1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan...

34
45 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu radial : Q = K μ a b 1 2 gh (II.7) Dimana: Q = debit (m 3 /dt) K = faktor aliran tenggelam (lihat gambar D.8 lampiran D ) μ = koefisien debit (lihat gambar 2.25) a = bukaan pintu (m) b = lebar pintu (m) g = percepatan gravitasi (m/dt 2 ) (9,8) h 1 = kedalaman air di depan pintu di atas ambang (m) Gambar II.13. Bangunan pengatur pintu radial (DPU, dan DJP, 1986). 2. Bangunan pengatur pintu radial dengan kelebihannya : a. gesekan pada bangunan ini jarang terjadi b. bagian alat untuk mengangkatnya ringan dan mudah dieksploitasi c. bangunan ini dipasang di saluran yang lebar d. bangunan ini dapat melewatkan sedimen dasar maupun sedimen layang 3. Bangunan pengatur pintu radial dengan kelemahannya : a. bangunan ini tidak dapat melewatkan benda-benda hanyut b. biaya pembuatan bangunan mahal c. paksi (pivot) pintu memberi tekanan horisontal besar jauh di atas pondasi

Transcript of 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan...

Page 1: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

45

1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu radial :

Q = K μ a b 12gh (II.7)

Dimana:

Q = debit (m3/dt)

K = faktor aliran tenggelam (lihat gambar D.8 lampiran D )

μ = koefisien debit (lihat gambar 2.25)

a = bukaan pintu (m)

b = lebar pintu (m)

g = percepatan gravitasi (m/dt2) (≈ 9,8)

h1 = kedalaman air di depan pintu di atas ambang (m)

Gambar II.13. Bangunan pengatur pintu radial

(DPU, dan DJP, 1986).

2. Bangunan pengatur pintu radial dengan kelebihannya :

a. gesekan pada bangunan ini jarang terjadi

b. bagian alat untuk mengangkatnya ringan dan mudah dieksploitasi

c. bangunan ini dipasang di saluran yang lebar

d. bangunan ini dapat melewatkan sedimen dasar maupun sedimen layang

3. Bangunan pengatur pintu radial dengan kelemahannya :

a. bangunan ini tidak dapat melewatkan benda-benda hanyut

b. biaya pembuatan bangunan mahal

c. paksi (pivot) pintu memberi tekanan horisontal besar jauh di

atas pondasi

Page 2: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

46

II.5.5.4 Bangunan Pengontrol

II.5.5.4.1 Bangunan Pengontrol Mercu Tetap

Bangunan pengontrol mercu tetap yang memiliki dua bentuk seperti pada gambar

II.14 di bawah ini sudah kebanyakan pemakaiannya. Bentuk mercu pada gambar

II.14 yang sebelah kanan adalah sedemikian rupa sehingga H1/L ≤ 1.0, maka

bangunan tersebut dikatagorikan termasuk bangunan pengatur ambang lebar.

Bangunan ini di dalam hubungannya antara tinggi energi dan debit bangunan

sejenis ini sudah dapat diketahui dengan jelas.

Gambar II.14. Bangunan pengontrol mercu tetap

(DPU, dan DJP, 1986).

1. Konsep perencanaan hidrolis

Ada perbedaan pokok dalam hubungan antara tinggi energi dan debit

untuk bangunan pengontrol mercu bulat dan bangunan pengukur

ambang lebar. Perbedaan itu dapat dijelaskan sebagai berikut :

Kedua bentuk mercu di atas ada memberikan perbedaan pokok yang terkait di

dalam hubungan antara tinggi energi dan debit yang terjadi pada bangunan

pengontrol mercu bulat dengan bangunan pengukur ambang lebar. Dalam hal

perbedaannya diberikan penjelasan seperti berikut :

Untuk bangunan pengontrol mercu

bulat

Untuk bangunan pengukur ambang

lebar

Nilai banding H1/r = 5.0

Cd = 1.48

Nilai banding H1/L = 1.0

Cd = 1.03

Page 3: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

47

Bentuk mencu yang penggunaannya di saluran irigasi, maka nilai-nilai yang

terdapat pada dftar di atas bisa digunakan di dalam persamaan debit dibawah ini :

Q = Cd g32

32 b H1

1.5 (II.8)

Dimana :

Q = debit (m3/dt)

Cd = koefisien debit

- bangunan pengukur ambang lebar Cd = 1.03

- bangunan pengontrol mercu bulat Cd = 1.48

g = percepatan gravitasi (m/dt2) (9.8)

b = lebar mercu (m)

H1 = tinggi air di atas mercu (m)

Penggunaan persamaan di atas, disini diasumsikan dengan koefisien kecepatan

datang adalah 1.0

Keterangan simbol dapat dilihat pada Gambar D.7 (lampiran D)

2. Bangunan pengontrol mercu tetap dengan kelebihannya :

a. bangunan ini dapat melewatkan sedimen layang maupun benda-benda hanyut

b. pisik bangunan kuat dan tidak mudah rusak

3. Bangunan pengontrol mercu tetap dengan kelemahannya :

a. apabila nilai banding 1

2

HH melebihi 0.33 menjadi tenggelam, maka aliran

pada bendung menjadi tidak moduler.

b. bagian permukaan hilir kemiringan digunakan 1: 1

c. bangunan ini masalah aliran tidak bisa disesuaikan.

d. bangunan ini tidak dapat melewatkan sedimen dasar

Page 4: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

48

II.5.5.4.2 Bangunan Pengontrol Celah Trapesium

Bangunan pengontrol celah trapesium sama fungsinya dengan mercu tetap,

dikarenakan bangunan pengontrol celah trapesium digunakan juga untuk

mengontrol tinggi muka air di saluran. Penggunaan kedua jenis bangunan untuk

pengontrolan tinggi muka air disaluran irigasi, ini didasarkan pada pencegahan

terjadinya fluktuasi muka air yang besar yang dapat mengakibatkan berubahnya

debit di saluran irigasi. Hal ini dilakukan dengan cara menghubungkan tinggi

muka air yang terjadi pada bangunan pengontrol dengan lengkung debit untuk

saluran dan bangunan pengatur.

Konsep penggabungan kurve muka air dan kurve debit, dapat dilihat pada gambar

D.8 (lampiran D)

Pada bangunan pengatur tinggi ambang bangunan dapat dibuat sedemikian rupa

sehingga untuk kedua debit di saluran dan di bangunan pengontrol terjadi sama

besar. Berada untuk debit antara jarak nilai ini, maka akan terjadi perbedaan tinggi

muka air sehingga akan menyebabkan tinggi muka air di saluran akan membesar

atau mengecil.

Dengan menggunakan bangunan pengontrol celah trapesium, maka akan diperoleh

tinggi muka air di saluran dan di bangunan pengontrol dapat dijaga agar tetap

sama untuk berbagai besaran debit.

Apabila pada bangunan pengontrol celah trapesium ini tidak menggunakan

ambang, maka bangunan pengontrol celah trapesium ini dengan sendirinya akan

mengakibatkan timbulnya gangguan kecil pada aliran air dan terhadap

pengangkutan sedimen.

Page 5: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

49

Gambar II.15. Bangunan pengontrol celah trapesium

(DPU, dan DJP, 1986).

1. Persamaan debit untuk bangunan pengontrol celah trapesium :

Q = Cd {bc yc + m yc2} {2g (H – yc)}0.5 (II.9)

Dimana :

Q = debit (m3/dt)

Cd = koefisien debit (≈ 1.05)

b = lebar dasar (m)

Yc = kedalaman kritis pada pengontrol (m)

m = kemiringan dinding samping celah (m)

H = kedalaman energi di saluran (m)

g = percepaatan grafitasi (m/dt2) ( 9.8 )

Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik

untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk berbagai b dan s dapat dilihat

pada gambar C.II.1 sampai C.II.12 (lampiran C). Di dalam pembuatan grafi-

grafik ini Cd diambil 1.05.

2. Penggunaan grafik-grafik tersebut dalam perencanaan bangunan pengontrol

celah trapesium untuk bagian-bagian antara lain :

a. Menentukan besaran debit agar pengontrol dapat bekerja (misalnya 20–100

% dari Q rencana).

b. Memperhitungkan karakteristik saluran untuk kedua debit ini.

Untuk memperhitungkan h20 (kedalaman air pada 20 % Q rencana), dapat

Page 6: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

50

dipakai persamaan perkiraan debit dalam saluran irigasi :

Q = C h1.8 100

20

QQ

= 8.1100

8.120

)()(

hh

(II.10)

Dan h20 = (100

20

QQ

)1.8 * h100 = (0.2)0.56 * h100 = 0.14 h100

3. Masukkan salah satu dari grafik-grafik tersebut dengan H100 (kedalaman energi

dalam saluran untuk 100 % debit rencana) dan Q100 lalu carilah harga s-nya.

Lakukan hal yang sama untuk H20 dan Q20 jika didapat s yang sama,

maka ini adalah celah kontrol yang dipilih, setelah itu grafik berikutnya harus

diperiksa. Karena bentuknya yang demikian, celah kontrol cocok untuk

besar debit yang berbeda-beda.

4. Bangunan pengontrol celah trapesium dengan kelebihannya :

a. untuk berbagai besaran debit bangunan ini tidak menaikkan atau menurunkan

muka air di saluran.

b. bangunan ini kuat dan memberikan panjang ekstra di sebelah hulu

bangunan terjun dan dapat dengan mudah dilengkapi dengan pelimpah searah

saluran.

c. bangunan ini tidak memakai ambang dengan demikian dapat melewatkan

sedimen dasar, sedimen layang, maupun benda-benda hanyut.

d. Bangunan pengontrol celah trapesium dengan kelemahannya :

e. Bangunan berfungsi dengan baik hanya untuk aliran tidak tenggelam melalui

celah kontrol.

II.5.5.5 Bangunan Pengukur dan Pengatur

II.5.5.5.1. Bangunan Pengukur dan Pengatur Romijn

Bangunan pengukur dan pengatur Romijn merupakan bangunan yang dapat

digerakan untuk mengukur dan mengatur debit yang dibutuhkan di dalam suatu

petak sawah. Bangunan ini memiliki mercu yang dibuat dari plat baja dan

dipasang di atas pintu sorong yang dihubungkan dengan alat pengangkat, agar

memberikan kemungkinan untuk digerakan.

Page 7: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

51

1. Jenis-jenis bangunan pengukur dan pengatur Romijn

Bangunan ini diperkenalkan pada awal tahun 1932, dimana bangunannya sendiri

telah dibuat dalam tiga bentuk :

a). Bangunan dibuat dengan bentuk mercu datar dan terdiri dari dua lingkaran

untuk peralihan penyempitan hulu, dapat dilihat pada gambar II.16

Gambar II.16 Bentuk mercu datar dua lingkaran

(DPU, dan DJP, 1986).

Untuk bentuk mercu datar dengan dua lingkaran, apabila ditinjau dari segi

hidrolis, maka bentuk inilah yang termasuk katagori perencanaan yang bagus.

Namun di dalam hal pembuatan kedua lingkaran tersebut sangat sulit. Hal lain

dapat dikatakan bahwa apabila bangunan ini tidak menggunakan kedua lingkaran

tersebut, maka pengarahan air yang berada di atas mercu bangunan sudah dapat

dilakukan tanpa pemisahan air.

b). Bangunan dibuat dengan bentuk mercu berkemiringan 1:25 dan memiliki satu

lingkaran sebagai peralihan penyempitan, dapat dilihat pada gambar II.17

Page 8: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

52

Gambar II.17. Bentuk mercu miring satu lingkaran

(DPU, dan DJP, 1986).

Bangunan dengan bentuk mercu miring dengan satu lingkaran dianjurkan

penggunaannya oleh Vlugter pada tahun 1941. Hal ini dikatakan menurut hasil

penyelidikan model hidrolis yang telah dilakukan di laboratorium yang mendasari

rekomendasinya, namun bangunan ini sendiri sudah tidak dapat direproduksi lagi

(Bos 1976).

Kekurangan yang dimiliki oleh bentuk mercu miring satu lingkaran :

- bangunan ini memiliki bagian pengontrol yang terletak di atas tepi tajam

hilirnya, dimana garis aliran benar melengkung. Apabila pada bagian tepi

bangunan mengalami kerusakan, maka pada debit akan terjadi perubahan.

- batas moduler akan menjadi 0.25 dan bukan 0.67 hal ini menurut anggapam

umum yang dikarenakan oleh gasis-gasis aliran. Pada kondisi aliran tenggelam

dimana 1

2

HH

= 0.67, maka terjadi pengurangan pada aliran berkisar antara 3 %

untuk aliran rendah dan sampai 10 % untuk aliran tinggi.

Bangunan dengan bentuk mercu miring dengan satu lingkaran ini memiliki

kerumitan di dalam pembuatannya apabila dibandingkan dengan bangunan

dengan bentuk mercu datar, oleh sebab itu di dalam penggunaannya tidak

diajurkan lagi.

Page 9: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

53

c). Bangunan dibuat dengan bentuk mercu datar dengan satu lingkaran sebagai

peralihan penyempitan, dapat dilihat pada gambar II.18

Gambar II.18. Bentuk mercu datar satu lingkaran

(DPU, dan DJP, 1986).

Bangunan dengan bentuk mercu datar satu lingkaran ini merupakan kombinasi

yang baik antara dimensi hidrolis yang benar dengan perencanaan konstruksi.

Apabila di dalam pelaksanaan dibutuhkan bangunan pengukur dan pengatur

Romijn, maka bangunan dengan bentuk mercu datar dengan satu lingkaran ini

sangat dianjurkan untuk digunakan, dapat dilihat juga pada gambar D.10

(lampiran D) dan gambar D.11 (lampiran D).

2. Persamaan debit untuk bangunan pengukur dan pengatur Romijin :

Q = Cd Cv g32

32 bc h1 1,5 (II.11)

Dimana:

Q = debit (m3/dt)

Cd = koefisien debit

= 0.9 + 0.10 L

H1

Cv = koefisien kecepatan datang

g = percepatan gravitasi(m/dt2)

bc = lebar meja(m)

h1 = tinggi energi hulu diatas meja(m)

Page 10: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

54

H1 = tinggi energi diatas meja(m)

= g

vh2

11 + h1

v1 = kecepatan di hulu(m/dt)

Bangunan pengukur dan pengatur Romijn, gambar D.9 (lampiran D), dan sketsa

isometri bangunan pengukur dan pengatur Romijn dapat dilihat pada Gambar

D.10 (lampiran D), dan dimensi bangunan pengukur dan pengatur Romijn, dapat

dilihat pada gambar D.11 (lampiran D)

2. Standar ukuran dan tabel debit untuk pengukur dan pengatur Romijn

Bangunan ini memiliki ukuran standar dengan lebar bangunan adalah adalah 0.30,

0.50, 0.75, 1.00, 1.25 dan 1.50 m. Untuk ukuran yang lebar standar ini berlaku

untuk semua bangunan, di kecualikan hanya untuk satu tipe, yang memiliki

panjang standar mercu 0.50 untuk mercu horisontal dan jari-jari 0.10 m untuk

meja berujung bulat. Disini ditambahkan satu pintu lagi agar disesuaikan dengan

bangunan sadap tersier yang debitnya kurang dari 160 lt/dt. Untuk bangunan

dengan lebar pintu 0.50 m, adalah untuk mercu horisontal adalah 0.33 m dan jari-

jari 0.07 m yang ini untuk ujung meja.

Di dalam tabel II.4 dibawah ini diberikan besar kehilangan tinggi energi ▲H yang

dibutuhkan di atas bangunan pengukur dan penagtur yang biasanya digerakan.

Apabila pada bangunan pengukur dan pengatur memiliki saluran di hilir

berbentuk segi empat dengan potongan pendek, untuk hal ini dapat dilihat gambar

D.10 (lampiran D). Apabila penggunaan saluran di hilir yang lebih lebar, maka

kehilangan tinggi energi sebaliknya diambil 0.4 Hmaks. Di dalam tabel II.3 di

bawah ini diberikan harga-harga standar besaran debit yang dapat digunakan

untuk bangunan pengukur dan pengatur Romijn.

Page 11: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

55

Tabel. II.3. Harga standar besaran debit untuk bangunan

pengukur dan pengatur Romijn (DPU, dan DJP, 1986).

Lebar (m) H1 maks (m) Besar debit (m3/dt)

0.50

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

0.33

0.50

0.50

0.50

0.50

0.50

0 - 0.160

0.030 – 0.300

0.040 – 0.450

0.050 – 0.600

0.070 – 0.750

0.080 – 0.900

3. Papan duga pengukuran debit

Di dalam pengukuran debit secara sederhana, dapat dilakukan dengan memasang

tiga jenis papan duga pengukuran debit, meliputi :

a. papan duga untuk mengukur muka air di saluran

b. memasang skala sentimeter pada kerangka bangunan

c. memasang skala liter yang ikut bergerak mengikuti gerakan meja bangunan

Memasang skala sentimeter dan skala liter pada posisi sedemikian rupa sehingga

pada waktu bagian atas meja berada pada ketinggian yang sama dengan muka air

di saluran, titik nol pada skala liter memberikan bacaan pada skala sentimeter

yang sesuai dengan bacaan muka air pada papan duga untuk mengukur muka ari

di saluran, dapat di lihat pada gambar D.10 (lampiran D)

Page 12: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

56

Tabel II.4 Standar bangunan pengukur dan pengatur Romijn

(DPU, dan DJP, 1986).

Debir Q (m3 / dt) Panjang meja L =

0.50 m atau 0.33 m Panjang meja L = 0.50 m

H1 Standar lebar bangunan ukur romijn (m)

(m) 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

0.11

0.12

0.13

0.14

0.15

0.16

0.17

0.18

0.19

0.20

0.21

0.22

0.23

0.24

0.25

0.26

0.27

0.28

0.29

0.30

0.31

0.32

0.33

0.009

0.012

0.016

0.019

0.023

0.027

0.031

0.035

0.040

0.044

0.049

0.054

0.060

0.065

0.071

0.076

0.082

0.088

0.094

0.101

0.107

0.114

0.121

0.128

0.135

0.142

0.149

0.157

0.164

0.014

0.018

0.023

0.029

0.034

0.040

0.046

0.053

0.059

0.066

0.074

0.081

0.089

0.098

0.106

0.114

0.123

0.132

0.141

0.151

0.161

0.170

0.181

0.191

0.202

0.212

0.224

0.235

0.246

0.018

0.024

0.031

0.038

0.045

0.053

0.061

0.070

0.079

0.088

0.098

0.108

0.119

0.130

0.141

0.152

0.164

0.174

0.188

0.201

0.214

0.227

0.241

0.255

0.269

0.283

0.298

0.313

0.328

0.023

0.030

0.039

0.048

0.056

0.066

0.076

0.088

0.099

0.110

0.123

0.135

0.149

0.163

0.176

0.190

0.205

0.220

0.235

0.251

0.268

0.284

0.301

0.319

0.336

0.354

0.373

0.391

0.410

0.027

0.036

0.047

0.057

0.068

0.080

0.092

0.105

0.119

0.132

0.147

0.162

0.179

0.195

0.212

0.228

0.246

0.264

0.282

0.302

0.321

0.341

0.362

0.383

0.404

0.425

0.447

0.470

0.492

Page 13: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

57

0.34

0.35

0.36

0.37

0.38

0.39

0.40

0.41

0.42

0.43

0.44

0.45

0.46

0.47

0.48

0.172

0.180

0.188

0.196

0.205

0.213

0.222

0.231

0.240

0.249

0.258

0.268

0.277

0.287

0.297

0.258

0.270

0.282

0.294

0.307

0.320

0.333

0.346

0.359

0.373

0.387

0.401

0.416

0.431

0.445

0.344

0.360

0.376

0.392

0.409

0.426

0.444

0.461

0.479

0.497

0.516

0.535

0.554

0.574

0.593

0.430

0.450

0.470

0.490

0.511

0.533

0.555

0.576

0.599

0.621

0.645

0.669

0.693

0.718

0.741

0.516

0.540

0.564

0.588

0.614

0.639

0.666

0.692

0.719

0.746

0.774

0.803

0.813

0.861

0.890

∆H 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11

4. Bangunan pengukur dan pengatur Romijn dengan karakteristiknya :

a. jika bangunan dibuat berbentuk mercu datar satu lingkaran, maka untuk

tabel debitnya ada dan memiliki kesalahan kurang dari 3 %

b. dengan menggunakan bangunan ini, maka debit dapat diukur dan diatur.

c. bangunan dengan kehilangan tinggi energi yang diperlukan untuk aliran

moduler yaitu di bawah 33 % dari tinggi energi hulu, relatif kecil.

d. bangunan ini di dalam perencanaan sudah ada teori hidrolika yang

digunakan, dikarenakan bangunan ini disebut juga bangunan berambang

lebar.

e. bangunan ini juga dapat disalahgunakan oleh orang yang tidak bertanggung

jawab yaitu dengan cara mengangkat pintu ke atas lebih tinggi lagi.

5. Bangunan pengukur dan pengatur Romijn dengan kelebihannya :

a. bangunan ini bisa mengukur dan mengatur debit

b. bangunan ini dapat melewatkan sedimen dasar, sedimen layang maupun

benda-bendaa hanyut

c. bangunan ini memiliki kehilangan tinggi energi yang relatif kecil

d. bangunan memiliki ketelitian yang baik

e. bangunan masalah eksploitasi mudah

Page 14: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

58

6. Bangunan pengukur dan pengatur dengan kekurangannya :

a. bangunan ini dalam pembuatan rumit dan mahal

b. bangunan ini membutuhkan muka air yang tinggi di saluran

c. untuk biaya pemeliharaan bangunan ini relatif mahal

d. bangunan ini bisa disalahgunakan oleh orang yang tidak bertanggung jawab

e. bangunan ini memiliki kepekaan terhadap fluktuasi muka.

7. Bangunan pengukur dan pengatur Romijn di dalam penggunaannya :

Bangunan pengukur dan pengatur Romijn merupakan bangunnan yang biasa

digunakan di Indonesia sebagai bangunan sadap tersier. Bangunan ini memiliki

tipe standar ukuran yang kecil yaitu lebar 0.30 atau 0,50 m merupakan bangunan

yang cocok. Bangunan ini juga dapat dipakai sebagai bangunan sadap sekunder.

Eksploitasi untuk bangunanan ini sederhana. Bangunan ini dilengkapi dengan

pintu bawah yang dapat disalahgunakan oleh orang yang tidak bertanggung jawab.

Bangunan ini penggunaannya pada bangunan sadap sekunder dan tersier. Di

dalam mendimensi bangunan ini yang penting yaitu lebar bangunan dan

kedalaman aliran maksimum pada muka air rencana. Debit rencana untuk petak

tersier adalah 140 lt/dt, disini digunakan type I dengan muka air rencana adalah

Q70.

II.5.5.5.2 Bangunan Pengukur Dan Pengatur Crump-de Gruyter

Bangunan pengukur dan pengatur Crump-de Gruyter bisa dsetel yang merupakan

saluran leher panjang yang dipasangi pintu gerak vertikal searah aliran

(streamline). Bangunan ini merupakan penyempurnaan modul proporsi yang

dapat disetel (ajustable proporsionan modul) dan diperkenalkan oleh Crump pada

tahun 1922. De Gruyter pada 1926 membuat penyempurnaan trase flum tersebut

dengan memnggantikan blok atap seperti yang direncana oleh crump dengan

pintu sorong yang dapat disetel. Bentuk bangunan ini dapat dilihat pada gambar

II.33.

Page 15: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

59

Gambar II.19. Bangunan pengukur dan pengatur Crump-de Gruyter

(DPU, dan DJP, 1986).

1. Konsep Perencanaan Hidrolis

Persamaan debit untuk bangunan pengukur dan pengatur Crump-de ruyter :

Q = Cd b w )(32

1 whg − (2.12)

Dimana :

Q = debit (m3/dt)

Cd = koefisien debit (=0,94)

b = lebar bukaan (m)

w = bukaan pintu (m) (w ≤ 0,63 h1)

g = percepatan grafitasi (m/dt2) (= 9,8)

h1 = tinggi air di atas ambang (m)

Grafik nilai banding Crump-de Gruyter, dapat dilihat pada gambar D12 (lampiran

D). Pada Grafik yang terdapat di gambar D.12 (lampiran D) digunakan untuk

merencanakan bangunan pengukur dan pengatur Crump-de Gruyter. Pada grafik

ini memberikan bentuk hidrolis untuk orifis yang didasarkan pada dua nilai

banding meliputi :

α = 1hhΔ dan K =

1hw

Untuk nilai banding γ = Qmaks/Qmin (diperoleh dari gambar D.12 lampiran D)

Page 16: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

60

2. Bangunan pengukur dan pengatur ukur Crump-de Gruyter dengan

karakteristinya :

a. untuk menciptakan aliran kritis di bawah pintu digunakan Δh = h1- h2.

Jika terjadi aliran kritis, maka direncanakan peralihan pelebaran yang

sebenarnya tidak akan berpengaruh pada kalibrasi tinggi energi, bukaan, dan

debit untuk bangunan tersebut.

b. penggunaan panjang leher L tidak boleh kurang dari h1 agar menghindari

terjadinya lengkung garis aliran pada pancaran dibawah pintu.

c. bukaan pintu diusahakan untuk kurang dari 0.63 h1, sehingga dapat diperoleh

aliran kritis dibawah pintu dan sekaligus menghindari terjadinya pusaran air

di depan pintu.

Agar memperoleh pengukuran yang teliti, maka pintu dibuka melebihi dari

0.02 m

d. airan harus diarahkan kebukaan pintu agar tidak terjadi pemisahan aliran.

e. tori hidrolika yang sudah ada digunakan untuk perencanaan Orifis/Lubang

yang dapat di atur. Apabila aliran kritis terjadi di bawah pintu, maka tabel

A.3.3 pada lampiran A dapat digunakan dengan faktor kesalahan kurang dari 3

%.

f. kehilangan tinggi energi yang diperlukan untuk aliran moduler kurang dari

h1– w.

Agar kehilangan ini bisa diperkecil, maka peralihan pelebaran bertahap

dipasang di belakang leher. Untuk contoh pada peralihan pelebaran dengan

kemiringan 1:6, maka ting energi yang dibutuhkan pada Δh diperkecil sampai

0.5 (h1- w).

h. fisik bangunan kuat dan tidak mudah rusak

i. bangunan ini benda-benda hanyut cendrung tersangkut.

3. Bangunan pengukur dan pengatur Crump-de Gruyter dengan kelebihannya :

a. bangunan dapat mengukur dan mengatur

b. Bangunan dapat melewatkan sedimen dasar maupun sedimen layang

c. Pada bangunan ini pengukuran teliti dan eksploitasi mudah dilakukan

d. Bangunan kuat

Page 17: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

61

4. Bangunan pengukur dan pengatur Crump-de Gruyter dengan kelemahannya :

a. bangunan ini dalam pembuatan rumit dan mahal

b. biaya pemeliharaan mahal

c. kehilangan tinggi energi besar

d. bangunan ini tidak dapat melewatkan benda-benda hanyut

5. Bangunan pengukur dan pengatur Crump-de Gruyter dengan kegunaannya :

Agar berhasil di dalam penggunaan bangunan ini, maka muka air di saluran

selalu mengalami fluktuasi atau apabila pada orifis harus bekerja pada keadaan

muka air rendah di saluran. Bangunan ini tingkat pemeliharaan mudah dan

tidak sulit.

II.5.5.5.3 Bangunan Pengukur Dan Pengatur Orifis

Bangunan pegukur dan penagutur orifis dengan tinggi energi tetap (CHO =

Constant Head Orifice) yang dapt dilihat pada gambar II.20 merupakan

kombinasi pintu pengukur dan pengatur dalam satu bangunan. Bangunan ini

dikembangkan oleh U.S.Bureau of Reclamation, disebut demikian karena

ekploitasinya didasarkan pada penyetelan dan mempertahankan beda tinggi energi

(biasanya Δh = 0,06 m untuk Q < 0,6 m3/dt dan Δh = 1,12 m untuk Q < 1,5 m3/dt)

di seberang bukaan pintu Orifis hulu dengan cara menyesuaikan pintu pengatur

sebelah hilir.

1. Konsep perencanaan hidrolis :

Di dalam penyetelan besar aliran tertentu, maka bukaan pintu Orifis A = b . w

diperlukan untuk mengalirkan air, yang berpedomann dari persamaan berikut :

Q = C A g2 .Δh (II. 13)

Dimana :

Q = Debit (m3/dt)

C = Koefisien debit (≈ 0,66)

A = Luas bukaan pintu (m2) (= bc . w)

W = tinggi bukaan pintu (m)

Page 18: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

62

bc = Lebar pintu (m)

g = Percepatan gravitasi (m/dt2) (≈ 9,81)

Δh = Kehilangan tiggi energi di atas pintu (m) (0,06 m dan 0,12 m)

Subtitusi harga Cd = 0,66, Δh = 0,06 m, dan g = 9,8 m/dt2

kedalam persamaan II.7 :

Q = 0,716 bc. w (II.14)

Gambar. II.20. Bangunan pengukur dan pengatur Orifis

(DPU, dan DJP, 1986).

Bangunan pengukur dan pengatur orifis ini di dalam penggunaannya diatur lebar

bukaan (w) yang telah diperhitungkan. Untuk bagian pintu pengatur disebelah

hilir dapat disesuaikan hingga perbedaan tinggi energi yang di ukur sama dengan

Page 19: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

63

tinggi energi yang diperlukan. Apaila terjadi perbedaan tinggi energi kecil (Δh =

0,66 m) maka hal ini merupakan salah satu faktor tidak benar di dalam

pengukuran debit. Adapun faktor-faktor lain yaitu :

a. Di depan bangunan pintu terbentuk olakan air dengan kecepatan aliran

didalam saluran.

b. di belakang bangunan pintu terjadi pusaran air yang besar menyebakan

terciptanya pemisahan aliran di sepanjang bangunan pintu.

c. bangunan pintu pengatur yang mudah tenggelam, yang sehingga

menyebakan terjadi perubahan pada beda tinggi energi yang sudah di setel

yaitu Δh = 0,06 m.

d. dengan koefisien 0.716 dari gambar 2.8 akan diperoleh kesalahan sebesar

7%.

Bangunan pintu pengatur ini di dalam tipe maupun bentuk dan dimensi yang tidak

relevan apabila bangunan di dalam penggunaannya dikhusukan untuk menyetel

perbedaan tinggi energi pada Δh = 0,06 m. Pada bagian hilir dari bangunan pintu

akan mungkin ditempatkan saluran atau gorong-gorong, pada terakhir ini, kantong

udarah di sebelah hilir bangunan pintu harus diaerasi (di isi udara) untuk

menghindari kenaikan tekanan yang mendadak. Hal ini sangat disukai apabila

permukaan air di dalam gorong-gorong tetap bebas.

2. Pada bangunan ini kehilangan total tinggi energi yang dibutuhkan untuk

memperoleh aliran moduler diperlukan tiga hal :

a. di atas bangunan pintu perbedaan tinggi energi Δh = 0,06 m.

b. kehilangan tinggi energi di butuhkan untuk aliran kritis dibawah/di atas

bangunan pengatur.

c. terjadi kehilangan di peralihan pada bangunan pengatur ke bagian hilir

saluran tersier.

Untuk kehilangan tinggi energi biasanya terjadi pada nilai lebih dari 0,25

m.

Page 20: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

64

3. Bangunan pengukur dan pengatur Orifis dengan karakteristiknya :

a. pada bangunan ini pengukuran aliran tidak tepat, dan untuk terjadi kesalahan

bisa mencapai 100 %.

b. besar nilai kehilangan tinggi energi yang dibutuhkan untuk menciptakan

aliran moduler, hal ini lebih dari 0,25 m.

c. tepi bawah yang tajam pada bangunan penagtur bisa menjadi tumpul dengan

demikian dapat menyebabkan kesalahan pengukuran.

d. bangunan ini tidak dapat melewatkan benda-benda hanyut, disebabkan

karena pada tepi bangunan pengatur yang tajam dan pemakaian dua pintu

sekaligus.

e. pada bangunan ini untuk mengukur bukaan pintu di gunakan stang putar

bersekrup (screw rod dan operetion wrench), yang diberi skala sentimeter.

Di dalam hal ini maka prosedur eksploitasi menjadi rumit.

4. Bangunan pengukur dan pengatur Orifis dengan penggunaannya :

Bangunan ini di tempatkan pada bangunan sadap tersier. Karena eksploitasi dan

fungsi hidrolis bangunan ini rumit, maka dianjurkan untuk tidak di gunakan di

Indonesia.

II.5.5.6 Bangunan Peredam Energi

Bangunan Peredam Energi ditempatkan di sebelah hilir bangunan pengatur sangat

bergantung pada energi yang masuk, yang dinyatakan dengan bilangan Froude.

Karena perencanaan bangunan peredan energi ini berdasarkan pada bilangan

Froude, maka disini dibuat pengelompokan di dalam perencanaan sebagai berikut

:

1. apabila nilai Fru ≤ 1,7 maka bangunan peredam energi tidak perlukan ada; tetapi

untuk saluran tanah, pada bagian hilir perlu dilindungi dari bahaya erosi; dan

untuk saluran pasangan atau beton tidak perlu memerlukan perlindungan khusus.

2. apabila nilai 1,7 < Fru ≤ 2,5 maka bangunan peredam energi perlu digunakan.

Bangunan peredam energi yang menggunakan ambang pada ujungnya mampu

Page 21: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

65

bekerja dengan baik. Apabila perencana menginginkan penurunan muka air ∆Z <

1,5 m, maka perencana dapat menggunakan bangunan terjun tegak.

3. apabila nilai 2,5 < Fru ≤ 4,5 maka dalam hal ini sulit untuk menentukan

bangunan peredam energi. Di karenakan ada terjadi loncatan air yang tidak

terbentuk dengan baik sehingga menimbulkan gelombang sampai menempuh

jarak yang jauh di saluran. Konsep untuk mengatasi hal ini yaitu mengupayakan

agar bangunan peredam energi yang direncanakan mapu menimbulkan olakan

(turbulensi) yang tinggi dengan blok halang atau dengan cara menambah

intensitas pusaran dan adanya pemasangan blok depan pada kolam. Blok depan ini

harus berukuran besar (USBR tipe IV), atau akan lebih baik untuk tidak

merencanakan bangunan peredam energi. Di dalam hal lain adalah sebaiknya

geometri perencanaan diubah untuk memperbesar atau memperkecil bilangan

Froude sehingga memberikan kelonggaran memakai bangunan peredam energi

katagori lain.

4. apabila nilai Fru ≥ 4,5 maka perencana akan memiliki bangunan peredam energi

yang ekonomis, disebabkan bangunan peredam energi bentuk pendek. Jenisnya

termasuk bangunan peredam energi USBR tipe III yang dilengkapi dengan blok

depan dan blok halang.

Diagram yang digunakan untuk pemilihan bangunan peredam energi di saluran

terdapat pada gambar D.13 (lampiran D)

II.5.5.6.1 Bangunan Peredam Energi Untuk Bilangan Froude

Antara 2,5 Dan 4,5

Untuk bangunan peredam energi jenis ini di dalam merencanakannya adalah

dengan menembah atau mengurangi, akan tetapi lebih baik menambah bilangan

Froude hingga melebihi besarnya besaran tersebut. Untuk hal ini rumus bilangan

Froude yang digunakan adalah beikut :

Fr = gyv =

3gyq (II.15)

Page 22: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

66

Penambahan kecepatan V atau mengurangi kedalaman air y pada rumus di atas,

maka keduanya dihubungkan lewat debit per satuan lebar q, yang bisa ditambah

dengan cara mengurangi lebar bangunan (q = BQ ).

Dari pendekatan di atas dan ternyata tidak memungkinkan, maka ada

kemungkinan untuk menggunakan dua tipe bangunan peredam energi sebagai

berikut :

1. bangunan peredam energi USBR tipe IV, yang dilengkapi blok muka yang

besar untuk memperkuat pusaran.

Rumus yang digunakan untuk menghitung panjang bangunan peredam energi (L) :

L = 2 yu ( 281ur

F+ - 1) (II.16)

Kedalaman minimum air hilir adalah 1,1 x yd y2 + n ≥ 1,1 yd menurut USBR,

1973.

Gambar II.21. Bangunan peredam energi tipe IV

(DPU, dan DJP, 1986).

2. Bangunan peredam energi jenis blok halang (baffle-block-type basin Donnelly

and Blaisdell, 1954). Pada bangunan peredam energi jenis ini tidak dapat

melewatkan benda-benda hanyut. Dalam kondisi seperti ini akan menyebabkan

meluapnya bangunan peredam energi dan terjadi kerusakan pada blok halang. Hal

lain juga memerlukan struktur beton tulangan untuk pembuatan blok halang.

Page 23: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

67

Gambar II.22. Bangunan peredam energi jenis blok halang

(DPU, dan DJP, 1986).

II.5.5.6.2 Bangunan Peredam Energi Untuk Bilangan Frude > 4,5

Bangunan peredam energi dengan nilai bilang Frude berada di atas 4,5 maka

kondisi pada loncatan air dan pada peredam energi dapat diperoleh dengan baik.

Dalam kondisi seperti ini lebih baik menggunakan bangunan peredam energi

USBR tipe III, dapat dilihat pada gambar II.22

Bangunan peredam energi apabila penggunaan blok halang atau blok muka tidak

layak (hal ini disebabkan apabila bangunannya dibuat dari pasangan batu), maka

bangunan peredam energi dapat direncanakan sebagai bangunan peredam energi

loncat air dengan menggunakan ambang ujung, dapat dilihat pada gambar II.24.

Untul bangunan peredam energi jenis ini akan menjadi panjang tetapi dangkal.

Gambar II.23. Straight drop structure peredam energi tegak

(Ankum. P, June 1995)

Page 24: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

68

Bangunan peredam energi ini dilengkapi dengan ambang ujung.

Upto 50 % dari tenaga dapat merusak dengan tekanan dari pancaran dan dengan

turbulent circulation di bawah kolom peredam pancaran. Bagian sisi

menghancurkan dengan loncatan hydraulika didalam kolam. Walaupun kolam

jatuh tegak, kiranya efisensi kehilanagan tenaga sebab dari tekanan, kolam

menjadi sangat panjang dibangdingkan dengan kolam peredam lain.

Bentuk kolam tenang tidak hanya menyediakan untuk loncatan air tetapi juga

menyesuaikan dengan jarak horisontal Ld dengan pelindung dengan pancaran

jatuh mana yang panjang sekali.

HaLd = 5,14 (

HaZ )0,857 (II.17)

Untuk Contoh :

Dilepaskan per luas q = 0,5 – 1,0 m3/det.m, jatuh di atas Z = 1.00 m, di kendali

jarak horisontal Ld ± 5,00 m untuk pancaran mencapai dasar. Bentuk percobaan

adalah laporan di buku (e.g. Chow 1959, Henderson 1966), lebih praktis untuk

perencanaan teknik. Percobaan menberikan suatu persamaan disain yang mana

dasar suatu nilai D = )( 3

2

gZgq Dan di atas loncatan Zb di saluran.

Rencana asal rumus untuk peredam energi tegak dapat menjadi sedehana (Ankum

1991) dengan mengeluarkan rumus ke dalaman parameter rencana :

Ha ≡ (7.1

q )2/3 (II.18)

Demikian, dalamnya yb dari lantai bawah ke permukaan air dan panjang Lb

mengikuti dari lantai.

Yb / Ha = 1,25 (HaZ )0,179 (II.19)

Lb / Ha = 11,6 (HaZ )0,600 (II.20)

Page 25: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

69

Dimana :

Z = beda tinggi energi (m)

Yb = ke dalaman air di hilir kolam (m)

Ld = panjang jatuh (m)

Lj = panjang olakan (m)

Lb = panjang bagunan peredam energi (m)

Ha = tinggi energi di hulu (m)

Dengan jatuh Z antara tinggi energi dan melepaskan q per luas dalam m3/dt.m.

Jarak dari HaZ untuk volume kolam bisah boleh tidak mempunyai penetapan.

Tetapi, angka Froude Frj dari pancaran di belakang dengan tekanan menyentuh

lantai kolam :

Frj = 3,27 (HaZ )0,389 (II.21)

Syarat batas untuk angka Froude Frj > 4,5

Kolam peredam energi tegak boleh menggunakan / memakai untuk HaZ > 2,3.

II.5.5.6.3 Bangunan Peredam Energi Tipe Bucket

Bangunan peredam energi tipe bucket adalah bagian kolam yang dalam untuk

kedalamn air yang mana di kolam adalah besar dari ke dalaman minimum untuk

suatu loncatan hidraulic (lihat gambar. II.24).

Menghandalkan energi yang hilang tidak di atas pembentukkan dari suatu

loncatan hidraulic, tetapi di atas pembentukkan dari dua kelengkungan. Sebuah

bucket di atas dasar dan suatu daerah lengkungan. Ini bercampur baur pergerakan

dua lengkungan efektip menghilangnya energi. Suatu ke dalaman minimum di

kolam wajib menghindari keluar permukaan lengkungan. Suatu permukaan air

maksimun harus ke bentuk daerah lengkungan, menghindari aliran tenggelam. Ini

kolam bucket bentuk USBR, dan pertama di bentuk curva hubungan nilai Fruode

Frz ;

Page 26: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

70

Dimana :

Frz = nilai Froude

Yz = ke dalaman air di bucket (m)

Pada level permukaan air hilir (e.g. USBR 1973, Chow 1959, Henderso 1966).

Nilai Frz yang baru pada level permukaan air hilir, tidak praktis parameter untuk

disain, dan dapat menghindari dengan cepat persamaan untuk suatu disain

parameter :

Ha = (7.1

q )2/3 (II.22)

Disain kolam bucket meliputi ketepatan radius R Curvation bucket, dan ke

dalaman dasar yb di permukaan air hilir dimana mengikuti dengan tepat dari

persamaan (ankum 1991) :

HaR = 0,93 + 0,113 (

HaZ ) – 0,019 (

HaZ )2 (II.23)

Hayb = 2,0 + 1,0 (

HaZ ) (II.24)

Dimana :

Z = tinggi lompatan di antara hulu dan energi permukaan dasar (m)

q = debit yang di lepaskan (m3/det.m)

Kolam bucket bolah hanya mengunankan harga batas 1,5 < HaZ < 7

Gambar II.24. Bangunan Peredam Energi Tipe Bucket (untuk Z/Ha = 3)

(Ankum. P, (June 1995)

Page 27: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

71

II.5.5.7 Bangunan Terjun

Bangunan terjun dibutuhkan pada jaringan irigasi khususnya pada kemiringan

permukaan tanah lebih curam dari pada kemiringan maksimum dasar saluran yang

di ijinkan. Untuk bangunan terjun yang direncanakan memiliki empat bagian

fungsional yang di dalam perencanaannya masing-masing bagian memiliki ciri

yang khas yaitu :

a. di bagian hulu pengontrol, merupakan bagian yang menciptakan aliran

superkritis.

b. di bagian hilir yang curam dimana air dialirkan ke elevasi yang lebih rendah.

c. di bagian hilir yang curam tepat di bawahnya terdapat potongan U, dapat dilihat

pada gambar II.25 merupakan tempat yang digunakan untuk energi diredam.

d. di bagian peralihan ke arah saluran memerlukan perlindungan untuk mencegah

terjadinya pengikisan dan erosi.

1. Persamaan debit untuk bangunan terjun :

Q = )8.0( 1b

Q (II.25)

Dimana :

L = panjang kolam olak hilir (m)

hc = kedalaman kritis (m)

Q = debit rencana (m3/dt)

B = lebar bukaan = 0.8 * lebar dasar saluran (m)

z = tinggi terjunan (m)

q = debit persatuan lebar (m3/dt.m1)

b1 = lebar dasar saluran (m)

Jenis bangunan terjun seperti ini hanya digunakan untuk z/hc > 1.

Bagian Pengontrol

Bagian pengontrol merupakan bagian awal dari bangunan yang digunakan untuk

aliran di atas`ambang dikontrol.

Page 28: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

72

Pada bagian pertama dari bangunan ini,aliaran di atas ambang dikontrol.

Keterkaitan antara tinggi energi yang menggunakan ambang sebagai acuan (h1)

dan debit (Q) pada pengontrol ini berpedoman pada ketinggian ambang (p1),

potongan memanjang mercu bangunan, kedalaman bagian pengontrol, dan lebar

pada bagian pengontrol. Pada bangunan-bangunan lain yang memiliki bagian

pengontrol yaitu bangunan pengukur ambang lebar atau flum leher panjang,

bangunan pengontrol mercu bulat, dan bangunan pengontrol celah trapesium.

Pada saat menentukan bagian pengontrol, kurve Q-h1 diplot di grafik, di mana

grafik yang sama diplotkan juga debit versus kedalaman air di hulu saluran. Untuk

grafik dapat dilihat pada gambar D.14 (lampiran D). Dengan cara untuk

menganekaragamkan harga-harga bagian pengontrol, maka kedua kurve dapat

dibuat untuk bisa digabung dengan harga antara umum aliran di saluran tersebut.

Karena adanya penggabungan ini, maka ada keuntungan yang diperoleh yaitu

bangunan pengontrol tidak menyebabkan kurve pengembangan karena pengaruh

sedimentasi atau menurunnya muka air karena pengaruh erosi yang terjadi di

hulu saluran.

Gambar II.25. Ilustrasi peristilahan pada bangunan terjun

dan peredan energi (DPU, dan DJP, 1986).

Page 29: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

73

II.5.5.7.1 Bangunan Terjun Tegak

Bangunan terjun tegak akan menjadi lebih besar jika ketinggiannya ditambahkan.

Dengan demikian kemampuan hidrolisnya menjadi berkurang akibat dari variasi

di tempat jatuhnya pancaran di lantai bangunan terjun apabila terjadi perubahan

debit. Apabila perubahan tinggi energi di atas bangunan lebih besar dari 1.50

meter, maka dianjurkan untuk tidak menggunakan bangunan terjun tegak.

Penggunaan bangunan terjun tegak, memberikan luapan yang jatuh bebas akan

menyentuh lantai bangunan terjun dan bergerak menyebar kehilir pada potongan

U, dapat dilihat pada gambar II.25. Dengan adanya luapan dan turbulensi yang

terjadi di lantai bangunan terjun di bawah tirai luapan, sebagian dari energi dapat

diredam di depan potongan U, dan energi selebihnya diredam di belakang

potongan U.

Untuk sisa tinggi energi hilir yang mengunakan lantai dasar bangunan terjun

sebagai bidang persamaan, Hd, tidak berbeda jauh dari perbandingan 1HZΔ , dan

kurang lebih sama dengan 1.67 H1 (lihat persamaan II.27). Untuk harga Hd dapat

digunakan untuk menetukkan ▲Z pada bangunan terjun tegak (lihat persamaan

II.26).

1. Pesamaan hidrolis bangunan terjun tegak :

H1 = tinggi energi dimuka ambang (m)

▲H = perubahan tinggi energi pada bangunan (m)

Hd = tinggi energi hilir pada bagian peredam energi (m)

q = debit per satuan lebar (m2/dt)

g = percepatan gravitasi (m/dt2) (9.8)

n = tinggi ambang pada ujung bagian peredam energi (m)

Parameter-parameter di atas dapat digabungkan untuk memperkirakan tinggi

bangunan terjun :

▲Z = (▲H + Hd) - H1 (II.26)

Perkiraan awal untuk Hd, boleh dimisalkan :

Page 30: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

74

Hd ≈ 1.67 H1 (II.27)

Setelah itu kecepatan aliran pada potongan U boleh diperkirakan untuk :

Vu = ZgΔ2 (II.28)

Perkiraan selanjutnya yaitu untuk :

Yu = uV

q (II.29)

Untuk membedakan sifat aliran yang terjadi pada potongan U dengan

menggunakan bilangan Froude yaitu :

Fru = u

u

gyV

(2.30)

Untuk bangunan terjun tegak dengan perbandingan panjang Z

ydΔ

dan Z

LpΔ

dihitung dari gambar D.15 (lampiran D) yang memperlihatkan harga yd dan Lp

II.5.5.7.2 Bangunan Terjun Miring

Bangunan terjun miring yang memiliki permukaan miring dengan bebas

menghantar air ke lantai/dasar bangunan terjun miring (bagian peredam energi)

merupakan bagian dari perencanaan, dan dikhususkan jika tingginya lebih besar

dari 1.5 meter. Untuk bangunan terjun miring, kemiringan permukaan belakang

dapat dibuat securam mungkin dan relatif pendek. Hal ini dibuat jika peralihan

ujung runcing yang dipakai di antara permukaan pengontrol dan permukaan

belakang pada bagian hilir, dan untk mencegah pemisahan aliran pada sudut

miring, maka disarankan untuk menggunakan kemiringan 1 : 2, dapat di lihat

seperti pada gambar 3. 38.

Page 31: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

75

Gambar II.26. Bangunan terjun miring (DPU, dan DJP, 1986).

Perencanaan bangunan terjun miring jika diperlukan kemiringan curam, maka

pada sudut runcing diganti dengan kurve peralihan dengan jari-jari r ≈ 0.5 H1

maks, dapat di lihat pada gambar II.26

Untuk harga yu dan Hd yang boleh dipakai untuk perencanaan kolam di belakang

potongan U, hali ini kemungkinan dapat ditentukan dengan menggunakan tabel

A.3.7 (dapat dilihat pada lampiran A). Untuk tinggi energi Hu pada luapan yang

masuk lantai/dasar bangunan terjun miring pada potongan U mempunyai harga

yang lebih tinggi jika digunakan bangunan terjun miring dengan permukaan hilir

yang miring, membandingkan jika luapan yang terjadi jatuh bebas seperti pada

bangunan terjun tegak. Penyebab utamanya adalah bahwa dengan bangunan terjun

tegak, energi diredam karena terjadi benturan luapan dengan lantai bangunan

terjun tegak dan karena pusaran turbulensi di dasar di bawah tirai luapan. Jika

menggunakan bangunan terjun miring, maka bagian peredaman energi menjadi

berkurang akibat gesekan dan aliran turbulensi di atas permukaan bangunan terjun

miring.

Page 32: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

76

II.6 Rangkuman Studi Terdahulu

Penelitian-penelitian yang sudah dilakukan tentang Sistem Pakar sebagai

penunjang dalam penulisan ini adalah sebagai berikut :

1. Pengembangan prototipe program interpretasi elektokardiagram (PIE)

menggunakan Sistem Pakar, oleh : Abdurrachman, Adri, Tesis magister

Instrumentasi dan kontrol, itb (1990).

Dalam penulisan ini membahas tentang Elektrokardiagram (EKG) merupakan

rekaman grafik potensial-potensial listrik yang ditimbulkan oleh jaringan jantung

dan digunakan sebagai alat bantu untuk mengetahui kondisi jantung, disamping

pemeriksaan klinis. Permasalahannya, orang yang mempunyai kemampuan untuk

menginterpretasikan EKG ini masih terbatas.

Pada tesis ini dikembangkan suatu prototipe program elektrokardiagram (PIE)

yang dimaksudkan sebagai sarana belajar memahami dan menginterpretasikan

EKG. Protatipe PIE dibangun menggunakan sistem pakar dengan sumber

pengetahuan berasal dari buku-buku teks EKG yang dipakai oleh mahasiswa

medis untuk mempelajari EKG.

Pengembangan prototipe PIE ini dilakukan dengan menggunakan bahasa

pemrograman berorientasi objek (OOP), yaitu objek Pascal. Penggunaan OOP ini

memungkinkan dipisahkannya mesin inferesi dari basis pengetahuan. Hal ini

dimungkinkan karena di dalam OOP dilakukan pengkapsulan menjadi objek-

objek yang berbeda. Keuntungan yang akan diperoleh adalah kemudahan dalam

pengembangan lanjut prototipe ini, baik dalam peningkatan kecerdasannya

maupun dalam sifat kerjanya, misalnya di jadikan online dengan alat perekam

EKG.

Prototipe ini berhasil menginterpretasikan EKG dengan variasi-variasi umum (17

dari 21 data pengujian) yang diperoleh dari alat perekam EKG standar yang

Page 33: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

77

dimasukkan dalam PIE secara deskriptif. Sedangkan untuk variasi-variasi unik

dan memiliki derajat kompleksitas yang tinggi (4 dari 21 data), prototipe PIE

tidak berhasil menginterpretasikannya dengan tepat. Hal ini dikarenakan oleh

basis pengetahuan yang diperoleh dari buku-buku teks EKG merupakan

pengetahuan dasar.

2. Sistem Pakar (expert system) untuk penentuan tipe bangunan pintu dan peredam

energi pada jaringan irigasi, oleh : Junus Botmir, Tesis Magister Teknik Sipil,

Rekayasa Sumber Daya Air, itb (2002). Disini penulis melihat pada bangunan-

bangunan irigasi (bangunan pengukur, bangunan pengatur, bangunan pengukur

dan pengatur, bangunan peredam energi dan bangunan terjun) sangat banyak

berada dan terdapat dalam jaringan irigasi.

Bangunan–bangunan irigasi ini sangat dibutuhkan untuk menunjang kegiatan

peririgasian baik dalam hal melindungi, mengalirkan, membagikan, mengukur,

dan mengatur kebutuhan air untuk kebutuhan pertanian dalam hal ini kebutuhan

irigasi, sehingga harus membutuhkan sistem kepakaran pintu dan peredam energi

yang dapat menyesuaikan diri dengan berbagai kondisi yang diperlukan oleh

perencanaan irigasi dimaksud. Demikian agar debit yang dikeluarkan oleh

bangunan pengukur sesuai dengan yang dibutuhkan petak sawah untuk

pertumbuhan tanaman. Hal lain yang menunjang pula yaitu kecepatan serta

sedimentasi yang bersamaan dengan debit yang masuk dan keluar bangunan

pengukur maupun bangunan pengatur dan bangunan-bangunan air lainnya dapat

dikeluarkan dengan baik dan terkendali.

Dalam menganalisis penentuan tipe bangunan pengukur, bangunan pengatur,

bangunan pengukur dan pengatur, bangunan peredam energi dan bangunan terjun,

dengan mengacu pada basis pengetahuan dan basis data yang diperoleh dari buku-

buku teks yang ada (studi pustaka) dan juga data-data yang diperoleh dari studi

lapangan dan intansi terkait saat dilapangan. Dari basis pengetahuan dan basis

data yang ada, diproses dengan suatu program komputer yang dapat meniru

keahlian beberapa orang tenaga ahli yang disebut sistem pakar (expert system)

Page 34: 1. Persamaan debit untuk bangunan penagtur pintu … · Persamaan debit di atas dapat dijabarkan untuk b dan s yang ada. Bentuk grafik untuk bangunan pengontrol celah trapesium untuk

78

dalam penetuan tipe bangunan pengukur, bangunan pengatur, bangunan pengukur

dan pengatur, bangunan peredam energi dan bangunan terjun pada jaringan

irigasi.

Hasil yang diperoleh dari penulisan ini adalah mendapatkan perengkat lunak yang

memiliki kepastian dalam mengabil keputusan penetuan tipe bangunan pengukur,

bangunan pengatur, bangunan pengukur dan pengatur, bangunan peredam energi

dan bangunan terjun pada jaringan irigasi yang bersangkutan dengan jelas, tepat

dan benar berdasrkan basis pengetahuan dan basis data yang ada. Dan juga

memberikan perencanaan tipe bangunan pengukur, bangunan pengatur, bangunan

pengukur dan pengatur, bangunan peredam energi dan bangunan terjun

berdasarkan data-data yang dibutuhkan dalam perencanaan tipe bangunan

pengukur, bangunan pengatur, bangunan pengukur dan pengatur, bangunan

peredam energi dan bangunan terjun tersebut.