Model Bangunan Pendukung Pintu Air Pak Tani Berbahan Jenis Kayu Dan Ban Sebagai Pintu Irigasi
MODEL BANGUNAN PENDUKUNG PINTU AIR PAK TANI
BERBAHAN JENIS KAYU DAN BAN SEBAGAI PINTU
IRIGASI
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan
Memenuhi syarat untuk menempuh Colloquium Doctum/
Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
MUHAMMAD EKY RADITIO
11 0404 108
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kondisi lingkungan irigasi amatlah penting bagi kemakmuran petani.
Kondisi saluran, pintu dan bangunan pembagi menjadi faktor vital diantara faktorfaktor lainnya, yang menyebabkan perhatian khusus untuk merencanakan,
membangun dan memelihara area tersebut. Daerah yang paling memungkinkan
untuk membantu pemeliharaan saluran irigasi adalah bangunan pendukung yang
berada di depan pintu irigasi, karena sedimen dapat saja menyebabkan pintu
macet atau tidak berfungsi lagi. Kondisi lain yang terjadi adalah angkutan
sedimen yang tidak tertahan pada pintu yang menyebabkan sedimen melewati
pintu dan masuk pada area persawahaan, sehingga menyebabkan pendangkalan
muka tanah persawahan. Karena faktor-faktor tersebut, maka peneliti membuat
model bangunan pendukung yang dapat membantu menggambarkan kondisi
sedimen sehingga dapat memudahkan pemindahan sedimen seperti halnya
kantong lumpur pada bangunan bendung.
Lokasi penelitian bertempat di Laboratorium Hidraulika Teknik Sipil
USU. Model bangunan direncanakan memakai 2 jenis tipe, bangunan pendukung
tipe I dan bangunan pendukung tipe II. Dimana digunakan pendekatan berat
volume (Bed Load) pada bangunan pendukung. Sistematika penelitiannya hanya
menitik beratkan volume sedimen yang tertahan di kedua bangunan pendukung.
Dalam penelitian ini hanya menggunakan jenis tanah merah dan didukung oleh
hasil pengetesan Laboratorium untuk melihat Specific Gravity, Sieve Analysis
Test, Hidrometer Test dari sampel tanah tersebut. Uji tanah ini bertujuan untuk
mengetahui ciri dari jenis tanah yang digunakan. Sehingga untuk penelitian
berikutnya dapat mengambil referensi dari hasil penelitian ini sebagai
perbandingan.
Berdasarkan perhitungan dan pengolahan terhadap sampel percobaan,
didapatlah pola angkutan sedimen pada bangunan pendukung. Kedua kondisi
bangunan pendukung sama-sama memperlihatkan pola sedimentasi, dimana
bentuk pola tersebut berbeda-beda pada setiap bangunan. Pola yang lebih banyak
menampung sedimen sehingga tidak begitu saja melewati pintu adalah pola
bangunan pendukung tipe II. Dalam hal ini terlihat tidak begitu menguntungkan,
karena menyebabkan pengontrolan yang rutin. Jika dibandingkan dengan
bangunan pendukung tipe I, kondisi bangunan tipe II lebih menguntungkan
dikarenakan sedimen tidak banyak terangkut oleh aliran air.
Berdasarkan penelitian ini, melihat dari hasil data yang telah diperoleh
kondisi model bangunan pendukung tipe II lebih ideal digunakan karena sedimen
mudah tertumpuk di depan pintu sehingga mudah untuk dibilas secara manual,
besar sedimen yang tertumpuk 24.25594 kg. Namun tidak menghambat kerja
pintu secara otomatis, karena air mengalir dengan semestinya tanpa ada hambatan
dari sedimen. Dimana sedimen yang mengarah ke hilir (hi) lebih kecil sebesar
5.09569 kg dibanding model tipe I yang sebesar 7.479912 kg..
Kata kunci: Saluran Terbuka, Bangunan Pendukung,, Angkutan Sedimen
2
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Daftar
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................ i
KATA PENGANTAR ...................................................................................... ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x
DAFTAR NOTASI ........................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ......................................................................... 2
1.3. Pembatasan Masalah ....................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ...................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 5
2.1. Umum ............................................................................................... 5
2.2. Teori Hidrolika dan Aliran Terbuka ................................................ 5
2.2.1. Klasifikasi Aliran Saluran Terbuka ....................................... 6
2.2.1.a. Klasifikasi Aliran berdasarkan Perilaku Aliran ........ 6
2.2.1.b. Klasifikasi Aliran berdasarkan Asalnya ................... 8
2.2.1.c. Konsistensi Bentuk Penampang ................................ 9
2.2.2. Kecepatan Aliran pada Aliran Seragam ................................ 9
2.2.2.a. Formula Manning ...................................................... 11
2.2.2.b. Penentu Koefisien Kekasaran Manning .................... 12
2.2.2.c. Faktor-faktor yang Mempengaruhi koefisien Kekasaran
Manning ...................................................................... 13
2.3. Sedimen ........................................................................................... 14
2.3.1. Pembagian Sedimen .............................................................. 14
3
Universitas Sumatera Utara
2.3.2. Angkutan Sedimen ................................................................ 16
2.3.2.a. Ukuran Partikel Sedimen .......................................... 17
2.3.2.b. Berat Spesifik Sedimen ............................................. 17
2.3.2.c. Kecepatan Jatuh (Fall Velocity) ................................ 18
2.3.3. Persamaan Angkutan Sedimen .............................................. 19
2.4. Mekanika Fluida dan Hidraulika ..................................................... 19
2.4.1. Sifat-Sifat Air ........................................................................ 20
2.4.2. Pemodelan Hidraulika ........................................................... 32
2.4.2.a. Model Hidraulik ........................................................ 36
2.4.2.b. Geometrik Similitude ................................................ 36
2.4.2.c. Kinematik Similitude ................................................ 37
2.4.2.d. Dinamik Similitude ................................................... 37
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... 40
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 40
3.2. Bahan dan Alat Penelitian ............................................................... 40
3.3. Rancangan Penelitian ...................................................................... 45
3.4. Prosedur Pelaksanaan Penelitian ...................................................... 46
3.4.1. Persiapan Peralatan ............................................................... 46
3.4.2. Percobaan Pendahuluan ......................................................... 48
3.4.3. Pelaksanaan Penelitian ........................................................... 48
3.5. Prosedur Uji Laboratorium............................................................... 51
3.6. Diagram Alir Penelitian ................................................................... 52
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ................................................... 54
4.1. Konstruksi Model ............................................................................ 54
4.1.1. Model .................................................................................... 54
4.1.2. Kalibrasi Alat dan Model ...................................................... 62
4.1.2.a. Alat ......................................................................... 62
4.1.2.b. Model....................................................................... 64
4.2. Pengujian (Laboratory Test) ........................................................... 67
4.2.1. Operational Prosedure .......................................................... 67
4
Universitas Sumatera Utara
4.2.2. Hasil (Laboratory Test) .......................................................... 70
4.2.3. Analisis Data ......................................................................... 73
4.2.3.a. Tabel Hasil Perhitungan ......................................... 73
4.2.3.b. Pengolahan Data dan Grafik ................................... 79
4.2.4. Output Pembahasan Hasil Penelitian ..................................... 93
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 96
5.1. Kesimpulan ..................................................................................... 96
5.2. Saran ............................................................................................... 97
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
5
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 2.1. Energi Aliran Saluran Terbuka dan Sketsa Tekanan Udara .......... 6
Gambar 2.2. Diagram KlasifikasiAngkutan Sedimen ........................................ 15
Gambar 2.3. Aliran Viskos dan Aliran Invisid .................................................. 21
Gambar 2.4. Aliran Laminar dan Aliran Turbulen ............................................ 23
Gambar 2.5. Aliran Mantap dan Tak Mantap .................................................... 24
Gambar 2.6. Aliran Seragam dan Tak Seragam ................................................. 26
Gambar 2.7. Dimensi Aliran .............................................................................. 28
Gambar 2.8. Aliran Rotasional dan Tidak Rotasional ....................................... 29
Gambar 2.9. Hubungan Antara Debit dan Tinggi air pada Kondisi Energi Spesifik
Konstan ......................................................................................... 30
Gambar 2.10. Jenis Aliran .................................................................................. 30
Gambar 2.11. Surface Drag dan Form Drag ..................................................... 32
Gambar 2.12. Pengaliran Diatas Broad Crested Weir ....................................... 33
Gambar 3.1. Pompa ............................................................................................ 42
Gambar 3.2. Stopwatch ...................................................................................... 42
Gambar 3.3. Hook and Point Gauge .................................................................. 43
Gambar 3.4 Flume Prototype ............................................................................ 43
Gambar 3.5. Tampak Daerah Pendukung ........................................................... 44
Gambar 3.6. Alat Kerja Tukang ......................................................................... 45
Gambar 3.7. Bangunan Pendukung Tipe I ......................................................... 48
Gambar 3.8. Bangunan Pendukung Tipe II ......................................................... 49
Gambar 3.9. Prosedur Uji Laboratorium ........................................................... 51
Gambar 3.10. Diagram Alir Penelitian .............................................................. 52
Gambar 4.1. Bangunan Pendukung Tipe I .......................................................... 54
6
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2. Bangunan Pendukung Tipe II ........................................................ 55
Gambar 4.3. Bagan Kegiatan Kerja ................................................................... 57
Gambar 4.4. Perakitan Tahap 1 (Kaki Besi) ...................................................... 58
Gambar 4.5. Pembuatan Dinding Saluran ........................................................... 60
Gambar 4.6. Perakitan Alat Pendukung ............................................................ 61
Gambar 4.7. Hook and Point Gauge .................................................................. 63
Gambar 4.8. Current Meter ................................................................................ 64
Gambar 4.9. Gambar Pengukuran Saluran Tersier ............................................ 65
Gambar 4.10. Flume Prototype ........................................................................... 66
Gambar 4.11. Kondisi Pintu Otomatis berbahan Fiber Resin ............................ 66
Gambar 4.12. Bangunan Pendukung .................................................................. 67
Gambar 4.13. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian
Air4(hu) percobaan 1 ................................................................. 82
Gambar 4.14. Sketsa Pola Sedimentasi I (20 psi) .............................................. 82
Gambar 4.15. Kondisi Sedimen pada Bangunan I (20 psi) ................................ 83
Gambar 4.16. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air
(hu) percobaan 2 ........................................................................ 85
Gambar 4.17. Sketsa Pola Sedimentasi II (0 psi) ............................................... 85
Gambar 4.18. Kondisi Sedimen pada Bangunan I (0 psi) .................................. 86
Gambar 4.19. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air
(hu) percobaan 3 ........................................................................ 88
Gambar 4.20. Sketsa Pola Sedimentasi III (20 psi) ............................................ 89
Gambar 4.21. Kondisi Sedimen pada Bangunan II (20 psi) ............................... 89
Gambar 4.22. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air
(hu) percobaan 4 ........................................................................ 92
Gambar 4.23. Sketsa Pola Sedimentasi IV (0 psi) .............................................. 92
Gambar 4.24. Kondisi Sedimen pada Bangunan II (0 psi) ................................. 93
7
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.25. Grafik Perbandingan vol.(hp) disetiap Percobaan ....................... 94
Gambar 4.26. Grafik Perbandingan vol.(hi) disetiap Percobaan ........................ 95
8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
Tabel 2.1. Nilai Koefisien Kekasaran Manning ................................................. 12
Tabel 3.1. Spesifikasi Pompa ............................................................................. 41
Tabel 4.1. Hasil Percobaan I .............................................................................. 70
Tabel 4.2. Hasil Percobaan II ............................................................................. 71
Tabel 4.3. Hasil Percobaan III ........................................................................... 71
Tabel 4.4. Hasil Percobaan IV ........................................................................... 72
Tabel 4.5. Tabel Hasil Pengolahan Data I .......................................................... 73
Tabel 4.6. Tabel Hasil Pengolahan Data II ......................................................... 74
Tabel 4.7. Tabel Hasil Pengolahan Data III ........................................................ 75
Tabel 4.8. Tabel Hasil Pengolahan Data IV ........................................................ 76
Tabel 4.9. Matrix Data Penelitian ...................................................................... 77
Tabel 4.10. Matrix Data Penelitian .................................................................... 78
9
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Notasi
M
= Persentase ukuran partikel
a
= Persentase bahan organik
b
= Kode kelas struktur tanah
c
= Kode Kelas permeabilitas tanah
LS
= Indeks panjang dan kemiringan lereng
L
= Panjang lereng (m)
S
= Kemiringan lereng (%)
Z
= Konstanta yang besarnya bervariasi tergantung besarnya kemiringan
lereng
C
= Coefisien Run off
P
= Indeks upaya konservasi tanah atau lahan
Y
= hasil sedimen persatuan luas (ton/tahun)
= Kecepatan jatuh (m/detik)
s
= Berat jenis sedimen (kg/m3)
= Berat jenis air (kg/m3)
ρ
= Massa jenis air (kg.s2/m4)
g
= Gravitasi (m/detik2)
d
= Diameter sedimen (mm)
= Kinematik viscositas (m2/s)
T
= Suhu air (oC)
= Tegangan geser (kg/m2)
o
d50
= Tegangan geser kritis (kg/m2)
= Diameter sedimen 50% dari material/diameter rata-rata (mm)
10
Universitas Sumatera Utara
d90
= Diameter sedimen 90% dari material (mm)
Vcr
= Kecepatan kritis (m/s)
V
= Kecepatan aliran (m/s)
Ss
= Kemiringan sungai
U*
= Kecepatan geser (m/s)
Ct
= Konsentrasi sedimen total (ppm)
Re
= Bilangan Reynold
As
= Luas penampang sungai (m2)
P
= Keliling basah (m)
Rh
= Jari-jari hidrolis (m)
Q
= Debit air (m3/detik)
h
= Tinggi permukaan air (m)
D
= Kedalaman saluran (m)
B
= Lebar saluran (m)
Qs
= Muatan sedimen (kg/s)
Qsus
= Beban layang (kg/s)
qb
= Tingkat bedload dalam saluran, berat per waktu dan
lebar (kg/s)/m
(Ks/Kr)S
= Konstanta untuk mencari nilai Sr
Ps
= Persentase Sedimentasi (%)
k
= Koefisien pelampung
u
= Kecepatan pelampung (m/det)
λ
= Kedalaman tungkai (h) per kedalaman air (d)
n
= Koeffisien kekasaran dinding dan dasar saluran Manning
K
= Koeffisien kekasaran dinding dan dasar saluran Strickler
11
Universitas Sumatera Utara
BERBAHAN JENIS KAYU DAN BAN SEBAGAI PINTU
IRIGASI
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan
Memenuhi syarat untuk menempuh Colloquium Doctum/
Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
MUHAMMAD EKY RADITIO
11 0404 108
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kondisi lingkungan irigasi amatlah penting bagi kemakmuran petani.
Kondisi saluran, pintu dan bangunan pembagi menjadi faktor vital diantara faktorfaktor lainnya, yang menyebabkan perhatian khusus untuk merencanakan,
membangun dan memelihara area tersebut. Daerah yang paling memungkinkan
untuk membantu pemeliharaan saluran irigasi adalah bangunan pendukung yang
berada di depan pintu irigasi, karena sedimen dapat saja menyebabkan pintu
macet atau tidak berfungsi lagi. Kondisi lain yang terjadi adalah angkutan
sedimen yang tidak tertahan pada pintu yang menyebabkan sedimen melewati
pintu dan masuk pada area persawahaan, sehingga menyebabkan pendangkalan
muka tanah persawahan. Karena faktor-faktor tersebut, maka peneliti membuat
model bangunan pendukung yang dapat membantu menggambarkan kondisi
sedimen sehingga dapat memudahkan pemindahan sedimen seperti halnya
kantong lumpur pada bangunan bendung.
Lokasi penelitian bertempat di Laboratorium Hidraulika Teknik Sipil
USU. Model bangunan direncanakan memakai 2 jenis tipe, bangunan pendukung
tipe I dan bangunan pendukung tipe II. Dimana digunakan pendekatan berat
volume (Bed Load) pada bangunan pendukung. Sistematika penelitiannya hanya
menitik beratkan volume sedimen yang tertahan di kedua bangunan pendukung.
Dalam penelitian ini hanya menggunakan jenis tanah merah dan didukung oleh
hasil pengetesan Laboratorium untuk melihat Specific Gravity, Sieve Analysis
Test, Hidrometer Test dari sampel tanah tersebut. Uji tanah ini bertujuan untuk
mengetahui ciri dari jenis tanah yang digunakan. Sehingga untuk penelitian
berikutnya dapat mengambil referensi dari hasil penelitian ini sebagai
perbandingan.
Berdasarkan perhitungan dan pengolahan terhadap sampel percobaan,
didapatlah pola angkutan sedimen pada bangunan pendukung. Kedua kondisi
bangunan pendukung sama-sama memperlihatkan pola sedimentasi, dimana
bentuk pola tersebut berbeda-beda pada setiap bangunan. Pola yang lebih banyak
menampung sedimen sehingga tidak begitu saja melewati pintu adalah pola
bangunan pendukung tipe II. Dalam hal ini terlihat tidak begitu menguntungkan,
karena menyebabkan pengontrolan yang rutin. Jika dibandingkan dengan
bangunan pendukung tipe I, kondisi bangunan tipe II lebih menguntungkan
dikarenakan sedimen tidak banyak terangkut oleh aliran air.
Berdasarkan penelitian ini, melihat dari hasil data yang telah diperoleh
kondisi model bangunan pendukung tipe II lebih ideal digunakan karena sedimen
mudah tertumpuk di depan pintu sehingga mudah untuk dibilas secara manual,
besar sedimen yang tertumpuk 24.25594 kg. Namun tidak menghambat kerja
pintu secara otomatis, karena air mengalir dengan semestinya tanpa ada hambatan
dari sedimen. Dimana sedimen yang mengarah ke hilir (hi) lebih kecil sebesar
5.09569 kg dibanding model tipe I yang sebesar 7.479912 kg..
Kata kunci: Saluran Terbuka, Bangunan Pendukung,, Angkutan Sedimen
2
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Daftar
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................ i
KATA PENGANTAR ...................................................................................... ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x
DAFTAR NOTASI ........................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ......................................................................... 2
1.3. Pembatasan Masalah ....................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ...................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 5
2.1. Umum ............................................................................................... 5
2.2. Teori Hidrolika dan Aliran Terbuka ................................................ 5
2.2.1. Klasifikasi Aliran Saluran Terbuka ....................................... 6
2.2.1.a. Klasifikasi Aliran berdasarkan Perilaku Aliran ........ 6
2.2.1.b. Klasifikasi Aliran berdasarkan Asalnya ................... 8
2.2.1.c. Konsistensi Bentuk Penampang ................................ 9
2.2.2. Kecepatan Aliran pada Aliran Seragam ................................ 9
2.2.2.a. Formula Manning ...................................................... 11
2.2.2.b. Penentu Koefisien Kekasaran Manning .................... 12
2.2.2.c. Faktor-faktor yang Mempengaruhi koefisien Kekasaran
Manning ...................................................................... 13
2.3. Sedimen ........................................................................................... 14
2.3.1. Pembagian Sedimen .............................................................. 14
3
Universitas Sumatera Utara
2.3.2. Angkutan Sedimen ................................................................ 16
2.3.2.a. Ukuran Partikel Sedimen .......................................... 17
2.3.2.b. Berat Spesifik Sedimen ............................................. 17
2.3.2.c. Kecepatan Jatuh (Fall Velocity) ................................ 18
2.3.3. Persamaan Angkutan Sedimen .............................................. 19
2.4. Mekanika Fluida dan Hidraulika ..................................................... 19
2.4.1. Sifat-Sifat Air ........................................................................ 20
2.4.2. Pemodelan Hidraulika ........................................................... 32
2.4.2.a. Model Hidraulik ........................................................ 36
2.4.2.b. Geometrik Similitude ................................................ 36
2.4.2.c. Kinematik Similitude ................................................ 37
2.4.2.d. Dinamik Similitude ................................................... 37
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... 40
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 40
3.2. Bahan dan Alat Penelitian ............................................................... 40
3.3. Rancangan Penelitian ...................................................................... 45
3.4. Prosedur Pelaksanaan Penelitian ...................................................... 46
3.4.1. Persiapan Peralatan ............................................................... 46
3.4.2. Percobaan Pendahuluan ......................................................... 48
3.4.3. Pelaksanaan Penelitian ........................................................... 48
3.5. Prosedur Uji Laboratorium............................................................... 51
3.6. Diagram Alir Penelitian ................................................................... 52
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ................................................... 54
4.1. Konstruksi Model ............................................................................ 54
4.1.1. Model .................................................................................... 54
4.1.2. Kalibrasi Alat dan Model ...................................................... 62
4.1.2.a. Alat ......................................................................... 62
4.1.2.b. Model....................................................................... 64
4.2. Pengujian (Laboratory Test) ........................................................... 67
4.2.1. Operational Prosedure .......................................................... 67
4
Universitas Sumatera Utara
4.2.2. Hasil (Laboratory Test) .......................................................... 70
4.2.3. Analisis Data ......................................................................... 73
4.2.3.a. Tabel Hasil Perhitungan ......................................... 73
4.2.3.b. Pengolahan Data dan Grafik ................................... 79
4.2.4. Output Pembahasan Hasil Penelitian ..................................... 93
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 96
5.1. Kesimpulan ..................................................................................... 96
5.2. Saran ............................................................................................... 97
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
5
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 2.1. Energi Aliran Saluran Terbuka dan Sketsa Tekanan Udara .......... 6
Gambar 2.2. Diagram KlasifikasiAngkutan Sedimen ........................................ 15
Gambar 2.3. Aliran Viskos dan Aliran Invisid .................................................. 21
Gambar 2.4. Aliran Laminar dan Aliran Turbulen ............................................ 23
Gambar 2.5. Aliran Mantap dan Tak Mantap .................................................... 24
Gambar 2.6. Aliran Seragam dan Tak Seragam ................................................. 26
Gambar 2.7. Dimensi Aliran .............................................................................. 28
Gambar 2.8. Aliran Rotasional dan Tidak Rotasional ....................................... 29
Gambar 2.9. Hubungan Antara Debit dan Tinggi air pada Kondisi Energi Spesifik
Konstan ......................................................................................... 30
Gambar 2.10. Jenis Aliran .................................................................................. 30
Gambar 2.11. Surface Drag dan Form Drag ..................................................... 32
Gambar 2.12. Pengaliran Diatas Broad Crested Weir ....................................... 33
Gambar 3.1. Pompa ............................................................................................ 42
Gambar 3.2. Stopwatch ...................................................................................... 42
Gambar 3.3. Hook and Point Gauge .................................................................. 43
Gambar 3.4 Flume Prototype ............................................................................ 43
Gambar 3.5. Tampak Daerah Pendukung ........................................................... 44
Gambar 3.6. Alat Kerja Tukang ......................................................................... 45
Gambar 3.7. Bangunan Pendukung Tipe I ......................................................... 48
Gambar 3.8. Bangunan Pendukung Tipe II ......................................................... 49
Gambar 3.9. Prosedur Uji Laboratorium ........................................................... 51
Gambar 3.10. Diagram Alir Penelitian .............................................................. 52
Gambar 4.1. Bangunan Pendukung Tipe I .......................................................... 54
6
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2. Bangunan Pendukung Tipe II ........................................................ 55
Gambar 4.3. Bagan Kegiatan Kerja ................................................................... 57
Gambar 4.4. Perakitan Tahap 1 (Kaki Besi) ...................................................... 58
Gambar 4.5. Pembuatan Dinding Saluran ........................................................... 60
Gambar 4.6. Perakitan Alat Pendukung ............................................................ 61
Gambar 4.7. Hook and Point Gauge .................................................................. 63
Gambar 4.8. Current Meter ................................................................................ 64
Gambar 4.9. Gambar Pengukuran Saluran Tersier ............................................ 65
Gambar 4.10. Flume Prototype ........................................................................... 66
Gambar 4.11. Kondisi Pintu Otomatis berbahan Fiber Resin ............................ 66
Gambar 4.12. Bangunan Pendukung .................................................................. 67
Gambar 4.13. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian
Air4(hu) percobaan 1 ................................................................. 82
Gambar 4.14. Sketsa Pola Sedimentasi I (20 psi) .............................................. 82
Gambar 4.15. Kondisi Sedimen pada Bangunan I (20 psi) ................................ 83
Gambar 4.16. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air
(hu) percobaan 2 ........................................................................ 85
Gambar 4.17. Sketsa Pola Sedimentasi II (0 psi) ............................................... 85
Gambar 4.18. Kondisi Sedimen pada Bangunan I (0 psi) .................................. 86
Gambar 4.19. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air
(hu) percobaan 3 ........................................................................ 88
Gambar 4.20. Sketsa Pola Sedimentasi III (20 psi) ............................................ 89
Gambar 4.21. Kondisi Sedimen pada Bangunan II (20 psi) ............................... 89
Gambar 4.22. Grafik Perbandingan Vol(hp) dan (hi) berdasarkan Ketinggian Air
(hu) percobaan 4 ........................................................................ 92
Gambar 4.23. Sketsa Pola Sedimentasi IV (0 psi) .............................................. 92
Gambar 4.24. Kondisi Sedimen pada Bangunan II (0 psi) ................................. 93
7
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.25. Grafik Perbandingan vol.(hp) disetiap Percobaan ....................... 94
Gambar 4.26. Grafik Perbandingan vol.(hi) disetiap Percobaan ........................ 95
8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
Tabel 2.1. Nilai Koefisien Kekasaran Manning ................................................. 12
Tabel 3.1. Spesifikasi Pompa ............................................................................. 41
Tabel 4.1. Hasil Percobaan I .............................................................................. 70
Tabel 4.2. Hasil Percobaan II ............................................................................. 71
Tabel 4.3. Hasil Percobaan III ........................................................................... 71
Tabel 4.4. Hasil Percobaan IV ........................................................................... 72
Tabel 4.5. Tabel Hasil Pengolahan Data I .......................................................... 73
Tabel 4.6. Tabel Hasil Pengolahan Data II ......................................................... 74
Tabel 4.7. Tabel Hasil Pengolahan Data III ........................................................ 75
Tabel 4.8. Tabel Hasil Pengolahan Data IV ........................................................ 76
Tabel 4.9. Matrix Data Penelitian ...................................................................... 77
Tabel 4.10. Matrix Data Penelitian .................................................................... 78
9
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Notasi
M
= Persentase ukuran partikel
a
= Persentase bahan organik
b
= Kode kelas struktur tanah
c
= Kode Kelas permeabilitas tanah
LS
= Indeks panjang dan kemiringan lereng
L
= Panjang lereng (m)
S
= Kemiringan lereng (%)
Z
= Konstanta yang besarnya bervariasi tergantung besarnya kemiringan
lereng
C
= Coefisien Run off
P
= Indeks upaya konservasi tanah atau lahan
Y
= hasil sedimen persatuan luas (ton/tahun)
= Kecepatan jatuh (m/detik)
s
= Berat jenis sedimen (kg/m3)
= Berat jenis air (kg/m3)
ρ
= Massa jenis air (kg.s2/m4)
g
= Gravitasi (m/detik2)
d
= Diameter sedimen (mm)
= Kinematik viscositas (m2/s)
T
= Suhu air (oC)
= Tegangan geser (kg/m2)
o
d50
= Tegangan geser kritis (kg/m2)
= Diameter sedimen 50% dari material/diameter rata-rata (mm)
10
Universitas Sumatera Utara
d90
= Diameter sedimen 90% dari material (mm)
Vcr
= Kecepatan kritis (m/s)
V
= Kecepatan aliran (m/s)
Ss
= Kemiringan sungai
U*
= Kecepatan geser (m/s)
Ct
= Konsentrasi sedimen total (ppm)
Re
= Bilangan Reynold
As
= Luas penampang sungai (m2)
P
= Keliling basah (m)
Rh
= Jari-jari hidrolis (m)
Q
= Debit air (m3/detik)
h
= Tinggi permukaan air (m)
D
= Kedalaman saluran (m)
B
= Lebar saluran (m)
Qs
= Muatan sedimen (kg/s)
Qsus
= Beban layang (kg/s)
qb
= Tingkat bedload dalam saluran, berat per waktu dan
lebar (kg/s)/m
(Ks/Kr)S
= Konstanta untuk mencari nilai Sr
Ps
= Persentase Sedimentasi (%)
k
= Koefisien pelampung
u
= Kecepatan pelampung (m/det)
λ
= Kedalaman tungkai (h) per kedalaman air (d)
n
= Koeffisien kekasaran dinding dan dasar saluran Manning
K
= Koeffisien kekasaran dinding dan dasar saluran Strickler
11
Universitas Sumatera Utara