commit to user 16
b. Rapidly varied flow terjadi pada loncatan air atau pada penyempitan bukaan pintu.
2 Aliran tak tetap Unsteady Flow Aliran tak tetap Unsteady Flow terjadi apabila kedalaman atau kecepatan
aliran yang terjadi selalu berubah. Pada keadaan aliran tidak tetap, berlaku Hukum Kontinuitas.
Aliran tidak tetap memiliki sifat: a aliran seragam uniform flow terjadi bila kecepatan aliran tidak berubah dan kedalaman saluran sama pada setiap
penampang, keadaan ini terjadi pada saluran laboratorium, saluran irigasi. bsebaliknya, bila kedalaman tidak sama pada setiap penampang disebut
aliran tak seragam non uniform flow. Non uniform flowvaried flow digolongkan pada dua keadaan yaitu:
a. Gradually varied flow adalah aliran berubah sedikit demi sedikit di
sepanjang aliran, sehingga lengkung garis aliran dianggap lurus.
b. Rapidly varied flow adalah aliran yang terjadi bila kedalaman aliran
berubah secara tiba-tiba.
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Spillway Mercu Ogee
Banyak spillway menggunakan tipe mercu Ogee. Mercu Ogee adalah sebuah mercu bendung yang memiliki bentuk tirai. Oleh karena itu, mercu ini tidakakan
memberikan tekanan
sub atmosfir
pada permukaan
mercu sewaktu
bendungmengalirkan air pada debit rencana. Untuk debit rendah, air akan memberikan tekanan ke bawah pada mercu.
Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir, Direktorat Jenderal Pengairan 1986 telah mengembangkan persamaan berikut:
= 2.8
Dengan : X,Y = koordinat permukaan hilir
commit to user 17
h
d
= tinggi energi rencana di atas mercu k,n = parameter untuk berbagai kemiringan hilir
Persamaan antara tinggi energi dan debit untuk bendung tipe Ogee Direktorat Jenderal Pengairan, 1986 adalah sebagai berikut:
. . .
,
2.9 Dengan:
Q =Debit cm
3
dt Cd =Koefisien debit =C
C
1
C
2
C = Konstanta =1,30
C
1
= Fungsi ph
d
dan H
1
h
d
Gambar 2.7 C
2
= Faktor koreksi untuk permukaan hulu =1 g
= Percepatan gravitasi cmdt
2
≈ 981 b
= Lebar mercu cm H = Tebal air di hulu mercu cm
Grafik fungsi ph
d
dan H
1
h
d
ditunjukan pada Gambar 2.7.
Sumber: Direktorat Jenderal Pengairan 1986 Gambar 2.7 Grafik Koefisien Cd
commit to user 18
2.2.3 Spillway Tipe Deret Trapesium
Dalam upaya meningkatkan kapasitas spillway, para ahli telah mengembangkan teori dan modifikasi terhadap mercu Ogee. Taylor 1970 mencoba mengubah
bentuk puncak yang biasanya menggunakan mercu Ogee dengan menggunakan bentuk mercu segitiga. Berdasarkan percobaan tersebut, selanjutnya Hay dan
Taylor 1970 mengadakan percobaan dengan bentuk trapesium.
Seperti halnya mercu Ogee, mercu tipe deret trapesium juga dapat dipakai untuk mengatur aras muka air. Pengaturan aras muka air dengan bentuk tersebut
didasarkan pada upaya pencegahan terjadinya fluktuasi yang besar. Hal ini dapat dicapai karena bentuk trapesium mempunyai lebar bukaan atau lintasan air lebih
besar dibanding dengan bentuk Ogee. Tinggi ambang pelimpah dibuat sama dengan tinggi ambang pelimpah asli.
Dengan mercu tipe trapesium, aras muka air waduk dapat dijaga agar fluktuasi aras muka air waduk sekecil mungkin. Secara kasar, kapasitas debit yang
dihasilkan mercu ini dapat mencapai 200 dibanding mercu Ogee. Untuk sketsa bentuk spillway tipe deret trapesium ditunjukan pada Gambar 2.8, Gambar 2.9,
dan Gambar 2.10.
Gambar 2.8 Tampak Atas Mercu Deret Trapesium
commit to user 19
Gambar 2.9 Tampak Atas dan Potongan A-A Mercu Ogee dan Mercu Deret
Trapesium
Sumber:mcdlifesciences.com 2010 Gambar 2.10 Mercu Spillway Tipe Deret Trapesium
Persamaan untuk memperkirakan debit yang mengalir melalui spillway menurut
Tullis 2008
adalah:
. 2 . .
,
2.10
commit to user 20
dengan: Q = debit cm
3
dt Cd = koefisien debit
= 0,1714 ln HP + 0,8671 H = ketebalan air di hulu mercu cm
P = tinggi spillway g
= percepatan gravitas cmdt
2
≈ 981 b
= lebar mercu cm = a + b + c + d + e + f + g + h + i Nilai lebar mercu b ditunjukan pada Gambar 2.11 berikut:
Gambar 2.11 Nilai Lebar Mercu Deret Trapesium
a
b c
d
e f
g
h i
commit to user
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Metode penelitian adalah tahap-tahap penelitian yang sistematis runtut dan berkesinambungan. Metode ini disusun untuk memperoleh hasil yang maksimal
serta untuk menghindari timbulnya kesulitan yang mungkin terjadi pada saat penelitian Agustin,2010.
Metode yang dipakai untuk mendapatkan data dalam penelitian ini adalah dengan percobaan langsung atau eksperimen di laboratorium. Penelitian ini dilakukan
dengan serangkaian kegiatan pendahuluan, untuk mencapai validitas hasil yang maksimal. Kemudian, untuk mendapatkan kesimpulan akhir, data hasil penelitian
diolah dan dianalisis dengan kelengkapan studi pustaka.
3.2 Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian: Laboratorium Hidrolika, Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas
Sebelas Maret.
3.3 Peralatan dan Bahan
Peralatan yang digunakan antara lain: 1 Flume
Merupakan alat utama dalam percobaan pelimpah air. Flume ditunjukan pada Gambar 3.1. Flume ini, sebagian besar komponennya terbuat dari akrilik dan
memiliki bagian-bagian penting, yaitu: a. Saluran air, merupakan tempat untuk meletakkan model pelimpah. Saluran
berupa talang dengan penampang 30x30 cm
2
dan panjang 180 cm. Saluran terbuat dari akrilik sehingga memiliki dinding transparan untuk
mempermudah pengamatan.
21
