maka bilangan Froude dari aliran yang dipercepat tidak boleh lebih dari 0,5.
Dengan istilah lain, Fr =
B A
g v
a
5 ,
≤
….. 5.1
dimana : Fr
= bilangan Froude v
a
= kecepatan rata – rata dalam bangunan, mdt g
= percepatan gravitasi, mdt
3
≈ 9,8 A
= luas aliran, m
2
B = lebar permukaan air terbuka, m
Kecepatan aliran rata – rata di saluran pembawa terbuka dapat dihitung dengan persamaan Strickler Manning.
Untuk pipa sipon beraliran penuh, lebar permukaan air sama dengan nol, jadi bilangan Froude tidak bisa ditentukan. Kecepatan yang diizinkan di
dalam pipa diakibatkan oleh optimasi ekonomis bahan konstruksi, biaya, mutu konstruksi dan kehilangan tinggi energi yang ada. Untuk sipon yang
relatif pendek, biasanya kecepatan alirannya kurang dari 2 mdt.
5.2.2. Kehilangan Akibat gesekan
Kehilangan energi akibat gesekan dapat dihitung dengan persamaan berikut
ΔH
f =
R C
L v
2 2
=
g v
R C
gL 2
2
2 2
….. 5.2
Kriteria Perencanaan - Bangunan
dimana : ΔH
f
= kehilangan akibat gesekan, m v
= kecepatan dalam bangunan, mdt L
= panjang bangunan, m R
= jari – jari hidrolis,m AP A
= luas basah, m² P
= keliling basah, m C
= koefisien Chezy =k R
16
k = koefisien kekasaran Strickler, m
13
dt lihat tabel 5.1 g
= percepatan gravitasi, mdt² ≈ 9,8
Tabel 5.1. Harga – harga k
Bahan k m
13
dt Baja beton
Beton, bentuk kayu, tidak selesai Baja
Pasangan batu 76
70 80
60
5.2.3. Kehilangan energi pada peralihan
Untuk peralihan dalam saluran terbuka di mana bilangan Froude aliran yang dipercepat tidak melebihi 0,5, kehilangan energi pada peralihan masuk dan
peralihan keluar ΔH
masuk
atau ΔH
keluar
dinyatakan mamakai rumusan Borda :
ΔH =
masuk masuk
ξ g
v v
a
2
2 1
−
..........5.3
ΔH =
keluar keluar
ξ
2 1
2g v
v
a
−
..........5.4
Kriteria Perencanaan - Bangunan
dimana : ξ
masuk’ keluar
: faktor kehilangan energi yang bergantung kepada bentuk hidrolis peralihan dan apakah kehilangan itu pada
peralihan masuk atau keluar v
a
: kecepatan rata – yang dipercepat dalam bangunan
pembawa, mdt v
1’
v
2
: kecepatan rata – rata di saluran hulu v
1
atau hilir v
2
, mdt
Harga-harga faktor kehilangan energi untuk peralihan yang biasa dipakai dengan permukaan air bebas diperlihatkan pada Gambar 5.1. Faktor-faktor
yang diberikan untuk perencanaan-perencanaan ini tidak hanya berlaku untuk gorong-gorong, tetapi juga untuk peralihan talang dan saluran flum
pembawa. Dalam hal ini ada tiga tipe peralihan yang dianjurkan. Anjuran ini
didasarkan pada kekuatan peralihan, jika bangunan dibuat dari pasangan batu. Jika peralihan itu dibuat dari beton bertulang, maka akan lebih
leluasa dalam memilih tipe yang dikehendaki, dan pertimbangan – pertimbangan hidrolik mungkin memainkan peranan penting.
Bila permukaan air di sebelah hulu gorong-gorong sedemikian sehingga pipa gorong – gorong itu mengalirkan air secara penuh, maka bangunan ini
biasa disebut sipon. Aliran penuh demikian sering diperoleh karena pipa sipon condong ke bawah di belakang peralihan masuk dan condong ke
atas lagi menjelang sampai di peralihan keluar. Kehilangan peralihan masuk dan keluar untuk sipon seperti ini, atau
saluran pipa pada umumnya, lain dengan kehilangan untuk peralihan aliran bebas.
Kriteria Perencanaan - Bangunan
Persam aan 5 .3 5 .4
pipa gorong-gorong sampai ke peralihan
samping saluran I
ξ
m asuk
0.50 ξ
keluar
1.00
Dianjurkan pipa gorong-
gorong sampai di dinding hulu
melalui saluran
II 0.50 1.00
peralihan punggung patah dengan sudut
pelebaran 1:1 atau 1:2
III 0.30 0.60
Dianjurkan dinding hulu
dengan peralihan yang
dibulatkan dengan jari-jari
lebih dari 0,1 y
y
IV 0.25 0.50
Dianjurkan peralihan
punggung patah dengan
sudut pelebaran sekitar 1:5
V 0.20 0.40
peralihan berangsur antara potongan
melintang segiempat dan trapesium
VI 0.10 0.20
Gambar 5.1. Koefisien kehilangan tinggi energi untuk peralihan –
peralihan dari bentuk trapesium ke segi empat dengan permukaan air bebas dan sebaliknya dari Bos dan Reinink,
1981 ; dan Idel’cik, 1960
Kriteria Perencanaan - Bangunan
Gambar 5.2. Koefisien kehilangan tinggi energi untuk peralihan –
peralihan dari saluran trapesium ke pipa dan sebaliknya menurut Simons, 1964 dan Idel’cik, 1960
Kriteria Perencanaan - Bangunan
Harga-harga ξ
masuk
dan ξ
keluar
untuk peralihan-peralihan yang biasa digunakan dari saluran trapesium ke pipa, dan sebaliknya, ditunjukkan pada Gambar
5.2 Alasan dianjurkannya penggunaan tipe-tipe tersebut adalah, karena dipandang dari segi konstruksi tipe-tipe itu mudah dibuat dan kuat.
5.2.4. Bagian Siku dan Tikungan
