11
Gambar 2.2 Sketsa Profil Memanjang Alur Sungai
2.3. Profil Aliran Sungai
Dalam suatu aliran sungai, profil aliran merupakan parameter pokok dalam perhitungan angkutan sedimen. Profil aliran sungai ditentukan berdasarkan suatu
persamaan energi.
2.3.1. Persamaan Energi
Dalam saluran terbuka, perhitungan untuk aliran steady berdasarkan persamaan energi berikut ini Chow, 1997 : 239 :
erosi e nda pa n
H U L U T E N G A H
H IL IR L A U T
e f
h h
z g
V Y
z g
V Y
+ +
+ +
= +
+
2 2
2 2
2 1
1 1
1
2 2
α α
2.1
Dimana : g = percepatan gravitasi mdt
2
h
f
= kehilangan tinggi akibat gesekan m
h
e
= kehilangan tinggi akibat perubahan penampang m
Universitas Sumatera Utara
V = kecepatan rerata mdt α = koefisien distribusi kecepatan
z = ketinggian air dari datum m h = kedalaman air m
Gambar 2.3 Energi dalam Saluran Terbuka
Gesekan dan perubahan penampang sungai dapat mengakibatkan kehilangan tinggi energi. Kehilangan akibat gesekan merupakan hasil dari kemiringan garis
energi S
f
dan panjang L, seperti pada persamaan berikut :
f f
S L
h .
= 2.2
2
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
= K
Q S
f
2.3
Universitas Sumatera Utara
2
2 1
f f
f
S S
S +
= 2.4
Dimana : h
f
= kehilangan energi akibat gesekan m L = jarak antar sub bagian m
S
f
= kemiringan garis energi friction slope K = pengangkutan aliran tiap sub bagian
Q = debit air m
3
dt Sedangkan kehilangan tinggi energi akibat perubahan penampang diakibatkan
oleh dua kejadian, yaitu kontraksi dan ekspansi. Kontraksi dan ekspansi terjadi akibat back water
yang disebabkan perubahan penampang atau perubahanperbedaan kemiringan dasar saluran yang sangat curam sekali. Kehilangan tinggi energi akibat
kontraksi dan ekspansi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
g v
g v
C h
c
2 .
2 .
2 1
1 2
2 2
α α
− =
2.5
Dimana : C = koefisien akibat kehilangan tinggi kontraksi dan ekspansi
Dalam program Hec-Ras, mengasumsikan bahwa kontraksi terjadi jika kecepatan di hilir lebih tinggi jika dibandingkan dengan kecepatan di hulu, sedangkan
Universitas Sumatera Utara
ekspansi terjadi jika kecepatan di hilir lebih tinggi jika dibandingkan dengan kondisi di hulu.
2.3.2. Debit Aliran
Penentuan debit aliran total dan koefisien kecepatan untuk suatu penampang melintang mengharuskan aliran dibagi menjadi bagian-bagian dimana kecepatan
tersebut akan didistribusikan secara merata. Pendekatan yang digunakan dalam program Hec-Ras adalah membagi aliran di daerah pinggir sungai dengan
menggunakan nilai kekasaran n sebagai dasar pembagian penampang melintang. Pengangkutan aliran Kj dihitung berdasarkan persamaan :
3 2
. .
49 ,
1
j j
j j
R A
n K
=
dalam satuan Inggris 2.6
3 2
. .
1
j j
j j
R A
n K
=
dalam satuan Metrik 2.7
Dalam program, penambahan pengangkutan di daerah pinggir sungai akan dijumlahkan untuk mendapatkan pengangkutan di bagian samping kanan dan kiri
sungai. Pengangkutan di bagian utama saluran dihitung sebagai elemen pengangkutan tunggal, sedangkan pengangkutan total pada penampang melintang didapatkan
dengan menjumlahkan pengangkutan di tiga bagian kiri, tengah, dan kanan.
2.8
∑
=
=
n i
j j
t
K K
Universitas Sumatera Utara
Dimana : n = jumlah sub bagian pada suatu penampang melintang sungai
2.3.3. Koefisien Kekasaran
Kategori