bab 2 bendung

8/19/2019 Bab 2 Bendung

1/26

Laporan Praktikum Hidrolika II 2016

Bab II Aliran Melalui Bendung

Kelompok V Sipil Tranportai

97

BAB II

ALIRAN MELALUI BENDUNG(OVER FLOW WEIR)

2.1 Maksud dan Tujuan

2.1.1 Maksud

Maksud dari praktikum bendung adalah:

1. Mengalirkan fluida pada alat pemodelan aliran pada bendung.2. Menentukan tinggi muka air pada titik-titik tertentu.

3. Menghitung waktu berdasarkan volume yang terukur.

2.1.2 Tujuan

u!uan dari praktikum bendung adalah :

1. Menghitung parameter-parameter aliran pada bendung

a. Menghitung nilai debit.

b. Menghitung koefisien pelimpah bendung.

". Menghitung garis energi aliran pada bendung.

d. Menghitung angka !roude.

e. Menghitung pan!ang lon"atan hidraulik.

f. Menghitung kehilangan energi pada lon"atan hidraulik.

2. Menggambarkan grafik hubungan antara #-$.

3. Menggambarkan bentuk muka air dan garis energi aliran pada bendung.

2.2 Dasar Teori

2.2.1 Debit Meaui Bendun!

%endung merupakan konstruksi untuk meninggikan elevasi muka air di sungai

dan berfungsi pula sebagai sarana pengukur debit aliran. %endung !uga

merupakan bentuk bangunan pelimpah yang paling sederhana. &ifat-sifat aliran

melalui bendung pada awalnya dikenal sebagai dasar peren"anaan pelimpah


2/26




9'

dengan mer"u bulat( yakni profil pelimpah yang ditentukan sesuai dengan bentuk

permukaan tirai luapan bawah di atas bendung mer"u ta!am.

Ga"bar 2.1 )liran Melalui %endung

Menurut %ambang riatmod!o *1993+( debit yang mengalir di atas bendung dapat

dihitung dengan formula sebagai berikut:

3+*23

2 P "o g B#d $ −×= ............................................................................ *2.1+

,imana :

*o-+ / !arak vertikal antara muka air di hulu bendung dengan pun"ak

bendung *m+% / lebar bendung *m+

0d / koefisien debit

2.2.2 Lon#atan $idrauik %ada Bendun!

)liran air yang melewati bendung akan mengalami lon"atan hidraulik akibat

ter!adinya pelepasan energi karena berubahnya kondisi aliran dari aliran

superkritik men!adi aliran subkritik. ada umumnya lon"atan hidraulik dipakai

sebagai peredam energi pada hilir bendung( saluran irigasi atau struktur hidraulik

yang lain untuk men"egah pengikisan struktur di bagian hilir.

Menurut %ambang riatmod!o *1993+( suatu lon"atan hidraulik dapat terbentuk

pada saluran apabila memenuhi persamaan sebagai berikut:

++−=

2

11

2

'112

1

!r %

%

................................................................................. *2.2+

1

2


3/26




99

,engan :

2 % / tinggi muka air di hilir lon"atan hidraulik

1 % / tinggi muka air di hulu lon"atan hidraulik

1 !r / bilangan !roude&

)dapun pan!ang lon"atan air *+ dapat dihitung dengan rumus empiris sebagai

berikut :

/ 7 * +.................................................................................................. *2.3+

,engan :

/ pan!ang lon"at air



erhitungan angka !roude pada lon"at hidraulik dapat di"ari dengan

menggunakan rumus :

2

1

1

11

+* g%

V !r =

................................................................................................... *2.+

,engan :

!r 1 / bilangan !roude



erhitungan kehilangan energi pada lon"at air hidraulik dapat di"ari dengan

menggunakan rumus :

( )

2

1

1

3

12

+* g%

% % '

−=∆ ............................................................................................... *2.+

,engan :

(' / kehilangan energi


4/26




144



2.2.& A'ikasi daa" Bidan! Teknik i'i

2.& Aat dan Baan

2.&.1 Aat

)lat yang digunakan pada raktikum %endung adalah :

a. Multi purpoe tea)*ing +lume

b. Model bendung5,gee -eir dengan lantai belakang ki .ump

". Blended re/ere )ur/ature

d. Ski .ump

e. Sloping appron

f. Point gaugeg. Mistar5pita ukur

2.&.2 Baan

%ahan yang digunakan dalam raktikum %endung adalah air.

2.&.& Ga"bar Aat


5/26




141

Ga"bar 2.2 )lat er"obaan )liran Melalui %endung

2.* %rosedur +erja

rosedur ker!a dalam raktikum %endung adalah sebagai berikut :

1. Memasang model bendung pada saluran terbuka.

Ga"bar 2.& Memasang Model %endung pada &aluran erbuka

2. Membuka keran untuk mengalirkan air pada saluran terbuka.

3. Mengukur debit yang ter!adi.


6/26




142

. Mengamati lon"atan hidraulik yang ter!adi di hilir bendung( mengukur tinggi

muka air pada y4( y1( y2( #1( #2( #3.

Ga"bar 2.* Mengukur inggi Muka )ir

. Mengubah debit aliran.

6. Mengulangi langkah 3 sampai 6 sebanyak kali.

7. Melakukan perhitungan.

'. Menarik kesimpulan.

2., Dia!ra" Air

Mulai


7/26




143

Ga"bar 2., ,iagram )lir er"obaan %endung

Memasang model bendung pada saluran terbuka.

Membuka keran untuk mengalirkan air pada saluran terbuka.

Mengukur debit yang ter!adi.

Mengamati lon"atan hidraulik yang ter!adi di hilir bendung( mengukur tinggi

muka air paday4( y1( y2( #1( #2( #3.

Mengubah debit aliran.

Mengulangi langkah 3 sampai 6 sebanyak kali.

&elesai

Melakukan perhitungan.

Menarik esimpulan.


8/26




14

2.- Data $asi %er#obaan

Ga"bar 2.- )liran Melalui %endung

*inggi bendung+ / 4(176 m

% *ebar bendung+ / 4(4' m

Tabe 2.1 #asil engamatan )liran Melalui %endung

er"obaan o *m+ 1 *m+ 2 *m+ 0d

1 4(21 4(436 4(47 1(26'93292

2 4(226 4(437 4(474 1(273369'3 4(232 4(47 4(47 1(1774249

Tabe 2.2 #asil er"obaan 8

olume / 24 / 24

33

14 m−

No

titik

%e"ba#aan point

gauge (")

Dasar Muka air

4 4 4(211 4 4(4364

2 4 4(474

1 4 4(247

2 4 4(434

3 4 4(47

1

2


9/26




14

;aktu / 1 detik

h / 4(176 m

b / 4(4' m

,ebit / /3

143333(1 −

× m35det

Tabe 2.& #asil er"obaan 88

olume / 24 / 24 3314 m−

;aktu / 14(3 detik

h / 4(176 m

b / 4(4' m

,ebit / /3

14917(1 −

× m35det

No

titik

%e"ba#aan point

gauge (")

Dasar Muka air

4 4 4(226

1 4 4(437

2 4 4(474

1 4 4(21

2 4 4(433

3 4 4(493


10/26




146

Tabe 2.* #asil er"obaan 888

olume / 24 / 24 33

14 m−

;aktu / 7(3 detik

h / 4(176 m

b / 4(4' m

,ebit / /3

147397(2 −

× m35det

Tabe 2., #asil er"obaan 8

olume / 24 / 24 33

14 m−

;aktu / detik

h / m

b / 4(4' m

No

titik

%e"ba#aan point

gauge (")

Dasar Muka air

4 4 4(232

1 4 4(47

2 4 4(47

1 4 4(224

2 4 4(4

3 4 4(492

No

titik

%e"ba#aan point

gauge (")

Dasar Muka air

4 4

1 42 4

1 4

2 4

3 4


11/26




147

,ebit / /3

147397(2 −

× m35det

Tabe 2.- #asil er"obaan

olume / 24 / 24 33

14 m−

;aktu / detik

h / m

b / 4(4' m

,ebit / /3

147397(2 −

× m35det

2. Anaisis Data

1. Menghitung nilai koefisien 0d dengan persamaan *2.1)

3+*22

3

P "o g B

$#d

−=

No

titik

%e"ba#aan point

gauge (")

Dasar Muka air

4 4

1 4

2 4

1 4

2 4

3 4


12/26




14'

er"obaan 8

o / 4(21 m

$ / dt m 5143333(1 33−×

3

33

+176(421(4*'1(924'(42

5143333(13

−××

××=

− dt m#d

/ 1(26'93292

er"obaan 88

o / 4(226 m

$ / dt m 514917(1 33−×

3

33

+176(4226(4*'1(924'(42

514917(13

−××

××=

− dt m#d

/ 1(273369'

er"obaan 888

o / 4(232 m

$ / dt m 5147397(2 33−

×

3

33

+176(4232(4*'1(924'(42

5147397(23

−××

××=

− dt m#d

/ 1(1774249

er"obaan 8

o / m

$ / dt m 5147397(2 33−×

3

33

+176(4232(4*'1(924'(42

5147397(23

−××

××=

− dt m#d

/

er"obaan

o / m

$ / dt m 5147397(2 33−×


13/26




149

3

33

+176(4232(4*'1(924'(42

5147397(23

−××

××=

− dt m#d

/


14/26




114

Tabe 2. abel #asil erhitungan oefisien ,ebit

er"obaanolume

*m3+

o

*m+

*o-+ /

*m+

$

*m35dt+0d

8 4(42 4(21 4(439 143333(1 × 1(26'93292

88 4(42 4(226 4(44 14917(1 × 1(273369'

888 4(42 4(232 4(46 147397(2 × 1(1774249

8 4(42 147397(2 ×

4(42 147397(2 ×

Menurut %ambang riatmod!o *1993+( hubungan antara tinggi muka air dihitung

dari bendung *o-+ dan debit air *$+ ditentukan oleh rumus :

# / o-


15/26




111

% / b log a / )

Tabe 2./ erhitungan urva ?egresi #-$

*o-+ /

$ *m35dt+ > / log p / log $ > p >2 p2

8 4(439 4(441333 -1(4'9 -2('72 (449 1(9'4 '(266'

88 4(44 4(44192 -1(3414 -2(711' 3(2'4 1(6926 7(336

888 4(46 4(44274 -1(21' -2(622 3(247 1(674 6(61

8

Σ

∑ ∑∑ ∑−⋅

⋅−∑⋅=

22 +* 11n

p11pn B /

( ) ( )( )

( ) 29617(326(3

192('9617(37'62(143

−−×−−− 0

/ 1(913'21

n

1 B

n

p A

∑∑−= /

( )

3

9617(3913'21(1

3

192(' −×−

−

/ -4(1'9472

a / 14) / 14-4(1'9472

/ 4(674732

b / % / 1(913'21

&ehingga persamaan regresinya / / a b / 4(6747321(913'21


16/26




112

( )( ) ( )( )∑ ∑∑ ∑∑ ∑ ∑

−−

−=

2222 p pn11n

p11pnr

( )( )

( )( )( )22 +'(192*22(1'333(9617(263'(1923(961714(7'623

−−×−−×

−−−×

/ 4(9'264

Ga"bar 2./ @rafik )ntara # dan $

2. Menghitung ke"epatan aliran

$ / ) v ⇒ v / A

$

v / B Ha

$

⋅


17/26




113

v / A

$

/4'(4247(4

141(3333 3

××

−

/ 4(4'491694' m5s

&elengkapnya lihat tabel 2.9


18/26




11

Tabe 2.0 erhitungan e"epatan

er"obaan Ao titik #a

*m+

%

*m+

)

*m2

+

$

*m3

5s+

*m5s+

8

o 4(21

4(4'

4(4172

1(33314−×

4(477

1 4(436 4(4429 4(634

2 4(47 4(446 4(2923

1 4(247 4(4166 4(4'4

2 4(434 4(442 4(

3 4(47 4(4464 4(2222

88

o 4(226

4(4'

4(41'1

1(9314 −×

4(1473

1 4(437 4(4434 4(6

2 4(474 4(446 4(36

1 4(21 4(4172 4(112'

2 4(433 4(4426 4(73'

3 4(493 4(447 4(264'

888

o 4(232

4(4'

4(41'6

2(7 14-3

4(176

1 4(47 4(443' 4(72'7

2 4(47 4(4464 4(66

1 4(224 4(4176 4(17

2 4(44 4(4432 4('63

3 4(492 4(447 4(3723

8

o

4(4' 2(7 14-3

1

21

2

3

o

4(4'2(7 14-3

1

2

1

2

3

3. Menghitung garis energi

@aris energi *Bs+ / muka air= g

/

⋅2

2


19/26




11

Tabe -.1 erhitungan @aris Bnergi

er"obaan Ao titik Muka air

*#a+

*m5s+ g

/

⋅2

2 Bs

*m+

8

o 4(21 4(477 4(44434613 4(2134613

1 4(436 4(634 4(4149264 4(469264

2 4(47 4(2923 4(44374 4(461374

1 4(247 4(4'4 4(44433429 4(24733429

2 4(434 4( 4(417221' 4(47221'

3 4(47 4(2222 4(442166 4(47716

88

o 4(226 4(1473 4(444'6'1 4(226'6'1

1 4(437 4(6 4(421'933 4(4''933

2 4(474 4(36 4(44611' 4(47611'

1 4(21 4(112' 4(4446'1 4(216'12 4(433 4(73' 4(427192 4(464192

3 4(493 4(264' 4(4436674 4(4966674

888

o 4(232 4(176 4(44111439 4(23311439

1 4(47 4(72'7 4(427461 4(47461

2 4(47 4(66 4(41462647 4(4'62647

1 4(224 4(17 4(4412364 4(2212364

2 4(44 4('63 4(4373726 4(4773726

3 4(492 4(3723 4(447469 4(499469

8

o

1

21

2

3

o

1

2

1

2

3

,ari data di atas dapat dibuat sketsa seperti pada gambar 2.' C 2.12

Bs1 / 4(24733429 m#a1 / 4(247 m


20/26

21

2

1

1

2

1

1




116

Ga"bar 2./ @aris Bnergi %endung ada er"obaan 8

Ga"bar 2.0 @aris Bnergi %endung ada er"obaan 88

Ga"bar 2.1 @aris Bnergi %endung ada er"obaan 888

%

/ 4(176 m

o / 4(21 mBsy/ 4(2134613 m

Bs2 / 4(47221' m#a2 / 4(434 m

Bs3 / 4(47716 m#a3 / 4(47 m

Bsy1 / 4(469264 m1 / 4(436 m

Bsy2 / 4(461374 m2 / 4(47 m

%

/ 4(176 m

o / 4(226 mBsy/ 4(226'6'1 m

Bs1 / 4(216'1 m#a1 / 4(21 m

Bs2 / 4(464192 m#a2 / 4(433 m

Bs3 / 4(4966674 m#a3 / 4(493 m

Bsy1 / 4(4''933 m1 / 4(437 m

Bsy2 / 4(47611' m2 / 4(474 m

%

/ 4(176 m

o / 4(226 mBsy/ 4(226'6'1 m

Bs1 / 4(216'1 m#a1 / 4(21 m

Bs2 / 4(464192 m#a2 / 4(433 m

Bs3 / 4(4966674 m

#a3 / 4(493 m

Bsy1 / 4(4''933 m1 / 4(437 m

Bsy2 / 4(47611' m

2 / 4(474 m


21/26




117

. Menghitung )ngka Droud( an!ang( dan ehilangan Bnergi pada on"at

#idraulik.

erhitungan angka froud pada lon"at hidraulik dapat di"ari dengan menggunakan

rumus :

!r 1/ bilangan !roude & ........................................................................... *6.9+

erhitungan pan!ang lon"at air hidraulik dapat di"ari dengan menggunakan

rumus:

/ an!ang on"at )ir & 3%24%1 5....................................................................

..........................................................................................................................

*6.14+

erhitungan kehilangan energi pada lon"at air hidraulik dapat di"ari dengan

menggunakan rumus :

EB / ehilangan Bnergi& ...................................................................

..........................................................................................................................

*6.11+

0ontoh perhitungan angka froud pada per"obaan 1 :

!r 1& &2

1

+4639(4'1(9*

4(13227

0 &4(1747963

0ontoh perhitungan pan!ang lon"at hidraulik pada per"obaan 1 :

& 3%24%1 5 & 7 *4(47' C 4(4639+ / 4(1422 m

0ontoh kehilangan energi lon"at hidraulik pada per"obaan 1 :

EB / &47'(44639(4

4(4639+-*4(47' 3

0 0 & 4(444111 m

&elengkapnya lihat tabel 6.11

Tabe -.11 erhitungan )ngka Droud( an!ang dan ehilangan Bnergi pada

on"at #idraulik.

No

1

(") 2 (") 3* ("4dt) 5r L (") 6E (")


22/26




11'

1

2

3

-./ %e"baasan

&etelah melakukan per"obaan dan analisis data( maka dapat diperoleh hasil

sebagai berikut :

a. #arga debit air *$+ dan koefisien pelimpah 0 :

1. er"obaan 8 : $ / 2(3' F 14-3 m35s

0 / 4(7431'

2. er"obaan 88 : $ / 1(3 F 14-3 m35s

0 / 4(79167

3. er"obaan 888 : $ / 2('1 14-3 m35s

0 / 1(134791

. er"obaan 8 : $ / 4('1 14

-3

m

3

5s0 / 4(13274

. er"obaab : $ / 3(2 14-3 m35s

0 / 1(12274

b. @aris energi mengikuti elevasi muka air( karena sesuai dengan

persamaan *7.'+( sehingga semakin menu!u hilir *ke"uali pada kaki bangunan

pelimpah+ garis energi semakin meninggi.

". @aris energi *Bs+ meninggi ke hilir( namun menurut perhitungan

sebenarnya energi ke"epatan * g

/

⋅2

2

+ semakin berkurang. 8ni disebabkan

adamya bendung yang ada di hilir( sehingga yang menyebabkan garis energi

meninggi di hilir adalah karena adanya energi tekanan( yaitu sebesar tinggi

muka air. *@aris energi atau energi spesifik adalah !umlah dari energi tekanan

dan energi ke"epatan di suatu titik+.


23/26




119

d. on"at air ter!adi pada kaki bangunan karena perubahan dari aliran

superkritis men!adi subkritis. e"epatan aliran berkurang se"ara mendadak dari

1/ men!adi 2/ . &e!alan dengan itu kedalaman aliran !uga bertambah dengan

"epat dari 1 % men!adi 2 % . @aris energi !uga berkurang karena aliran men!adi

tenang dengan kedalaman besar dan ke"epatan ke"il.

e. ita dapat menggambarkan grafik hubungan #-0( #-$( dan $-0

karena nilai dari setiap variabel telah diketahui.

Tabe -.12 8nterpretasi harga r

? 8nterpretasi1(4 C 4('

4(' C 4(6

4(6 C 4(

4( C 4(2

4(2 C 4(4

inggi

0ukup

)gak ?endah

?endah

&angat ?endah *tidak berkolerasi+

3 Sutrino Hadi Metodologi reear)* .ilid 7 *al8295

-.0 +esi"'uan

%erdasarkan hasil pembahasan di atas maka dapat ditarik kesimpulan sebagai

berikut :

1. %erdasarkan perhitungan dan analisis data diperoleh koefisien pelimpah

sebagai berikut :

1. er"obaan 8 : 0d / 4(7431'

2. er"obaan 88 : 0d / 4(79167

3. er"obaan 888 : 0d / 1(134791

. er"obaan 8 : 0d / 4(13274

. er"obaan : 0d / 1(12274


24/26




124

2. %erdasarkan perhitungan dan analisis data diperoleh hubungan # dan $

merupakan regresi non linier dengan nilai r / 4(2'' yang menyatakan

korelasi yang "ukup baik.

3. ada perhitungan nilai korelasi antara #-$ terdapat perbedaan antara

perhitungan melalui persamaan regresi dengan plot pada grafik. #al ini dapat

ter!adi dikarenakan adanya faktor keakuratan dalam perhitungan dan

pembulatan.

. %erdasarkan perhitungan dan analisis data diperoleh grafik yang

menggambarkan hubungan antara #-$.


25/26




121

Ga"bar -.1& @rafik #ubungan )ntara #-$

. @aris energi mengikuti ketinggian muka air dan ke"epatan aliran.

6. %erdasarkan perhitungan dan analisis data diperoleh sketsa yangmenggambarkan garis energi pada bending :

Ga"bar -.1* @ambar @aris Bnergi ada er"obaan 8


26/26




122

7. %erdasarkan perhitungan dan analisis data diperoleh )ngka Droud( an!ang dan

ehilangan Bnergi pada on"at #idraulik yang digambarkan pada tabel

sebagai berikut :

Tabe -.1& erhitungan )ngka Droud( an!ang dan ehilangan Bnergi pada

on"at #idraulik

No 1(")

2 (") 3* ("4dt) 5r L (") 6E (")

1

2

3

-./.2 aran

%erdasarkan hasil per"obaan di atas penyusun menyarankan sebagai berikut:

1. %erhati-hatilah dalam menentukan titik y4( y2( y1

2. emba"aan dalam pembukaan alat untuk mengatur volume air pada

bendung.

bab 2 bendung

Documents