commit to user
debit per satuan lebar, q , untuk aliran tunak dengan density aliran konstan
berdasarkan hasil penjabaran persamaan kontinuitas dan momentum sesuai persamaan:
q = V.y = i-f L
c
cos θ
3.24 dengan:
q = debit aliran permukaan per satuan lebar
V = kecepatan rerata aliran y =
ketebalan aliran
i = intensitas
hujan f =
kecepatan aliran
L
c
= panjang lintasan aliran di permukaan Θ = sudut kemiringan lahan terhadap bidang horisontal
Dengan demikian, debit di saluran dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaan:
Q = q
0.
L
c
3.25 Dengan Q adalah debit di saluran alam. Ilustrasi debit aliran permukaan
ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Kejadian aliran permukaan sampai pada saluran alam
3.10. Kecepatan dan tebal aliran laminer seragam
Aliran laminer terjadi selama R
e
≤2000. Untuk laminar sheet flow selama kejadian hujan, faktor penghambat meningkat dengan meningkatnya intensitas
hujan. Pada sheet flow, proporsi lebar sangat besar bila dibandingkan dengan
l q
Q L
c
commit to user
ketebalan aliran y, maka diasumsi R=y, dengan R adalah radius hydraulic. Persamaan-persamaan pada aliran laminer seragam adalah sebagai berikut:
v VR
R
e
4 =
, untuk sheet flow dengan asumsi nilai R=y, maka:
v q
v VR
R
e
4 4
= =
3.26 Koefisien tahanan dihitung menggunakan persamaan:
C
L
=96+108i
0.4
3.27 Selanjutnya dihitung kapasitas resapan
e L
R C
f =
3.28 Kemudian ketebalan aliran dapat dicari dengan persamaan:
3 1
2
8 ⎟
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎜ ⎝
⎛ =
gS fq
y 3.29
Setelah y diketahui, maka kecepatan aliran dihitung dengan persamaan: v
y gS
V 3
2
= 3.30
dengan: R
e
= bilangan Reynold R = jejari hidrolik
v = viskositas
air C
L
= koefisien tahanan g = gaya gravitasi
3.11. Kecepatan dan tebal aliran turbulen
Bila aliran menjadi turbulen, faktor penghambat menjadi terbebas dari bilangan Reynold dan tergantung hanya pada kekasaran permukaan. Dalam hal
ini, persamaan Manning dalam satuan metrik diterapkan untuk mendeskripsikan aliran.
5 3
2 1
⎟ ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎜
⎝ ⎛
= S
nq y
3.31 Kecepatan aliran dapat dihitung dengan persamaan:
2 1
3 2
1
f
S R
n V
= 3.32
commit to user
Kemudian untuk mencari Travel Time digunakan persamaan:
∑
=
∆ =
l i
i i
V L
T
1
3.33 Karena diasumsikan R=y, maka S
f
=S .
dengan: n = koefisien kekasaran Manning
S
f
= kemiringan bidang penghambat S
= kemiringan lahan y =
ketebalan aliran
V = kecepatan
aliran T = Travel Time
3.12. Aliran di alur sungai channel flow
Air hujan yang turun mengalami proses overland flow kemudian mengalir dan terakumulasi di saluran dan mengalir yang kemudian dinamakan channel
flow. Sifat aliran pada saluran bervariasi tergantung pada panjang, slope, dan penampang melintang.
Besaran debit di saluran alam bila dipandang sebagai aliran seragam uniform flow, dapat diperkirakan berdasarkan persamaan empiris Manning
sebagai berikut:
3 2
2 1
1 AR
S n
Q =
3.34 Atau berdasarkan persamaan Chezy
RS AC
Q =
3.35 dengan:
Q = debit di saluran alam n = koefisien Manning untuk saluran alam
S = kemiringan dasar saluran alam
A = luas penampang basah untuk saluran alam R = jejari hidrolik
C = koefisien Chezy untuk saluran alam
3.13. Penelusuran Aliran Routing
