Studi Perbandingan Profil Muka Air Dengan Metoda Integrasi Grafis dan Tahapan Langsung Untuk Saluran Terbuka Dengan Kemiringan Talud Yang Berbeda-Beda.

DAFTAR ISI

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... i

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... ii

ABSTRAK ...iii

PRAKATA ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ...viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2 Maksud dan Tujuan ... 2

1.3 Pembatasan Masalah ... 2

1.4 Sistematika Pembahasan ... 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Prinsip Dasar ... 4

2.2 Aliran Berubah Beraturan ... 6

2.3 Klasifikasi Profil Muka Air ... 14

2.4 Metoda – Metoda Perhitungan ... 20

2.4.1 Metoda Integrasi Grafis ... 20

BAB 3 STUDI KASUS

3.1 Data Masukan ... 23 3.2 Perhitungan Profil Muka Air ... 24 BAB 4 KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan ... 85 4.2 Saran ... 86 DAFTAR PUSTAKA _{... 87}

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

Notasi Latin

A = luas penampang saluran (m2)

A1, A2, A3 = tipe profil muka air kurva A (adverse) B = lebar dasar saluran (m)

C = koefisien Chezy

C1, C2, C3 = tipe profil muka air kurva C (critical)

D = kedalaman aliran dihitung terhadap garis tegak lurus dasar saluran E = tinggi energi (m)

g = gaya gravitasi (m/det2) H = tinggi tekanan total (m)

H1, H2, H3 = tipe profil muka air kurva H (horizontal) K = faktor hantaran

Kn = faktor hantaran normal m = kemiringan talud

M1, M2, M3 = tipe profil muka air kurva M (mild) n = koefisien kekasaran Manning P = keliling basah saluran (m) Q = debit (m3/det)

R = jari – jari hidraulis (m)

Sc = kemiringan kritis dasar saluran Sf = kemiringan akibat gesekan

So = kemiringan normal dasar saluran S1, S2, S3 = tipe profil muka air kurva S (steep) T = lebar permukaan bebas (m)

U = persentase udara yang ada dalam saluran V = kecepatan aliran (m/det)

X = jarak dasar saluran penampang memanjang (m) y = kedalaman muka air (m)

yn = kedalaman normal (m) yc = kedalaman kritis (m)

yu = kedalaman / tinggi muka air di udik (m) yh = kedalaman / tinggi muka air di hilir (m) z = jarak dari dasar saluran ke datum (m) Z = faktor penampang

Zc = faktor penampang kritis α = koefisien energi

∆A = penambahan luas (m2 )

∆E = perubahan energi spesifik (m) ∆X = jarak pias 1 dan 2 (m)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 _{Penurunan Persamaan Aliran Berubah Beraturan ... 7}

Gambar 2.2 _{Profil Muka Air ... 13}

Gambar 2.3 _{Tipe Profil Muka Air ... 19}

Gambar 2.4 _{Metoda Integrasi Grafis ... 20}

Gambar 2.5 _{Metoda Tahapan Langsung ... 22}

Gambar 3.1 _{Penampang Melintang Saluran Dengan Profil Persegi Panjang... 25}

Gambar 3.2 _{Penampang Melintang Saluran Dengan Profil Trapesium ... 32}

Gambar 3.3 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 0 ... 41}

Gambar 3.4 _{Grafik Metoda Tahapan Langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 0... 43}

Gambar 3.5 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 1 ... 45}

Gambar 3.6 _{Grafik Metoda Tahapan Langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 1... 47}

Gambar 3.7 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 1,5 ... 49}

Gambar 3.8 _{Grafik Metoda Tahapan Langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 1,5... 51}

Gambar 3.9 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 2 ... 53}

Gambar 3.10 _{Grafik Metoda Tahapan Langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 2... 55}

Gambar 3.11 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 2,5 ... 57}

Gambar 3.12 _{Grafik Metoda Tahapan Langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 2,5.. 59}

Gambar 3.13 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 3 ... 61}

Gambar 3.14 _{Grafik Metoda Tahapan Langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 3... 63}

Gambar 3.15 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis & Metoda Tahapan Langsung} Dengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 0... 65

Gambar 3.16 _{Prosentase Metoda Tahapan Langsung Terhadap Grafik Metoda} Integrasi GrafisDengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 0... 66

Gambar 3.17 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis & Metoda Tahapan Langsung} Dengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 1... 68 Gambar 3.18 _{Prosentase Metoda Tahapan Langsung Terhadap Grafik Metoda}

Integrasi GrafisDengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 1... 69 Gambar 3.19 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis & Metoda Tahapan Langsung}

Dengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 1,5... 71 Gambar 3.20 _{Prosentase Metoda Tahapan Langsung Terhadap Grafik Metoda}

Integrasi GrafisDengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 1,5... 72 Gambar 3.21 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis & Metoda Tahapan Langsung}

Dengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 2... 74 Gambar 3.22 _{Prosentase Metoda Tahapan Langsung Terhadap Grafik Metoda}

Integrasi GrafisDengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 2... 75 Gambar 3.23 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis & Metoda Tahapan Langsung}

Dengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 2,5... 77 Gambar 3.24 _{Prosentase Metoda Tahapan Langsung Terhadap Grafik Metoda}

Integrasi GrafisDengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 2,5... 78 Gambar 3.25 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis & Metoda Tahapan Langsung}

Dengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 3... 80 Gambar 3.26 _{Prosentase Metoda Tahapan Langsung Terhadap Grafik Metoda}

Integrasi GrafisDengan Q = 25 m3/det, Dengan Talud = 3... 81 Gambar 3.27 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det Dengan}

Talud Yang berbeda-beda ... 82 Gambar 3.28 _{Grafik Metoda Tahapan Langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det Dengan}

Talud Yang berbeda-beda ... 83 Gambar 3.29 _{Grafik Metoda Integrasi Grafis & Metoda Tahapan Langsung}

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 _{Jenis Profil Aliran Pada Saluran Prismatis...18}

Tabel 3.1 _{Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 0 ...40}

Tabel 3.2 _{Metoda Tahapan langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m =0 ...42}

Tabel 3.3 _{Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 1 ...44}

Tabel 3.4 _{Metoda Tahapan langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 1 ...46}

Tabel 3.5 _{Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m =1,5 ...48}

Tabel 3.6 _{Metoda Tahapan langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 1,5 ...50}

Tabel 3.7 _{Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 2 ...52}

Tabel 3.8 _{Metoda Tahapan langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 2 ...54}

Tabel 3.9 _{Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 2,5 ...56}

Tabel 3.10 _{Metoda Tahapan langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 2,5 ...58}

Tabel 3.11 _{Metoda Integrasi Grafis Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 3 ...60}

Tabel 3.12 _{Metoda Tahapan langsung Dengan Q = 25 m}3_{/det, m = 3 ...62}

Tabel 3.13 _{Metoda Integrasi Grafis & Tahapan langsung Dengan Q =} 25 m3/det, m = 0 ...64

Tabel 3.14 _{Metoda Integrasi Grafis & Tahapan langsung Dengan Q =} 25 m3/det, m = 1 ...67

Tabel 3.15 _{Metoda Integrasi Grafis & Tahapan langsung Dengan Q =} 25 m3/det, m = 1,5 ...70

Tabel 3.16 _{Metoda Integrasi Grafis & Tahapan langsung Dengan Q =} 25 m3/det, m = 2 ...73

25 m3/det, m = 2,5 ...76 Tabel 3.18 _{Metoda Integrasi Grafis & Tahapan langsung Dengan Q =}

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Karakteristik saluran yang dipakai ...88

Lampiran 2.a Karakteristik saluran yang dipakai ...89

Lampiran 2.b Karakteristik saluran yang dipakai ...90

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saluran air ada dua macam yaitu saluran terbuka dan saluran tertutup. Aliran pada saluran terbuka dimana permukaan airnya bebas (berhubungan langsung dengan udara luar), sedangkan aliran pada saluran tertutup alirannya mengisi seluruh saluran.

Aliran dapat dikelompokkan dalam beberapa tipe yang pengelompokkannya didasarkan pada perubahan kedalaman aliran sesuai dengan waktu dan ruang. Tipe tersebut adalah tipe aliran tunak (steady flow) dan aliran

taktunak (unsteady flow). Aliran tunak dibagi menjadi aliran seragam (uniform

flow) dan aliran berubah (Varied flow), aliran berubah terbagi menjadi aliran

berubah lambat laun (gradually varied) dan aliran berubah tiba – tiba (rapidly

taktunak dan aliran berubah taktunak (berubah lambat laun dan berubah tiba – tiba).

Salah satu contoh saluran terbuka adalah sungai (saluran alam), variabel aliran sangat tidak teratur baik terhadap ruang dan waktu. Variabel tersebut antara lain kemiringan dasar saluran, debit aliran, belokan dan penampang aliran saluran. Ketidakteraturan variabel tersebut mengakibatkan analisis aliran sangat sulit untuk diselesaikan secara analisis, oleh karena itu analisis melalui saluran terbuka menggunakan metoda empiris.

1.2 Maksud Dan Tujuan

Membandingkan profil muka air pada saluran terbuka dengan kemiringan talud yang berbeda berdasarkan metoda integrasi grafis dan metoda tahapan langsung.

1.3 Pembatasan Masalah

Studi menentukan profil muka air pada saluran terbuka dengan adanya

ambang dibatasi dengan hal hal berikut yaitu :

1. Debit (Q) = 25

det 3 m

2. Kemiringan talud (m) = 0; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 dan 3,0 3. Lebar dasar saluran (B) = 12 m

4. Kedalaman / tinggi muka air di udik (yu) = 1,3 m

5. Kedalaman / tinggi muka air di hilir (yh) = 2,5 m

6. Koefisien kekasaran Manning (n) = 0,02 (beton) 7. Kemiringan dasar saluran (So) = 0,002

1.4 Sistematika Pembahasan

Berdasarkan kerangka penulisan yang telah diuraikan di depan pembahasan ini diuraikan dalam empat bab menjadi :

BAB 1 Pendahuluan

Hal umum dari penulisan Tugas Akhir berupa latar belakang, maksud dan tujuan, pembatasan masalah, sistematika pembahasan.

BAB 2 Tinjauan Pustaka

Merupakan studi pustaka dari beberapa literatur sebagai acuan dan menambah wawasan dalam Tugas Akhir ini. Bab ini juga membahas tentang metoda – metoda yang akan digunakan dalam Tugas Akhir ini dalam menentukan profil muka air pada saluran terbuka.

BAB 3 Studi Kasus

Bab ini akan dibahas mengenai penentuan prosedur kerja dari tugas akhir, contoh perhitungan dalam menentukan profil muka air pada saluran terbuka dengan menggunakan metoda integrasi grafis dan metoda tahapan langsung.

BAB 4 Kesimpulan dan Saran

BAB 4

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Pada saluran yang berbentuk trapesium dengan kemiringan talud yang berbeda (m

= 0; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 dan 3,0) menggunakan metoda integrasi grafis dan metoda

tahapan langsung dapat disimpulkan :

1. Dari hasil perhitungan metoda integrasi grafis dengan kemiringan talud yang

berbeda, ternyata dengan m = 1; 1,5; 2; 2,5 dan 3 didapat hasil profil muka air

yang mendekati tetapi untuk m = 0 didapat hasil yang berbeda.

2. Dari hasil perhitungan metoda tahapan langsung dengan kemiringan talud

yang berbeda, ternyata dengan m = 1; 1,5; 2; 2,5 dan 3 didapat hasil profil

muka air yang mendekati tetapi untuk m = 0 didapat hasil yang berbeda.

3. Perhitungan profil muka air pada saluran terbuka dengan kemiringan talud

yang berbeda-beda dengan metoda integrasi grafis dan metoda tahapan

4. Dari grafik prosentase menggunakan kedua metoda dengan kemiringan talud yang berbeda dapat disimpulkan bahwa dengan bertambahnya panjang dasar saluran maka selisih prosentase kedalaman muka air semakin kecil (metoda integrasi grafis dan metoda tahapan langsung).

4.2 Saran

_{Pada perhitungan ini dilakukan dengan penampang saluran yang berbeda dan}

debit saluran yang tetap, disarankan untuk mencoba menggunakan debit yang berubah-ubah dengan penampang saluran yang sama.

DAFTAR PUSTAKA

1. Chow, Ven Te. (1959), Open Channel Hydraulics, McGraw-Hill, New York 2. Dake, JMK. (1965), Hidrolika Teknik, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta.

3. Departemen PU, Direktorat Jenderal Pengairan RI. (1986), Standar

Perencanaan Irigasi KP-03 Kriteria Perencanaan Saluran Irigasi, Cetakan

I, CV. Galang Persada, Bandung.

4. S, Soedrajat. (1983), Mekanika Fluida dan Hidrolika, Nova, Bandung. 5. Triatmodjo, Bambang. (1993), Hidrolika II, Beta Offset, Yogyakarta.

6. W Sturm, Terry, (2001), Open Channel Hydraulics, McGraw-Hill, Singapore.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saluran air ada dua macam yaitu saluran terbuka dan saluran tertutup. Aliran pada saluran terbuka dimana permukaan airnya bebas (berhubungan langsung dengan udara luar), sedangkan aliran pada saluran tertutup alirannya mengisi seluruh saluran.

Aliran dapat dikelompokkan dalam beberapa tipe yang pengelompokkannya didasarkan pada perubahan kedalaman aliran sesuai dengan waktu dan ruang. Tipe tersebut adalah tipe aliran tunak (steady flow) dan aliran taktunak (unsteady flow). Aliran tunak dibagi menjadi aliran seragam (uniform flow) dan aliran berubah (Varied flow), aliran berubah terbagi menjadi aliran berubah lambat laun (gradually varied) dan aliran berubah tiba – tiba (rapidly varied) , sedangkan untuk tipe aliran taktunak dibagi menjadi aliran seragam

taktunak dan aliran berubah taktunak (berubah lambat laun dan berubah tiba – tiba).

Salah satu contoh saluran terbuka adalah sungai (saluran alam), variabel aliran sangat tidak teratur baik terhadap ruang dan waktu. Variabel tersebut antara lain kemiringan dasar saluran, debit aliran, belokan dan penampang aliran saluran. Ketidakteraturan variabel tersebut mengakibatkan analisis aliran sangat sulit untuk diselesaikan secara analisis, oleh karena itu analisis melalui saluran terbuka menggunakan metoda empiris.

1.2 Maksud Dan Tujuan

Membandingkan profil muka air pada saluran terbuka dengan kemiringan talud yang berbeda berdasarkan metoda integrasi grafis dan metoda tahapan langsung.

1.3 Pembatasan Masalah

Studi menentukan profil muka air pada saluran terbuka dengan adanya ambang dibatasi dengan hal hal berikut yaitu :

1. Debit (Q) = 25 det 3 m

2. Kemiringan talud (m) = 0; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 dan 3,0 3. Lebar dasar saluran (B) = 12 m

4. Kedalaman / tinggi muka air di udik (yu) = 1,3 m 5. Kedalaman / tinggi muka air di hilir (yh) = 2,5 m 6. Koefisien kekasaran Manning (n) = 0,02 (beton) 7. Kemiringan dasar saluran (So) = 0,002

1.4 Sistematika Pembahasan

Berdasarkan kerangka penulisan yang telah diuraikan di depan pembahasan ini diuraikan dalam empat bab menjadi :

BAB 1 Pendahuluan

Hal umum dari penulisan Tugas Akhir berupa latar belakang, maksud dan tujuan, pembatasan masalah, sistematika pembahasan.

BAB 2 Tinjauan Pustaka

Merupakan studi pustaka dari beberapa literatur sebagai acuan dan menambah wawasan dalam Tugas Akhir ini. Bab ini juga membahas tentang metoda – metoda yang akan digunakan dalam Tugas Akhir ini dalam menentukan profil muka air pada saluran terbuka.

BAB 3 Studi Kasus

Bab ini akan dibahas mengenai penentuan prosedur kerja dari tugas akhir, contoh perhitungan dalam menentukan profil muka air pada saluran terbuka dengan menggunakan metoda integrasi grafis dan metoda tahapan langsung.

BAB 4 Kesimpulan dan Saran

BAB 4

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Pada saluran yang berbentuk trapesium dengan kemiringan talud yang berbeda (m = 0; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 dan 3,0) menggunakan metoda integrasi grafis dan metoda tahapan langsung dapat disimpulkan :

1. Dari hasil perhitungan metoda integrasi grafis dengan kemiringan talud yang berbeda, ternyata dengan m = 1; 1,5; 2; 2,5 dan 3 didapat hasil profil muka air yang mendekati tetapi untuk m = 0 didapat hasil yang berbeda.

2. Dari hasil perhitungan metoda tahapan langsung dengan kemiringan talud yang berbeda, ternyata dengan m = 1; 1,5; 2; 2,5 dan 3 didapat hasil profil muka air yang mendekati tetapi untuk m = 0 didapat hasil yang berbeda. 3. Perhitungan profil muka air pada saluran terbuka dengan kemiringan talud

yang berbeda-beda dengan metoda integrasi grafis dan metoda tahapan langsung diperoleh hasil yang mendekati ( hampir sama ).

4. Dari grafik prosentase menggunakan kedua metoda dengan kemiringan talud yang berbeda dapat disimpulkan bahwa dengan bertambahnya panjang dasar saluran maka selisih prosentase kedalaman muka air semakin kecil (metoda integrasi grafis dan metoda tahapan langsung).

4.2 Saran

_{Pada perhitungan ini dilakukan dengan penampang saluran yang berbeda dan}

debit saluran yang tetap, disarankan untuk mencoba menggunakan debit yang berubah-ubah dengan penampang saluran yang sama.

DAFTAR PUSTAKA

1. Chow, Ven Te. (1959), Open Channel Hydraulics, McGraw-Hill, New York 2. Dake, JMK. (1965), Hidrolika Teknik, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta.

3. Departemen PU, Direktorat Jenderal Pengairan RI. (1986), Standar

Perencanaan Irigasi KP-03 Kriteria Perencanaan Saluran Irigasi, Cetakan

I, CV. Galang Persada, Bandung.

4. S, Soedrajat. (1983), Mekanika Fluida dan Hidrolika, Nova, Bandung. 5. Triatmodjo, Bambang. (1993), Hidrolika II, Beta Offset, Yogyakarta.

6. W Sturm, Terry, (2001), Open Channel Hydraulics, McGraw-Hill,

Singapore.