analisa hidrolika

7/22/2019 ANALISA HIDROLIKA

1/37

1

MODUL AJAR

ANALISA HIDROLIKA TERAPAN UNTUK

PERENCANAAN DRAINASE JALAN RAYA

Nama Kelompok : Ziadi Ketua Kelompok

Miranda

Randi Muharir

Muamar Khadafi

Mutawakkal

Adi Muliani

TM. iqbal

DEPARTEMEN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

POLITEKNIK NEGERI LHOKSUMAWE

2013/2014


2/37

2

1.PENDAHULUAN

1.1. SIFAT SIFAT FLUIDA

Mekanika fluida dan hidrolika adalah salah satu cabang ilmu mekanika

terapan yang mempelajari sifat-sifat fluida,baik dalam keadaan diam dan

bergerak.dalam pengembangan prinsip prinsip mekanika fluida,bebrapa sifat fluida

berperan dalam prinsip prinsi aturan,yang lainya hanya aturan aturan minor atau tidak

mempengaruhi sama sekali.dalam statika fluida,berat merupakan sifat yang penting

tetapi dalam aliran fluida dimana sifat yang kuat adalah rapat massa (densitas) dan

kekentalan (viscousitas).

Apabila terjadi kondisi tertekan maka prinsip termodinamika harus

diperhitungkan.tekanan uap menjadi penting ketika tekanan negative terjadi dan

tegangan permukaan mempengaruhi kondisi statis dn aliran dalam saluran kecil.

1.2 DEFINISI DARI FLUIDA

Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan selalu mengikuti bentuk dari

saluran pembawanya.ketika dalam persamaan fluida tidak dapat menahan gaya

tangensial atau gaya gesek.seluruh fluida mempunyai sedikit kemampuan untui

dimampatkan dan dapat menghilangkan sedikit tahanan dengan merubah bentuk.

Fluida dapat dibagi menjadi cairan dan gas.dimana perbedaan antara cairan

dan gas adalah (a) cairan secara praktis tidak dapat dimampatkan,sedangkan gas

dapat dimampatkan dan selalu harus diperlakukan demikian dan (b) cairan memakai

volume tertentu dan mempunyai permukaan bebas,sedangkan suatu massa gas akan

mengembang sampai gas tersebut memenuhi seluruh ruangan yang ditempatinya.

1.3 KERAPATAN MASSA (MASS DENSITY) ()

Kerapatan massa dari substansi merupakan massa dari setiap unit volume

substansi.


3/37

3

Untuk cairan dimana rapat massanya dapat diambil untuk perubahan praktis dari

tekanan. Kerapatan massa dari air adalah sebesar 1000 kg/

pada

C.

1.4 KEKENTALAN FLUID (VISCOSITY)

Kekentalan dari fluida adalah merupakan sifat yang menggambarkan besarnya

tahanan terhadap gaya gesek.kekentalan terutama akibat interaksi antara molekul

fluida.

Seperti yang dapat dilihat dari gambar,terdapat dua plat paralel yang besar dengan

jarak antar kedua plat tersebut yang sangat kecil yaitu sebesar y,ruang antara plat

terisi oleh fluida.pada plat yang terletak di atas bekerja gaya F yang konstan dan

bergerak dengan kecepatan konstan sebesar U.

Fluida yang menempel dngan plat bagian atas akan menempel dengan plat tersebut

dan mulai bergerak dengan kecepatan U,dan fluida yang menempel dengan plat yang

dibagian bawah mempunyai kecepatan nol.jika besar y dan kecepatan U tidak terlalu

besar,gradient kecepatan akan berupa garis lurus.

U F

V y

dy dV

Percobaan pembuktian bahwa besarnya gaya F bervariasi dalam daerah tersebut

plat,dengan kecepatan U,dan berlawanan dengan jarak y,karena segitiga yang

sebangun,u/y = dv/dy, didapat :

Foc =A

atau

oc


4/37

4

Dimana =F/A = gaya geser. Jika konstanta proporsional (mu),disebut viskositas

absolute (viskositas dinamik),maka;

= atau =

satuan dari adalah Pa.det,karena

= Pa.det fluida yang mengikutipersamaan ini disebut fluida newton.

Terdapat koefisien viskositas lainya,yaitu koefisien viskositas kinematik yang

didefinisikan sebagai,koefisien viskositas kinematik (nu) =

=

satuan dari adalah ,

=

=

satuan viskositas dalam cgs sering dalam poises dan stokes atau kadang kadang

dalam saybolt detik apabila didapat dari viscosimeter.dimana 1 poise = 1

dyne.sec/= 0,1 N.det/, 1 stoke sebanding dengan 1 /det.1.5 PERSAMAAN KONSERVASI ENERGI

Dalam perhitungan analitsis dan fisika yang didasarkan pada prinsip dan

konsep,dimana sering digunakan hukum gerak Newton,konservasi massa,energy dan

momentum.

Bentuk konservasi energy yang paling sering digunakan dalam hidrolika adalah

persamaan Bernoulli.

Untuk aliran tergantung pada koordinat ruang dan tidak tergantung dengan

waktu dapat dikatakan masanya terkonvervasi.aliran yang tidak berubah dengan

waktu disebut aliran steady dan jika hanya satu koordinat ruang yang dipakai oleh


5/37

5

aliran disebut aliran steady (tunak) dan jika hanya satu koordinat ruang yang dipakai

oleh aliran disebut aliran satu dimensi.persamaan Bernoulli yang biasa dipakai ini

Sebagai berikut ini : y ++

Dimana : y = Head elevasi (elevation head)

P/= Head tekanan (pressure head)/2g = Head kecepatan (velocity head)

Jumlah dari y + P/disebut piezometrik ata head hidrolik dan jumlah;y+ P/+/2g adalah head total atau Head stagnasi.Garis yang menggambarkan head hidrolik disebut hydraulic grade line (HGL) dan

garis yang menggambarkan total head disebut energy grade line (EGL).

Gambar 1.1

Faktor yang juga sering dimasukan pada persamaan Bernoulli adalah

(Head loss)

dan head pompa ().Dalam reservoir atau badan air lainya dimana kecepatan aliranya menjadi nol,maka

persamaan Bernoulli menjadi :

Sehingga + /=+ /- = - ( P = -


6/37

6

Persamaan ini yang biasa dikenal sebagai persamaan untuk sttika fluida;

P = .hKonversi energy per unit berat menjadi daya (power) dapat dilakukan bagi pompa

dan turbin.

2.DASAR DASAR HIDROLIKA DAN RUMUS RUMUS ALIRAN

2.1 DASAR HIDROLIKA

Mempelajari hal hal yang berkaitan dengan gerakan aliran air seperti ;debit,

kecepatan,percepatan ,kekasaran,gesekan,kekentalan,grafitasi kondisi aliran,energy

aliran dan lain lain.

2.1.1 SALURAN TERBUKA

Saluran terbuka adalah bentuk saluran yang sisi bagian atasnya terbuka ke

atmoser. Pergerakan pada saluran terbuka disebabkan oleh gaya grafitasi,dan

umumnya mempunyai daya hidrostatis yang terdistribusi dan selalu turbulen.

2.1.2 SALURAN TERTUTUP


7/37

7

Saluran tertutup adalah saluran yang seluruh sisisnya ditutup tidak ada kontak

langsung dengan tekanan atmosfer tetapi hanya dengan tekanan hidrolis.

Sesi berikut memperkenalkan konsep dasar dari saluran terbuka dengan aliran dalam

saluran tertutup.pembahasan tentang rumus rumus berikut dipergunakan untuk

menggambarkan kondisi aliran stasioner (tetap/seragam)dan intasioner (tidak tetap /

tidak seragam ),energy aliran dan efek backwater dalam saluran terbuka (chow 1959)

2.2 PERSAMAAN ALIRAN DALAM SALURAN TERBUKA

Kecepatan aliran dalam saluran terbuka dalam praktek sehari harinya

dilakukan dengan menggunakan persamaan persamaan empiris hasil

percobaan.persamaan persamaan yang penting bagi saluran terbuka ini yaitu:

1.Cersamaan Chezy

Oleh seorang insinyur perancis Antoine chezy pada tahun 1769 yang dikenal

dengan persamaan persamaan chezy

V = C

Dimana : C = Koefisien resisten Chezy

S = Kemiringan dari garis energy gradient (m/m)

Dengan catatan bahwa aliran harus uniform S,harus sama dengan kemiringn dasar

saluran.

2.Persamaan Stricker

V = . . = ..


8/37

8

C= .3.Persamaan Manning

Persamaan berikut oleh Robert Manning ,seorang insinyur inggris tahun

1889 :

V =. .

Dimana : C = Koefisien dari de CHezy

= Koefisien dari Strickler = Persamaan Maning ini dapat dipecahkan dengan menggunakan nomogram

yang dikenal dengan Manning nomogram (gambar -1)

Persamaan Manning adalah dalam formula metric,bandingkan persamaan Manning

dengan Chezy sehingga didapat :

C =

Untuk menghitung kapasitas aliran kalikan persamaan Manning dengan luas

penampang saluran sehingga diperoleh

Q =AS

Dimana : Q = debit aliran /sA = luas penampang aliran

n =koefisien kekasaran manning

kecepatan aliran ditentukan oleh radius hydraulic dan tidak tergantung oleh bentuk

dari profile saluran.


9/37

9

2.3 PERSAMAAN ALIRAN DALAM SALURAN TERTUTUP

Rumus Hazen Wiliam (dipergunakan untuk pipa (mm) 50Q = 0,278553 Dimana : Q = debit atau aliran (/det)

D = diameter pipa (m)

C = koefiien kecepatan

h = kehilangan tekanan

L = panjang pipa


10/37

10

2.4 KEDALAMAN KRITIS

Kedalaman kritis () untuk satuan aliran q yang konstan dalam saluransegi empat terjadi ketika energy spesifik minimum


11/37

11

= = = /gDari persamaan ini didapat :

= atau = = 1 untuk aliran kritisDengan demikian,jika nilai Froude = / = 1 terjadi aliran kritis.Jika >1 terjadi aliran superkiritis (aliran yang cepat)dan jika 1 terjadi aliransubkritis.

2.5 PERSAMAAN BACK WATER DAN DRAW DOWN

Membentuk persamaan antara jarak energy slope untuk aliran non-

uniform,dengan mempergunakan persamaan energy,seksi 1 samapai seksi 2 dalam

arah aliran dengan batum dibawah dari dasar saluran,didapat ;

Energi diseksi 1 - head lost = energy diseksi 2

(

+

+

/ 2g) -

= (

+

+

/ 2g

Kemiringan dari garis energi S adalah /L , sehingga = SL. Kemiringan dari dasarsaluran

adalah ( - ) /L sehingga - = L,sehingga :L + ( - ) + (/ 2g - / 2g ) =SLAtau L dalam meter =

()

=

= kemiringan dasar dari saluran dan S = kemiringan dari garis energi.Untuk perhitungan dengan selang interval jarak dengan perubahan kedalaman saluran

yang sama dapat dihitung kemiringan garis energy S sebagai berikut ;


12/37

12

S = 2atau

Sehingga; L dalam ,meter =

Profil permukaan untuk kondisi aliran yang secara bertahap berubah pada saluran segi

empat yang lebar dapat dihitung dengan persamaan berikut ini :

=

Jika dy/dl nilainya positif maka kedalaman saluran bertambah disebelah hilir.

2.6 BACKWATER PADA PILAR / PONDASI JEMBATAN

Rumus Black water dari Rechbock

= . (1 + ). Fr= Koefisien kehilangan energi

= (0.4 + + 9 )

h

b A = g.h +n.


13/37

13

Rechwenwerte untuk_ = 3,9

0.05 0,085 0,23 0,550

0.06 0,103 0,24 0,588

0.07 0,122 0,25 0,628

0.08 0,142 0,26 0,669

0.09 0,163 0,27 0,713

0.10 0,184 0,28 0,759

0.11 0,206 0,29 0,807

0.12 0,228 0,30 0,857

0.13 0,252 0,31 0,910

0.14 0,276 0,32 0,965

0.15 0,302 0,33 1,023

0.16 0,328 0,34 1,084

0.17 0,356 0,35 1,147

0.18 0,385 0,36 1,213

0.19 0,415 0,37 1,282

0.20 0,446 0,38 1,354

0.21 0,479 0,39 1,430

0.22 0,514 0,40 1,508

2.7 PERSAMAAN LONCAT AIR

Gaya tekanan air = .g..bGaya impuls = m.a = .Q.v


14/37

14

Gaya tahanan S = + Keseimbangan gaya = .g..b+Q.=1/2.g..b+p.Q. g.b.(-)= Q.(-)Dengan = = = = v .b.(

-

) =

.b.

.

{

}

(- ).( ) = 4.. ( - 1)+ = 4. Gaya impuls

=m.a = .V.a Olakan Loncat Air= .Q = .Q.v = = .v.A.v = 8.5 . ( )= .A.JENISJENIS DENGAN GORONGGORONG DENGAN KONDISI

Aliran air mengalir dibagian muka goronggorong


15/37

15

Keterangan :

hO = kedalaman air bagian atas m

hu = kedalaman air bagian belakang m

Hi = Keadaan air pada kondisi aliran meluncur m

Hgr =cKedalaman kritis m

d = Tinggi goronggorong bagian dalam m


16/37

16

h = Kedalaman air

h3 = Backwater m

Q = debit di goronggorong

1g.1 + d = d + hE

Dengan hg= hE1g .1 hE= s1.

hE = (0,5 + . ).

hg= (1,5 + . ). 1g .1


17/37

17

3. CONTOHCONTOH PERHITUNGAN

Contoh ke 1. Menghitung kecepatan aliran dalam pipa sewer dan kecepatan aliran

dalam saluran terbuka.

Dua jenis saluran beton bagi Drainase air hujan akan dibandingkan :

Pipa, diameter 2,0 dengan aliran pipa yang penuhSaluran terbuka, Profil persegi empat dengan lebar 2,0 m dan ketinggian air1,0m.

Saluran mempunyai kemiringan dasar sebesar 1%. Nilai koefisien Strickler 75

m1/3

/detik.

a. Hitung kecepatan dari aliran dan debit dari saluran pipa drainaseb. Hitung kecepatan dari aliran dan debit dari saluran terbuka

Jawab :

a. D = 2,0 mS = 0,001

A= D2= . (2,0)

2= 3, 1416 m

2

R==

= 0,25 D = 0,50 mV = kstr. R

2/3S .

1/2= 75 (0,5)

2/3(0,0010)

1/2= 1,49 m/det

Q = V A = 1,494 x 3,1416 = 4,69 m3/det

b. h = 1,00 mb = 2,00 m

A = 2,00 m2

R = A/P = 2/4 = 0,5 m

D = 200


18/37

18

V = 75 (0,5)2/3

(0,001)1/2

= 1,49 m/det

Q = 2,98 x 2,0 = 2,98 m3/det

Catatan : radius hidrolik dan kecepatan aliran kedua profil sama, tapi debit

berbeda.

Contoh ke 2: Menentukan besaran aliran uniform

Saluran berbentuk trapesium dengan lebar dasar sebesar 6096 mm dan mempunyai

kemiringan sisinya 1 : 1, aliran air dengan kedalaman 1219 mm dengan kemiringan

saluran sebesar 0,0009. Dengan koefisien kekasaran saluran n = 0,025, Berapa

besaran aliran uniformnya ?

Jawab :

Luas penampang saluran A = [(6096 + 1219) 1219]/106= 8,917 m

2

R = 8,917/[6,096 + 2(1,219] = 0.934 mQ =

Q = (8,917/0,025) (0,934)

2/3(0,03) = 10,22 m

3/det

Contoh ke 3: Menentukan kemiringan dasar pipa

Berapakah kemiringan dasar pipa saluran berdiameter 610 mm yang diperlukan untuk

mengalirkan air sebesar 0,17 m3/det dengan kedalaman aliran setengah penuh?

Apabila n = 0,013.

Jawab :


19/37

19

Jarijari hiraulis =

=

= = 152,5 mm

a. Q = 0,17 = R2/3 S1/2= () S1/2= 0,0532 Sehingga S = 0,00283

b. R = d = 152,5 mm dengan cara yang sama A = (0,61)2= 0,0266 sehingga S = 0,00071

Contoh soal ke 4. Menentukan kedalaman kritis Y

Saluran berbentuk persegi empat mengalirkan air sebanyak 5,66 m3/det

Berapakah kedalaman kritis ycdan kecepatan kritisnya pada :

a. Lebar saluran sebesar 3,66b. Lebar saluran sebesar 2,74 mc. Berapa kemiringan saluran sehingga terjadi kecepatan kritis pada pertanyaaan

(a) jika n = 0,02

Jawab :

(a)Yc = = = 0,625Vc=

c=

= 2,48 m/det

(b)Yc = = = 0,756Vc= c= = 2,72 m/det


20/37

20

(c)Vc=

2,48 = ( )2/3S1/2S = 0,0068

Contoh soal ke 5 : Menentukan energi spesifik dan aliran subkritis dan superkritis

Saluran berbentuk persegi empat dengan lebar 9,14 m, mengalirkan air sebanyak 7,64

m3/det. Dengan kedalaman aliran sebesar 914 mm, hitung :

(a)Besar energy spesifiknya(b)Apakah alirannya subkritis atau superkritis ?

Jawab :

(a)E = y + = y = + = 0,914 + ( = 0,957 m(b)Yc= = = 0,415 m

Alirannya adalah subkritis karena kedalamannya lebih besar dari pada

aliran kritisnya.

Contoh soal ke 6 :

Saluran segi-empat dengan n = 0,013 dengan lebar 1,83 m dan mengalirkan air

sebanyak 1,87 m3/det. Pada seksi F kedalaman saluran 975 mm. Jika kemiringan

dasar saluran tetap 0,0004, berapa jarak dari F dimana saluran mempunyai kedalaman

823 mm.

Jawab :

Diandaikan kedalaman 823 mm tersebut terjadi di sebelah hulu seksi F.

A1= 1,83 (0,823) = 1,506 m2

V1= 1,87/1,506 = 1,54 m/det

R1= 1,056/ 3,476 = 0,433 m


21/37

21

A2= 1,83 (0,975) = 1,784 m2

V2= 1,87/1,784 = 1,05 m/det

R2= 1,784/3,78 = 0,472 m

Sehingga ; Vrata-rata= 1,145 dan page 15 of 17

Kemudian untuk aliran Non-uniform :

Lo=

=

Tanda minus menandakan seksi yang diandalkan disebelah hulu F adalah keliru, dan

seharusnya terletak disebelah hilir seleksi F.

Untuk perhitungan back water jarak antar seksi dibuat berapa jarak yang kecil-kecil

sehingga akan lebih teliti lagi menggambarkan lengkung kemiringan back water.

Contoh ke 7: menentukan kedalaman aliran

b = 16,0 m

n = 2,5

I + 2% = 2/1000

K = 28

Rumusrumus untuk hitungan :

A = b.h + n.h2


22/37

22

U = b+2h R = A/U

V = 2/3. S1/2Q=v.A

k.I = 1,252

- Tinggi air (H) = dapat dicari-

Lebar dasar saluran = 1,5 x h- Tinggi jagaan = 25% h- Jadi tinggi saluran = h + tinggi jagaan-

H (m) A (m= ) U (m) R (m) V (m/s) Q (m /s)

0,5 8,63 18,69 0,46 0,75 6,45

1,0 18,50 21,39 0,87 1,14 21.0

2,0 42,00 26,77 1,57 1,69 71,0

3,0 70,50 32,16 2,19 2,11 149

4,0 104,00 37,54 2,77 2,47 257

3,94 101,85 37,22 2,74 2,45 250

1,51,5

b


23/37

23

PERANCANGAN BANGUNAN

Dalam perancangan perkotaan, diperlukan pula bermacam-macam Bangunan

yang berfungsi sebagai sarana untuk :

- Memperlancar surutnya genangan yang mungkin timbul diatas permukaanjalan, karena Q hujan dan Q rencana.

- Memperlancar arus saluran.- Mengamankan terhadap bahaya degradasi pasa dasrar saluran.- Mengatur saluran terhadap pasang surut, khususnya didaerah pantai.

Adapun bangunan-bangunan sebagaimana tersebut diatas adalah:

a. Inlet-tegak.Bangunan inlet-tegak ditempatkan pada jarak-jarak tertentu disepanjang tepi

jalan (KERB) atau pada pertemuan kerb dipertempatan-jalan. Perlu

diperhatikan bahwa tinggi jagaan (F) minimal harus dipertahankan sehingga

air didalam saluran tidak keluuar lagi dipermukaan tepi jalan melewati inlet-

tegak tersebut.


24/37

24

b. Inlet-datar.Bangunan inlet-datar ditempatkan pada pertigaan jalan, dimana pada arah

melintang jalan terdapat saluran. Perlu diperhatikan bahwa tinggi jagaan (F)

minimal harus dipertahankan sehingga air dalam saluran tidak sampai meluap

melalui inlet-datar tersebut.

B Grill.

Bangunan Grill ditempatkan pada perempatan melintang jalan, dimana

dibawahnya terdapat saluran, yang berfungsi menerima air yang lewat Grill

tersebut. Perlu diketahui penempatan Grill tersebut harus berada pada tempat

yang terendah dari jalan yang menurun (BE). Persyaratan tinggi jagaan

minimum (F) juga harus dipertahankan. Kecuali itu permukaan atas dari Grill

harus sama dengan permukaan jalan, sehingga nyaman bagi pengendara yang

lewa

c. ManholeBangunan Manhole diletakkan pada jarak-jarak tertentu disepanjang Trotoir.

Perlu diperhatikan bahwa ukuran Manhole harus cukup untuk keluar masuk

orang ke saluran, sehingga mudah dalam pemeliharaan saluran. Kecuali itu

berat tutup Manhole juga harus dengan mudah diangkat maksimum oleh dua

orang.


25/37

25

d. Gorong-gorong

Bangunan Gorong-gorong biasanya dibuat untuk menghubungkan saluran

dikaki bukit melintang jalan dibawahnya dan berakhir disisi bawah dari

Bangunan penahan tanah yang mendukung struktur jalan tersebut. Perlu

diperhatikan bahwa tinggi air (h) dari Gorong-gorong tinggi air (h) saluran

sehingga airan tidak penuh.

e. Jembatan.

Bangunan Jembatan dimasukan untuk mendukung pipa (saluran air / minyak)

atau jalan yang melintang saluran drainaise. Perlu diperhatikan bahwa tinggi

jagaan (F) harus dipertahankan sesuai persyaratan yang direncanakan, supaya

sampah yang terapung diatas permukaan air saluran tidak tersangkut oleh

jembatan.


26/37

26

g. bangunan terjun

Soal latihan

1. Bagaimana prosedur pendekatan untuk menyelesiakan problem drainase suatudaerah perkotaan di tinjau dari aspek hidrologi.

2. Berikan ulasan dan contoh perhitungan untuk menentukan besaran intesitashujan pada suatu daerah aliran apabila di ketahui data hujan harian dengan

kala ulang 2 tahun R=42 mm, waktu konsentrasi pada daerah aliran tersebut

3. Suatu daerah pusat perniagaan dengan suatu bentuk titik Q sebagaititik.kontrol keluaran. saluran drainase berada di tengah tengah area

dengan dengan kemiringan saluran sebesar 4 %,kecepatan aliran diatas

permukaan tanah di perkirakan sebesar 0,15 m\dt. Jika terjadi hujan merata

pada daerah aliran tersebut dengan intensitas sebesar 10 mm \jam. Tentukan

besarnyan debit maksimum untuk merancang dimensi saluran drainase


27/37

27

1 km saluran

p Q

1 km

g h

3 km

Penyelesaian

1. Prosedur pendekatan untuk menyelesaikan problem drainase suatu daerahperkotaan ditinjau dari aspek hidrologi dilakukan tahapan berikut ini :

a. Memahami sasaran yang hendak di capai meliputi toleransi tentang Tingi genangan Luas genagan Lama berlansungnya genagan.

b. Intenverisasi data untuk memahami kondisi fisik dan lingkungan dari daerahtinjauan meliputi data

Topografi Tata guna lahan pada saat ini dan kemungkinan perkembangannya di

masa yang akan datang


28/37

28

System drainase yang sudah ada .

c. Rencanakan alternative penyelesaian khususnya pada aspek hidrologimeliputi :

Penentuan durasi hujan Penentuan kala hujan ulang Penentuan debit rancangan

2. a. langkah langkah untuk menentukan besaranintensitas hujan : menentukan besaran hujan rancangan dengan kala ulang sesuai dengan

debit rancangan yang dikehendaki

menganalisa besaran hujan rancangan dengan kala ulang tertentumenjadi bentuk intensitas hujan

contoh hitunganrumus mononobe :

I =

) 2\3R = 42 mm

tc = 1,2 jam

I = ( ) 2\3

=12,894 mm\jam

3. asumsi arah aliran : e\g p Q


29/37

29

koefesien daerah pengaliran untuk derah perniagaan pada table a= 0,9

luas daerah pengalihan :

A = 2x3 =6 km2

Menurut table koefesien penyebaran hujan =0,992

Waktu konsentrasi : tc = to+td

To : kecepatan di atas tanah vo = 0,15 m\dt

Ep = 1000 to = ep\vo

= 3000\0,15

= 6666,67 det

Td : kemiringan saluran 4 % menurut table

Vd = 0,9 m\dt

PQ = 3000 m td = PQ\vo

=3000\0,9

= 3333,33 det

Waktu konsentrasi : tc 6666,67 + 3333,33 =1000 det

=166,67 menit

Debit aliran maksimum menurut metode rasional terjadi apabila lama

hujan yang terjadi lebih besar atau sama dengan waktu konsentrasi,artinya

akumulasi air hujan seluruh daerah pengaliran secara bersama sama

melewati titik control

Q = x x I x A

= 0,9 x 0,992 x10 \1000\3600x 6 x100000

= 14,88 m3\dt


30/37

30

Soal latihan 2

1. kemiringan lerengnya 1 : 1, mengalir air yang dalamnya 1,25 m pada kemiringan0,0009, untuk harga n = 0,025, berapakah kemampuan saluran tersebut untuk

mengalirkan air ?

Jawab :

7 Q = A.V = A. R3\3

n S1\2

A = 6,50 + 1,25) 1,25 =10,16 m2

R = 10,16

[6,50 + 2 (1,25 V 2 ] = 1,01 m

Q = 10,16 (1,01)2\3

(0,009)0,5

0,025

= 12,27 m3\dt

2. sebuah saluran drainase berpenampang bulat (pipa) di asang dengan kemiringan0,00020 dan mengalirkan air sebesar 2,36 m

3\dt bila pipa tersebut mengalir 0,09

penuh, n =0,015. Berapakah ukuran pipa yang di butuhkan ?


31/37

31

jawab :

lihat gambar

dicari R = A =

sudut O = cos-1

(0,40 d\0,50 d) =cos-1

0,80

= 360

52

Luas sector AOCD = =0,1612 d2

Panjang busur ABC = 11 d2(2 (36

052) (11 d) = 2,498 d

360

Luas segitiga AOCD = 2(1\2) (0,40 d) (0,40 d tan 36o52)

= 0,1200 d

e R = 1\4 11 d(0,1612 d2= 0,120 d

2

2,498 d

a d c = 07442 d2=0,298 d

2,498 d

o

b

menggunakan c kutter (di misalkan sebesar 55, untuk perhitungan pertama

Q = C A V RS

2,36 = 55 (0,7422 d2

D5\2

= 7,469, d =2,235 m


32/37

32

Menguji C,R = 0,298 x 2,235 = 0,666 m

Dari table memberikan C = 62,di hitung kembali

D5\2

= 7,469 (55\62) = 6,626

D = 2,13 m

Menggunakan C manning ,

Q = A.V = A.R2\3

.S1\2

n

2,36 = (0,7442 d2) (0,298 d)

2\3(0,0002)

1\2

0,015

D2\3

= 7,56 d = 2,14 m

Soal latihan 3

1. SoalPada waktu menggunakan data tofografi,di cari pua imformasi tantang elevasi

muka air banjir di sungai,di mana saluran drainase akan bermuara . jelasan tujuan

imformasi tersebut.

Penyelesaian

Saluran drainase berfungsi pada waktu hujan.pada saat yang bersamaaan,biasa

terjadi aliran air di sungai meningkat karena adanya aliran dari hulu, elevasi

muka air tersebut perlu di pertimbangkan pada desain saluran,karena bisa

menimbulkan efek pengempangan pada saluran drainase.


33/37

33

2. SoalDari hasil analisa hidrologi, diperoleh Q rancangan sebesar 2,3 m

3\dt rencana

saluran drainase tersebu bila dari data lapangan di peroleh imformasi sbb :

Jenis tanah : lempung Lebar tanah tersedia : 5,5 m Kemiringan lahan = 0,001

Penyelesaian

Di coba saluran tanah (tampa pasangan)

Jenis tanah lempung : m=1,5

Koefesien kekasaran manning = 0,023

Tinggi jangan di ambil 0,25 h

Coba lebar dasar saluran = 2 m

Q = 1\n A R2\3

S1\2

2,3= 1\0,23 h x(2+1,5h)h x [(2 +1,5h)h\(2+2hV3,25)]

2\3

x0,001

1\2

Diperoleh h = 0,8 m

Cek lebar tanah yang di perlukan :

B + 1,25h x 1,5 = 2 + 3,75 x0,8 = 5 m (5,5 m (ok)

Kecepatan saluran =1\n R1\2

= 0,9 m\det (pk, tidak terlalu rendah,tidak terlalu cepat)

3. SoalAliran air pada soal no 2 di atas menyilang jalan.lebr jalan =8 m. elevasi muka

air hulu (sebelum menyilang jalan ) 1 m di bawah muka jalan .rencanakan

bangunan silang tersebut.


34/37

34

Hitungelevasi muka air hilir terhadap muka jalan

Penyeesaian

Keceptan dalam gorong gorong 1- 2 m\dt

Ketebalan tanah penutup di ats gorong gorong minimum 0,6 m ambil

0,8 m

Jadi muka air dalam gorong gorong = 0,2 m dari bagian atas gorong gorong.

Coba gorong gorong persegi lebar 1 m dan tinggi air 0,7 m, jangan 0,2 m.

Penampang basah = 1x 0,7 m2

Misalkan kecepatan air dalam gorong gorong di ambil 1,5 m\dt

Kebutuhaan gorong gorong = n

N x 0,7 = 2,3\1,5 v =2,2

Ambil jumlah gorong gorong 2 buah

Cek kecepatan : 2,3\2 x 0,7= 1,64 m\det < 2 m\det (ok)

Jadi dimensi gorong gorong adalah 2 x ( 1m x 0,9 m), sepanjang 8 m,di buat dari

beton.

kehilangan tinggi tekanan melalui gorong gorong :

kehilangan pada inlet,sepanjang gorong gorong dan pada outlet.koefesien

kehilangan tekanan pada inlet dan outlet dapat di lihat pada kul hidrolika,disini di

asumsikan sebesar 0,2 dan 0,1

kehilangan tekanan = (0,2 + n2L\R

4\3+ 0,1)v\2 g

= 0,35 1,642\20 = 0,047 m

Jadi elevasi muka air hilir = 1+0,047 = 1,05 m dari muka jalan


35/37

35

Soal drainase jalan :

Jaln dengan potongan melintang seperti pada gambar di bawah ini.panjang jalan 200

m,koefesien limpasan : C1 jalan =0,7 C2 parkir = 0,9 C3 bahu jalan = 0,4 dan

intensitas hujan rencana 190 mm\jam

Pertanyaan :

a. Hitung besarnya debit limpasan jalanb. Hitung besarnya di mensi saluran,bila kemiringan saluran sama denga kemiringan

jalan yaitu, =0,003, saluran dengan konstruksi pasangan batu kali dengan nilai

koefesien kekasar n = 0,02, bentuk saluran segi empat dengan tinggi saluran 1,2

kali lebar besar (t = 1,2 b).

Jawab :

a. Menghitung debit limpasan jalanA1 luas area (jalan) = 12 x200 = 2.400 m

2

A2 luas area (parker) = 50 x200 = 10.000 m2

A3 lua area (bahu jalan) = 4 x 200 = 800 m2

Total luas = 13.200 m2

Rata rata = (0,7 x 2.400 + 10.000 x 800 x 0,4 )\13.200

Rata rata =0,83

Besarnya debit limpasan = 0,83 x 190\3600 x 103x 13.200

Besarnya debit limpasan = 0,578 m3\detik

b. Menghitung dimensi saluran

V = () x

Q = V x A


36/37

36

A = = = =

R = = 0,3529 B di peroleh B = 0,27 m dan H = 0,38 m


37/37

DAFTAR PUSTAKA

Urban Drainage Guldeines And Technical Design Standards

Hidrolika Terapan : Dr. Ing. Agus Maryono Dkk.

Water Treatment Handbook ; Degremont

V.T Chow 1959 Open Chanel Hydraulics . McgrawHill Bo0k Compony,Inc

analisa hidrolika

Documents