5.7 Bangunan Terjun
5.7.1 Umum
Bangunan terjun atau got miring diperlukan jika kemiringan permukaan tanah lebih curam daripada kemiringan maksimum saluran yang diizinkan.
Bangunan semacam ini mempunyai empat bagian fungsional, masing- masing memiliki sifat-sifat perencanaan yang khas lihat Gambar 5.13
.
1. Bagian hulu pengontrol, yaitu bagian di mana aliran menjadi
superkritis 2.
bagian di mana air dialirkan ke elevasi yang lebih rendah 3.
bagian tepat di sebelah hilir potongan U dalam Gambar 5.13, yaitu tempat di mana energi diredam
4. bagian peralihan saluran memerlukan lindungan untuk mencegah erosi
5.7.2 Bagian Pengontrol
Pada bagian pertama dari bangunan ini, aliran di atas ambang dikontrol. Hubungan tinggi energi yang memakai ambang sebagai acuan h
1
dengan debit Q pada pengontrol ini bergantung pada ketinggian ambang p
1
, potongan memanjang mercu bangunan, kedalaman bagian pengontrol
yang tegak lurus terhadap aliran, dan lebar bagian pengontrol ini. Bangunan-bangunan pengontrol yang mungkin adalah alat ukur ambang
lebar atau flum leher panjang Pasal 2.3, bangunan pengatur mercu bulat Pasal 3.4 dan bangunan celah pengontrol trapesium Pasal 3.5.
Pada waktu menentukan bagian pengontrol, kurve Q-h1 dapat diplot pada grafik. Pada grafik yang sarna harus diberikan plot debit versus kedalaman
air saluran hulu, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.14. Dengan cara menganekaragamkan harga-harga pengontrol, kedua kurve dapat dibuat
Kriteria Perencanaan - Bangunan
untuk bisa digabung dengan harga-antara umum aliran di saluran tersebut. Keuntungan dari penggabungan semacam ini adalah bahwa bangunan
pengontrol tidak menyebabkan kurve pengempangan dan sedimentasi atau menurunnya muka air dan erosi di saluran hulu.
Gambar 5. 1
7 . C
o ntoh
Fl um Tumpu
Kriteria Perencanaan - Bangunan
potongan u
panjang kolam L Lp
Lj pengontrol aliran
pembawa peredaman energi
peralihan dilindungi
tirai luapan ambang
bendung penurunan
tinggi energi H
y
1
h
1
p
1
H
1
y
c
Z y
u
y
d
H
d
n
B
y
2
Gambar 5.18 Ilustrasi peristilahan yang berhubungan dengan bangunan peredam energi
B
Z + a
d
c
H Z
a 25 Cm
L
Gambar 5.18 a Ilustrasi peristilahan yang berhubungan dengan lebar efektif dan ruang olak di Bangunan terjun lurus
Kriteria Perencanaan - Bangunan
5.7.2.1. Perhitungan Hidrolis : Gambar 5.18 a
1 Lebar bukaan efektif B
B = Q . . . . . . . . 5.19 1,71 m H
32
H = h
1
+ V
1
2g Dimana :
B = Lebar bukaan efektif m
Q = Debit m
3
dt m = Koefisien liran = 1
H = Tinggi garis energi di udik m
h
1
= Tinggi muka air di udik m V
1
= Kecepatan aliran saluran di hulu mdt
2 Tinggi ambang dihilir a
a = ½ d
c
. . . . . . . . 5.20 d
c
= Q
2
g . B
2 13
Dimana : a
= Tinggi ambang hilir m d
c
= Kedalaman air kritis m Q
= Koefisien liran = 1 B
= Lebar bukaan efektif m 3
Panjang olakan L L = C
1
Z . d
c
+ 0,25 . . . . . . . . 5.21
Kriteria Perencanaan - Bangunan
C
1
= 2,5 + 1,1 d
c
Z + 0,7 d
c
Z
3
Dimana : L
= Panjang kolam olakan m Z
= Tinggi terjun m
100 20
120 P”
Debit Q Harga antara aliran operasional
Gambar 5.19. Penggabungan kurve Q – y
1
dan Q – h
1
sebuah bangunan
5.7.3 Bangunan Terjun Tegak
Bangunan terjun tegak menjadi lebih besar apabila ketinggiannya ditambah. Juga kemampuan hidrolisnya dapat berkurang akibat variasi di tempat
jatuhnya pancaran di lantai kolam jika terjadi perubahan debit. Bangunan
Kriteria Perencanaan - Bangunan
terjun sebaiknya tidak dipakai apabila perubahan tinggi energi,diatas bangunan melebihi 1,50 m.
Dengan bangunan terjun tegak, luapan yang jatuh bebas akan mengenai lantai kolam dan bergerak ke hilir pada potongan U lihat Gambar 5.18.
Akibat luapan dan turbulensi pusaran air di dalam kolam di bawah tirai luapan, sebagian dari energi direndam di depan potongan U. Energi
selebihnya akan diredam di belakang potongan U. Sisa tinggi energi hilir yang memakai dasar kolam sebagai bidang persamaan, Hd, tidak berbeda
jauh dari perbandingan ΔZH
1
, dan kurang lebih sama dengan 1,67H
1
lihat Persamaan 5.13. Harga H
d
ini dapat dipakai untuk menentukan ΔZ sebuah
bangunan terjun tegak dan Persamaan 5.12. Bangunan terjun dengan bidang tegak sering dipakai pada saluran induk
dan sekunder, bila tinggi terjun tidak terlalu besar. Menurut Perencanaan Teknis Direktorat Irigasi 1980 tinggi terjun tegak
dibatasi sebagai berikut : 1
Tinggi terjun maksimum 1,50 meter untuk Q 2,50 m
3
dt. 2
Tinggi terjun maksimum 0,75 meter untuk Q 2,50 m
3
dt
Perencanaan hidrolis bangunan dipengaruhi oleh besaran-besaran berikut : H
1
= tinggi energi di muka ambang, m ΔH = perubahan tinggi energi pada bangunan, m
H
d
= tinggi energi hilir pada kolam olak, m q
= debit per satuan lebar ambang, m
2
dt g
= percepatan gravitas, mdt
2
≈ 9,8 n
= tinggi ambang pada ujung kolam olak, m Besaran – besaran ini dapat digabungkan untuk membuat perkiraan awal
tinggi bangunan terjun :
Kriteria Perencanaan - Bangunan
ΔZ = ΔH + H
d
– H
1
.......5.22
Untuk perikiraan awal H
d
, boleh diandaikan, bahwa H
d
≈ 1,67 H
1
.......5.23
Kemudian kecepatan aliran pada potongan U dapat diperkirakan dengan
Z g
v
u
Δ = 2
.......5.24
dan selanjutnya, y
u
= qv
u
.......5.25 Aliran pada potongan U kemudian dapat dibedakan sifatnya dengan
bilangan Froude tak berimensi :
u u
u
y g
v Fr
. =
.......5.26 Geometri bangunan terjun tegak dengan perbandingan panjang y
d
Δz dan L
p
Δz kini dapat dihitung dari Gambar 5.20.
Pada Gambar 5.20. ditunjukkan y
d
dan L
p
Kriteria Perencanaan - Bangunan
Gambar 5.20. Grafik tak berdimensi dari geometri bangunan terjun tegak Bos, Replogle and Clemmens, 1984
5.7.4 Bangunan Terjun Miring
Kategori