika Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Penelitian ini menggunakan
alat open flume berukuran 30 cm x 60 cm x 1000 cm, kemiringan dasar saluran 0,0058. Penelitian
ini menggunakan model bendung ambang lebar yang dengan 5 jenis variasi ukuran ambang lebar
yaitu yang berdimensi 4cm x 30cm x 30cm (P.1), 4,8cm x 30cm x 30cm (P2), 5,6cm x 30cm x 30cm
(P3), 6,4cm x 30cm x 30cm (P.4) dan 7,2cm x 30cm x 30cm (P.5). Dilakukan running 5 kali pada
setiap modelnya dengan variasi debit yang sudah ditentukan. Kemudian dilakukan pengukuran
kedalaman air di hulu bendung, di puncak bendung, dan di hilir bendung. Hasil penelitian
menunjukkan kesimpulan, yaitu: Semakin kecil lebar ambang pada bendung tipe ambang lebar
menghasilkan semakin pendek panjang loncatan air.
Kata Kunci: bendung ambang lebar, hilir bendung, loncatan hidrolis, variasi lebar ambang.
Abstract
Water is the most important element for living things because living things are very dependent on
water to carry out their lives. One of the efforts to meet water needs is to build weirs to raise the
water level so that water can be channeled to places that need water. As a result of damming, there
will be a change in flow from subcritical to supercritical which results in a hydraulic jump. The
width of the weir threshold will affect the length of the hydraulic jump. The purpose of this study
was to determine the effect of variations in the width of the threshold on a wide-threshold type weir
on the length of the water jump. The research was conducted at the Hydraulics Laboratory of the
Civil Engineering Study Program, Faculty of Engineering, University of Muhammadiyah
Surakarta. This study uses an open flume measuring 30 cm x 60 cm x 1000 cm, the slope of the
channel bottom is 0.0058. This study uses a wide threshold weir model with 5 types of wide
threshold size variations, namely those with dimensions of 4cm x 30cm x 30cm (P.1), 4.8cm x 30cm
x 30cm (P2), 5.6cm x 30cm x 30cm (P3). , 6.4cm x 30cm x 30cm (P.4) and 7.2cm x 30cm x 30cm
(P.5). Running 5 times on each model with a predetermined discharge variation. Then the water
depth was measured upstream of the weir, at the top of the weir, and downstream of the weir. The
results of the study show the conclusions, namely: The smaller the width of the threshold in the
wide-threshold type weir, the shorter the length of the water jump.
Keywords: broad crested weir, downstream slope, hidraulic jump, threshold width variation.
2
1. PENDAHULUAN
Air merupakan unsur penting bagi kehidupan manusia khususnya untuk melangsungkan kehidupan
di bumi agar tersedianya pangan, kesehatan dan kebutuhan lainnya. Permasalahan sumber daya air
di Indonesia yang sudah umum terjadi, yaitu kelebihan air dan kekeringan akibat dua musim yang
dialami Indonesia yaitu penghujan dan kemarau. Berdasarkan hal tersebut, kebutuhan akan air suatu
wilayah merupakan sesuatu yang harus dipenuhi.
Air yang merupakan salah satu komponen pembentuk lingkungan sehingga tersedianya air yang
berkualitas akan menciptakan lingkungan yang baik. Bagimanusia, air berperan penting dalam
kegiatan pertanian, industri, dan pemenuhan kebutuhan rumah tangga.
Bendung adalah struktur air yang dibangun melintasi sungai untuk menaikkan ketinggian air
atau saluran yang akan diarahkan ke jaringan irigasi (Jaji abdurrosyid, dkk, 2018). Bendung (weir)
dibuat untuk meninggikan elevasi muka air di bagian hulu sehingga air dapat dialirkan ke tempat-
tempat yang membutuhkan air. Bendung sendiri ada beberapa jenis tergantung dari kondisi aliran
air dan karakteristik geografi daerah tersebut. Bendung akan menyebabkan beberapa karakteristik
aliran air. Aliran air pada bagian hulu bendung adalah aliran terbendung yang biasanya bersifat
subkritik tetapi setelah aliran melewati bendung karakteristik aliran akan berubah menjadi
superkritik, dengan kondisi aliran ini cenderung memiliki kedalaman yang rendah dan kecepatan
aliran relatif cepat. Bendung akan menyebabkan terjadinya terjunan air akibat beda tinggi hulu dan
hilir. Beda tinggi ini akan menimbulkan energi yang dapat menjadikan masalah di hilir bendung,
antara lain gerusan dasar yang dapat membahayakan struktur bendung.
Terdapat beberapa jenis bentuk ambang bendung, diantaranya adalah bendung dengan ambang
lebar (broadcrested weir). Lebar ambang bendung berpengaruh terhadap panjang loncatan air.
Perlu diketahui bahwa efek dari pembendungan dapat membuat aliran deras (superkritis) di hilir
bendung dan menyebabkan loncatan air (hydrolic jump) yang apabila dibiarkan akan terjadi gerusan
setempat di bagian hilir bendung. Untuk mengurangi gerusan yang terjadi di hilir, maka
direncanakan bentuk mercu yang paling efektif.
Loncatan semacam ini sangat seimbang dan karakteristiknya adalah yang terbaik. Loncatan ini
dinamakan loncatan tetap. Dengan adanya variasi bentuk ambang, energi yang ditimbulkan akan
berbeda yang kemudian menyebabkan ujung-ujung permukaan hilir akan bergulung dan titik yang
kecepatan semburannya tinggi cenderung memisahkan diri dari aliran. Diharapkan pengujian ini
dapat menghasilkan panjang loncatan air yang tidak membahayakan.
3
1.1 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, akibat dari adanya pembendungan maka akan
terjadi terjunan yang menyebabkan perubahan aliran dan subkritik menuju superkritik yang
memyebabkan terjadinya loncatan hidraulis yang mengakibatkan gerusan di dasar saluran hilir.
Variasi lebar bendung tipe ambang lebar berpengaruh terhadap loncatan hidraulis. Pengaruh ini
perlu diketahui melalui kegiatan penelitian.
1.2 TujuanPenelitia
Tujuan yang diharapkan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi lebar ambang
pada bendung ambang lebar terhadap loncatan air.
2. METODE
Penelitian ini dilakukan melalui metode eksperimen atau percobaan yaitu dengan cara melaukukan
penelitian dan pengujian untuk mendapatkan data-data yang diinginkan. Dalam penelitian ini
dilakukan beberapa kegiatan antara lain pengumpulan data, pengolahan data, analisis dan
pengambilan kesimpulan secara umum dari semua pengujian yang dilakukan di Laboratorium.
Lokasi penelitian dilakukan di Laboratorium Hidraulika Program Studi Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2.1 Bahan dan Peralatan
Dalam Penelitian ini bahan dan alat digunakan antara lain:
a. Air bersih
b. Kayu, digunakan untuk bahan membuat model ambang lebar
c. Lem. Digunakan untuk perekat atau pelapis yang menutupi celah antara pelimpah dengan
dasar saluran maupun dinding saluran.
d. Seperangkat open flume dan komponennya
Saluran flume ini terbuat dari bahan fiber dan memiliki komponen-komponennya, antara
lain:
1). Saluran air, yaitu media utama dalam penelitian ini yang digunakan untuk mengalirkan
air serta untuk meletakan pelimpah ambang lebar. Berupa talang air dengan ukuran
30x60x100 cm.
2). Bak penampung, yang berfungsi untuk menampung air yang akan dialirkan ke saluran
maupun keluar saluran.
4
3). Pompa air, berfungsi untuk memompa air kedalam saluran.
4). Kran pengatur debit, untuk mengatur besar kecilnya aliran air yang keluar dari pompa air
5). Tail gate, berfungsi untuk menjaga ketinggian air di hilir dan dalam saluran agar loncatan
air hidrolis terbentuk di depan pelimpah.
e. Model ambang lebar (broad crested weir)
Model ini merupakan tiruan ambang lebar di saluran irigasi. Konstruksi ini pada
umumnya banyak digunakan di lapangan untuk mengukur debit di saluran terbuka. Model
ambang lebar yang digunakan ada 5 jenis ukuran ambang lebar yaitu ukuran 4cm x 30cm
x30cm (P1), 4,8cm x 30cm x 30cm (P2), 5,6cm x 30cm x 30cm (P3), 6,4cm x 30cm x 30cm
(P4) dan 7,2cm x 30cm x 30cm (P5).
f. Point gauge, alat untuk mengukur elevasi muka air di beberapa titik
Alat ukur debit V-Notch, alat untuk mengukur debit
2.2 Pengamatan
Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian sebagai berikut:
a. Tinggi muka air di hilir (h1)
b. Tinggi muka air di atas ambang (hd)
c. Tinggi muka air di hulu (h2)
d. Panjang loncatan (Lj)
Gambar 1. Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian pelimpah ambang lebar
2.3 Tahapan Penelitian
Tahapan-tahapan penelitian sebagai berikut:
a. Mempersiapkan alat dan bahan penelitian.
b. Memasang ambang lebar ukuran pada saluran terbuka.
c. Mengalirkan air dalam flume dengan debit yang telah ditentukan.
d. Memposisikan tail gate untuk menjaga ketinggian muka air pada flume agar aliran tetap
stabil.
e. Mengukur ketinggian air di hulu (h1).
f. Mengukur ketinggian air di hilir (h2).
5
g. Mengukur ketinggian air di atas mercu pelimpah (hd)
h. Mengukur panjang loncatan air (Lj) dengan membaca gelembung-gelembung dan profil
aliran yang terjadi.
i. Percobaan dilakukan pada satu variasi lebar ambang dengan lima variasi debit yang telah
ditentukan.
Gambar 2. Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian pelimpah ambang lebar
variasi 1
Gambar 3. Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian pelimpah ambang lebar
variasi 2
Gambar 4. Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian pelimpah ambang lebar
variasi 3
Gambar 5. Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian pelimpah ambang lebar
variasi 4
6
Gambar 6. Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian pelimpah ambang lebar
variasi 5
Gambar 7. Bagan Alir Penelitian
Mulai
Studi Pustaka
Perencanaan Model
Ambang Lebar
- Ambang lebar ukuran
4x30x30cm.
- Ambang lebar ukuran
4,8x30x30cm
- Ambang lebar ukuran 5,6x30x30cm
- Ambang lebar ukuran
6,4x30x30cm
- Ambang lebar ukuran
7,2x30x30cm
Penentuan variasi lebar ambang dan
jumlah running
- Variasi satu ambang lebar ukuran 4x30x30cm dengan 5
running.
- Variasi dua ambang lebar
ukuran 4,8x30x30cm dengan 5
running.
- Variasi tiga ambang lebar
ukuran 5,6x30x30cm dengan 5
running.
- Variasi empat ambang lebar
ukuran 6,4x30x30cm dengan 5
running - Variasi lima ambang lebar
ukuran 7,2x30x30cm dengan 5
running.
-
Pelaksanaan dan
pengambilan data
Analisis dan pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Persiapan alat dan bahan
Bahan Alat
-Air bersih -Open flume
-Kayu -Bak
Penampung
-Lem -Pompa Air
-Kran
Pengatur debit
-Tail Gate
-Ambang
Lebar
-Point
Gauge -V-
notch
Tinggi muka air di
hulu dan hilir
Tinggi muka air
di atas bendung
Panjang
loncatan
7
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Pengujian
Pengujian debit pada bendung tipe mercu ambang lebar dilakukan dengan cara mengalirkan air
melewati flume dengan lima variasi debit yang berbeda dengan menggunakan alat pompa air.
Pengaturan besar kecilnya debit diatur dengan membuka kran pengatur debit. Debit aliran diukur
dengan menggunakan persamaan v-notch:
dengan:
Q = debit aliran (m/dt)
Ce = koefisien debit
g = gaya gravitasi (m/dt2)
h = ketinggian pintu v-notch (m)
kv = faktor koreksi ketinggian (m)
Ketinggian air (h) di flume diatur sedemikian rupa sehingga menghasilkan debit rencana (Q).
Penentuan debit diatur dengan cara mengatur ketinggian air di v-notch sehingga dapat mengalirkan
debit dari yang terkecil sampai ke terbesar. Debit yang dialirkan berkisar dari 3000 cm3/dt, 3500
cm3/dt, 4000 cm3/dt, 4500 cm3/dt, dan 5000 cm3/dt. Percobaan pendahuluan dilakukan pengaliran
steady uniform flow. Dari percobaan tersebut didapatakan kedalaman aliran steady uniform flow
sesuai dengan debit yang dialirkan. Data hasil percobaan debit dan uji aliran yang dilakukan pada
flume dapat dilihat secara lengkap pada tabel berikut ini:
Tabel 1. Hasil Perhitungan Debit Rencana
(Sumber: Hasil Penelitian)
3.2 Analisis Data dan Pembahasan
Pengujian dilakukan setelah selesai memasang benda uji pada flume aliran air telah melewati benda
uji, serta aliran air sudah dalam keadaan steady uniform flow. Kemudian dilakukan dilakukan
pengambilan data data yang akan digunakan untuk analisis yaitu ketinggian air di hulu bendung
(h1), ketinggian air diatas mercu (hd) dan ketinggian air di hilir bendung (h2).
8
Setelah melakukan pengambilan data, maka dapat dilakukan analisis perhitungan yaitu
kecepatan aliran pada hulu bendung (v1), kecepatan aliran pada awal loncatan air (v2), kecepatan
aliran pada hilir bendung (v2), Froude number (Fr), dan panjang loncatan air (Lj).
3.3 Analisis Kecepatan Aliran dengan Variasi Debit
Analisis kecepatan aliran di sepanjang bendung, mulai dari hulu hingga hilir bendung menggunakan
persamaan (III.2). Untuk mendapatkan kecepatan aliran tersebut, dibutuhkan beberapa data yang
sudah diperoleh pada saat melakukan pengujian di laboratorium yaitu data dari tinggi muka air di
hulu (h1), tinggi muka air diatas mercu bendung (hd), dan tinggi muka air di hilir bendung (h2).
Titik-titik pengamatan untuk data-data diatas dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 8. Letak Kecepatan aliran di Hulu Bendung (h1), di atas Bendung (hd) dan di hilir
bendung (h2)
Untuk menghitung kecepatan aliran di Hulu Bendung, di Atas Bendung, di Hilir Bendung
menggunakan rumus sebagai berikut
𝑄 = A.V (persamaan III.2)
𝑉1 =𝑄
(b.h1) 𝑉𝑑 =
𝑄
(b.h𝑑)...........................................(1)
𝑉1 =5000
(30 x 30,5)=3,2787 cm/dt
𝑉𝑑 =5000
(30 x 1,9)= 52,6316 cm/dt
Perhitungan secara rinci terdapat pada tabel berikut ini.
9
Tabel 2. Kecepatan Aliran Pada Variasi 1
(Sumber: Hasil Penelitian)
Tabel 3. Kecepatan Aliran Pada Variasi 2
(Sumber: Hasil Penelitian)
Tabel 4. Kecepatan Aliran Pada Variasi 3
(Sumber: Hasil Penelitian)
Tabel 5. Kecepatan Aliran Pada Variasi 4
(Sumber: Hasil Penelitian)
Tabel 6. Kecepatan Aliran Pada Variasi 5
10
(Sumber: Hasil Penelitian)
Gambar 9. grafik Hubungan antara Variasi Debit Q (cm3/dt) dengan Kedalaman Aliran h (m)
pada Pelimpah Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar Variasi Satu
Gambar grafik 10. Hubungan antara Variasi Debit Q (cm3/dt) dengan Kedalaman Aliran h (m)
pada Pelimpah Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar Variasi Dua
11
Gambar grafik 11. Hubungan antara Variasi Debit Q (cm3/dt) dengan Kedalaman Aliran h (m)
pada Pelimpah Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar Variasi Tiga
Gambar grafik 12. Hubungan antara Variasi Debit Q (cm3/dt) dengan Kedalaman Aliran h (m)
pada Pelimpah Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar Variasi Empat
Gambar grafik 13. Hubungan antara Variasi Debit Q (cm3/dt) dengan Kedalaman Aliran h (m)
pada Pelimpah Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar Variasi Lima
12
Pada table dan grafik diatas hubungan antara variasi debit dengan kecepatan aliran menunjukan
bahwa ketika debit aliran semakin besar maka kecepatan di hulu, di puncak bendung, serta di hilir
bendung juga semakin besar pula.
3.4 Analisis Variasi Debit dengan Bilangan Froude
Panjang loncatan (Lj) diukur dari ujung olakan ke titik terjauh olakan. Pada penelitian ini akan
ditampilkan hubungan antara panjang loncatan dengan bilangan froude setelah loncatan air.
Sebelum masuk ke hitungan bilangan froude, saat pengujian dilakukan. Tidak dilakukan
pengukuran kedalaman diawal loncatan (h3) karena kedalaman yg terlalu dangkal, aliran air sangat
deras sehingga sulit dilakukan pengukuran, maka dilakukan hitungan dengan persamaan antara
kedalaman di hilir bendung (h2) dan bilangan froude (f2). Sebagai berikut:
h2 = y2
h3 = y3
𝑦3
𝑦2=
1
2(√1 + 8𝑓𝑟2
2 − 1)................................(2)
𝑦3 = [1
2(√1 + 8. 0,14112 − 1)] 8
y3 = 0,3 cm
Berikut perhitungan bilangan froude pada pelimpah variasi satu dengan debit 3000 cm3/dt.
Digunakan menggunakFr2 =12,5
√981.8= 0,1411
Gambar 14. Hubungan antara Variasi Debit (cm3/dt) dengan Bilangan Froude (Fr1) pada
Pengaliran Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar
13
Gambar 15. Hubungan antara Variasi Debit (cm3/dt) dengan Bilangan Froude (Fr2) pada
Pengaliran Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar
Gambar 16. Hubungan antara Variasi Debit (cm3/dt) dengan Bilangan Froude (Fr3) pada
Pengaliran Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar
Gambar 17. Hubungan antara Variasi Debit (cm3/dt) dengan Bilangan Froude (Frd) pada
Pengaliran Bendung Tipe Mercu Ambang Lebar
Aliran pada saluran terbuka adalah aliran jenis subkritik pada bilangan Froude jika nilai
(Fr)<1, jenis aliran air kritik, jika nilai (Fr) = 1, dan superkritik jika nilai (Fr)>1. Pada bilangan
froude di hulu (Fr1) nilai rerata Fr1< 1 maka dapat disimpulkan bahwa aliran di hulu adalah
subkritik, bilangan froude di awal loncatan nilai rerata Fr2> 1 maka dapat disimpulkan bahwa aliran
14
di awal loncatan adalah superkritik. dan bilangan froude di hilir juga nilai rerata Fr3< 1 maka dapat
disimpulkan bahwa aliran di hilir adalah subkritik.
3.5 Analisis Panjang Loncat Air dengan Variasi Debit
Panjang loncat air (Lj) diukur dari pusat jari-jari bendung (R) ke titik terjauh dari olakan. Hubungan
antara debit dengan panjang loncat air dapat dilihat pada Gambar III.11
Tabel 7 tabel panjang loncatan air P1
Tabel 8. tabel panjang loncatan air P2
Tabel 9. tabel panjang loncatan air P3
Tabel 10. tabel panjang loncatan air P4
Q h1 h2 hd Lj
(cm3/dt) (cm) (cm) (cm) (cm)
1 3000 30,5 8,1 2,0 38,0
2 3500 31,1 8,6 2,1 45,0
3 4000 32,3 9,0 2,2 60,0
4 4500 33,0 9,4 2,3 75,0
5 5000 34,7 10,0 2,6 88,0
Seri No
P.3
Q h1 h2 hd Lj
(cm3/dt) (cm) (cm) (cm) (cm)
1 3000 30,5 8 2,3 36,0
2 3500 31,1 8,5 2,4 45,0
3 4000 32,3 9,2 2,5 52,0
4 4500 33,0 9,7 2,7 57,0
5 5000 34,7 10,0 2,9 61,0
Seri
P.2
No
Q h1 h2 hd Lj
(cm3/dt) (cm) (cm) (cm) (cm)
1 3000 30,5 8 2,2 34,0
2 3500 31,1 8,6 2,4 56,0
3 4000 32,3 8,9 2,5 82,0
4 4500 33,0 9,3 2,6 90,0
5 5000 34,7 10,0 2,7 115,0
P.4
Seri No
Q h1 h2 hd Lj
(cm3/dt) (cm) (cm) (cm) (cm)
1 3000 30,5 8 1,9 32,0
2 3500 31,1 8,5 2,1 40,0
3 4000 32,3 9,2 2,2 49,0
4 4500 33,0 9,7 2,3 53,0
5 5000 34,7 10,0 2,5 59,0
P.1
Seri No
15
Tabel 11. tabel panjang loncatan air P5
Gambar 18. Hubungan Variasi Debit (cm3/dt) dengan Panjang Loncat Air (cm)
Gambar 19. Grafik hubungan Variasi Debit (cm3/dt) dengan Panjang Loncat Air (cm)
Tabel dan grafik diatas menunjukkan bahwa semakin bertambahnya debit aliran,
panjang loncatan air semakin besar dan semakin besar lebar ambang, panjang loncatan air
semakin besar pula.
3.6 Gambaran prototip
Untuk mengetahui keadaan prototip dari bangunan bendung yang sudah di model sebelumnya
di laboratorium, maka akan dilakukan pada benda uji yang paling efisien yaitu pada variasi
ke satu (P.1). Untuk mengetahui keadaan prototipnya dilakukan analisis seperti berikut.
Q h1 h2 hd Lj
(cm3/dt) (cm) (cm) (cm) (cm)
1 3000 30,5 7,9 2,1 95,0
2 3500 31,1 8,2 2,3 135,0
3 4000 32,3 8,8 2,5 170,0
4 4500 33,0 9,2 2,6 194,0
5 5000 34,7 10,0 2,7 220,0
Seri No
P.5
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
0 2 4 6Pan
jan
g Lo
nca
tan
Air
(cm
)
Debit (cm3/dt)
16
Gambar 20. Ukuran Bendung
a. Skala Panjang, nL
Dengan menggunakan skala 1:20 dan persamaan sebagai berikut :
Dari Persamaan di atas, di peroleh dimensi bendung :
Lebar bendung = 20 x 30 cm = 600 cm = 6 m
Tinggi bendung = 20 x 30 cm = 600 cm = 6 m
Panjang bendung = 20 x 4 cm = 80 cm = 0,8 m
b. Skala kedalaman, hp
Dengan menggunakan skala 1:20 dan persamaan sebagai berikut :
hp = nL x hm
Contoh perhitungan menggunakan kedalaman di hulu bendung (h1) pada debit 3000 cm3/dt,
sehingga di peroleh:
hp = 20 x 30,5 cm = 610 cm = 6,1 m
Untuk data kedalaman air pada bendung ambang lebar (P.1) ke keadaan prototip keseluruhan di
sajikan dalam tabel sebagai berikut:
Tabel 12. Kedalaman Model ke Prototip pada bendung ambang lebar variasi satu (P.1)
c. Skala Kecepatan, nV
Contoh perhitungan berdasarkan persamaan berikut:
nL = Lp
Lm
= 20 atau Lp = nL x Lm = 20 x Lm
Q h1 h1 h3 h3 h2 h2 hd hd
(cm3/dt) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
3000 0,305 6,1 0,00307 0,06136 0,08 1,6 0,019 0,38
3500 0,311 6,22 0,00368 0,07363 0,085 1,7 0,021 0,42
4000 0,323 6,46 0,0041 0,08199 0,092 1,84 0,022 0,44
4500 0,33 6,6 0,00465 0,09304 0,097 1,94 0,023 0,46
5000 0,347 6,94 0,00537 0,10749 0,1 2 0,025 0,5
17
nv = nh1/2..............................................(3)
Sehingga diperoleh:
nv = 201/2 = 4,47
Jika kecepatan di model 1 cm/dt maka di prototip sebesar 4,47 cm/dt atau 0,0447 m/dt. Data
kecepatan di model setelah diubah ke prototip adalah sebagai berikut.
Tabel 13. Kecepatan pada bendung ambang lebar variasi satu (P.1)
Tabel 14. Kecepatan Model ke Prototip pada bendung ambang lebar variasi satu (P.1)
d. Skala Debit,
Contoh perhitungan berdasarkan persamaan berikut:
nQ=nL. nh. nv=nL2 .nL
1/2= nL5/2 ..............................................(4)
Qp/Qm = nL
Qp = Qm .nL5/2 = 3000 cm3/dt . 305/2 = 5366563,146 cm3/dt
Qp = 5,366 m3/dt
Data debit di model setelah diubah ke prototip adalah sebagai berikut.
Tabel 15. Debit Model ke Prototip pada bendung ambang lebar variasi satu (P.1)
v1 v2 v3 vd
(cm/dt) (cm/dt) (cm/dt) (cm/dt)
3,278689 30,67877 12,5 52,63158
3,75134 42,94873 13,72549 55,55556
4,127967 54,65983 14,49275 60,60606
4,545455 69,78248 15,46392 65,21739
4,803074 89,57204 16,66667 66,66667
v1 prototip v1 prototip v3 prototip v3 prototip v2 prototip v2 prototip vd prototip vd prototip
(cm/dt) (m/dt) (cm/dt) (m/dt) (cm/dt) (m/dt) (cm/dt) (m/dt)
14,65574 0,146557 55,875 0,55875 137,1341 1,371341 235,2632 2,352632
16,76849 0,167685 61,35294 0,613529 191,9808 1,919808 248,3333 2,483333
18,45201 0,18452 64,78261 0,647826 244,3295 2,443295 270,9091 2,709091
20,31818 0,203182 69,12371 0,691237 311,9277 3,119277 291,5217 2,915217
21,46974 0,214697 74,5 0,745 400,387 4,00387 298 2,98
Q Q Q'
(cm3/dt) (m3/dt) (m3/dt)
3000 0,0030 5,367
3500 0,0035 6,261
4000 0,0040 7,155
4500 0,0045 8,050
5000 0,0050 8,944
18
e. Skala panjang loncatan
nL = Lp
Lm= 20 atauLp = nL xLm = 20 xLm..............................(5)
Menggunakan persamaan skala panjang, di peroleh panjang loncatan keadaan prototip pada
model variasi satu (P.1) di debit 3000 cm3/dt sebagai berikut.
Lp = 20 x Lm = 20 x 28 = 560 cm = 5,6 m
Untuk data panjang loncatan air pada bendung tipe triangular variasi ke empat (T.4) ke keadaan
prototip keseluruhan di sajikan dalam tabel sebagai berikut:
Tabel 16. Debit Model ke Prototip pada bendung ambang lebar variasi satu (P.1)
Seri No Q Lj Lj Lj'
(cm3/dt) (cm) (m) (m)
P.1 1 3000 32,0 0,32 6,4
2 3500 40,0 0,4 8,0
3 4000 49,0 0,49 9,8
4 4500 53,0 0,53 10,6
5 5000 59,0 0,59 11,8
4. PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan dari data dan penelitian serta hasil analisis dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai
berikut:
Semakin kecil lebar ambang menghasilkan semakin pendek loncatan air.
4.2 Saran
Saran yang dapat diberikan dari hasil penelitian ini adalah:
a. Untuk penelitian selanjutnya dapat dilakukan dengan variasi model ambang yang beragam.
b. Untuk penelitian selanjutnya dapat dilakukan peningkatan kapasitas debit pompa, agar variasi
debit yang digunakan lebih beragam dan jarak interval debit bisa lebih besar.
c. Untuk peneltian lebih lanjut bisa bisa dilakukan dengan menambah variasi dimensi bendung
ambang lebar.
d. Mengadakan penelitian selanjutnya mengenai energi yang ditimbulkan.
19
DAFTAR PUSTAKA
Aburrosyid, Jaji dkk. 2009. “Studi Gerusan dan Perlindungannya di Hilir Kolam Olakan Bendung
Tipe USBR I”. Dinamika Teknik Sipil, Vol 9, No 1 (2009) : 27-37
Abdurrosyid, Jaji dkk. 2018. “Influence of Baffle Block and Weir Downstream Slope at Stilling
Basin of Solid Roller Bucket type on Hydraulic Jump and Energy Dissipation”. AIP
Conference Proceedings, 1977 : 040031-1 – 040031-10
Irawan, Jati. 2011 “Pengaruh Variasi Kemiringan Pada Hulu Bendung dan Penggunaan Kolam Olak
Tipe Solid Roller Bucket Terhadap Loncat Air dan Gerusan Setempat”. Skripsi. Surakarta:
Fakultas Teknik, Universitas Negeri Sebelas Maret.
Setiawan, Ibnu dkk. 2013. “Pengaruh Variasi Kemiringan pada Hulu Bendung dan Penggunaan
Kolam Olak Tipe Slotted Roller Bucket Modification terhadap Loncatan Air dan Gerusan
Setempat”. e-Jurnal Matriks Teknik Sipil, 2013: 199-206
Sari, Lana Fatma. 2016.“Pengaruh Penempatan dan Sudut Baffle Blocks Tipe Miring Terhadap
Redaman Energi, Panjang Loncatan Air dan Turbulensi Aliran pada Pelimpah Tipe Parabola
dan Pelimpah Tipe Ogge”. Skripsi. Surakarta: Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Yusuf, Muhammad. 2010. “Pengaruh Kemiringan Tubuh Bendng Bagian Hilir Terhadap Panjang
Loncat Air Pada Pelimpah Bertangga Dengan Bentuk Tangga Akar Terpotong”. Skripsi.
Surakarta: Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Chow, V.T. 1982. Hidraulica de los Canales abiertos.
Nugroho, Hunggul Y.S.H. 2015. “Analisis Debit Aliran DAS Mikro dan Potensi Pemanfaatanya”.
Jurnal Penelitian Kehutanan Wallacea, 4 (2015): 23-34
Pudyastuti, P S dkk, 2017. Rekayasa Irigasi dan Bangunan Air. Surakarta: Muhammadiyah
University Press
Abdurrossyid, J.,et.all. 2018. Influence of Baffle Block and Weir Downstream Slope at Stilling Basin
of Solid Roller Bucket Type on Hydraulic Jump and Energy Dissipation. AIP Conference
Proceeding. 1977 (1), 040031. 26 Juni 2018. ISBN: 978-0-7354-1687-1.
Pudyastuti, P S dkk, 2017. Rekayasa Irigasi dan Bangunan Air. Surakarta: Muhammadiyah
University Press
Triadmojo, Bambang. 1993. “Hidraulika II, Yogyakarta, Beta Offset.