KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyusun laporan ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Dalam laporan ini kami membahas mengenai Pengukuran Aliran Fluida pada Saluran Terbuka. Laporan ini diajukan guna memenuhi tugas mata kuliah Mekanika Fluida.
Kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu sehingga laporan ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Laporan ini masih jauh dari sempurna, baik dari segi penyusunan, bahasa, atau penulisannya. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan demi sempurnanya laporan ini khususnya dari dosen mata kuliah Mekanika Fluida guna menjadi acuan dalam bekal pengalaman bagi kami untuk lebih baik di masa yang akan datang.
Pontianak, 30 November 2015
Penyusun
DAFTAR ISI
BAB I 4
PENDAHULUAN 4
1.1 Latar Belakang 4
1.2 Rumusan Masalah 5
1.3 Tujuan 5
1.4 Manfaat 6
BAB II 7
TINJAUAN PUSTAKA 7
2.1 Debit Aliran 7
2.2 Pengukuran Debit 7
2.3 Drainase 9
2.4 Penampang Saluran 10
2.5 Kecepatan Aliran 12
2.8 Bilangan Reynold 13
BAB III 14
METODOLOGI 14
3.1 Lokasi 14
3.2 Alat dan Bahan 14
3.2.1 Alat 14
3.2.2 Bahan 14
3.3 Prosedur Praktikum 14
BAB IV 15
GAMBARAN UMUM 15
4.1 Kondisi dilapangan Secara Umum 15
4.2 Kondisi dilapangan Secara Exsisting 15
BAB V 17
PEMBAHASAN 17
5. 1. Analisa Perhitungan 17
5.2 Pembahasan.....................................................................................................23
BAB VI 27
PENUTUP 27
6.1 Kesimpulan 27
6.2 Saran 27
DAFTAR PUSTAKA 28
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Aliran saluran terbuka adalah aliran dalam saluran yang memiliki permukaan bebas, ini adalah ciri khusus yang membedakannya dengan saluran pipa. Saluran terbuka meliputi semua jenis aliran terbuka yag bersifat alami dan buatan. Saluran yang banyak dimanfaatkan oleh manusia pada dasarnya berbentuk saluran terbuka. Saluran berfungsi sebagai tempat untuk mengalirkan atau memindahkan air dari suatu tempat ke tempat lain. Efisiensi operasional suatu saluran dikatakan optimum apabila dapat menunjang penyediaan sumber daya air yang diperlukan, sehingga ketersediaan air di suatu tempat akan terpenuhi walaupun tempat tersebut berada jauh dari sumber air permukaan (Finawan dan Mardianto,2011).
Saluran yang memiliki efisiensi tinggi dapat diwujudkan dengan menciptakan suatu sistem saluran yang terkelola dengan baik. Pengelolaan atau pengaturan suatu sistem saluran perlu memperhatikan besarnya debit yang akan dialirkan pada saluran. Hal ini dilakukan untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber daya air permukaan yang ada, khususnya dalam saluran terbuka seperti sungai. Debit aliran adalah volume air yang mengalir dalam satuan waktu tertentu. Kemampuan pengukuran debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui potensi sumber daya aliran air di suatu wilayah DAS. Pengukuran debit air dapat dilakukan dengan mengukur kecepatan aliran air pada sungai atau alur yaitu velocity area method, tracer method, slope areamethod, weir, flume, dan volumetric method area (Finawan dan Mardianto,2011).
Drainase merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air, seperti kelebihan air yang berada di atas permukaan tanah. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat durasi hujan yang lama. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan. Kebutuhan terhadap drainase berawal dari kebutuhaan air untuk kehidupan manusia dimana untuk kebutuhan tersebut manusia memanfaatkan sungai untuk kebutuhan rumah tangga, pertanian, perikanan, peternakan dan lain - lain. Untuk kebutuhan rumah tangga yang menghasilkan air kotor yang perlu dialirkan dan dengan makin bertambahnya pengetahuan manusia mengenal industri yang juga mengeluarkan limbah yang perlu dialirkan. Pada musim hujan terjadi kelebihan air berupa limpasan permukaan yang sering kali menyebabkan banjir sehingga manusia mulai berfikir akan kebutuhan sistem saluran yang dapat mengalirkan air agar lebih terkendali dan berkembang menjadi ilmu drainase (Soemarto,1986).
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada laporan kali ini ialah :
1. Bagaimana mengukur luas penampang parit di Gg. Nauli ?
2 . Bagaimana mengitung kecepatan aliran parit di Gg. Nauli ?
3. Bagaimana menghitung debit aliran parit di Gg. Nauli ?
4. Bagaimana menentukan gambar lengkung kecepatan dan lengkung debit untuk parit di Gg. Nauli ?
5. Bagaimana menghitung koefisien kekasaran saluran parit di Gg. Nauli ?
6. Bagaimana menentukan sifat aliran di parit Gg. Nauli ?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan pada praktikum kali ini ialah :
1. Menentukan kecepatan aliran pada saluran terbuka.
2. Menentukan debit aliran pada saluran terbuka.
3. Menentukan koefisien kekasaran pada saluran terbuka.
4. Menentukan lengkung debit dan kecepatan untuk aliran dalam saluran terbuka.
5. Menentukan sifat aliran dalam saluran terbuka.
6. Menentukan perbandingan nilai koefisien kekasaran hasil percobaan dengan nilai koefisien kekasaran teoritis pada saluran terbuka.
1.4 Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diambil pada praktikum kali ini ialah :
1. Mahasiswa dapat mengetahui cara menentukan debit aliran pada saluran terbuka.
2. Mahasiswa dapat mengetahui kecepatan aliran pada saluran terbuka.
3. Mahasiswa dapat menentukan koefisien kekasaran dalam pengukuran aliran pada saluran terbuka.
4. Mahasiswa dapat memperkirakan luas penampang dalam pengukuran aliran pada saluran terbuka.
5. Mahasiswa dapat menentukan jenis aliran fluida pada saluran menggunakan bilangan Reynold dan Manning
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Debit Aliran
Debit aliran adalah laju air ( dalam bentuk volume air ) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam system SI, besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik ( m3/dt ). Sedangkan dalam laporan - laporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukan dalam bentuk hidrograf aliran. Hidrograf aliran adalah suatu perilaku debit sebagai respon adanya perubahan karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS oleh adanya kegiatan pengelolaan DAS dan / atau adanya perubahan (fluktuasi musiman atau tahunan) iklim lokal (Gordon,1992).
2.2 Pengukuran Debit
Teknik pengukuran debit aliran langsung di lapangan pada dasarnya dapat dilakukan melalui empat katagori, yaitu (Gordon,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 cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas penampang melintang sungai.
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 aliran air sungai. Kecepatan aliran air akan ditentukan dengan jumlah putaran per detik yang kemudian dihitung akan disajikan dalam monitor kecepatan rata-rata aliran air selama selang waktu tertentu. Pengukuran dilakukan dengan membagi kedalaman sungai menjadi beberapa bagian dengan lebar permukaan yang berbeda (Gordon,1992).
a. Secara tak langsung
Dalam pengukuran tak langsung, yang sangat diperhatikan yaitu tentang kecepatan aliran (v) dan luas penampang aliran (A), sehingga terdapat persamaan pengukuran debit aliran sebagai berikut (Suharto, 1991):
Q = v ∙ A...............................................(Pers 2.1)
keterangan:
Q = debit aliran (m3/s)
v = kecepatan aliran (m/s)
A = luas penampang basah (m2)
b. Secara langsung
Pengukuran debit air secara langsung menggunakan beberapa alat pengukur yang langsung menunjukkan ketersediaan air pengairan bagi penyaluran melalui jaringan-jaringan yang telah ada atau telah dibangun (Wiliiam Orlando,1996).
Dalam melakukan pengukuran debit sungai perlu diperhatikan angka kecepatan aliran rata-rata, lebar sungai, kedalaman, kemiringan, geseran tepi dan dasar sungai. Geseran tepi dan dasar sungai akan menurunkan kecepatan aliran terbesar pada bagian tengah dan terkecil pada bagian dasar sungai. Faktor penting lainnya yang perlu diperhatikan adalah jari-jari hidrolik (R) (hydraulic radius) (Gordon,1992).
R = A/W............................................(Pers 2.2)
dimana : R = jari – jari hidrolik
A = luasan penampang melintang (m2)
W = keliling basahan (wetted perimeter)
Cara pengukuran lainnya selain dengan menggunakan alat Current meter, dalam pengukuran kecepatan aliran sungai juga dapat dilakukan dengan metode apung (floating method). Caranya dengan menempatkan benda yang tidak dapat tenggelam di permukaan aliran sungai untuk jarak tertentu dan mencatat waktu yang diperlukan oleh benda apung tersebut bergerak dari satu titik pengamatan ke titik pengamatan lain yang telah ditentukan. Benda apung yang digunakan dalam pengukuran ini pada dasarnya adalah benda apa saja sepanjang dapat terapung dalam aliran sungai. Pemilihan tempat pengukuran sebaiknya pada bagian sungai yang relatif lurus dengan tidak banyak arus tidak beraturan. Jarak antara dua titik pengamatan yang diperlukan ditentukan sekurang - sekurangnya yang memberikan waktu perjalanan selama 20 detik. Pengukuran dilakukan selama 3 kali pengulangan sehingga dapat diperoleh nilai kecepatan rata-rata permukaan aliran sungai dengan persamaan berikut (Gordon,1992):
V = L/ t...................................................(Pers 2.3)
Dimana : L = jarak antara dua titik pengamatan (m)
t = waktu perjalanan benda apung (detik)
2.3 Drainase
Drainase mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. (Suripin, 2004).
2.3.1 Jenis-jenis Drainase
Definisi drainase perkotaan, yaitu (Nozzle,2009):
1. Drainase perkotaan yaitu ilmu drainase yang mengkhususkan pengkajian
pada kawasan perkotaan yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan sosial - budaya yang ada di kawasan kota.
Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran air dari wilayah perkotaan yang meliputi :
Permukiman.
Kawasan industri dan perdagangan.
Kampus dan sekolah.
Rumah sakit dan fasilitas umum.
Lapangan olahraga.
Lapangan parkir.
Instalasi militer, listrik, dan komunikasi.
Pelabuhan udara
Sistem penyediaan jaringan drainase terdiri dari empat macam, yaitu (Nozzle,2009):
Sistem Drainase Utama
Sistem drainase perkotaan yang melayani kepentingan sebagian besar warga masyarakat kota.
Sistem Drainase Lokal
Sistem drainase perkotaan yang melayani kepentingan sebagian kecil warga masyarakat kota.
Sistem drainase terpisah
Sistem drainase yang mempunyai jaringan saluran pembuangan terpisah untuk air permukaan atau air limpasan.
Sistem Drainase Gabungan
Sistem drainase yang mempunyai jaringan saluran pembuangan yang sama, baik untuk air genangan atau air limpasan yang telah diolah.
Selain bentuk-bentuk yang tertera dalam tabel, masih ada bentuk-bentuk penampang lainnya yang merupakan kombinasi dari bentuk-bentuk tersebut, misalnya kombinasi antara empat persegi panjang dan setengah lingkaran, yang mana empat persegi panjang pada bagian atas yang berfungsi untuk mengalirkan debit maksimum dan setengah lingkaran pada bagian bawah yang berfungsi untuk mengalirkan debit minimum (Asdak,2002).
2.5 Kecepatan Aliran
Menentukan kecepatan aliran dimana saluran yang direncanakan didasarkan pada kecepatan minimum yang diperbolehkan agar tetap self cleansing dan kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar tetap aman. Kecepatan maksimum yang diperbolehkan adalah 3,0 m3/s, yaitu kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar tidak mengakibatkan penggerusan pada lahan saluran. Kecepatan minimum yang diperbolehkan adalah 0,6 m3/s, yaitu kecepatan aliran terendah dimana tidak terjadi pengendapan pada saluran (tercapainya cleansing) dan tidak mendorong pertumbuhan tanaman air (Nozzle, 2009).
Kecepatan aliran dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
v = s/t ............................................... (Pers 2.4)
keterangan:
v = kecepatan aliran (m/s)
s = jarak aliran (m)
t = waktu tempuh (s)
Kecepatan rata-rata aliran didalam saluran dapat dihitung dengan menggunakan rumus manning, yaitu :
V = 1/n ∙ R2/3 ∙ S1/2 ................................... (Pers 2.5)
keterangan :
V = kecepatan rata-rata aliran (m/s)
n = koefisien kekasaran manning
R = Jari - jari hidraulik (m)
S = kemiringan dasar saluran
As= luas penampang basah (m2)
P = keliling basah saluran (m)
2.8 Bilangan Reynold
Bilangan Reynold (Re) adalah perbandingan antara efek inersia dan viskositas dalam aliran. Untuk mencari bilangan Reynold dapat digunakan persamaan sebagai berikut (Haryoso, 2002):
Re = (v ⋅ R)/ν ......................................... (Pers 2.6)
keterangan:
Re = bilangan Reynold
V = kecepatan aliran (m/s)
R = radius hidraulik (m)
v = viskositas kinematik (m2/s)
Klasifikasi bilangan Reynold (Re) untuk menentukan sifat aliran pada saluran terbuka adalah (French, 1987):
Aliran laminer memiliki nilai Re < 500
Aliran transisi memiliki nilai Re = 500 – 12.500
Aliran turbulen memiliki nilai Re > 12.500
BAB III
METODOLOGI
3.1 Lokasi
Percobaan saluran terbuka ini dilakukan di parit yang lokasinya berada di Jl. Ujung Pandang Gg.Nauli yang dilaksanakan pada hari Kamis, 5 November 2015 pada pukul 16.15 WIB.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Adapun alat yang digunakan praktikum kali ini ialah kayu sepanjang 3 m dan meteran 5 m.
3.2.2 Bahan
Adapun bahan yang digunakan saat praktikum adalah pewarna makanan.
Prosedur Praktikum
Prosedur kerja yang dilakukan pada praktikum aliran pada drainase adalah:
1. Pilih lokasi yang baik pada badan air dengan lebar, kedalaman, kemiringan dan kecepatan yang dianggap tetap, sepanjang 4 meter. Harus diperhatikan agar tidak ada rintangan, halangan atau gangguan lainnya sampai tempat pengamatan hilir.
2. Ukur lebar saluran yang akan dilakukan percobaan pengukuran aliran.
3. Ukur ketinggian aliran (h) air di sepanjang lebar saluran dengan jarak tertentu.
4. Gambar penampang aliran sungai yang diperoleh dari hasil pengukuran.
5. Kemudian teteskan pewarna makanan sebanyak 3 kali pengulangan.
6. Lakukan pengukuran kecepatan minimal sebanyak 3 kali pengulangan.
7. Setelah itu, catat menggunakan stopwatch dengan waktu yang berbeda.
BAB IV
GAMBARAN UMUM
4.1 Kondisi dilapangan Secara Umum
Lokasi praktikum di Jl.Ujung Pandang gg.Nauli. Gang Nauli juga bisa diakses dari jalan Danau Sentarum kemudian memasuki Jalan Sukamulia. Pada saat akan melakukan praktikum datang pada pukul 16.00 WIB, kondisi aliran drainase Gg. Nauli pada saat itu sedang surut dan air mengalir cepat. Setelah itu, mempersiapkan alat untuk melakukan praktikum.
4.2 Kondisi dilapangan Secara Exsisting
Saluran drainase gg.Nauli berasal dari 2 saluran yaitu sui.jawi dan saluran Jl.Sukamulia. Kawasan drainase ini dikelilingi oleh rumah penduduk dan terbuat dari dinding yang berbahan beton. Aliran ini kebanyakan berasal dari limbah rumah tangga karena saluran drainase di Gg. Nauli tersambung dengan pipa saluran pembuangan limbah domestik dari rumah – rumah penduduk sekitar parit. Sering juga ada warga yang masih memakai air di drainase ini untuk MCK. Hal ini dibuktikan dari adanya masyarakat yang mencuci motor disekitar parit. Jika aliran mengarah ke sui.jawi tanda bahwa air surut(keluar) dan jika aliran mengarah ke Jl.Sukamulia tanda bahwa air pasang(masuk). Pada praktikum ini, dilakukan praktikum untuk mengukur kecepatan, menghitung debit dan mengukur kedalaman parit atau drainase yang dekat dengan pemukiman warga sekitar gg.Nauli.
BAB V
PEMBAHASAN
5. 1. Analisa Perhitungan
Perhitungan kecepatan aliran (v) pada praktikum ini dihitung dengan rumus (Pers.2.3):
vtracer = jarak/waktu
Diketahui :
Jarak (m) saluran : 4m
Waktu yang ditempuh :19s
Waktu yang ditempuh :16s
Waktu yang ditempuh :16s
Rata – rata waktu :17s
Jawab :
vtracer = jarak/waktu
= 4m/17s
= 0.235 m/s
a. Mengukur luas penampang trapesium pada saluran terbuka
Perhitungan luas penampang trapesium (A) pada saat pratikum dengan menggunakan rumus (Tabel 2.1):
A= (B + mh ̅) h ̅
Diketahui:
Lebar dasar saluran (B) = 1.65 m
Ketinggian air (h ̅) :
Tinggi muka air (h₁)=0.64m
Tinggi muka air (h₂)=0.60m
Tinggi muka air (h₃)=0.60m
Tinggi muka air (h₄)=0.50m
Tinggi muka air (h₅) =0.49m
Jawab :
h ̅ = (∑▒h_N )/N
=(0,64+0.60+0.60+0.50+0.49)/5 =0.566m
Kemiringan dinding saluran (m) :0.265017667
Jawab :
A=(B+mh ̅) h ̅
A=(1.65m+(0.265017667m)(0.566))0.566
=1.018 m2
b. Perhitungan debit aliran (Q)
Perhitungan debit aliran pada praktikum ini dihitung dengan persamaan (Pers.2.1):
Rincian perhitungan debit aliran, sebagai berikut:
Diketahui :
kecepatan (vtracer) = 0.235 m/s
luas penampang = 1.0188 m2
Jawab :
Debit aliran pada bola:
Q= A.v
= 1.0188 m2. 0.235 m/s
= 0.239 m2
c. Menghitung keliling basah trapesium (P).
Perhitungan keliling basah pada praktikum ini dapat menggunakan rumus (Tabel 2.1):
P = B + 2h ̅( m2 + 1) 0.5
Rincian perhitungan keliling basah, sebagai berikut:
Lebar dasar (B) saluran = 1.65 m
Kemiringan dinding saluran (m) =0.265 m
Ketinggian muka air (h ̅) = 0.566 m
Jawab :
P =B + 2h ̅( m2 + 1) 0.5
=1.65 m + 2(0.566 m) ( 0.265 m2 + 1 ) 0.5
=1.431 m
Jadi keliling basah trapesium (P).yaitu 1.431 m
d. Menghitung radius hidroulik (R)
Perhitungan radius hidroulik mengggunakan persamaan (2.2):
R = A/P
Rincian perhitungan keliling basah, sebagai berikut:
luas penampang trapesium (A) = 0.265 m2
keliling basah trapesium (P).= 1.431 m
Jawab:
R = A/P
= 0.265017667m2/1.431999999m
=0.185 m
Jadi radius hidroulik (R) yaitu 0.185 m
e. Perhitungan kemiringan saluran
Perhitungan kemiringan saluran pada praktikum ini dapat menggunakan rumus:
S = (h2-h1)/l0
Rincian perhitungan kemiringan saluran, sebagai berikut:
Kedalaman saluran (h1 )= 0.566 m
Kedalaman saluran (h2) = 0.518 m
Panjang saluran (l0) = 4 m
Jawab : S = (h1-h2)/l0
= (0.566m-0.518m)/4m
= 0.012 m
f. Perhitungan koefisien kekasaran (n)
Perhitungan koefisien manning pada praktikum ini menggunakan persamaan (2.5) :
V = 1/n ∙ R2/3 ∙ S1/2
Keterangan :
v= kecepatan rata-rata aliran (m/s)
n= koefisien kekasaran manning
R= Jari-jari hidraulik (m)
S = kemiringan dasar saluran
As = luas penampang basah (m2)
P = keliling basah saluran (m)
Rincian perhitungan koefisien manning, sebagai berikut:
kemiringan (S) = 0.012m
Radius Hidraulik (R)= 0,73m
Kecepatan rata-rata= 0,014 m/s
Jawab :
V = 1/n ∙ R2/3 ∙ S1/2
n =(1(0,73m〖) 〗^(2/3) 〖(0.012m)〗^(1/2))/(0.235294117 m/s)
=0.376
Jadi koefisien kekasaran (n) yaitu 0.376
g. Lengkung Debit
Pengaruh kedalaman (H) terhadap debit (Q) dan pengaruh kedalaman terhadap kecepatan (V) untuk aliran saluran terbuka.
Pengaruh kedalaman (H) terhadap debit (Q)
No Waktu (t) Debit(Q) (m3/s) Kedalaman (H) (m)
1 10.30 AM 0.110 0.630
2 11.30 AM 0.107 0.480
3 12.30 AM 0.098 0.441
No Waktu (t) Kecepatan (v) (m/s) Kedalaman (H) (m)
1 10.30 AM 0.096 0.630
2 11.30 AM 0.125 0.480
3 12.30 AM 0.125 0.441
h. Perhitungan nilai Reynold (Re)
Perhitungan nilai Reynold pada praktikum ini menggunakan persamaan (3.4):
Rincian perhitungan nilai Reynold,sebagai berikut:
Diketahui :
kecepatan rata-rata bola (vtracer) = 0.235 m/s
Jari-jari hidrolik (R) = 0.185m
Viskositas kinematik = 0.00000083
Jawab:
Re = (V ⋅ R)/ν
= (o.235 m/s⋅ 0.185m)/0.00000083 =52379.518
5.2 Pembahasan
Lebar saluran (m) Kedalaman saluran (m)
Titik 1 Titik 2
0,2 0,55 0,64
0,4 0,55 0,60
0,6 0,56 0,64
0,8 0,56 0,62
1 0,50 0,60
1,2 0,49 0,60
1,4 0,50 0,61
1,6 0,51 0,58
1,8 0,50 0,50
2 0,49 0,50
Tabel hasil pengukuran kedalaman
Pada saat praktikum dilokasi saluran drainase tepatnya di gg.Nauli dilakukan pengukuran aliran fluida pada saluran terbuka (drainase). Praktikum ini dilakukan untuk mengukur debit, menentukan besarnya bilangan Manning, serta kemiringan saluran. Data-data pengamatan yang diamati pada drainase, yaitu kedalaman muka air, lebar saluran, koefisien kekasaran dan kecepatan aliran.
Untuk mendapatkan luas penampang basah, dilakukan pengukuran pada lebar saluran dan kedalaman muka air. Pengukuran lebar saluran dapat diukur secara langsung menggunakan alat ukur meteran dengan hasil 2,10 meter. Pengukuran kedalaman saluran dilakukan dengan membentangkan tali sepanjang 2,10 meter yang sudah dibagi menjadi beberapa segmen dengan panjang titik 20 sentimeter.
Tujuan pembagian segmen adalah untuk mendapatkan kedalaman muka air pada beberapa titik agar bentuk penampang saluran tergambarkan. Berikut gambar penampang salurannya:
Kedalaman muka air didapatkan dengan merata - ratakan kedalaman muka air pada setiap segmen. Setelah didapat kedalaman muka air rata-rata maka didapat luas penampang dengan mengalikan lebar saluran dan kedalaman muka air rata-rata.
Perubahan bentuk penampang saluran kemungkinan disebabkan terjadi gerusan air. Gerusan tanah dapat terjadi karena erosi terhadap aliran air pada dasar dan tebing saluran alluvial atau proses menurunnya atau semakin dalamnya dasar sungai di bawah elevasi permukaan alami (datum) karena interaksi antara aliran dengan material dasar.
Pengukuran aliran dengan metode tracer atau dilution. Prinsip dasarnya adalah mendapatkan waktu yang diperlukan oleh zat warna yang kami gunakan yaitu pewarna makanan dari titik awal hingga mencapai titik akhirnya. Bahan yang digunakan tentunya zat yang tidak mencemari lingkungan. Pewarna makanan ini diteteskan pada titik awalnya hingga mencapai titik akhir yang berjarak 4 meter. Dilakukan 3 kali pengukuran agar lebih teliti sehingga didapat rata-rata waktunya 17,5 sekon.
Kemiringan saluran drainase didapatkan dari hasil perbandingan antara selisih kedalaman ditentukan dengan panjang saluran drainase. Berdasarkan hasil perhitungan, dapat diketahui bahwa kemiringan saluran terjadi perbedaan tinggi per meter adalah 0,012 meter.
Perhitungan debit didapat dari hasil kali antara luas penampang dan kecepatan aliran. Luas penampang berbentuk trapesium ini sebesar 0,025 m² dan kecepatan rata-rata sebesar 0,014 m/s. Dilakukan juga pengukuran kedalaman saluran dengan rata –rata lebar saluran dibagi setiap 20 cm menggunakan meteran.
Setelah debit aliran didapatkan, dilanjutkan dengan menghitung Reynold. Bilangan Reynold digunakan untuk menunjukkan jenis saluran. Aliran diklasifikasikan menjadi 3, yaitu jika bilangan Reynold <500 termasuk aliran laminer, jika diantara 500 dan 12.500 termasuk aliran transisi, dan jika >12.500 termasuk aliran turbulen. Berdasarkan klasifikasi bilangan reynold, hasil yang didapat sebesar 52379.518 sehingga nilai tersebut >12.500. Oleh karena itu, parit di gg. Nauli aliran airnya diklasifikasikan sebagai aliran turbulen.
Harga koefisien kekasaran saluran yang digunakan ditentukan berdasarkan jenis dinding saluran. Dinding saluran pada parit di Gg. Nauli adalah menggunakan dinding beton. Kondisi air yang ada diparit Gg. Nauli terlihat air sedang surut dikarenakan pada hari disaat melakukan praktikum, sebelumnya telah turun hujan di daerah gg.Nauli. Besar koefisien manning yang didapat dari perhitungan pada praktikum ini adalah 0,376 dimana angka ini merupakan angka yang menunjukan bahwa kakasaran manning pada dinding saluran sangat tinggi. Perbedaan nilai kekasaran manning pada ketetapan dengan hasil perhitungan memiliki selisih yang cukup besar. Perbedaan hasil perhitungan dengan ketetapan dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu radius hidrolik, kemiringan saluran dan bilangan reynold. Kemungkinan kekasaran dinding bertambah karena saluran tersebut terdapat sampah – sampah atau batuan yang terdapat didasar parit tersebut.
Pada praktikum aliran saluran terbuka, juga didapatkan hasil lengkungnya (Q)-(H) dan (V)-(H). Disimpulkan bahwa kedalaman berpengaruh terhadap debit, karena semakin tinggi kedalaman semakin besar debit yang didapatkan, sedangkan kedalaman berpengaruh terhadap kecepatan, semakin rendah kedalaman semakin cepat juga kecepatan alirannya. Akan tetapi, bisa juga jika semakin rendah kedalaman maka semakin cepat pula alirannya.
BAB VI
PENUTUP
6.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari praktikum ini yaitu :
1. Luas penampang pada saluran drainase di peroleh hasil 1,6625 m^2.
2. Keliling basah pada saluran drainase di peroleh hasil 3,4 meter.
3. Jari-jari Hidrolik pada saluran drainase di peroleh hasil 0,488 meter.
4. Kecepatan aliran pada saluran drainase yang di peroleh hasil 0,22 m⁄s.
5. Debit aliran pada saluran drainase yang di peroleh hasil 0,032 m^3⁄s.
6. Hasil rumus Manning pada saluran drainase yang di peroleh hasil 0,471.
7. Pengukuran debit dapat diukur dengan metode tracer
6.2 Saran
Praktikum aliran fluida haruslah dilakukan dengan awal waktu agar dapat menghitung seluruh notasi yang di ketahui, kemudian setiap uji coba pengukuran aliran fluida harus dilakukan dengan teliti dan akurat agar tidak ada kesalahan yang fatal dan kesalahan dalam perhitungan nantinya.
DAFTAR PUSTAKA
Alviansyah YBC , 2002. drainase perkotaan, jurusan teknik sipil universitas syiah kuala
banda aceh.
Asdak Chay .2002. Hidrologi dan Pengeloaan daerah Aliran Sungai.Gadjah Mada. Press: Yogyakarta
Finawan dan Mardianto,2011. Pengelolaan Air Irigasi. Dinas Pertanian Jawa Timur.
Gordon,1992. Laporan irigasi dan drainase langkahan, Jakarta.
H.A. Halim Hasmar.2002.Water Management in The Field. Kyoto: Kyoto University Press.
Nozzle,2009. Fisika Dasar: Fluida Statis dan Dinamis,Bandung.
Suharto,1991. Efisiensi Air Irigasi dan Drainase pada Tanaman Padi Sawah. Jurnal Agrikultura. 2 (4) : 22-34.
Sudjawardi,1983. Dasar-dasar Teknik Irigasi,UGM Yogyakarta.
Soemarto,1986.Teknologi Pengairan Pertanian. Penerbit Bina Aksara. UGM Yogyakarta.
0 Response to "Saluran Terbuka di Parit Selokan"
Post a Comment
Terima kasih jika sudah mengomentari artikel saya karena saya juga manusia yang biasa tidak luput dari kesalahan.