pengaruh buffle block terhadap gerusan di hilir … · skripsi pengaruh buffle block terhadap...
TRANSCRIPT
SKRIPSI
PENGARUH BUFFLE BLOCK TERHADAP GERUSAN DI HILIR
PEREDAM ENERGI PADA BENDUNG OGEE 1
(SimulasiLaboratorium)
OLEH :
SYAHRUL GUNAWAN NUR AINUDJIHAD
105 81 2355 15 105 81 2387 15
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGAIRAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
TA 2020
SKRIPSI
PENGARUH BUFFLE BLOCK TERHADAP GERUSAN DI HILIR
PEREDAM ENERGI PADA BENDUNG OGEE 1
(SimulasiLaboratorium)
Tugasakhirinidiajukanuntukmemenuhisyarat-
syaratgunamemperolehgelarsarjanaTeknik (ST) Program
StudiTeknikSipilPengairanJurusanSipilFakultasTeknikUniversitasMuhamm
adiyah Makassar
OLEH :
SYAHRUL GUNAWAN NUR AINUN DJIHAD
105 81 2355 15 105 81 2387 15
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGAIRAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
TA 2020
SKRIPSI
PENGARUH BUFFLE BLOCK TERHADAP GERUSAN DI HILIR
PEREDAM ENERGI PADA BENDUNG OGEE 1
(SimulasiLaboratorium)
OLEH :
SyahrulGunawan
10581 2355 15
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGAIRAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
TA 2020
ii
SKRIPSI
PENGARUH BUFFLE BLOCK TERHADAP GERUSAN DI HILIR
PEREDAM ENERGI PADA BENDUNG OGEE 1
(SimulasiLaboratorium)
Tugasakhirinidiajukanuntukmemenuhisyarat-
syaratgunamemperolehgelarsarjanaTeknik (ST) Program
StudiTeknikSipilPengairanJurusanSipilFakultasTeknikUniversitasMuhamm
adiyah Makassar
OLEH :
NUR AINUN DJIHAD
105 81 2387 15
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGAIRAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
TA 2020
ii
DOKUMENTASI
Melakukan running dengan Bangunan Buffle Block dengan stop crunt 30˚60˚90˚.
ii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah RabbilAlamin, segalapujibagi ALLAH SWT
karenaberkatlimpahanrahmat, taufiksertahidayah-
Nyasehinggapenulisdapatmenyelesaikanskripsi yang
berjudul“PENGARUHBUFFLE BLOCK TERHADAP GERUSAN DI HILIR
PEREDAM ENERGI PADA BENDUNG OGEE I (simulasi
laboratorium)” sebagaisalahsatusyaratuntukmemperolehgelarsarjana di
JurusanTeknikSipilFakultasTeknikUniversitasMuhammadiyah Makassar.
Salam danshalawatsenantiasatercurahkepadajunjunganNabiBesar
Muhammad SAW sebagaisuritauladanuntukseluruhumatmanusia.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selesainya skripsi ini adalah berkat
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini,
penulis menyampaikan terima kasih serta penghargaan yang setinggi-
tingginya kepada
Kedua Orang Tua kami yang selalu memberi dukungan secara moral
maupun material dan doa kepada kami.
Bapak Ir. Hamzah Al Imran, ST., MT.,IPM, selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar, Bapak Andi Makbul
Syamsuri, ST., MT., IPM selaku Ketua prodi teknik Sipil Pengairan
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.Bapak Muh. Amir
Zainuddin, ST., MT., IPM selaku Sekretaris Jurusan Sipil Pengairan
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.BapakDr.Ir.H. Abd.
ii
Rakhim Nanda, ST.,MT.,IPM selaku Dosen Pembimbing Satu (1) dan
Bapak MAHMUDDIN, ST., MT., IPM selaku Dosen Pembimbing Dua (2),
Bapak dan Ibu Dosen serta para staf administrasi pada Jurusan Teknik
Sipil Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
Saudara/saudari kami di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Pengairan.
Serta teman-teman semua dan pihak yang telah membantu kami.
Selaku manusia biasa tentunya kami tak luput dari kesalahan. Oleh
karena itu, saran dan kritik yang kontruktif sangat diharapkan demi
penyempurnaan skripsi ini.
“Billahi Fii Sabilil Haq Fastabiqul Khaerat”.
Makassar, januari 2020
Tim Penulis
ii
PENGARUH BUFFLE BLOCK TERHADAP GERUSAN DI HILIR PEREDAM ENERGI PADA BENDUNG OGGE TYPE 1
(SimulasiLaboratorium) Syahrul Gunawan
1), Nur Ainun Djihad
2)
Mahasiswa Program Studi Teknik Pengairan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar
E-mail: [email protected], [email protected].
Abstrak
Gerusan merupakan suatu proses alamiah yang terjadi di sungai sebagai akibat
pengaruh morfologi sungai (dapat berupa tikungan atau bagian penyempitan aliran untuk
meredam kecepatan yang tinggi akibat gerusan, di buat suatu konstruksi peredam energi
yang akan di rencana di sebelah hilir bangunan bergantung pada energy air yang masuk,
yang di nyatakan dengan bilangan Froude dan bahan konstruksi peredam energi. Pada
penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh buffle block terhadap gerusan di hilir
peredam energy pada bendung ogee 1 tersebut dilakukan pernelitian eksperimen
pengaruh perubahan pada bangunan buffle,tanpa buffle block, dan zig zag menunjukan
karakteristik yang berbeda berubah pada setiap bangunan bangunan bendung ogee tipe
1 dan kedalaman gerusan terendah terjadi di bangunan zig zag.
Kata kunci : mercu bendung tipe ogge, peredam energi, gerusan.
Abstract
Scour is a natural process that occurs in rivers as a result of the influence of river
morphology (can be in the form of bends or narrowing parts of the flow to reduce high
speeds due to scour, made an energy dampening construction that will be planned
downstream of the building depending on incoming water energy , which is stated by the
Froude number and energy dampening construction material.In this study was conducted
to determine the effect of the buffle block on the scour downstream of the energy damper
in the Ogee 1 weir. Different characteristics change in each Ogee weir type 1 building and
the lowest scour depth occurs in zig zag buildings.
Keywords:oggetypeweir,energydamper, ogge type weir, energy damper, scoscour
ii
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................... i
KATA PENGANTAR ........................................................................ ii
DAFTAR ISI ...................................................................................... iv
DAFTAR PERSAMAAN .................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................... xv
DAFTAR NOTASI .............................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ........................................................................ 1
B. Rumusan Masalah .................................................................. 3
C. Tujuan Penelitian..................................................................... 3
D. Manfaat Penelitian................................................................... 4
E. Batasan Masalah..................................................................... 5
F. Sistematika Penulisan ............................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Saluran Terbuka ...................................................................... 7
1. Saluran Alam ........................................................................ 8
2. Saluran Buatan ..................................................................... 8
ii
B. Konsep Dasar Aliran pada Saluran Terbuka .......................... 9
C. Karakteristik Aliran pada Saluran Terbuka ............................. 11
D. Penampang Saluran ............................................................... 16
E. Parameter Hidrolis Kecepatan dan Debit ............................... 19
F. Pelimpah ................................................................................ 23
Persamaan Debit Bentuk Mercu Ogee ( Lengkung ) .............. 28
G. Energi Spesifik ....................................................................... 30
H. Skala Model ............................................................................ 34
1. Umum .............................................................................. 34
2. Jenis Model ...................................................................... 35
I. Peredam Energi ..................................................................... 37
J. Buffle Block ............................................................................ 37
BAB III METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian .............................................. 44
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data ....................................... 45
C. Alat dan Bahan Yang Digunakan ......................................... 45
D. Desain Penelitian ................................................................. 46
E. Metode Pengambilan Data ................................................... 47
F. Metode Analisis Data ........................................................... 47
G. Variabel Yang Diteliti ............................................................ 49
H. Prosedur Penelitian .............................................................. 50
I. Flowchart .............................................................................. 51
ii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian...................................................................... 52
1. Data Hasil Kalibrasi Debit ................................................ 52
2. Desain Peredam Energi ................................................... 53
3. Hubungan Formasi Buffle Block Terhadap Gerusan ........ 54
B. Pembahasan ........................................................................ 80
1. Pengaruh Variasi Bangunan Buffle Block ......................... 80
2. Pengaruh variasi waktu ..................................................... 81
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan ........................................................................... 77
B. Saran .................................................................................... 89
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................... 36
12
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Aliran Laminar ................................................................. 12
Gambar 2. Aliran Turbulen ................................................................ 13
Gambar 3. Pola Penjalaran Gelombang di Saluran Terbuka ............ 15
Gambar 4. Bentuk-bentuk Mercu Pelimpah ...................................... 24
Gambar 5. Bentuk-bentuk Bendung Mercu Ogee .............................. 25
Gambar 6. Profil Ambang Tegak ....................................................... 28
Gambar 7. Parameter Energi Spesifik ............................................... 32
Gambar 8.Peredam Energi .............................................................. 34
Gambar9. Metode Perencanaan Kolam Loncat Air ........................... 37
Gambar 10. Pemasangan Buffle Block ........................................... 38
Gambar 11. Kolam Olak Tipe USBR I ................................................ 41
Gambar 12.Kolam Olak Tipe USBR II .............................................. 42
Gambar 13. Kolam Olak Tipe USBR III ............................................. 42
Gambar 14. Kolam Olak Tipe USBR IV ............................................. 43
Gambar 15. Saluran Umum ............................................................... 53
Gambar 16. Denah Saluran .............................................................. 54
Gambar 17. Potongan A-A Saluran ................................................... 54
Gambar 18. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman gerusan (cm) .... 55
Gambar 19. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman gerusan (cm) .... 56
Gambar 20. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam
waktu 5 menit. .............................................................. 58
13
Gambar 21. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam waktu 10 menit. .................................................................................. 59 Gambar 22. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam waktu 15 menit .. ................................................................................ 61 Gambar 23. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman gerusan (cm) ... 63 Gambar 24. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman gerusan (cm) ..... 64 Gambar 25. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman gerusan (cm) .... 66 Gambar 26. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam
waktu 5 menit . ............................................................... 67 Gambar 27. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam
waktu 10 menit . ............................................................. 68 Gambar 28. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam
waktu 15 menit . ............................................................. 70 Gambar 29. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm). ... 71 Gambar 30. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm). ... 73 Gambar 31. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm). ... 74 Gambar 32. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam
waktu 5 menit pada bukaaan aliran Q3 ......................... 76 Gambar 32. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam
waktu 10 menit pada bukaaan aliran Q3 ....................... 77 Gambar 32. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam
waktu 15 menit pada bukaaan aliran Q3 ....................... 79
14
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Koordinat tirai luapan di atas muka tegak pelimpah lengkung (Mercu Ogee) ..................................................................... 26
Tabel 2. Harga-harga K dan n ........................................................... 27 Tabel 3. Perhitungan debit aliran untuk tinggi muka air pada pintu
Thomson Q=1,417.H5/2 ...................................................... 53 Tabel 4.Perhitungan bilangan froude (Fr) untuk bangunan buffle block
pada variasi zigzag ............................................................ 54 Tabel 5.Perhitungan bilangan Froude (Fr) untuk bangunan buffle block
pada variasi tanpa buffle block ............................................ 55 Tabel 6.Perhitungan bilangan Froude (Fr) untuk bangunan pada buffle
block variasi lurus ............................................................... 56 Tabel 7. Kedalaman gerusan pada bangunan buffle block pada variasi
zigzag .................................................................................. 56 Tabel 8.Kedalaman gerusan pada bangunan buffle block pada variasi
lurus....................................................................................... 59
Tabel 9. Kedalaman gerusan pada variasi bangunan buffle block pada variasi tanpa buffle block ..................................................... 60
Tabel 10. Kedalaman gerusan yang terjadi pada bangunan buffle block
pada 3 variasi dalam waktu 5 menit .................................. 61 Tabel 11. Kedalaman gerusan yang terjadi pada bangunan buffle block
pada 3 variasi dalam waktu 10 menit ................................ 62 Tabel12. Kedalaman gerusan yang terjadi pada bangunan buffle block
pada 3 variasi dalam waktu 15 menit ................................ 63 Tabel13. Rekapitulasi perhitungan persentase kedalaman gerusan
dengan variasi bangunan zigzag, tanpa buffle block,bangunan lurus di putaran stop crant 30⁰, 60⁰, 90⁰......................... 66
15
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 1. Bilangan Reynolds .................................................... 13
Persamaan 2. Bilangan Froude ........................................................ 15
Persamaan 3. Kedalaman Hidraulis .................................................. 16
Persamaan 4. Kedalaman Hidraulis .................................................. 16
Persamaan 5. Tinggi Jagaan Saluran ............................................... 16
Persamaan 6. Luas Penampang ....................................................... 17
Persamaan 7. Keliling Basah ............................................................ 17
Persamaan 8.Jari-jari Hidrolis ........................................................... 18
Persamaan 9. Lebar Dasar ............................................................... 18
Persamaan 10. Kedalaman Hidrolis Saluran ................................... 19
Persamaan 11. Persamaan Chezy ................................................... 21
Persamaan 12.Pesamaan Darcy Weisbach ................................... 21
Persamaan 13. Persamaan Manning-Gaukler-Strickler (MGS) .. 22
Persamaan 14.Debit Aliran .............................................................. 22
Persamaan 15. Merencanakan Permukaan Mercu Ogee ................. 26
Persamaan 16. Bentuk Pelimpah ..................................................... 28
Persamaan 17. Debit Matematis ....................................................... 31
Persamaan 18. Kecepatan Awal Loncatan ...................................... 35
Persamaan 19. Kedalaman Konjugasi .............................................. 36
Persamaan 20. Panjang Kolan Loncat Air ....................................... 36
16
BAB I
PENDAHULUAN
A. LatarBelakang
Sungai adalah penyatuan air dipermukaan bumi akibat dari
kelebihan curah hujan dan air tanah yang mengalir kelembah dan
membentuk alur-alur secara alamiah dengan membawa berbagai material
dari tempat dari tinggi ketempat yang rendah yang bermuara di danau
atau di laut.
Salah satu konstruksi bangunan air yang digunakan untuk
mengoptimalkan penggunaan sumber daya air karena pembendungan
akan mengakibatkan adanya aliran yang deras di bagian hilir. Jika dalam
suatu aliran terjadi perubahan jenis aliran superkritis ke subkritis, maka
akan terjadi loncatan hidrolis atau yang sering di sebut hydraulic jump.
Guna mereduksi energi yang terdapat di dalam aliran tersebut, maka di
perlukan bangunan peredam energi yaitu kolam olakan (stilling basin).
Akibat loncatan hidraulik ini sering menimbulkan gulungan ombak atau
pusaran (votex) yang bisa menyebabkan gerusan pada dasar saluran,
terutama bagian hilir yang tidak di beri perlindungan sehingga
menyebabkan sebagian besar bangunan air yang melintang pada alur
sungai seperti ambangdasar, benfung, check dam, groundsil dan lain
sebagainya mengalami kerusakan di sebabkan oleh gerusan setempat
yang terjadi poada hilir bangunan.
17
Gerusan yang terjadi pada hilir bangunan diakibatkan oleh aliran air
yang melimpas di atas ambang bangunan, karena aliran mempunyai
energi cukup besar sehingga mampu menggerus dasar sungai dam
mampu mengangkut material ke hilir bangunan sehingga bangunan air
tersebut tergerus dengan demikian kandungan energi dengan daya.
Pengerusan yang sangat kuat yang timbul dalam aliran tersebut
harus di reduksi hingga mencapai yang normal kembali, sehingga aliran
tersebut kembali kedalam sungai tampa membahayakan kestabilan alur
sungai yang bersangkutan.
Guna mereduksi energi yang terdapat di dalam aliran tersebut,
maka di ujung hilir saluran peluncur biasanya di buat suatu bangunan
yang di sebut peredam energi pencegah gerusan (scour protection basin).
Salah satu jenis kolam olak an yang biasa dipakai adalah tipe roller
bucket. Panjang kolam olak tipe solid roller bucket sangat pendek, yang
mengakibatkan pengerusan sangat besar dapat terjadi di kolam olak.
Untuk mengurangi permasalahan yang di akibatkan oleh peredam
enegi yang kurang baik, kolam olak biasanya masih perlu dilengkapi
dengan buffle blocks sebagai bangunan pemecah enegi bangunan
tersebut.
Peredam energi adalah bagian dari bendung. Sebagian besar
kerusakan bendung di sebabkan oleh penggerusan setempat (local
scouring)yang terjadi terus-menerus di hilir bendung. Faktor utama
terjadinya penggerusan yang dalam pada hilir bendung adalah peredam
18
energi yang belum berfungsi secara optimal, maka dari itu upaya untuk
meminimalisasi penggerusan di hilir bendung dilakukan beberapa kali
perubahan model dan modifikasi peredam energi.
Sehubungan dengan hal tersebut di atas, maka penulis
mengangkat sebuah tugas akhir dengan judul “Pengaruh Buffle Block
Terhadap Gerusan Di Hilir Peredam Energi Pada Bendung Ogee Type
1 (simulasi Laboratorium).
B. RumusanMasalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan diatas, maka dapat
diambil rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh formasi buffle block terhadap gerusan
menggunakan peredam energy ?
2. Bagaimana pengaruh formasi buffle block terhadap karakteristik aliran?
C. TujuanPenelitian
Adapun tujuan daripenelitian ini:
1. Untuk mengetahui pengaruh formasi buffle block terhadap gerusan
menggunakan peredam energi.
2. Untuk mengetahui pengaruh formasi buffle block terhadap karakteristik
aliran menggunakan peredam energi.
19
D. ManfaatPenelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi
yang bermanfaat antara lain :
1. Bagi Ilmu Pengetahuan
Penelitian ini diharapkan bisa dikembangkan sesuai dengan teori-
teori yang ada dan dihubungkan dengan kenyataan yang terjadi di
lapangan. Sehingga dapat menghasilkan pengembangan ilmu
pengetahuan yang bermanfaat baik dalam penerapan dilapangan maupun
dalam akademis.
2. Bagi Akademis
Penelitian ini tentang bangunan Pengaruh Buffle Block Terhadap Gerusan di Hilir Peredam Energi Pada Bendung Ogee tipe 1, terhadap perubahan debit dan kecepatan aliran pada saluran, diharapkan dapat menjadi referensi untuk menambah wawasan serta pengetahuan bagi para akademisi, sehingga kelak dapat mengimplementasikannya dengan baik.
E. Batasan Masalah
Mengingat begitu luasnya ruang lingkup pada penelitian ini, maka
penulis dalam penelitian ini akan dibatasi pada permasalahan aliran yang
melalui suatu bentuk pelimpah tipe ogee. Maka kita dapat mengetahui
bagaimana pengaruhnya terhadap kecepatan aliran, koefisien pengaliran,
dan energy spesifik. Penelitian ini dilakukan uji model di laboratorium
Sungai Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
20
F. SistematikaPenulisan
Penulisan ini merupakan susunan yang serasi dan teratur oleh
karena itu dibuat dengan komposisi bab-bab mengenai pokok-pokok
uraian sehingga mencakup pengertian tentang pada bagaimana, jadi
sistematika penulisan diuraikan sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan, meliputi latar belakang, rumusan masalah,
tujuan penulisan, manfaat penulisan, batasan masalah dan
sistematika penulisan.
BAB II Tinjauan pustaka, terdiri : Teori umun, landasan teori dan
penelitian relevan.
BAB III Metode Penelitian, pada bab ini menjelaskan tentang
metodologi penelitian yang terdiri dari, Waktu dan tempat
penelitian, jenis penelitian dan sumber data, bahan dan alat,
desain penelitian, metode pengambilan data, metode
analisis data, varibel yang diteliti, prosedur penelitian,
flowchart.
BAB IV HasildanPembahasan terdiri dari data penelitian, analisis
data dan pembahasananalisis yang digunakan.
BAB V Penutup,kesimpulandan saran.
21
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Saluran Terbuka
Saluran terbuka adalah saluran yang mengalirkan air dengan suatu permukaan
bebas.Ditinjau dari mekanika aliran, saluran terbuka merupakan salah satu dari dua
macam aliran yang mempunyai perbedaan prinsip yaitu aliran saluran tertutup dan
aliran saluran terbuka. Pada aliran saluran tertutup tidak terdapat permukaan bebas
sehingga tidak terdapat pengaruh langsung dari tekanan atmosfer, pengaruh yang ada
hanyalah tekanan hidrolik yang tekanannya dapat lebih besar atau lebih kecil dari pada
tekanan atmosfer. Sedangkan pada aliran terbuka, terdapat permukaan bebas yang
berhubungan dengan atmosfer dimana permukaan bebas tersebut merupakan suatu
batas antara dua fluida yang berbeda kerapatannya yaitu cairan dan udara, dan pada
permukaan ini terdapat tekanan atmosfer. Dari kondisi tersebut dapat disimpulkan
bahwa mekanika aliran saluran terbuka lebih sulit dibanding mekanika aliran saluran
tertutup.
Saluran terbuka dibedakan menurut asalnya menjadi dua macam, yaitu saluran
alam (natural channels) dan saluran buatan (artificials channels).
1. Saluran Alam
Mengindikasikan bahwa semua saluran terbentuk melalui proses alamiah dan
tidak mengalami perubahan yang berarti oleh manusia. Saluran-saluran yang termasuk
22
dalam jenis ini adalah saluran-saluran kecil, sungai-sungai besar maupun kecil, dan
muara-muara sungai dipengaruhi oleh pasang surut air laut.
Sifat-sifat geometrik saluran alam pada umumnya tidak beraturan sehingga
seringkali harus dilakukan pengamatan atau pengukuran yang nyata dan dibutuhkan
pengalaman-pengalaman sedemikian rupa sehingga kondisi dari situasi pada saluran-
saluran alam tersebut dapat diketahui.
Untuk geometri penampang saluran alam, belum ada rumus tertentu untuk
menyatakan unsur-unsur tersebut, selain kurva-kurva yang menyatakan hubungan
unsur-unsur ini dengan kedalaman aliran yang disiapkan untuk perhitungan hidrolis.
2. Saluran Buatan
Saluran buatan adalah semua saluran yang dibuat oleh manusia, meliputi
saluran irigasi, saluran pembangkit listrik, saluran pelayaran, saluran drainase dan lain-
lain, termasuk saluran-saluran di laboratorium untuk keperluan penelitian.
Saluran jenis ini biasanya direncanakan berdasarkan bentuk geometris
yangumum. Bentuk yangpaling umum bentuk saluran yang
berdindingtanah yang tidak dilapisi adalah bentuk trapesium, sebab stabilitas
kemiringan dindingnya dapat disesuaikan.
Di lapangan, saluran terbuka buatan (artificials channels) dapat berupa:
a. Canal (saluran) : biasanya panjang dan merupakan saluran selokan landai yang
dibuat ditanah, dapat dilapisi pasangan batu maupun tidak, atau beton, semen, kayu
maupun aspal
23
b. Talang (flume) : merupakan selokan dari kayu, logam, beton atau pasangan batu,
biasanya disangga atau terletak diatas permukaan tanah, untuk mengalirkan air
berdasarkan perbedaan tinggi tekan
c. Got miring (chute) : selokan yang kemiringan dasar relatif curam
d. Terjunan (drop) : selokan dengan kemiringan yang tajam namun perubahan tinggi air
terjadi dalam jarak pendek
e. Terowongan air terbuka (open-flow-tunnel) : selokan tertutup yang cukup panjang,
dipakai untuk mengalirkan air menembus bukit atau setiap gundukan tanah.
B. Konsep Dasar Aliran pada Saluran Terbuka
Menurut Robert J. Kodoatie dalam bukunya yang berjudul Hidrolika Terapan
tahun 2002, menyatakan bahwa aliran pada saluran terbuka merupakan
aliran yang mempunyai permukaan yang bebas. Permukaan yang bebas itu
merupakan pertemuan dua fluida dengan kerapatan ρ (density) yang
berbeda.Biasanya pada saluran terbuka fluida itu adalah udara dan air
dimana kerapatan udara jauh lebih kecil daripada kerapatan air.
Gerakan air pada saluran terbuka berdasarkan efek dari gravitasi
bumi dan distribusi tekanan di dalam air umumnya bersifat hidrostatis
(French, 1987).Distribusi tekanan bersifat hidrostatis karna kuantitasnya
tergantung dari berat jenis aliran dan kedalaman.Karena berat jenis aliran
dapat diasumsikan tetap, maka tekanan hanya tergantung dari
24
kedalamannya; semakin dalam tekanannya semakin besar.Namun pada
beberapa kondisi bisa ditemukan distribusi tekanan tidak hidrostatis.
Sifat-sifat aliran saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh
adanya pengaruh kekentalan (viskositas) dan pengaruh gravitasi dalam
perbandingannya dengan gaya-gaya kelembaban (inertial forces) dari
aliran.Tegangan permukaan juga sebenarnya dapat berpengaruh pada
sifat-sifat aliran.
Saluran terbuka bertentangan dengan pipa, dimana aliran terjadi
dibawah tekanan aliran dalam saluran terbuka hanya disebabkan oleh
kemiringan saluran dan permukaan air (Lucio Canonica, 2013). Saluran
terbuka mempunyai tiga bentuk energi hidrolis, yaitu:
a. Energi potensial Z
b. Energi tekanan p
𝛾 = Y
c. Energi kinetik 𝜗2
2𝑔
Juga di dalam saluran terbuka aliran disertai oleh kehilangan tinggi
tekan akibat gesekan hf.
C. Karakteristik Aliran pada Saluran Terbuka
25
Karakteristik aliran merupakan sifat, perilaku atau kualitas yang
melekat secara alamiah pada aliran fluida yang terjadi di saluran.Klasifikasi
aliran pada saluran juga dapat dibedakan menggunakan bilangan Reynolds.
Menurut bilangan Reynolds dapat dibedakan menjadi tiga bagian klasifikasi
aliran dan disertai dengan karakteristik alirannya adalah sebagai berikut :
a. Aliran laminar
Aliran laminar adalah jika suatu lintasan aliran yang di tunjukan oleh
gerak partikel-partikel cairan menunjukkan garis-garis halus,sejajar dan
tidak memotong aliran. Menurut French 1985, nilai bilangan Reynolds
lebih kecil dari lima ratus ( Re< 500 ).
Karakteristik aliran pada aliran ini adalah sebagai berikut :
1) Aliran fluida tanpa arus turbulen (pusaran air)
2) Aliran laminar bergerak atau mengalir secara beraturan
3) Partikel fluida mengalir atau bergerak dengan bentuk garis lurus dan
sejajar/pararel
4) Laminar merupakan ciri dari arus yang berkecepatan rendah
5) Perpindahan partikel sedimen dalam zona aliran berpindah dengan
cara menggelinding (rolling ) atau terangkat.
26
Gambar 1.Aliran Laminar (Sumber: Ridho Ernandi, 2012)
b. Aliran turbulen
Aliran turbulen adalah jika suatu aliran yang ditunjukkan oleh gerak
pada partikel-partikel cairan bergerak sepanjang garis lintasan yang berupa
lengkungan-lengkungan tak teratur da mendorong satu sama lain.Menurut
French 1985, nilai bilangan Reynolds lebi besar dari dua belas ribu lima
ratus ( Re> 12500 ).
Karakteristik aliran pada aliran ini adalah sebagai berikut :
1) Aliran partikel tidak menentu
2) Mempunyai kecepatan beraneka ragam
3) Aliran ini lebih efisien dalam mengangkut dan menjalankan sedimen
4) Massa air bergerak ke atas, bawah dan secara lateral berhubungan
dengan arah arus yang umum
5) Dapat memindahkan massa dan momentum.
27
Gambar 2.Aliran Turbulen (Sumber: Ridho Ernandi, 2012)
c. Aliran transisi
Aliran transisi adalah aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran
turbulen, aliran transisi biasanya paling sulit untuk di amati. Menurut
French 1985, nilai bilangan Reynolds antara lima ratus sampai dua belas
ribu lima ratus ( 500< Re < 12, 500 ).
Adapun persamaan untuk menghitung nilai bilangan Reynolds adalah,
sebagai berikut:
Re = 𝑉 .𝐿
𝑣 .................................................................................................... (1)
Keterangan:
Re = bilangan Reynolds
V = kecepatan aliran (m/dtk)
L = panjang karakteristik aliran (m)
v = viskositas/kekentalan kinematis (m2/dtk)
28
Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir bisa berupa cairan atau
gas.Fluida menhgubah bentuknya dengan mudah, sedangkan viskositas
fluida merupaka ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap deformasi atau
perubahan bentuk.Viskositas dipengaruhi oleh temperature, tekanan,
kohesi dan laju perpindahan momentum molekulnya.
d. Aliran kritis, subkritis dan superkritis
Aliran dikatakan kritis apabila kecepatan aliran sama dengan
kecepatan gelombang grafitasi dengan amplitudo kecil. Gelombang
grafitasi dapat dibangkitkan dengan merubah kedalaman.Jika kecepatan
aliran lebih kecil daripada kecepatan kritis, maka alirannya disebut
subkritis, sedangkan jika kecepatan aliran lebih besar daripada kecepatan
kritis, maka alirannya disebut superkritis. Apabila yang dipertimbangkan -
adalah besarnya perbandingan antara gaya-gaya kelembaman dan gaya-
gaya gravitasi maka aliran dapat dibagi menjadi:
Gambar 3. Pola Penjalaran Gelombang di saluran Terbuka
29
1) Aliran kritis apabila angka FR = 1, berarti gaya-gaya kelembamam dan
gaya gravitasi seimbang dan aliran disebut dalam keadaan aliran kritis.
2) Aliran subkritis apabila angka FR < 1, berarti gaya gravitasi menjadi
dominan dan aliran dalam keadaan aliran subkritis.
3) Aliran superkritis apabila angka FR > 1, maka gaya gravitasi menjadi
dominan dan aliran dalam keadaan aliran subkritis.
Parameter tidak berdimensi yang membedakan tipe aliran tersebut
adalah angka Froude (FR ) yaitu angka perbandingan antara gaya
kelembaman dan gaya grafitasi:
Fr = 𝑉
g h .................................................................................................... (2)
Pada aliran terbuka biasanya digunakan kedalaman hidraulis D ,
sehingga F dapat ditulis sebagai :
Fr = V / gD ............................................................................................... (3)
Fr = Q
gA
b
A .................................................................................................... (4)
Dimana:
Fr = angka Froude
V = kecepatan rata-rata aliran (m/det)
h = kedalaman hidrolis saluran (m)
30
g = gaya grafitasi (m/det2)
D. Penampang Saluran
Geometri atau penampang saluran (channel section) adalah tegak
lurus terhadap arah aliran, sedangkan penampang vertikal saluran (vertical
channel section) adalah suatu penampang melalui titik terbawah atau
terendah dari penampang saluran. Unsur-unsur geometri atau penampang
pada saluran terbuka berbentuk segi empat, adalah sebagai berikut:
a) Tinggi Jagaan Saluran (W)
Tinggi jagaan saluran (W) adalah tinggi saluran mulai dari
permukaan air sampai tanggul. Adapun persamaan dari tinggi jagaan
saluran, yaitu :
W = 0,3 + 0,25 h ....................................................................................... (5)
Keterangan :
W = tinggi jagaan saluran (m)
h = kedalaman hidrolis saluran (m)
b) Luas Penampang Melintang (A)
Luas penampang melintang (A) adalah luas cairan yang dipotong
oleh penampang melintang dan tegak lurus pada arah aliran. Adapun
persamaannya, yaitu:
31
A = b × h ................................................................................................... (6)
Keterangan :
A = luas penampang basah saluran (m2)
b = lebar dasar saluran (m)
h = kedalaman hidrolis saluran (m)
c) Keliling Basah (P)
Keliling basah saluran (P) adalah panjang dan sisi-sisi sampai
permukaan cairan. Adapun persamaan dari keliling basah saluran, yaitu:
P = b + 2h ................................................................................................. (7)
Keterangan:
P = keliling basah saluran (m)
b = lebar dasar saluran (m)
h = kedalaman hidrolis saluran (m)
d) Jari-jari Hidrolis (R)
Jari-jari hidrolis (R) adalah perbandingan luas penampang melintang
dan keliling basah. Adapun persamaan jari-jari hidrolis, yaitu:
R =𝐴
𝑃 .......................................................................................................... (8)
Keterangan :
R = jari-jari hidrolis saluran (m)
32
A = luas penampang basah saluran (m2)
P = keliling basah saluran (m)
e) Lebar Dasar (b)
Lebar dasar (b) adalah lebar permukaan air bagian bawah atau
dasar saluran. Adapun persamaan lebar dasar saluran, yaitu :
b = n × h .................................................................................................. (9)
Keterangan :
b = lebar dasar saluran (m)
h = kedalaman hidrolis saluran (m)
n = koefisien kekasaran Manning dasar saluran
f) Kedalaman Hidrolis Saluran (h)
Kedalam hidrolis saluran (h) adalah perbandingan luas penampang
melintang dan lebar dasar saluran. Adapun persamaan kedalaman hidrolis
saluran, adalah sebagai berikut :
h = A
b ....................................................................................................... (10)
Keterangan :
33
h = kedalaman hidrolis saluran (m)
A = luas penampang basah saluran (m2)
b = lebar dasar saluran (m)
E. Parameter Hidrolis Kecepatan dan Debit
Pada saluran terbuka, parameter hidrolis atau kriteria, patokan dan
tolak ukur aliran slauran sangat tidak teratur baik terhadap ruang maupun
waktu. Adapun parameter hidrolis saluran terbuka diantaranya
adalahdistribusi kecepatan, kecepatan alira, debit aliran, pembendungan
dan sebagainya.
1. Distribusi Kecepatan
Dengan adanya suatu permukaan bebas dan gesekan disepanjang
dinding saluran, maka kecepatan aliran dalam saluran tidak terbagi merata
dalam penampang saluran.Distribusi kecepatan aliran juga tergantung
pada bentuk saluran, kekasaran dan kondisi kelurusan saluran. Kecepatan
maksimum dalam saluran biasa umumnya terjadi di bawah permukaan
bebas sedalam 0,05 sampai 0,25 kedalamannya (Karnisah Iin, 2010).
2. Kecepatan Aliran
Pengukuran debit saluran dikatakan secara tidak langsung apabila
kecepatan alirannya tidak diukur langsung, akan tetapi dihitung
34
berdasarkan rumus hidraulis debit dengan rumus Manning, Chezy dan
Darcy Weisbach. Pada sungai-sungai yang besar, penggunaan alat ukur
yang diterapkan di laboratorium menjadi tidak praktis dan pengukuran
debit dilakukan dengan suatu alat pengukur kecepatan aliran yang disebut
pengukur arus (current meter). (Cahya Yuni. S. D, 2012)
Rumus-rumus empiris yang digunakan untuk menghitung kecepatan
aliran, yaitu sebagai berikur:
a) Persamaan Chezy
Zat cair yang mengalir melalui saluran terbuka akna menimbulkan
geser atau tahanan pada dinding saluran. Tahanan ini akan diimbangi oleh
komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran.
Adapun persamaan Chezy dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan
sebagai berikut:
v = C . R ............................................................................................... (11)
Keterangan :
v = kecepatan pengaliran (m/dtk)
C = koefisien angka saluran
s = slope atau kemiringan dasar saluran
R = jari-jari hidrolis (m)
b) Persamaan Darcy Weisbach
35
Adapun persamaan Darcy Weisbach dapat dinyatakan dalam bentuk
persamaan sebagai berikut:
h = 1
λ 8 g R .......................................................................................... (12)
Keterangan :
v = kecepatan pengaliran (m/dtk)
g = percepatan gravitasi (m/dtk2)
s = slope atau kemiringan dasar saluran
R = jari-jari hidrolis (m)
λ = faktor gesekan wie
c) Persamaan Manning-Gaukler-Strickler (MGS)
Persamaan Manning-Gaukler-Strickler (MGS) paling sering
digunakan untuk menghitung kecepatan aliran pada saluran terbuka,
adapun rumus Manning-Gaukler-Strickler (MGS) dapat dinyatakan dalam
bentuk persamaan sebagai berikut:
V = 1
n ×R2/3 × S1/3 ...................................................................................... (13)
Keterangan :
v = kecepatan aliran penampang (m/dtk)
s = slope atau kemiringan dasar saluran
R = jari-jari hidrolis (m)
36
n = koefisien kekasaran Manning dasar saluran
3. Debit Aliran
Debit aliran (Q) adalah laju aliran air dalam bentuk volume air yang
melewati suatu penampang melintang saluran per satuan waktu. Dalam
sistem Satuan Internasional (SI) besarnya debit dinyatakan dalam satuan
meter kubik per detik (m3/dtk). Dalam laporan teknik, debit aliran biasanya
ditunjukkan dalam bentuk hidrograf aliran (Yudah G.S, 2014).
Adapun persamaan umum untuk menghitung debit aliran yang
melewati suatu saluran, yaitu:
Q = A × V ................................................................................................ (14)
Keterangan :
Q = debit aliran (m3/dtk)
A = luas keliling basah penampang (m2)
V = kecepatan aliran (m/dtk)
F. Pelimpah
1. Umum
Menurut Gandakoesoema dalam bukunya yang berjudul Hidrolika
tahun 1983, menyatakan bahwa pelimpahan itu dapat dipandang sebagai
37
lubang persegi yang sisi atasnya terbuka.Pelimpah biasanya mempunyai
bentuk siku.Bagian bawah dinamai ambang, bagian pinggir dinamai sisi,
dan jarak datar antara sisi-sisi disebut panjangnya dari pelimpahan.
Pelimpah yang paling umum di pergunakan yaitu pelimpah terbuka
dengan ambang tetap.Fungsi dari pelimpah untuk penuntun dan pengarah
saluran, pengatur kapasitas aliran (debit), untuk kelancaran dari
saluranpengatur, untuk mereduksi energi yang terdapat dalam
saluran.Pelimpah adalah suatu kenaikan dari dasar suatu saluran terbuka
yaitu pada bendung atau ambang, datum yang berada pada dasar saluran.
Berdasarkan bentuk elevasi muka air di hilir ambang pelimpah
dapat dibedakan :
a) Pelimpah sempurna
Pelimpah sempurna apabila muka air pada bagian hilir lebih rendah
daripada ambang.
b) Pelimpah tak sempurna
Pelimpah tidak sempurna apabila muka air pada bagian hilir lebih
tinggi dari pada ambang.
2. Bentuk Mercu Pelimpah
38
Di Indonesia pada umumnya digunakan dua tipe mercu untuk
bendung pelimpah yaitu tipe Ogee dan tipe bulat.
Gambar 4. Bentuk-bentuk Mercu Pelimpah (Sub-Direktorat Perencanaan Teknis, Direktorat Irigasi I, Dirjend. Pengairan DPU, 1986)
Kedua bentuk mercu tersebut dapat dipakai baik untuk konstruksi
beton maupun pasangan batu atau bentuk kombinasi dari keduanya.
Kemiringan maksimum muka bendung bagian hilir yang dibicarakan
disini kemiringan 1 dibanding 1 batas bendung dengan muka hilir vertikal
mungkin menguntungkan jika bahan pondasinya dibuat dari batu keras
dan tidak diperlukan kolam olak.Dalam hal ini kavitasi dan aerasi tirai
luapan harus diperhitungkan dengan baik.
a. Mercu Ogee
Mercu ogee berbentuk tirai luapan bawah dari bendung ambang
tajam aerasi. Oleh karena itu mercu ini tidak akan memberikan tekanan
subatmosfir pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air
39
pada debit rencana. Untuk debit yang lebih rendah, air akan memberikan
tekanan kebawah pada mercu (Salomo Simanjuntak: 2009).
Gambar 5. Bentuk-bentuk bendung mercu Ogee (U.S Army Corps of Engineer, Waterways Experimental station)
Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee dipakai persamaan
dari buku kriteria perencanaan 02:
𝑋1,810 = 1,939 ℎ𝑑0,810𝑦 ........................................................................ (15)
Dimana x dan y adalah koordinat-koordinat permukaan hilir dan hd
adalah tinggi energi rencana di atas mercu. Harga-harga K dan n adalah
parameter.Harga-harga ini bergantung kepada kecepatan dan kemiringan
permukaan belakang.
40
Tabel 1.Koordinat tirai luapan diatas muka tegak pelimpah lengkung (Mercu Ogee)
y/Hd
x/HD H/HD = 0,5 H/HD =1,0 H/Hd = 1,33
-1,0
-0,6
-0,2
0
0,4
0,8
1,8
-0,49
-0,475
-0,425
-0,371
-0,20
0,075
1,269
-0,933
-0,933
-0,821
-0,755
-0,586
-0,320
0,857
-1,21
-1,21
-0,106
-1,00
-0,821
-0,22
0,531
(Sumber: Salomo Simanjuntak: 2009)
Tabel berikut menyajikan harga-harga K dan n untuk berbagai
kemiringan hilir dan kecepatan pendekatan yang rendah.
Tabel 2. Harga-harga K dan n
Kemiringan permukaan hilir K N
41
Vertikal
3: 1
3 : 2
1 : 1
2,000
1,936
1,939
1,873
1,850
1,836
1,810
1,776
(Sumber: Hafidh Farisi: 2014)
b. Mercu Bulat
Bendung dengan mercu bulat memiliki harga koefisien debit yang
jauh lebih tinggi (44%) dibandingkan dengan koefisien bendung ambang
lebar. Pada sungai ini akan banyak memberikan keuntungan karena
bangunan ini akan mengurangi tinggi muka air hulu selama banjir.
Tekanan pada mercu bulat adalah fungsi perbandingan antara H1
dan r (H1/r).Untuk bendung dengan jari-jari (R2), jari-jari yang akan
digunakan untuk menentukan harga koefisien debit untuk menghindari
bahaya kavasitas lokal, tekanan minimum pada mercu bendung harus
dibatasi sampai 4m tekanan air jika mercu terbuat dari beton.
G. Persamaan Debit Bentuk Mercu Ogee (Lengkung)
Karena profil pelimpah lengkung diperoleh dari profil tirai luapan
bawah di atas bendung puncak tajam, hubungan debit yang sama dengan
42
bentuk bendung akan berlaku sama dalam hal pelimpah (Salomo
Simanjuntak: 2009).
Pada studi kali ini digunakan mercu pelimpah Ogee Tipe 1 (Tipe
tegak).
Gambar 6. Profil Ambang Tegak (Sumber: Chow, 1997: 330)
Bentuk pelimpah dihitung berdasarkan metode yang disusun oleh
The United State Army Corps of Engineers yang dinyatakan berdasar
lengkung Harrold (Chow 1997: 330), sebagai berikut :
𝑋𝑛 = 𝐾 . 𝐻𝑑𝑛−1 .𝑌 ........................................................................... (16)
Keterangan:
X, Y = koordinat profil mercu dengan titik awal pada titik tertinggi mercu
Hd = tinggi tekan rancangan tanpa tinggi kecepatan dari aliran yang masuk
K, n = parameter yang tergantung pada kemiringan muka pelimpah bagian
hulu.
43
H. Pengukuran Debit
Teknik pengukuran debit aliran langsung di lapangan pada dasarnya
dapat dilakukan melalui empat katagori (Gordon et al.,1992):
1. Pengukuran volume air sungai
2. Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan
menentukan luas penampang melintang sungai.
3. Pengukuran debit dengan menggunakan bahan kimia ( pewarna)
yang dialirkan dalam aliran sungai (substance tracing method).
4. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukuran debit
seperti weir ( aliran air lambat) atau flume ( aliran cepat).
Pada katagori pengukuran debit yang kedua, yaitu pengukuran debit
dengan bantuan alat ukur current meter atau sering dikenal sebagai
pengukuran debit melalui pendekatan velocity-area method yang paling
banyak digunakan dan berlaku untuk kebanyakan aliran sungai. Current
meter berupa alat yang berbentuk propeller dihubungkan dengan kotak
pencatat (monitor yang akan mencatat jumlah putaran selama propeller
tersebut berada dalam air) kemudian dimasukan ke dalam sungai yang
akan diukur kecepatan alirannya.Bagian ekor alat tersebut yang berbentuk
seperti sirip akan berputar karena gerakan lairan air sunagi.Kecepatan
lairan air akan ditentukan dengan jumlah putaran per detik yang kemudian
44
dihitung akan disajikan dalam monitor kecepatan rata-rata aliran air
selama selang waktu tetentu. Pengukuran dilakukan dengan membagi
kedalaman sungai menjadi beberapa bagian dengan leber permukaan yang
berbeda.Kecepatan aliran sungai pada setiap bagian diukur sesuai dengan
kedalaman.Ketentuan pengukurannya disajikan dalam tabel berikut.
Kedalaman (m) Pengamatan
Kecepatan rata-rata Kecepatan
0 - 0.6 0.6d =V0.6d
0.6 - 3.0 0.2d =0.5 (V0.2d + V 0.8d)
0.8d
3.0 - 6.0
0.2d =
0.6d
0.8d
>6
s =
0.2d
0.6d
0.8d
b
Dimana d adalah kedalaman sungai Setelah kecepatan aliran
sungai dan luasnya didapatkan, debit aliran sungai dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan matematis berikut.
𝑄 = 8
15∙ 𝐶𝑑 ∙ 𝑡𝑎𝑛
𝜃
2∙ ℎ
5
2 ∙ 2 ∙ 𝑔……………………………………………. (17)
45
Gambar 7. Parameter Energi (Robert J.K. : 2002)
I. Skala Model
1. Umum
Menurut Bambang Triatmojo:2011, skala model dalam bidang
hidrodinamik atau yang lebih dikenal dengan nama “Hidrolika Model”
merupakan eksperimen mekanika fluida yang ditujukan untuk
menyelesaikan problem-problem hidrolik dalam rekayasa praktis. Hal ini
karena air mudah didapat dan mempunyai banyak keuntungan
dibandingkan dengan fluida-fluida lainnya.
Dalam merencanakan skala model ada beberapa kondisi yang harus
dipenuhi, yaitu antara lain:
a) Skala model harus disimulasi secara akurat, model harus mereproduksi
dengan tepat fenomena alam yang distudi .
46
b) Skala model harus sensitif, sensitivitas skala model harus disesuaikan
dengan kebutuhan yang diinginkan dalam mereproduksi proses alam
yang diamati.
c) Skala model harus ekonomis, model yang terbaik bukanlah model yang
terbesar, tetapi skala model yang juga memperhitungkan pertimbangan
ekonomi.
2. Jenis Model
Menurut jurnal Suprijanto (2013), secara umum pengertian model
adalah suatu untuk menciptakan suatu replika atau tiruan dari suatu
fenomena atau peristiwa alam. Ada tiga jenis model yaitu model fisik,
model analogi dan model matematik.
1) Model fisik
Pada model fisik replika atau tiruan tersebut dilaksanakan dengan
menirukan domain atau ruang atau daerah dimana fenomena atau
peristiwa alam itu terjadi.Tiruan domain ini dapat lebih besar atau lebih
kecil dibandingkan dengan domain aslinya di lapangan atau
alam.Kecocokan dari model ini tergantung dari seberapa mungkin
kesebangunan (geometris, kinematis dan dinamis) di alam dapat ditirukan
47
dalam model. Contoh: model bendung, model bangunan pelimpah, model
karburator.
2) Model analogi
Pada model analogi replika atau tiruan tersebut dilaksanakan
dengan menganalogikan fenomena/peristiwa/alam dengan fenomenan
atau peristiwa alam yang lain untuk kemudian dibuat model fisiknya.
Misalnya peristiwa aliran tanah dibawah bendung ditirukan dengan model
yang menggunakan arus listrik.
3) Model matematik
Pada model matematik replika atau tiruan tersebut dilaksanakan
dengan mendeskripsikan fenomena atau peristiwa alam dengan satu set
persamaan. Kecocokan model terhadap fenomena atau peristiwa alamnya
tergantung dari ketepatan simulasi persamaan matematis dalam
mendeskripsikan fenomena atau peristiwa alam yang ditirukan.
J. Peredam energi
Aliran di atas bendung di sungai dapat menunjukkan berbagai
perilaku di sebelah bendung akibat kedalaman air yang ada hr gambar 4.15
menyajikan kemungkinan-kemungkinan yang terjadi dari pola di atas
bendung.
48
Kasus A menujukkan aliran tenggelam yang menimbulkan sedikit
saja gangguan di permukaan berupa timbulnya gelombang. Kasus B
menunjukkan loncatan tenggelam yang lebih diakibatkan oleh kedalaman
air hilir yang lebih besar, daripada oleh kedalaman konjugasi. Kasus C
adalah keadaan loncat air dimana kedalaman air dihilir sama dengan
kedalaman konjugasi loncar air tersebut. Kasus D terjadi apabila
kedalaman air hilir kurang dari kedalaman konjugasi; dalam hal ini
loncatan akan bergerak ke hilir.
Gambar 8. Peredam energi (sumber : KP-02 Hal. 54)
Semua tahap ini bisa terjadi di bagian hilir bendung yang di bangun di sungai.
Kasus D adalah keadaan yang tidak boleh terjadi, karena loncatan air akan menghempas
bagian sungai yang tak terlindungi dan umumnya menyebabkan penggerusan luas.
Untuk menetukan debit yang akan memberikan keadaan terbaik untuk
peredaman energi, semua debit harus di cek dengan muka air dihilirnya. Jika degradasi
mungkin terjadi, maka harus dibuat perhitungan dengan muka air hilir terendah yang
49
mungkin terjadi untuk mencek apakah degradasi mungkin terjadi. Degradasi harus dicek
jika:
a) Bendung dibangun pada sodetan (kopur)
b) Sungai itu sungai aluvial dan bahan tanah yang dilalui rawan terhadap erosi
c) Terdapat waduk di hulu bangunan.
Bila degradasi sangat mungkin terjadi, tetapi tidak ada data pasti yang tersedia
maka harga sembarang degradasi 2m harus digunakan dalam perencanaan kolam
olak.Dalam hal ini kita harus berhati-hati untuk memberikan kemungkinan pelaksanaan
guna memperbaiki degradasi di masa mendatang yang ternyata melebihi perkiraan
semula.
Gambar 9. Metode perencanaan kolam loncat air (Sumber : KP – 02 Hal. 55)
Gambar 9 memberikan penjelasan mengenai metode perencanaan. Dari grafik q
VS H1dan tinggi jatuh 2, kecepatan (v1) awal loncatan dapat ditemukan dari :
𝑉₁ = 2𝑔(1/2𝐻₁ + 𝑧) ………………………………………………...(18)
Di mana : V1 = Kecepatan awal loncatan, m/dt
d = Percepatan gravitasi, m/dt2(9,81)
H1 = Tinggi energi di atas ambang, m
Z = Tinggi jatuh, m
50
Dengan q = v1 y1dan rumus untuk kedalaman konjugasi dalam loncatan air
adalah :
𝑦2
𝑦𝑢=
1
2 ( 1 + 8 𝐹𝑟² − 1 ) … .. ………………………………………………..(19)
Dimana :𝐹𝑟 = 𝑉₁
𝑔.𝑦𝑢
Dimana : y2= Kedalaman air di atas ambang ujung, (m)
yu= Kedalaman air diawal loncat air, (m)
Fr = Bilangan Froude
V1 = Kecepatan awal loncatan, (m/dt)
g =Percepatan grafitasi, m/dt2 (9,81)
Panjang kolam loncat air dibelakang potongan U (Gambar 4.17) biasanya kurang
dari panjang bebas loncatan tersebut karena adanya ambang ujung (end sill).Ambang
yang berfungsi untuk memantapkan aliran ini umumnya ditempatkan pada jarak.
Lj= 5 (n + y2) ………………………………………………………………..(20)
dimana : Lj = Panjang Kolam, (m)
n = Tinggi ambang ujung, (m)
y2 = Kedalaman air di atas ambang (m)
51
K. Buffle Block
Buffle Block adalah berupa kotak kubus, balok penghalang atau blok-blok beton
buatan dengan ukuran dan volume tertentu yang di gunakan antara lain sebagai
tambahan peredam energi di hlir bendung dan berfungsi pula sebagai lapisan untuk
mengurangi kedalaman gerusan setempat dan untuk melindungi dasar kolam olak
bendung. Pemasangan Buffle block bersifat mereduksi momentum aliran, yang akan
menurunkan kecepatan setelah terjadi loncatan air.
52
Gambar 10. Pemasangan Buffle Block (Hubert Chanson 2014)
Beberapa penelitian yang pernah di lakukan berkaitan dengan pemasangan
Buffle block sebagai pemecah energi di kolam olak diantaranya. Melakukan penelitian
dan menyimpulkan bahwa pemasangan Buffle Block yang berbeda akan menghasilkan
panjang kolam olak yang berbeda pula. Sedangkan pada model pelimpah yang tidak
memakai buffle block loncatan dihasilkan lebih panjang dibanding model yang memakai
buffle block. (Agnes, (1999),)
Memiliki 4 macam kolam olak yaitu sebagai berikut :
Tipe bucket
Tipe schoklitch
Tipe USBR
Tipe vlughter
a. Tipe Kolam Olak Bucket
Pada umumnya kolam olak Bucket ini hampir sama dengan kolam olak tipe
Vlughter, namun lebih baik penggunannya pada daerah yang sangat kokoh dan
kuat. Konstruksi lantai kolam olak Bucket ini lebih aman terhadap daerah banjir
53
yang membawa batu-batu.Solid Bucket Kolam olak Solid Bucket digunakan bila
loncatan air membawa material/batubatuyang dianggap menghancurkan lantai
ruang olak, maka kolam olak dibuatagak melingkar sampai pada bagian cut off. Tipe
kolam olak yang akan direncana disebelah hilir bangunanbergantung pada energi
air yang masuk, yang dinyatakan dengan bilangan Froude, dan pada bahan
konstruksi kolam olak. Ada tipe kolam olak sebagai peredam energi kolam
b. Tipe scohoklitch
Berdasarkan eksperimen bentuk hidrolis kolam olak dipengaruhi oleh faktor-faktor
sebagai berikut Tinggi muka air udik di atas mercu Perbedaan tinggi antara garis
tinggi (energi) air udik mercu dengan muka air di hilir mercu.Kolam olak tipe ini
memiliki sifat yang sama dengan tipe Vlughter dan dipakai apabila harga R atau D
pada tipe Vlughter terlalu besar sehingga pengalian untuk lantai kolam olakan
beserta koperannya terlalu dalam.
c. Tipe USBR
Berdasarkan bilangan Froude, kolam olak dikelompokkan sebagai berikut (Dirjen
Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1986) :
Untuk Fr ≤ 1,7 tidak diperlukan kolam olak. Pada saluran tanah bagian hilir harus
dilindungi dari bahaya erosi.
Bila 1,7 < Fr ≤ 2,5 maka kolam olak diperlukan untuk meredam energi secara efektif.
Kolam olak dengan ambang ujung mampu bekerja dengan baik.
Jika 2,5 < Fr ≤ 4,5 maka loncatan air tidak terbentuk dan loncatan menimbulkan
gelombang sampai jarak yang jauh di saluran. Kolam olak yang digunakan
untukmenimbulkan turbulensi (olakan) yakni tipe USBR tipe IV
54
Untuk Fr ≥ 4,5 merupakan kolam olak yang paling ekonomis, karena kolam ini.
pendek. Kolam olak yang sesuai adalah USBR tipe III.
d. Tipe vlughter
Bentuk hidrolisnya merupakan pertemuan suatu penampang lurus yangmerupakan
suatu pematan energi yang diakibatkan oleh jatuhan langsung karenaaliran air.
Menurut Vlughter bentuk dan hidrolis ruang olak dipengaruhi oleh :
1. Tinggi muka air udik di atas mercu = H
2. Perbedaan muka air udik dan di hilir = Z
Kolam olak jenis ini digunakan pada tanah dasar aluvial dengan sungai yang tidak
banyak membawa batu-batu besar. Dalamnya lantai ruang olakan dari puncak
mercu tidak lebih dalam dari 8 meter atau perbedaan muka air di udik dan hilir
tidak lebih dari 4,5 meter.
olak tipe USBR ( United state biro reclamation)bentuk tersebut sebagai berikut :
Kolam olak tipe USBR I
Kolam olak tipe USBR II
Kolam olak tipe USBR III
Kolam olak tipe USBR IV
a. Kolam olak USBR I, kolam yang terbentuk oleh loncatan hidraulik yang terjadi
pada lantai dasar. Tipe ini biasanya tidak praktis karena terlalu panjang dan dipakai
untuk bilangan Froude 1 ( Fr = 2,5 - 4,5)
55
Gambar 11.Kolam Olak Tipe USBR I(Sosdarsono & Takeda 1997 )
b. Kolam olak USBR II, dikembangkan untuk kolam olak yang banyak digunakan
pada bendungan tinggi, bendungan urug tanah dan struktur - struktur saluran besar.
Kolam olak dilengkapi dengan blok -blok di ujung hulu dan ambang bergigi di ujung
hilir. Panjang kolam olak dapat diperoleh dari kurva yang dibuat oleh biro tersebut.
Peredam Energi USBR II dapat dipakai pada bilangan Froude lebih besar atau sama
dengan 4,5 ( Fr > 4,5 ), dengan catatan percepatan vi 16 m/dt untuk menghindari
kavitasi.
Gambar 12. Kolam Olak Tipe USBR 2 (Sosdarsono & Takeda 1997)
c. Kolam olak USBR III, pada hakekatnya prinsip kerja dari kolam olakan ini sangat
mirip dengan sistem dari kolam olakan USBR II akan tetapi lebih sesuai untuk
mengalirkan air dengan tekanan hydrostatis yang rendah dan debit yang akan kecil
(Q < 1,85 m3/det, V > 15 m/det, tekanan hidrostatis < 60 m dan angka froude > 4,5).
Untuk mengurangi panjang kolam olakan, biasanya dibuatkan didi pemencar aliran
ditepi udik dasar kolam, gigi penghadang aliran (gigi benturan) pada kolam olakan.
56
Kolam olakan ini biasanya untuk bangunan pelimpah pada bendungan urugan yang
rendah.
Gambar 13. Kolam Olak Tipe USBR III (Sosdarsono & Takeda 1997 )
d. Kolam olak USBR IV, dirancang untuk mengatasi persoalan pada loncatan
hidrolis yang berisolasi. Kolam olak ini hanya dapat digunakan untuk
penampangpersegi panjang. Kolam olak USBR IV dipakai untuk bilangan Froude 2,5
sampai 4,5.
Gambar 14. Kolam Olak Tipe IV (Sosdarsono & Takeda 1997)
57
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
1. Umum
Tahap-tahap yang sistematis runtut dan saling berkesinambungan
disusun untuk memperoleh hasil yang maksimal serta untuk menghindari
timbulnya kesulitan yang mungkin terjadi pada saat penelitian.
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.
2. Tempat penelitian
Tempat penelitian ini dilakukan di Laboratorium Sungai Teknik Sipil
Pengairan Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Waktu Penelitian
Penelitian ini direncanakan selama 3 bulan, dimana bulan (1)
pertama dan (2) kedua merupakan kajian literature mengenai karakteristik
aliran pada saluran terbuka dan melakukan desain alat kemudian
dilanjutkan dengan running, selanjutnya pada bulan (3) ketiga kami
melakukan pengambilan dan analisis data.
58
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data
1 Jenis penelitian
Metode penelitian ini digunakan dalam penelitian adalah
eksperimental laboratorium dengan model simulasi, dimana kondisi
tersebut dibuat dan diatur sendiri oleh peneliti dengan mengacup ada
literature yang berkaitan dengan judul penelitian.
C. Alat dan Bahan Yang Digunakan
1) Alat yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut:
a. Alat tulis
b. kamera
c. Stopwatch
d. Gergaji
e. Cutter
f. Current meter
g. Meteran
h. Alkon
2) Bahan yang digunakan pada percobaan penelitian ini adalah :
a. Kayu
b. Tripleks
c. Fiber glass
d. Silicon
59
e. Air tawar
f. Pipa
g. Pasir
D. Desain Penelitian
Penelitian di desain dengan model laboratorium. Adapun
pelaksanaannya sebagai berikut :
1. Uji lab menggunakan flume
2. Sirkulasi aliran menggunakan pompa alkon
3. Menggunakan bak penampungan yang dilengkapi dengan bak
penenang aliran
Desain model percobaan.
Gambar 15. Saluran Umum
39
Pompa Pipa Penghisap
Bak Penampungan
Air
Bak Penyaring
Tanah/Pasir
Bak Penampungan
Pintu Thompson Mercu Ogee Tipe III
Peredam Energi
Pipa Pengantar
Bak Penenang Kedua
Bak Penenang
Pertama
200
232
162
59
162 162
76
Kolam Olak USBR III
60
Gambar 16. Denah Saluran
Gambar 17. Potongan A-A Saluran
E. Metode Pengambilan Data
Pengambilan data dalam penelitian ini dilakukan pada dua kondisi.
kondisi pertama adalah pada saat running dan kondisi kedua pada saat
setelah running. Pada saat running dilakukan pengukuran kecepatan
aliran pada setiap section pengamatan. Sedangkan kondisi setelah
running dilakukan pengukuran kedalam gerusan dihilir peredam energi.
F. Metode Analisis Data
Data dari hasil penelitian kemudian diolah sesuai tujuan sasaran
penelitian. Data yang diolah adalah data yang relevan yang dapat
mendukung dalam hasil penelitian, antara lain :
39
Bak Penenang Pertama
232
162
59
A A
36,3
804,2
4,2
3
61
1. Perhitungan debit aliran (Q)
Untuk menghitung debit aliran digunakan persamaan :
𝑄 = 𝐴 × 𝑉
2. Perhitungan angka Froude (Fr)
Untuk menghitung angka Froude digunakan persamaan :
𝐹𝑟 =𝑣
𝑔ℎ
3. Perhitungan angka Reynold (Re)
Untuk menghitung angka Reynold digunakan persamaan :
𝑅𝑒 = 4 𝑣 𝑅 /ϑ
4. Menghitungregimaliran
Untuk menghitung besar energy spesifikdi gunakan persamaan
:𝐸 =𝑣2
2𝑔
Untuk menghitung besar kehilangan energy digunakan persamaan :
∆𝐸 = 𝐸1 − 𝐸2 = 𝑦2 − 𝑦1
2
4 𝑦1𝑦2
Untuk menghitung loncatan hidraulik (Lj) digunakan persamaan
𝐿𝑗 = 5 𝑛 − 𝑦2
62
G. Variabel Yang Diteliti
Dalam penelitian ini di gunakan dua jenis variabel, yaitu variabel
bebas dan variabel terikat, variabel yang digunakan dalam penelitian ini,
yaitu:
1) Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variable yang mempengaruhi atau yang
menjadi sebab terjadinya perubahan atau timbulnya variabel terikat
(dependem). Dinamakan sebagai variabel bebas dalam mempengaruhi
variabel lain (Aditya Setyawan, 2011). Dalam penelitian ini variabel bebas
yang digunakan, yaitu:
a) Buffle Block
b) Debit Q (cm³/det)
c) Waktu (T)
d) Kedalaman Gerusan (D)
2) Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variabel yang di pengaruhi atau yang
menjadi akibat karena adanya variabel bebas. (Aditya Setyawan, 2011).
Dalam penelitian ini variabel terikat yang di gunakan, yaitu:
a) Kecepatan aliran, v (m/det)
b) Tinggi muka air, (m)
c) Energi spesifik
d) Karakteristik aliran
63
H. Prosedur Penelitian
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian adalah
sebagai berikut :
A. Prosedur perhitungan panjang peredam energi:
1. Melakukan running awal yaitu running sebelum pengambilan data
dengn sudut bukaan stop kran 90
2. Setelah air mengalir normal, tinggu muka air y2 dan yu diukur
3. Y2 di ukur pada ujung hilir peredam
4. Yu diukur pada perpotongan terjunan dengan ujung hulu peredam
energi
5. Nilai ukur yu dipergunakan menghitung nilai n (tinggi buffle block)
6. Nilai ukur y2 dipergunakn untuk menghitung panjang peredam energi
(Lj)
7. Setelah didapat nilai n dan Lj, kemudian dilakukan pembuatan
model peredam berdasarkn hasil analisis.
B. Susunlah prosedur penelitian di Bagian prosedur
1. Prosedur kalibarasi debit yaitu:
Sebelum dilakukan perhitungan panjang peredam dan dimemsi
biffle block terlebih dahulu dilakukan kalibrasi debit. Yaitu
melakukan penyesuaian pengukuran debit sesuai putaran stop kran
30, 60 dn 90. Prosedur kalibrasi adalah:
64
- Menghidupkan pompa air
- Membuka stop kran sesuai sudut putaran yang telah ditentukan.
- setelah air mengalir normal kemudian dilakukan pengukuran debit
dengan cara menuangkan air kedalam ember sampai batas yg
ditentukan.
- Menghitung waktu pada saat pengukuran ke dalam ember sampai batas
air yg telah ditentukan.
- Mengulang pengukuran hingga tiga kali
- Nilai pengukuran di rata ratakan
- Dengan cara yang sama, demikian pula pengukuran pada bukaan 60
dan 90.
- Dilakukan perhitungan nilai cd
- Dibuat grafik hubungan cd dengn H dan grafik hubungan H dengan Q.
C. Prosedur running pengambilan data:
Running pengambilan data dilakukan masing masing tiga variasi
yaitu: variasi tanpa buffle block, formasi buffle block lurus dan formasi
buffle block zigzag. Tiga variasi ini masing masing diberikan tiga perlakuan
yaitu setiap variasi diberi perlakuan aliran Q1, Q2 dan Q3. Setiap
perlakuan aliran dilakukan pengamatan pada durasi waktu 5 menit, 10
menit dan 15 menit. Prosedur pengambilan data sebagai berikut:
1. Pilih variasi yang diinginkan
2. Gelar sedimen kemudian dipadatkan
65
3. Sedimen disiram hingga jenuh air
4. Pompa on
5, Pilih aliran Q1
6. Lakukan pengukuran y2 di hilir peredam hingga 3 kali
7. Pada durasi waktu 5 menit
8, Pompa air di off
9. Lakukan pengamatan dan pencatatan data
10. Ulang prosedur no 2 sampai no. 9 sampai selesai pembacaan ke
durasi waktu 15 menit
11. Lanjut ke variasi berikutnya.
66
I. Flow Chart Penelitian
Kalibrasi debit
Mulai
Persiapanalatdanbahan
Membuat model: - Pelimpahogee 1 - Buffle Block - Kolamolak USBR tipe III
Variasi buffle block Zigzag
Variasi buffle block Lurus
Simulasi Percobaan
Variasi tanpa Buffle Block
Analisis data
Pembahasan
Selesai
Pengamatan dan pengambilan data: Running Q1==> ukur v ==>Stop running pengamatan sedimen
tergerus Running Q2==> ukur v ==>Stop running pengamatan sedimen
tergerus Running Q3==> ukur v ==> stop running pengamatan sedimen
tergerus
Setiap percobaan menggelar sedimen di hilir peredam energi sebelum running
Running
Hasil akhir
Data Hasil: - Kecepatanaliran
- Kedalaman Titikgerusan
Studi literatur
67
Tabel4.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running tes
Q1
Jarak Kedalaman
Q1
Waktu
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 2.9 3 3
18 T9 2.7 2.8 3
20 T10 2.5 2.7 2.9
22 T11 2.1 2.4 2.8
24 T12 1.4 2.1 2.6
26 T13 0.8 1.4 2.1
28 T14 0.3 0.9 1.3
30 T15 0 0.4 0.8
32 T16 0 0 0.2
34 T17 0 0 0
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 17. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm).
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50ked
alam
an g
eru
san
(cm
)
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
Tabel 5.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running tes
Q2
Jarak (cm)
Titik gerusan
Q2
Waktu (menit)
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 3 3 3
18 T9 3 3 3
20 T10 3 3 3
22 T11 3 3 3
24 T12 2,8 3 3
26 T13 2,4 2,6 2,9
28 T14 1,8 2,1 2,6
30 T15 1,4 1,6 2,1
32 T16 0,8 1,2 1,6
34 T17 0,4 0,6 1,1
36 T18 0 0,2 0,6
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 18.Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm).
Pada gambar 18. Menunjukkan pengaruh hubungan kedalaman
gerusan dengan jarak zona tergerus pada variasi tanpa buffle block
dengan bukaan aliran Q2. Pada bangunan peluncur lurus untuk durasi
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40 50
ked
alam
an g
eru
san
(cm
)
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
waktu 5 menit kedalaman gerusan 2,17 cm/menit, durasi waktu 10 menit
kedalaman gerusan 2,25 cm/menit, waktu 15 menit kedalaman gerusan
2,38 cm/menit.
Pada gambar 18. Menunjukkan semakin lama air mengalir, maka
semakin besar terjadinya gerusan pada dasar saluran.
Tabel 6.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running tes
Q3
Jarak(cm) Titik gerusan
Q3
Waktu(menit)
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3 6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 3 3 3
18 T9 3 3 3
20 T10 3 3 3
22 T11 3 3 3
24 T12 3 3 3
26 T13 3 3 3
32 T16 0,9 1,5 1,5
34 T17 0,5 0,7 0,7
36 T18 0,2 0,4 0,4
38 T19 0 0,1 0,1
40 T20 0 0 0
Gambar 19.Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm).
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40 50ked
alam
an g
eru
san
(c
m)
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
Pada gambar 19. Pengaruh hubungan bukaan aliran90⁰ terhadap
kedalaman gerusan peluncur lurus formasi waktu di variasikan. pada
bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 5 menit kedalaman
gerusan 2,20 cm/menit, waktu 10 menit kedalaman gerusan 2,39
cm/menit, waktu 15 menit kedalaman gerusan 2,48 cm/menit.
Pada gambar 19. Menunjukkan semakin lama air mengalir, maka
semakin besar terjadinya gerusan pada dasar saluran.
Pada gambar 20. Pengaruh hubungan bukaan aliran 30⁰ terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 10 menit formasi tanpa buffle block yang
divariasikan. pada bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 10
menit kedalaman gerusan 1,89 cm/menit, buffle block lurus untuk formasi
waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,31 cm/menit, buffle block zigzag
untuk formasi waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,13 cm/menit.
Pada gambar 20. Menunjukkan perbandingan kedalaman gerusan
pada tiap model buffle block. Menggunakan buffle block zigzag lebih
mengurangi kedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu 1,13
cm/menit.
87
Tabel 7.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running
durasi 5 menit
Jarak (cm)
Titik gerusan
Q1
Tanpa Buffle Block
Variasi Lurus
Variasi Zigzag
5 5 5
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 2,9
6 T3 3 3 2,6
8 T4 3 3 2,1
10 T5 3 2,9 1,5
12 T6 3 2,4 1
14 T7 3 1,5 0,8
16 T8 2,9 1 0,5
18 T9 2,7 0,7 0,3
20 T10 2,5 0,5 0,1
22 T11 2,1 0,3 0
24 T12 1,4 0,2 0
26 T13 0,8 0 0
28 T14 0,3 0 0
30 T15 0 0 0
32 T16 0 0 0
34 T17 0 0 0
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 20. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus
dalam waktu 5 menit.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
Ds
(cm
)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Variasi Lurus
Buffle Block Variasi Zigzag
87
Tabel 8.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running
durasi 10 menit
Jarak Kedalaman
Q1
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
10 10 10
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 2.9
10 T5 3 3 2.6
12 T6 3 2.9 2.1
14 T7 3 2.4 1.5
16 T8 3 1.5 1
18 T9 2.8 1 0.8
20 T10 2.7 0.7 0.5
22 T11 2.4 0.5 0.3
24 T12 2.1 0.3 0.1
26 T13 1.4 0.2 0
28 T14 0.9 0 0
30 T15 0.4 0 0
32 T16 0 0 0
34 T17 0 0 0
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 21. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus
dalam waktu 10 menit
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
Ds
(cm
)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
87
Pada gambar 21. Pengaruh hubungan bukaan aliran 60⁰ terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 5 menit formasi tanpa buffle block yang
divariasikan. pada bangunan buffle block untuk formasi waktu 5 menit
kedalaman gerusan 2,17 cm/menit, buffle block lurus untuk formasi waktu
5 menit kedalaman gerusan 1,60 cm/menit, buffle block zigzag untuk
formasi waktu 5 menit kedalaman gerusan 1,38 cm/menit.
Pada gambar 21. Menunjukkan perbandingan kedalaman gerusan
pada tiap model buffle block. Menggunakan buffle block zigzag lebih
mengurangikedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu 1,38
cm/menit.
Pada gambar 22. Pengaruh hubungan bukaan aliran 30⁰ terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 15 menit formasi buffle block yang
divariasikan. pada bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 15
menit kedalaman gerusan 2,03 cm/menit, buffle block lurus untuk formasi
waktu 15 menit kedalaman gerusan 1,45 cm/menit, buffle block zigzag
untuk formasi waktu 15 menit kedalaman gerusan 1,27 cm/menit.
Pada gambar 22. Menunjukkan perbandingan kedalaman gerusan
pada tiap model peluncur. Menggunakan buffle block zigzag lebih
mengurangi kedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu 1,27
cm/menit.
87
Tabel 12.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running
durasi 15 menit
Jarak Kedalaman
Q1
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
15 15 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 2.9
10 T5 3 3 2.8
12 T6 3 3 2.6
14 T7 3 2.9 2.1
16 T8 3 2.4 1.5
18 T9 3 1.5 1
20 T10 2.9 1 0.8
22 T11 2.8 0.7 0.5
24 T12 2.6 0.5 0.3
26 T13 2.1 0.3 0.1
28 T14 1.3 0.2 0
30 T15 0.8 0 0
32 T16 0.2 0 0
34 T17 0 0 0
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 22. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam
waktu 15 menit
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
Ds
(cm
)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
87
a. Running Tes Buffle Block Variasi Lurus
Berdasarkan tabel hasil penelitian yang didapatkan maka dapat
dibuat tabel hubungan bukaan stop kran dengan kedalaman gerusan
dalam waktu yang telah ditentukan yang diperlihatkan pada tabel berikut
ini.
Tabel 13. Hubungan buffle block variasi lurus terhadap gerusan pada running tes Q2
Jarak kedalaman
Q2
Waktu
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 3 3 3
18 T9 3 3 3
20 T10 3 3 3
22 T11 3 3 3
24 T12 2.8 3 3
26 T13 2.4 2.6 2.9
28 T14 1.8 2.1 2.6
30 T15 1.4 1.6 2.1
32 T16 0.8 1.2 1.6
34 T17 0.4 0.6 1.1
36 T18 0 0.2 0.6
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
87
Gambar 24. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm).
Pada gambar 24. Pengaruh hubungan bukaan aliran 30⁰ terhadap
kedalaman gerusan variasi lurus formasi waktu di variasikan. pada
bangunan buffle block variasi lurus untuk formasi waktu 5 menit
kedalaman gerusan 1,17 cm/menit, waktu 10 menit kedalaman gerusan
1,31 cm/menit, waktu 15 menit kedalaman gerusan 1,45 cm/menit.
Pada gambar 24. Menunjukkan semakin lama air mengalir, maka
semakin besar terjadinya gerusan pada dasar saluran.
Pada gambar 25. Pengaruh bukaan aliran 60⁰ terhadap kedalaman
gerusan variasi lurus formasi waktu di variasikan. Pada bangunan buffle
block variasi lurus untuk formasi waktu 5 menit kedalaman gerusan 1,60
cm/menit, waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,75 cm/menit, waktu 15
menit kedalaman gerusan 1,89 cm/menit.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
ked
alam
an g
eru
san
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
Tabel 14. Hubungan buffle block variasi lurus terhadap gerusan pada
running tes Q2
jarak kedalaman
Q2
Waktu
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 3 2.7 3
18 T9 2.7 2.1 3
20 T10 2.1 1.7 2.7
22 T11 1.7 1.3 2.1
24 T12 1.3 0.8 1.7
26 T13 0.8 0.5 1.3
28 T14 0.5 0.4 0.8
30 T15 0.4 0.2 0.5
32 T16 0.2 0 0.4
34 T17 0 0 0.2
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 25. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm). Pada gambar 25. Menunjukkan semakin lama air mengalir, maka
semakin besar terjadinya gerusan pada dasar saluran.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
ked
alam
an g
eru
san
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
Tabel 15. Hubungan buffle block variasi lurus terhadap gerusan pada
running tes Q2
jarak kedalaman
60˚
waktu
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 3 2.7 3
18 T9 2.7 2.1 3
20 T10 2.1 1.7 2.7
22 T11 1.7 1.3 2.1
24 T12 1.3 0.8 1.7
26 T13 0.8 0.5 1.3
28 T14 0.5 0.4 0.8
30 T15 0.4 0.2 0.5
32 T16 0 0 0.4
34 T17 0 0 0.2
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 26 Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm).
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
ked
alam
an g
eru
san
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
Pada gambar 26. Pengaruh hubungan bukaan aliran90⁰ terhadap
kedalaman gerusan variasi lurus formasi waktu di variasikan. Pada
bangunan buffle block variasi lurus untuk formasi waktu 5 menit
kedalaman gerusan 2,07 cm/menit, waktu 10 menit kedalaman gerusan
2,25 cm/menit, waktu 15 menit kedalaman gerusan 2,35 cm/menit.
Pada gambar 26. Menunjukkan semakin lama air mengalir, maka
semakin besar terjadinya gerusan pada dasar saluran.
Tabel 16.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running
durasi 5 menit
Jarak Kedalaman
Q2
tanpa buffle block
buffle block variasi lurus
buffle block variasi zigzag
5 5 5
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 2.9
12 T6 3 3 2.4
14 T7 3 3 2
16 T8 3 2.7 1.8
18 T9 3 2.1 1.5
20 T10 3 1.7 1.2
22 T11 3 1.3 1
24 T12 2.8 0.8 0.8
26 T13 2.4 0.5 0.4
28 T14 1.8 0.4 0
30 T15 1.4 0.2 0
32 T16 0.8 0 0
34 T17 0.4 0 0
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
87
Gambar 27. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus
dalam waktu 5 menit.
Pada gambar 27. Pengaruh hubungan bukaan aliran 60⁰ terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 10 menit formasi variasi lurus yang
divariasikan. pada bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 10
menit kedalaman gerusan 2,25 cm/menit, buffle block lurus untuk formasi
waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,75 cm/menit, buffle block zigzag
untuk formasi waktu 17 menit kedalaman gerusan 1,52 cm/menit.
Pada gambar 29. Menunjukkan perbandingan kedalaman gerusan
pada tiap model peluncur. Menggunakan buffle block zigzag lebih
mengurangi kedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu 1,52
cm/menit.
Pada gambar 28. Pengaruh hubungan bukaan aliran 60⁰ terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 10 menit formasi buffle block yang
divariasikan. pada bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 10
menit kedalaman gerusan 2,25 cm/menit, buffle block lurus untuk formasi
waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,75 cm/menit, buffle block zigzag
untuk formasi waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,52 cm/menit.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
Ds
(cm
)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
87
Tabel 17.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running
durasi 10 menit
Jarak Kedalama
n
Q2
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
10 10 10
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 2.9
14 T7 3 3 2.4
16 T8 3 3 2
18 T9 3 2.7 1.8
20 T10 3 2.1 1.5
22 T11 3 1.7 1.2
24 T12 3 1.3 1
26 T13 2.6 0.8 0.8
28 T14 2.1 0.5 0.4
30 T15 1.6 0.4 0
32 T16 1.2 0.2 0
34 T17 0.6 0 0
36 T18 0.2 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 28. Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running
durasi 5 menit Pada gambar 28. Menunjukkan perbandingan kedalaman gerusan
pada tiap model buffle block. Menggunakan buffle block zigzag lebih
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40 50
Ds
(cm
)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
87
mengurangi kedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu 1,52
cm/menit.
Tabel 18.Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running
durasi 10 menit
Jarak Kedalaman
Q2
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
15 15 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 2.9
16 T8 3 3 2.4
18 T9 3 3 2
20 T10 3 2.7 1.8
22 T11 3 2.1 1.5
24 T12 3 1.7 1.2
26 T13 2.9 1.3 1
28 T14 2.6 0.8 0.8
30 T15 2.1 0.5 0.4
32 T16 1.6 0.4 0
34 T17 1.1 0.2 0
36 T18 0.6 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar29. Hubungan Tanpa buffle block terhadap gerusan pada running
durasi 15 menit.
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40 50
Ds
(cm
)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
87
Pada gambar 29. Pengaruh hubungan bukaan aliran 60⁰ terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 15 menit formasi peluncur yang
divariasikan. pada bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 15
menit kedalaman gerusan 2,38 cm/menit, buffle blocklurus untuk formasi
waktu 15 menit kedalaman gerusan 1,89 cm/menit, buffle blockzigzag
untuk formasi waktu 15 menit kedalaman gerusan 1,67 cm/menit.
Pada gambar 29. Di atas menunjukkan perbandingan kedalaman
gerusan pada tiap model buffle block. Menggunakan buffle block zigzag
lebih mengurangi kedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu
1,67 cm/menit.
b. Running Tes Buffle Block Variasi Zigzag
Berdasarkan tabel hasil penelitian yang didapatkan maka dapat
dibuat tabel hubungan bukaan stop kran dengan kedalaman gerusan
dalam waktu yang telah ditentukan yang diperlihatkan pada tabel berikut
ini.
Pada gambar 30. Pengaruh hubungan bukaan aliran 30⁰ terhadap
kedalaman gerusan buffle block formasi waktu di variasikan. Pada
bangunan buffle block untuk formasi waktu 5 menit kedalaman gerusan
0,85 cm/menit, waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,13 cm/menit, waktu
15 menit kedalaman gerusan 1,27 cm/menit.
87
Tabel 19. Hubungan buffle block variasi lurus terhadap gerusan pada
running tes Q3
Jarak Kedalaman
Q1
Waktu
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 2.9 3 3
6 T3 2.6 3 3
8 T4 2.1 2.9 2.9
10 T5 1.5 2.6 2.8
12 T6 1 2.1 2.6
14 T7 0.8 1.5 2.1
16 T8 0.5 1 1.5
18 T9 0.3 0.8 1
20 T10 0.1 0.5 0.8
22 T11 0 0.3 0.5
24 T12 0 0.1 0.3
26 T13 0 0 0.1
28 T14 0 0 0
30 T15 0 0 0
32 T16 0 0 0
34 T17 0 0 0
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar30. Grafik hubungan Jarak vs Kedalaman Gerusan (cm).
Pada gambar 30. Menunjukkan semakin lama air mengalir, maka
semakin besar terjadinya gerusan pada dasar saluran.
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40 50ked
alam
an g
eru
san
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
Tabel 20. Hubungan buffle block variasi lurus terhadap gerusan pada
running tes Q3
jarak kedalaman
Q2
waktu
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 2.9 3 3
12 T6 2.4 2.9 3
14 T7 2 2.4 2.9
16 T8 1.8 2 2.4
18 T9 1.5 1.8 2
20 T10 1.2 1.5 1.8
22 T11 1 1.2 1.5
24 T12 0.8 1 1.2
26 T13 0.4 0.8 1
28 T14 0 0.4 0.8
30 T15 0 0 0.4
32 T16 0 0 0
34 T17 0 0 0
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
Gambar 31. Grafik hubungan bukaan aliran 30⁰ vs kedalaman gerusan (cm)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
ked
alam
an g
eru
san
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
Pada gambar31. Pengaruh hubungan putaran stop crant 60⁰
terhadap kedalaman gerusan buffle block formasi waktu di variasikan.
Pada bangunan buffle block untuk formasi waktu 5 menit kedalaman
gerusan 1,38 cm/menit, waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,52
cm/menit, waktu 15 menit kedalaman gerusan 1,67 cm/menit.
Pada gambar 31. Menunjukkan semakin lama air mengalir, maka
semakin besar terjadinya gerusan pada dasar saluran.
Tabel 21. Hubungan buffle block variasi lurus terhadap gerusan pada running tes Q3
jarak kedalaman
Q3
waktu
5 10 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 2.9 3 3
18 T9 2.6 2.9 3
20 T10 2.3 2.6 2.9
22 T11 2 2.3 2.6
24 T12 1.5 2 2.3
26 T13 0.8 1.5 2
28 T14 0.3 0.8 1.5
30 T15 0 0.3 0.8
32 T16 0 0 0.3
34 T17 0 0 0
36 T18 0 0 0
38 T19 0 0 0
87
jarak kedalaman
Q3
waktu
5 10 15
40 T20 0 0 0
Gambar32. Grafik hubungan bukaan aliran 30⁰ vs kedalaman gerusan (cm)
Pada gambar 32. Pengaruh hubungan bukaan aliran 90⁰ terhadap
kedalaman gerusan buffle blockformasi waktu di variasikan. Pada
bangunan buffle blockuntuk formasi waktu 5 menit kedalaman gerusan
1,73 cm/menit, waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,88 cm/menit, waktu
15 menit kedalaman gerusan 2,02 cm/menit.
Pada gambar 32. Menunjukkan semakin lama air mengalir, maka
semakin besar terjadinya gerusan pada dasar saluran.
Pada gambar 33. Pengaruh hubungan bukaan aliran Q3 terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 5 menit formasi peluncur yang
divariasikan. Pada bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 5
menit kedalaman gerusan 2,27 cm/menit, buffle block lurus untuk formasi
00.5
11.5
22.5
33.5
0 10 20 30 40 50
ked
alam
an g
eru
san
(cm
)
jarak (cm)
5 menit
10 menit
15 menit
87
waktu 5 menit kedalaman gerusan 2,07 cm/menit, buffle block zigzag
untuk formasi waktu 5 menit kedalaman gerusan 1,73 cm/menit.
Tabel 22. Kedalaman gerusan yang terjadi pada bukaan aliran Q3 dalam
waktu 5 menit.
Jarak Kedalaman
Q3
tanpa buffle block
buffle block lurus
buffle block zigzag
5 5 5
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 3 3 2.9
18 T9 3 3 2.6
20 T10 3 3 2.3
22 T11 3 2.8 2
24 T12 3 2.4 1.5
26 T13 3 1.8 0.8
28 T14 2.5 1.3 0.3
30 T15 1.6 1.1 0
32 T16 0.9 0.7 0
34 T17 0.5 0.3 0
36 T18 0.2 0.1 0
38 T19 0 0 0
40 T20 0 0 0
87
Gambar33. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus
dalam waktu 5 menitpada bukaaan aliran Q3.
Pada gambar 33. Menunjukkan perbandingan kedalaman gerusan
pada tiap model peluncur. menggunakan buffle block zigzag lebih
mengurangi kedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu 1,73
cm/menit.
Tabel 23. Kedalaman gerusan yang terjadi pada bukaan aliran Q3 dalam waktu 10 menit.
Jarak Kedalaman
Q3
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
10 10 10
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 3 3 3
18 T9 3 3 2.9
20 T10 3 3 2.6
22 T11 3 3 2.3
24 T12 2.9 3 2
26 T13 2.5 3 1.5
28 T14 1.9 3 0.8
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
Ked
alam
an (
cm)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
87
Jarak Kedalaman
Q3
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
10 10 10
30 T15 1.4 2.4 0.3
32 T16 1.2 1.5 0
34 T17 0.8 0.7 0
36 T18 0.4 0.4 0
38 T19 0.1 0.1 0
40 T20 0 0 0
Gambar 34. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam waktu 10 menitpada bukaaan aliran Q3.
Pada gambar 34. Pengaruh hubungan bukaan aliranQ3 terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 10 menit formasi buffle block yang
divariasikan. Pada bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 10
menit kedalaman gerusan 2,39 cm/menit, buffle block lurus untuk formasi
waktu 10 menit kedalaman gerusan 2,25 cm/menit, buffle block zigzag
untuk formasi waktu 10 menit kedalaman gerusan 1,88 cm/menit.
Pada gambar 34. Menunjukkan perbandingan kedalaman gerusan
pada tiap model buffle block. Menggunakan buffle blockzigzag lebih
mengurangi kedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu 1,88
cm/menit.
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40 50
Ked
alam
an (
cm)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
87
Pada gambar 35. Pengaruh hubungan bukaan aliran 90⁰ terhadap
kedalaman gerusan dalam waktu 15 menit formasi buffle block yang
divariasikan. Pada bangunan tanpa buffle block untuk formasi waktu 15
menit kedalaman gerusan 2,76 cm/menit, buffle block lurus untuk formasi
waktu 15 menit kedalaman gerusan 2,49 cm/menit, buffle block zigzag
untuk formasi waktu 15 menit kedalaman gerusan 2,35 cm/menit.
Tabel 24. Kedalaman gerusan yang terjadi pada bukaan aliran Q3 dalam waktu 15 menit.
Jarak Kedalaman
Q3
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
15 15 15
0 T0 3 3 3
2 T1 3 3 3
4 T2 3 3 3
6 T3 3 3 3
8 T4 3 3 3
10 T5 3 3 3
12 T6 3 3 3
14 T7 3 3 3
16 T8 3 3 3
18 T9 3 3 3
20 T10 3 3 3
22 T11 3 3 3
24 T12 3 3 3
26 T13 3 2.8 2.8
28 T14 3 2.4 2.4
30 T15 2.8 1.8 1.8
32 T16 2.2 1.3 1.3
34 T17 1.2 1.1 1.1
36 T18 0.7 0.7 0.7
38 T19 0.2 0.2 0.2
40 T20 0 0 0
87
Gambar 35. Hubungan kedalaman gerusan dengan jarak tergerus dalam waktu 15 menitpada bukaaan aliran Q3.
Pada gambar 35. Di atas menunjukkan perbandingan kedalaman
gerusan pada tiap model peluncur. Menggunakan buffle block zigzag lebih
mengurangi kedalaman gerusan yang terjadi di dasar saluran yaitu 2,35
cm/menit.
A. Pembahasan
1. Pengaruh variasi bangunan Buffle block
Bahwa aliran yang melewati saluran bangunan peluncur itu
karakteristik alirannya super kritis. Maka berdasarkan gambar hasil
simulasi yang telah saya lakukan menunjukan bahwa aliran yang terjadi
adalah super kritis.
Berdasarkan hasil analisis dapat diketahui bahwa pembahasan
tentang pengaruh variasi buffle block dan putaran stop kran yang
berbeda-beda menunjukkan pengaruh yang signifikan.
Dari tiga perlakuan yang diberikan, masing-masing dilakukan uji
kinerja dengan tiga variasi bangunan, pertama bangunan tanpa buffle
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
Ked
alam
an (
cm)
jarak (cm)
Tanpa Buffle Block
Buffle Block Lurus
Buffle Block Zigzag
87
block, uji kinerja kedua adalah bangunan buffle block lurus, uji kinerja
yang ketiga adalah bangunan buffle block zigzag.
Dari ketiga perlakuan tersebut memperlihatkan hasil bahwa
kedalaman gerusan maximum terjadi pada kinerja tanpa buffle block, .
setelah dianalisis memperlihatkan hasil bahwa bangunan buffle
blockzigzag efektif digunakan untuk mengurangi kedalaman gerusan yang
terjadi di dasar saluran dibandingkan dengan saluran lurus. Pada variasi
bangunan tanpa bukaan stop kran 90⁰ kedalaman gerusan paling besar
yaitu 2,75 cm/menit.
2. Pengaruh variasi waktu
Berdasarkan hasil analisis dapat diketahui bahwa pembahasan
tentang pengaruh variasi buffle block dan waktu yang berbeda-beda
menunjukkan pengaruh yang signifikan.
Dari tiga perlakuan yang diberikan, masing-masing dilakukan uji
kinerja dengan tiga variasi waktu, pertama 5 menit, kedua 10 menit, dan
ketiga 15 menit.
Dari ketiga perlakuan tersebut memperlihatkan hasil bahwa
kedalaman gerusan maximum terjadi pada kinerja tanpa buffle block di
waktu 15 menit dan kedalaman gerusan minimum di waktu 5 menit.
Setelah dianalisis memperlihatkan hasil dengan menvariasi waktu
pengaliran dan peluncur dapat berpengaruh mengurangi kedalaman
87
gerusan yang terjadi yaitu waktu 5 menit pada variasi zigzag kedalaman
gerusan yaitu 1,13 cm/menit.
87
BAB V
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Berdasarkan tujuan penelitian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada bangunan tanpa buffle block angka kedalaman gerusan tertinggi
dari pada bangunan buffle block variasi lurus dan variasi zigzag.
Kedalaman gerusan pada bangunan tanpa buffle block terjadi pada
bukaan 90o 2,76 cm/menit dengan durasi waktu pengaliran 15 menit,
pada bangunan buffle block variasi lurus terjadi pada bukaan 90o 2,49
cm/menit dengan durasi waktu pengaliran 15 menit dan buffle block
variasi zigzag terjadi pada bukaan aliran 90o 2,35 cm/menit dengan
durasi waktu pengaliran 15 menit.
2. Pada bangunan tanpa buffle block karakteristik yang terjadi aliran
super kritis dan alirannya transisi, sedangkan pada buffle block lurus
dan buffle block zigzag karakteristik yang terjadi aliran sub kritis dan
alirannya turbulen.
87
B. SARAN
Dari pengamatan penelitian ini penulis memberikan saran untuk
penelitian lebih lanjut, yaitu :
1. Diperlukan modifikasi alat untuk mempermudah pembuatan model
Saluran.
2. Pada penelitian selanjutnya perlu dilakukan penelitian menggunakan
pompa air air yang memiliki kapasitas debit yang besar, agar terdapat
variasi debit yang lebih banyak.
87
B. Analisis Hasil
a. Perhitungan Bilangan Froude tanpa buffle blocok
Tabel. Perhitungan bilangan Froude (Fr) untuk pemasangan peredam USBR III pada tanpa buffle block
Notasi waktu
(t) kedalaman
Lebar Dasar
kecepatan Luas keliling jari-jari Bilangan
Debit menit rata-rata Saluran aliran penampang basah hidrolis froude keterangan
(y) m (b) m (v) m/det (A) m2 (P) m ( R) m (Fr)
Q1
5 0.017 0.39 0.50 0.0048 0.429 0.011 1.208 super kritis
10 0.019 0.39 0.50 0.0048 0.432 0.011 1.162 super kritis
15 0.020 0.39 0.50 0.0048 0.435 0.011 1.120 super kritis
Q2
5 0.022 0.39 0.60 0.0063 0.439 0.014 1.301 super kritis
10 0.023 0.39 0.50 0.0075 0.440 0.017 1.064 super kritis
15 0.024 0.39 0.60 0.0063 0.443 0.014 1.243 super kritis
Q3
5 0.023 0.39 0.70 0.0061 0.441 0.014 1.484 super kritis
10 0.024 0.39 0.70 0.0061 0.443 0.014 1.448 super kritis
15 0.024 0.39 0.80 0.0053 0.443 0.012 1.655 super kritis
Gambar 27. Desain Tanpa Buffle Block
b. Tabel. Perhitungan bilangan Froude (fr) untuk pemasangan peredam USBR III pada buffle block variasi lurus
Notasi waktu
(t) kedalaman
Lebar Dasar
kecepatan Luas keliling jari-jari Bilangan
Debit menit rata-rata Saluran aliran penampang basah hidrolis froude keterangan
(y) m (b) m (v) m/det (A) m2 (P) m ( R) m (Fr)
Q1
5 0.01 0.39 0.20 0.0120 0.416 0.029 0.591 sub kritis
10 0.01 0.39 0.20 0.0120 0.419 0.029 0.558 sub kritis
15 0.01 0.39 0.10 0.0241 0.422 0.057 0.265 sub kritis
Q2
5 0.02 0.39 0.30 0.0126 0.426 0.029 0.756 sub kritis
10 0.02 0.39 0.20 0.0188 0.429 0.044 0.483 sub kritis
15 0.02 0.39 0.20 0.0188 0.432 0.044 0.465 sub kritis
Q3 5 0.02 0.39 0.40 0.0107 0.436 0.024 0.888 sub kritis
10 0.02 0.39 0.40 0.0107 0.440 0.024 0.852 sub kritis
Tanpa Buffle Block
y1=14
y2=2,5
36,6
yu=3
87
15 0.02 0.39 0.40 0.0107 0.442 0.024 0.834 sub kritis
Gambar 28. Desain Buffle Block Sejajar
Tabel. Perhitungan bilangan Froude (fr) untuk pemasangan peredam USBR III pada buffle block variasi zigzag
Notasi waktu
(t) kedalaman
Lebar Dasar
kecepatan Luas keliling jari-jari Bilangan
Debit menit rata-rata Saluran aliran penampang basah hidrolis froude keterangan
(y) m (b) m (v) m/det (A) m2 (P) m ( R) m (Fr)
Q1
5 0.008 0.39 0.01 0.2407 0.409 0.589 0.035 sub kritis
10 0.011 0.39 0.01 0.2407 0.415 0.580 0.030 sub kritis
15 0.013 0.39 0.02 0.1204 0.418 0.288 0.057 sub kritis
Q2
5 0.014 0.39 0.03 0.1255 0.421 0.298 0.082 sub kritis
10 0.015 0.39 0.02 0.1883 0.424 0.444 0.052 sub kritis
15 0.017 0.39 0.03 0.1255 0.427 0.294 0.074 sub kritis
Q3
5 0.017 0.39 0.03 0.1422 0.429 0.332 0.073 sub kritis
10 0.019 0.39 0.03 0.1422 0.432 0.329 0.070 sub kritis
15 0.020 0.39 0.04 0.1067 0.435 0.245 0.090 sub kritis
Buffle Block Sejajar
y1=13,6
y2=2
yu=3
36,6
39
87
Gambar 29. Desain Buffle Block Zigza
Buffle Block Zigzag
y1=13,4
y2=1,5
yu=3
36,6
39