4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat...
TRANSCRIPT
![Page 1: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/1.jpg)
Aliran berubah lambat launb k t j di kib t sbanyak terjadi akibat pasangsurut di muara saluran atauakibat adanya bangunan-bangunanakibat adanya bangunan-bangunanair atau pasang surut air lautterutama pada saat banjir akanterutama pada saat banjir akanberpengaruh sampai ke hulu danatau ke hilir.
![Page 2: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/2.jpg)
Ali b b h l mb t lAliran berubah lambat laun yangterjadi akibat perubahan elevasip m k n i di j n h l t j npermukaan air di ujung hulu atau ujunghilirnya ini sangat tergantung padak d l m n k itis d n k d l m n n m lkedalaman kritis dan kedalaman normalyang telah dibahas dalam modul 2 danm dul 3 Oleh karena itu persamaanmodul 3. Oleh karena itu persamaanaliran kritis dan aliran seragam akanmuncul di modul 4 inimuncul di modul 4 ini.
![Page 3: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/3.jpg)
(1) Menjelaskan konsep aliran berubah(1) Menjelaskan konsep aliran berubahlambat laun akibat perubahan dasarsaluran dan adanya bangunan air di hulusaluran dan adanya bangunan air di hulumaupun di hilir.
(2) Memberi contoh fenomena aliran berubahlambat laun agar mahasiswa dapatmemperkirakan profil permukaan air.
![Page 4: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/4.jpg)
(1) Penggunaan konsep aliran berubahl b t llambat laun.
(2) Penjelasan fenomena aliran berubahlambat laun dan contoh penggunaannya.p gg y
![Page 5: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/5.jpg)
T j P b l j U☻ Tujuan Pembelajaran Umum
Setelah membaca modul ini mahasiswa h i f li b b h l b t memahami fenomena aliran berubah lambat
laun
☻ Tujuan Pembelajaran Khusus
Setelah mempelajari modul ini mahasiswa dapat memilih persamaan yang akan digunakan untuk
hit li b b h l b t lperhitungan aliran berubah lambat laun.
![Page 6: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/6.jpg)
A. Asumsi Dasar
Tegangan geser yang bekerja pada dasarl d ti d t dit t ksaluran pada tiap penampang dapat ditentukan
dengan menerapkan perumusan tekanan untuklialiran seragam :
CVgb
2
ρτ = (4.1)
juga berlaku untuk aliran berubah lambat laun.
C
juga berlaku untuk aliran berubah lambat laun.
![Page 7: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/7.jpg)
Ini berarti :
Kehilangan energi pada suatu penampang did l li b b h l b l d l hdalam aliran berubah lambat laun adalah samadengan kehilangan energi pada suatu penampangdi d l li idi dalam aliran seragam yang mempunyaikecepatan rata-rata dan jari-jari hidrolik samad V d R did l li b b h l bdengan V dan R didalam aliran berubah lambatlaun.
![Page 8: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/8.jpg)
PPersamaan - persamaan
34
22
:R
VniManning f = (4.2)R (4.2)
RCViChezy f 2
2
: = (4 3)RC (4.3)
Juga berlaku untuk aliran berubah lambat laun.
![Page 9: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/9.jpg)
B Asumsi LainB. Asumsi Lain
(a) Kemiringan dasar saluran kecil :(a) Kemiringan dasar saluran kecil :(1) Kedalaman aliran vertikal dan tegak
lurus aliran adalah samalurus aliran adalah samad = y
(2) Faktor koreksi tekanan( )cos θ =1
(3) Tidak terjadi pemasukan udara
![Page 10: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/10.jpg)
(b) Saluran berpenampang prismatis.( ) p mp g p m
(c) Pembagian kecepatan dalam penampang(c) Pembagian kecepatan dalam penampangsaluran adalah pasti sehingga α tetap.
(d) Faktor hantaran K dan faktor penampang zmerupakan fungsi exponensial dari kedalamanaliran h.
(e) Koefisien kekasaran tidak tergantung pada(e) Koefisien kekasaran tidak tergantung padakedalaman aliran dan tetap disepanjangaliranaliran.
![Page 11: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/11.jpg)
1
dHif
V2 g
2α
y d cosθd iw
90°
θ
Zb
ibθ
θ
d
90°
Datum
Zb
90°dx
Gambar 4.1. Penampang memanjang aliran berubah lambat laun
![Page 12: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/12.jpg)
Dengan mengambil asumsi tersebut diatas danden an men unakan Hukum Bern ulli seba aidengan menggunakan Hukum Bernoulli sebagaiberikut dapat diasumsiakan beberapa bentukpersamaan profil aliranpersamaan profil aliran
gVdzH b 2
cos2αθ ++= (4.4)
Penurunan Pers 4.1 terhadap x didapat :
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++=
gV
dxd
dxdd
dxzd
dxdH b
2cos. 2
αθ⎠⎝ g
adalah kemiringan garis energi ifddH
adalah kemiringan dasar saluran ib
dxz.d b adalah kemiringan dasar saluran ib
dx
![Page 13: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/13.jpg)
dxdd
g2V
ddd
cosdxdd
ii2
bf ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛α+θ+−=−Dengan demikian maka :
dxg2dddx ⎟⎠
⎜⎝
Tanda negatif dari persamaan tersebutmenunjukkan penurunan di arah x positifmenunjukkan penurunan di arah x positif
− iidd fb
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
gV
dddii
dxdd fb
2cos
2
αθ (4.5)
P s m (4 5) m k s m di mis
⎠⎝ gdd 2
Persamaan (4.5) merupakan persamaan dinamisaliran berubah lambat laun.
![Page 14: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/14.jpg)
Penjelasan tiap suku dari persamaan tersebutj p p mdiatas
k d kkemiringan dasar = kemiringanpermukaan. ib = if = iw
0. =dxdda
dd kemiringan permukaan lebih besar0. <
dxddb
kemiringan permukaan lebih besardaripada kemiringan dasar ib < iw
0. >dxddc
iw < ib → permukaan aliranmenanjak
![Page 15: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/15.jpg)
Apabila : θ = f(x)Maka penurunan tersebut terhadap x menjadi
⎞⎛VddddddH 2θ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−+=
gV
dxd
dxdd
dxdd
dxdz
dxdH b
2sincos
2
αθθθ
iidd
atau
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
−=
gV
ddd
dddd
iidxdd fb
2sincos
2
αθ (4.6)⎠⎝ gdddd 2
untuk :θ kecil cos θ = 1 d = y
sin θ = 0sin θ = 0
![Page 16: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/16.jpg)
maka persamaan 4.3 menjadi :
fb iidy⎞⎛
−=
2
gV
dyddx
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
21
2
α (4.7)43421
kecepatantinggiPerubahan
gy ⎠⎝
Apabila :
TdAtetapQQV ;; Tdy
tetapQA
V === ;;
![Page 17: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/17.jpg)
maka
dydA
AgQ
dyA
gQ
gV
dyd
3
2222
22αααα −==⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −
dyAgdyggdy 22 ⎠⎝
2Vd α ⎟⎟⎞
⎜⎜⎛
3
22Ag
TQdy
gd
αα
−=⎟⎟⎠
⎜⎜⎝
ZA=
32
3
ZA=atau
T T
2 ⎞⎛
2
2
2
2ZQ
dg
Vdα
α−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
2gZdy
![Page 18: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/18.jpg)
Untuk aliran kritisααgZQgZQ cc
22 =→=
22
2
2 ZZgVd c⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛αα
αα
maka : (4 )2
2
2
2ZZ
Zgdyg c
c
−=⎟⎠
⎜⎝−=
⎟⎠
⎜⎝ αmaka : (4.8)
RCVi f 2
2
=Apabila digunakan persamaan Chezy :
Apabila digunakan persamaan Manning :
34
22
RVni f =
Apabila digunakan persamaan Manning :
2
2
34
KQi
R
f
f
⎪⎪⎫
=
2
2
2
22
2
321KK
QKKQ
ii
Q
RAn
K
Knn
b
f ==
⎪⎪
⎪⎪
⎬= (4.9)
2
2
KQi
nb ⎪
⎪
⎭=
![Page 19: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/19.jpg)
Dengan memasukkan Pers (4.8) ke dalam Pers (4.7)diddidapat :
2
1ii
idy b
f
b
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
= (4.10)2
2
1ZZdx c
b
−
( )
2
2
2
1
⎞⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
=ZKK
idxdy
n
bI (4.11)
1 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
ZZdx
c
![Page 20: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/20.jpg)
Untuk kondisi aliran kritis dari QZ2
2Untuk kondisi aliran kritis dari aliran seragam :
αg
QZc =
222
2
nbb KiQKQi =→=
nK
KiZ nbc =2
αgc
αgKiZ CR2
2 =
2
22
KKi
ZZ nbc =⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
(4 12)2KiZ CR⎟⎠
⎜⎝ (4.12)
![Page 21: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/21.jpg)
Dengan memasukkan Pers (4.12) ke dalam Pers(4 11) did(4.11) didapat :
2
1 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
KK
dnII (4 13)
2
1 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
⎟⎠
⎜⎝=
KKR
Kidxdy
nb
II (4.13)
⎠⎝ K
Dengan ketentuan bahwa :D gQ = debit yang diketahui pada kedalaman yQ = debit normal pada kedalaman yQn = debit normal pada kedalaman yQc = debit kritis pada kedalaman y
![Page 22: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/22.jpg)
Sehingga dapat dinyatakan :
gQZc
22 =
22
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
c
c
ZZα
g
QZ c2
2
(4.14)⎠⎝⎠⎝ cQ
αg
QZ c2 =
Q 2
22
⎟⎟⎞
⎜⎜⎛
=⎟⎞
⎜⎛ n QKf
n
iQK 2 =
(4 15)⎟⎟⎠
⎜⎜⎝
⎟⎠
⎜⎝ nQK
fn i
QK2
2 =
(4.15)
fi
![Page 23: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/23.jpg)
Dengan mamasukkan persamaan (4.14) dan (4.15)ke dalam Pers (4 11) didapat :ke dalam Pers (4.11) didapat :
2⎞⎛
2
2
1
⎞⎛
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
= no
Q
idxdyIII (4.16)
1 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
cQQdx
Apabila digunakan persamaan Chezy : Qn =C2A2Ri0untuk Pers (4 16) didapat :untuk Pers (4.16) didapat :
⎟⎟⎞
⎜⎜⎛
−Qi2
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
⎟⎟⎠
⎜⎜⎝=
DAQ
RACi
dxdy o
2
2
22
1 αIV (4.17)⎟⎠
⎜⎝ DAg 2
![Page 24: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/24.jpg)
Kembali ke Pers (4.10)
1i f
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
−=
2
2
2
2
1
1
1ZZi
ZZ
iidxdy
c
b
f
c
fb (4.18)⎟⎠
⎜⎝
⎟⎠
⎜⎝ ZZ
Selanjutnya digunakan Persmaan Manning yaitu :
21321 iRAQ =
Selanjutnya digunakan Persmaan Manning yaitu :
fiRAn
Q =
342
22
RAQni f =
![Page 25: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/25.jpg)
Untuk saluran berpenampang persegi empat lebark hi R d litak terhingga : R = y dan aliran seragam :
22 QQ3
102
2
3102
2
;yB
QniyBQni f
n
b ==
310
3102
22
⎞⎛⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
B
Qni 3
3102
22
32
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⎟⎠
⎜⎝=
yy
yBQn
yBii n
b
f
3 ⎟⎠⎜⎝ yB n
5,1cccccc yByyBDAZ ===
5,1yBZ =
![Page 26: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/26.jpg)
Dengan persamaan-persamaan tersebut didapat :
32 ⎞⎛⎞⎛32
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
yy
ZZ cc (4.19)
D kk P (4 19) k d l PDengan memasukkan Pers (4.19) ke dalam Pers(4.11) didapat :
310
1 ⎟⎟⎞
⎜⎜⎛ yn
3
1
⎟⎟⎞
⎜⎜⎛
⎟⎟⎠
⎜⎜⎝
−=
y
yy
idxdy
c
n
bV (4.20)⎟⎟⎠
⎜⎜⎝ y
![Page 27: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/27.jpg)
Apabila yang digunakan adalah persamaan Chezy :
322
2
22
2
2
2
yBCQ
RACQ
RCVi f ===
322
2
nf yBC
Qi =
3
322
322
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛==
yy
yBCyBC
ii nn
b
f
3
1 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
yy
dyn
2
1 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
⎠⎝=
yy
yi
dxdy
c
b
33
33n
b yyyyi
dxdy
−−
=VI (4.21)cyydx
![Page 28: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/28.jpg)
Persamaan VI tersebut dinamakan persamaan “Belan er ” an serin di unakan untuk Belanger ” yang sering digunakan untuk memprediksi profil permukaan aliran berubah lambat laun dalam kondisi kemiringan dasar lambat laun dalam kondisi kemiringan dasar sebagai berikut:
0 k fib < 0 kemiringan negatifib = 0 dasar horizontalb
ib > ic Steep slope(kemiringan curam)(kemiringan curam)
ib = ic Critical slope(k i i k i i )
ib > 0 (kemiringan kritis)
ib < ic Mild slopep(kemiringan landai)
![Page 29: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/29.jpg)
B d s k s m li b b h l mb t lBerdasarkan persamaan aliran berubah lambat launtersebut diatas dapat diperkirakan karakteristikp fil li n m n t k mi in n d s n :profil aliran menurut kemiringan dasarnya :I. Kemiringan negatif ib < 0
2
2
0 =→<= imaginerKKQi nb
2
1 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
KK
dy
K
n
n
2
1 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
⎠⎝=
ZZKi
dxdy
cb
⎠⎝ Z
![Page 30: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/30.jpg)
Ada 2 kemungkinan :Ada 2 kemungkinan :
1 Ali S bk iti1. Aliran Subkritis y > yc
dy (negatif) ke hilir menurun0<dxdy
2 Ali S k iti2. Aliran Superkritis y < yc
dy (positif) ke hilir naik0>dxdy
![Page 31: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/31.jpg)
Ilustrasi dari kemungkinan tersebut adalahgseperti pada Gb. 4.2 :( notasi A adalah Adverse ) sedang indeks :( notasi A adalah Adverse ), sedang indeks :1. Menunjukkan aliran diatas yc dan yn
2. Menunjukkan aliran diantara yc dan yn
3. Menunjukkan aliran dibawah yc dan yn
![Page 32: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/32.jpg)
A2
0<dxdh
BendungA20<
dxdh
dx
A30>dxdy
Pintu air
(b)Contoh praktek aliran
melalui bendungPintu air
A3
0>dxdy
(c)Contoh praktek aliran melalui
pintu bukaan bawah
Gambar 4.2. Sket definisi dan contoh aliran berubah lambat laun pada dasar saluran negatif p g
(saluran menanjak di arah aliran)
![Page 33: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/33.jpg)
Dalam kondisi ini hanya ada dua kemungkinanprofil aliran yaitu profil A2 dalam hal aliranprofil aliran yaitu profil A2 dalam hal aliransubkritis (y > yc) dan A3 dalam hal aliransuperkritis (y < y )superkritis (y < yc).Sebagai contoh profil A2 aliran melalui bendung(Gb. 4.2b), dan profil A3 aliran melalui pintu airbukaan bawah (Gb. 4.2c).u aan awa (G . . ).
![Page 34: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/34.jpg)
II. Kemiringan nol ( Horizontal )
ib = 0
2
22
1 −⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
KiKiK
Kdy
bnb
n
2
2
2
11 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
⎠⎝=
ZZK
ZZKi
dxdy
c
b
cb
2⎞⎛ Q
2
1 ⎟⎞
⎜⎛−
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
=ZKQi
dxdy
c
b
1 ⎟⎠
⎜⎝ Z
![Page 35: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/35.jpg)
ib = 0
2
⎟⎞
⎜⎛ Q
2
1 ⎟⎞
⎜⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
=ZKQ
dxdy
c(4.22)
1 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
Zc
ib = 0 Kn = ~
![Page 36: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/36.jpg)
Ada 2 kemungkinan bentuk permukaan aliranAda 2 kemungkinan bentuk permukaan aliran.Notasi H adalah singkatan dari horisontal, notasi1,2,3 adalah seperti dijelaskan diatas :1. Aliran Subkritis yn > y > ycyn y yc
Dari Pers (4.2.2) diketahui bahwa= negatif ke dalam hal ini permukaan= negatif ke dalam hal ini permukaan
menurun ke arah hilirmenurut profil (H )
dxdy
menurut profil (H2).2. Aliran Superkritis yn > yc > y
= positif dalam hal ini permukaan diarah hilir (H3)dx
dy
![Page 37: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/37.jpg)
H20<dxdhH20<
dxdh
dx
(b)C t h P kt k
Terjunan
H3
dx
( )
Pintu air
Contoh Praktek(a)Teori
H3
(c)
Gambar 4.3. Sket definisi dan contoh aliran berubah lambat laun pada dasar horizontallambat laun pada dasar horizontal
![Page 38: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/38.jpg)
D l m h l i i j h d d k m kiDalam hal ini juga hanya ada dua kemungkinanprofil aliran yaitu : profil H2 dalam hal aliransubkritis (y > yc) dan H3 dalam hal aliransuperkritis (y < yc).superkritis (y yc).Sebagai contoh profil H2 adalah suatupermukaan terjunan (Gb 4 3b) dan pr fil Hpermukaan terjunan (Gb. 4.3b), dan profil H3
adalah aliran melalui pintu air bukaan bawah(Gb.4.3c).
![Page 39: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/39.jpg)
III K i i itif (i > 0 )
ib < ici iIII. Kemiringan positif (ib > 0 ) ib = icib > icb c
1). ib < ic mild slope kemiringan landaiyc < yn
Dengan menggunakan Persamaan Belanger
3
33
c
nb yy
yyidxdy
−−
= (4.23)
Dapat digambarkan profil permukaan aliransebagai berikut :
![Page 40: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/40.jpg)
Contoh Air balik “back water”M1
(b) Aliran melalui bendung
bendungTeori
M0>
ddy
M2
Terjunan “drawdown”
(b) Aliran melalui bendung
M2
M1
0<dxdh
dx
(c) perubahan kemiringan
i1i2 > i1
M3
ib < ic
0>dxdy
(c) perubahan kemiringan dasar saluran
(a)
(d) aliran melalui pintu bukaan bawah
M3
Gambar 4.4. Sket definisi dan contoh aliran berubah lambat laun pada dasar dengan kemiringan landai
![Page 41: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/41.jpg)
Kondisi permukaan apabila :
a. y > yn > yc dy/dx > 0 (positif)y yn y y ppermukaan air naik di arah aliran(M1)( 1)
b y > y > y d /d < 0 (negatif)b. yn > y > yc dy/dx < 0 (negatif)permukaan air turun di arah
li (M )aliran (M2)
![Page 42: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/42.jpg)
d /d 0 ( itif)c. y < yc < yn dy/dx> 0 (positif)permukaan air naik di arah aliran (M3)
d. y = yn dy/dx = 0 yn merupakan asymptot,yang berarti permukaan yang berarti permukaan air bertemu yn di tak berhinggaberhingga.
/e. y = yc dy/dx = ~ permukaan air memotong⊥ garis kedalaman energi( )(yc)
![Page 43: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/43.jpg)
Notasi M adalah singkatan dari Mild Slopeg pDalam hal ini ada 3 (tiga) kemungkinan profilpermukaan air yaitu : profil M dalam hal aliranpermukaan air yaitu : profil M1 dalam hal aliransubkritis (y > yc). Sebagai contoh adalah air balikyang disebabkan oleh bendung di hilir (Gb. 4.4b);profil M2 dalam hal aliran subkritis (yn > y > yc),p 2 (yn y yc),Sebagai contoh adalah penurunan permukaankarena perubahan dasar saluran (Gb 4 4c) Profilkarena perubahan dasar saluran (Gb. 4.4c). ProfilM3 dalam hal aliran super kritis (y < yc) sebagaicontoh adalah aliran melalui pintu bukaan bawah(Gb. 4.4d).( )
![Page 44: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/44.jpg)
2). ib = ic kemiringan kritis yc = yn33
33
33
c
nb yy
yyidxdy
−−
=
C1C1
0>dxdy
d(b)
Contoh Praktek
i = iC i < 0yc= yn C3
i = iC
0>dxdy
( )(a)
C3
(c)Contoh Praktek
Gambar 4.5. Profil aliran berubah lambat laun pada dasar pdengan kemiringan kritis
![Page 45: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/45.jpg)
a. y > yn = yc dy/dx > 0 permukaan air naikdi arah aliranarah a ran
b y < y = y d /d > 0 permukaan air naikb. y < yc = yn dy/dx > 0 permukaan air naikdi arah aliran
c. y = yc = yn aliran kritis
![Page 46: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/46.jpg)
Dalam hal ini ada 2 (dua) kemungkinan profilDalam hal ini ada 2 (dua) kemungkinan profilpermukaan air yaitu :
Profil C1 dalam hal aliran subkritis (y > yc), 1 (y yc),sebagai contoh adalah kenaikan permukaan air karena adanya perubahan dasar saluran y p
(Gb. 4.5b).
Profil C3 dalam hal aliran super kritis ( ) b i t h d l h li l l i (y < yc), sebagai contoh adalah aliran melalui
pintu bukaan bawah (Gb. 4.5c).
![Page 47: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/47.jpg)
3). i > ic kemiringan besar (steepslope)slope)kemiringan curam
33
33
c
nb yy
yyidxdy
−−
=
a. y > yc > yn dy/dx > 0 permukaan alirannaik
b y < y < y d /d > 0 permukaan aliranb. yn < y < yc dy/dx > 0 permukaan aliranmenurun
c. y < yn < yc dy/dx> 0 permukaan aliranynaik
![Page 48: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/48.jpg)
S11
(b) S1
0>dxdy
M2S2
0<dxdh
S2
(c) S3
0>dxdy
S3
(a)
(d)
Gambar 4.6. Profil aliran berubah lambat laun pada dasar pcuram
![Page 49: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/49.jpg)
Dalam hal ini terdapat 3 (tiga) kemungkinan p g gprofil permukaan air yaitu :
Profil S1 dalam hal aliran subkritis (y > yc), r f 1 a am a a ran u r (y yc), sebagai contoh adalah air balik aliran melalui
bendung (Gb. 4.6b). g ( . . ).Profil S2 dalam hal aliran superkritis
(y < y ) sebagai contoh aliran melalui (y < yc), sebagai contoh aliran melalui perubahan dasar saluran dari landai ke curam
(Gb 4 6c) (Gb. 4.6c). Profil S3 dalam hal aliran super kritis (y < y ) sebagai contoh adalah air balik (y < yc) sebagai contoh adalah air balik
akibat perubahan dasar saluran dari curam ke landai (Gb 4 6d)ke landai (Gb. 4.6d).
![Page 50: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/50.jpg)
Penampang kontrol merupakan kondisibatas dari aliran berubah lambat laun.atas ar a ran ru ah am at aun.Profil aliran dibawah kedalaman kritis adalahaliran super kritis sedangkan aliran diatasaliran super kritis, sedangkan aliran diataskedalaman kritis adalah subkritis. Padakedalaman y = y profil aliran tidak menentukedalaman y = yc profil aliran tidak menentu,sedangkan pada y = yc permukaan aliranmendekati y di tak berhinggamendekati yn di tak berhingga.
![Page 51: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/51.jpg)
yn S
H2
yn
A2
Semu
H3Super kritis
Super kritis
ib < 0
A3
ib = 0
ib < 0
M1
C1
Dari gambar-gambar
Super kritis
M2
1
Super kritis
C3
gam ar tersebut dapat
dilihat dari
ib < ic
M3ib = ic
Sub kritis
S1arah mana
aliran Super kritis
Sub kritis
S2S3
dikendalikan / dikontrol.
Gambar 4 7 Skema profil aliran untuk semua kemiringan
Super kritisib > ic
Gambar 4.7. Skema profil aliran untuk semua kemiringan dasar
![Page 52: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/52.jpg)
☻ Tujuan Pembelajaran Umum
Setelah mempelajari modul ini mahasiswa memahami perubahan profil permukaan air p p p
akibat perubahan permukaan air di ujung hilir.
☻ Tujuan Pembelajaran Khusus
S t l h l j i d l i i d b Setelah mempelajari modul ini dan mencoba menjawab soal-soal latihan mahasiswa mampu
hit k d l k iti d k d l menghitung kedalaman kritis dan kedalaman normal dan menentukan bentuk profil
k ipermukaan air.
![Page 53: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/53.jpg)
Aliran Subkritis pada umumnyadikendalikan dari hilir untuk melihat gejaladikendalikan dari hilir untuk melihat gejalatersebut, perhatikan penampang kontrol dimanaelevasi permukaan airnya diketahui sedang keelevasi permukaan airnya diketahui sedang kearah hulu menuju ke batas aliran di takberhinggaberhingga.
Dibawah ini diuraikan dengan gambar profilpermukaan aliran yang dikendalikan dari hilir.
![Page 54: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/54.jpg)
CA2
y yc
Ci < 0
(a)
CA2
Keterangan :
C
yy
2: arah aliran
: arah kontrolprofil alirandi permukaan
Ci = 0
ycudara
di permukaan
(b)
![Page 55: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/55.jpg)
MC
M1
yyn y
ib < i
yc y
Cib < ic C(c)
M2
C
ib < ic C
(d)(d)
![Page 56: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/56.jpg)
M2
C
ib < ic C(e)(e)
![Page 57: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/57.jpg)
S1
C
ib > ic
yn
yc
C(f)
S1
C
Lauti > i
1
yc
y
Lautib > ic
C
yc
(g)
Gambar 4 8 Profil permukaan aliran berubah lambat laun Gambar 4.8. Profil permukaan aliran berubah lambat laun yang dikendalikan dari hilir
![Page 58: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/58.jpg)
Gambar 4.8. menunjukkan contoh profilpermukaan air karena perubahan elevasipermukaan air karena perubahan elevasipermukaan air di hilir akibat pembendungan ataufluktuasi/pasang surut di ujung hilirnya Secarafluktuasi/pasang surut di ujung hilirnya. Secararinci penjelasan setiap contoh pada Gb. 4.8tersebut adalah sebagai berikut (berurutantersebut adalah sebagai berikut (berurutansesuai urutan gambar) :
a. Gambar (a) tersebut menunjukkan contohsuatu aliran dalam saluran dengankemiringan negatif (menanjak di arahaliran). Di ujung hilirnya dipasang suatubendung sehingga permukaan air naik danmenyebabkan air balik (backwater).
![Page 59: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/59.jpg)
Profil air balik ini bentuknya dikendalikanoleh kedalaman air di penampang C – Coleh kedalaman air di penampang C – C,yaitu penampang pengendali ataupenampang kontrol Profil permukaan airpenampang kontrol. Profil permukaan airdiberi notasi A2 (Adverse Slope danletaknya diatas y ) Dalam hal ini y tidakletaknya diatas yc). Dalam hal ini yn tidakada (yn imaginer) karena ib negatif.
b Gambar (b) tersebut menunjukkan contohb. Gambar (b) tersebut menunjukkan contohsuatu aliran dalam saluran dengan dasarhorizontal yang hilirnya mengalamihorizontal yang hilirnya mengalamiterjunan. Dalam hal ini profil aliran yangterbentuk bukan air balik tetapi terjunanterbentuk bukan air balik tetapi terjunan.
![Page 60: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/60.jpg)
Walaupun demikian profil aliran tetapdikendalikan leh kedalaman air didikendalikan oleh kedalaman air dipenampang kontrol C – C. Profil permukaanair diberi notasi H (Horizontal danair diberi notasi H2 (Horizontal danletaknya diatas yc dan yn). Dalam hal iniharga y karena i 0harga yn = ∞ karena ib = 0.
c. Gambar (c) tersebut menunjukkan contohsuatu aliran dalam saluran dengangkemiringan dasar positif landai yang dihilirnya terdapat terjunan ke danau atauy p jke laut. Oleh karena kemiringan dasarlebih kecil daripada kemiringan kritis makap gyc < yn.
![Page 61: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/61.jpg)
Apabila permukaan air dihilir lebih tinggidaripada maka akan terjadi air balikdaripada yn maka akan terjadi air balik(backwater). Bentuk profil air balik inidikendalikan oleh kedalaman air didikendalikan oleh kedalaman air dipenampang kontrol C – C. Profil ini diberinotasi M (Mild Slope dan letaknya diatasnotasi M1 (Mild Slope dan letaknya diatasyn atau y > yn).
d. Gambar (d) tersebut menunjukkan contohm ( ) m jsuatu aliran dalam suatu saluran dengankemiringan dasar positif landai yang dim g p f y ghilirnya terdapat terjunan ke danau atauke laut.
![Page 62: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/62.jpg)
Oleh karena kemiringan dasar lebih kecildaripada kemirin an kritis maka <daripada kemiringan kritis maka yc < yn .Apabila permukaan air dihilir lebih rendahdaripada y tetapi masih lebih tinggidaripada yn tetapi masih lebih tinggidaripada yc maka akan terjadi terjunanyang landai Bentuk profil ini tergantungyang landai. Bentuk profil ini tergantungpada elevasi permukaan air di penampangkontrol C C Profil ini diberi notasi Mkontrol C – C. Profil ini diberi notasi M2(Mild Slope dan letaknya diantara yn dan ycatau y > y > y )atau yn > y > yc).
e. Gambar (e) tersebut menunjukkan contohsuatu aliran dalam saluran dengangkemiringan dasar positif landai
![Page 63: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/63.jpg)
yang di hilirnya terdapat terjunan key g y p jdanau atau ke laut. Oleh karenakemiringan dasar lebih kecil daripadam g pkemiringan kritis maka yc < yn . Apabilapermukaan air dihilir berada dibawah ycp ycmaka profil aliran lebih curam daripadaprofil aliran di contoh (d).p ( )Profil ini bentuknya dikendalikan olehkedalaman kritis di penampang kontrolp p gC – C. Profil ini akan tetap bertahan dalambentuk ini walaupun permukaan aliran dip philir terus menurun. Profil ini juga diberinotasi M2.2
![Page 64: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/64.jpg)
Hal ini dapat digunakan untuk memberic nt h bah a apabila aliran di hilircontoh bahwa apabila aliran di hilirdipompa (untuk penurunan permukaan air didanau) profil M di saluran akan tetapdanau) profil M2 di saluran akan tetapbertahan seperti pada gambar karenapermukaan air di penampang kontrol C Cpermukaan air di penampang kontrol C – Ctepat pada kedalaman yc yang berartidebit aliran di saluran mencapai maksimumdebit aliran di saluran mencapai maksimum.Apabila kapasitas pompa di tambah akanmubadzirmubadzir.
f. Gambar (f) menunjukkan contoh aliran( ) jdalam saluran dengan kemiringan curamyang di hilirnya dipasang bendungy g y p g g
![Page 65: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/65.jpg)
atau pelimpah sehingga tinggi air naikmelampaui kedalaman kritis Akibatmelampaui kedalaman kritis. Akibatkenaikan permukaan air ini akan terjadiair balik. Oleh karena kemiringan dasarair balik. Oleh karena kemiringan dasarcuram maka yc > yn . Karena air di saluranberbentuk superkritis maka air balikberbentuk superkritis maka air baliktersebut membentuk juga suatu loncatanair (perubahan dari aliran superkritis keair (perubahan dari aliran superkritis kealiran subkritis). Profil loncatan air akibatair balik ini dikendalikan dari hilir yaituair balik ini dikendalikan dari hilir yaitupenampang kontrol C – C. Turun naiknyapermukaan air diatas bendung yang akanpermukaan air diatas bendung yang akanmenentukan bentuk profil. Profil ini diberinotasi S1 (steep slope dan letaknya diatasnotasi S1 (steep slope dan letaknya diatasyc dan yn atau y > yc > yn).
![Page 66: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/66.jpg)
g. Gambar (g) menunjukkan contoh aliran dalam saluran dengan kemiringan positif dalam saluran dengan kemiringan positif curam dimana pada ujung hilirnya terdapat pasang air laut Akibat kenaikan permukaan pasang air laut. Akibat kenaikan permukaan air ini akan terjadi air balik. Oleh karena kemiringan dasar curam maka y > y kemiringan dasar curam maka yc > yn . Karena air di saluran berbentuk superkritis maka air balik tersebut superkritis maka air balik tersebut membentuk juga suatu loncatan air (perubahan dari aliran superkritis ke (perubahan dari aliran superkritis ke aliran subkritis).
![Page 67: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/67.jpg)
Profil loncatan air akibat air balik inidikendalikan dari hilir aitu penampandikendalikan dari hilir yaitu penampangkontrol C – C. Turun naiknya permukaan airdiatas bendung yang akan menentukandiatas bendung yang akan menentukanbentuk profil. Profil ini diberi notasi S1(steep slope dan letaknya diatas y dan y(steep slope dan letaknya diatas yc dan ynatau y > yc > yn)
Catatan :D l h (f) d ( ) l d h k Dalam contoh (f) dan (g) perlu diperhatikan
bahwa dalam kemiringan curam (i0 > ic) profil l d d h d l aliran di daerah dimana y > yc > yn alirannya
adalah subkritis sehingga pengendalian dari hilipenampang hilir.
![Page 68: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/68.jpg)
Pada laminar super kritis alirandikendalikan dari hulu yaitu dari suatudikendalikan dari hulu yaitu dari suatupenampang kontrol yang sudahmempunyai elevasi tertentu atau darimempunyai elevasi tertentu, atau darikedalaman kritis untuk memperjelasfenomena ini dapat dilihat pada Gb 4 9fenomena ini dapat dilihat pada Gb. 4.9berikut ini.
![Page 69: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/69.jpg)
Pintu air
A3yc
Reservoir y1
ib < 0
Reservoir y1
(a)
Pintu air
H3
i 0
Reservoir yyc
y2
ib = 0
(b)
![Page 70: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/70.jpg)
Pintu air
ib < i
M3Reservoir yy2yc
Pintu air
ib < ic(c)
S3yn
Reservoir
y
ib > ic(d)
yc
Pintu air
S2y
Pintu air
R i
yn
yc
ib > ic(e)
yReservoir
Gambar 4.9. Profil aliran yang dikendalikan dari hulu
![Page 71: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/71.jpg)
Dari gambar 4.9 dapat dijelaskan profil aliran yang dikendalikan dari hulu dengan uraian sebagai berikut :
a. Gambar (a) menunjukkan aliran air dari suatu reservoir (waduk) ke suatu saluran suatu reservoir (waduk) ke suatu saluran dengan kemiringan negatif (Adverse slope). Pada saat memasuki saluran aliran Pada saat memasuki saluran aliran merupakan aliran superkritis (y1 < yc). oleh karena pada kemiringan dasar negatif karena pada kemiringan dasar negatif yn = imaginer maka kedalaman air di hilir akan merupakan aliran kritis. akan merupakan aliran kritis.
![Page 72: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/72.jpg)
Tetapi apabila di ujung hilir terdapat Tetapi apabila di ujung hilir terdapat bendung sehingga permukaan air naik sampai melebihi y maka akan terjadi loncatan air melebihi yc maka akan terjadi loncatan air. Loncatan air ini diawali oleh profil aliran
dik d lik d i h l it d i yang dikendalikan dari hulu yaitu dari penampang kontraksi di bawah pintu.
f l d ( k Profil ini diberi notasi A3 (A karena kemiringan “adverse” dan notasi 3 karena y < yc < yn).
![Page 73: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/73.jpg)
b G mb (b) m j kk li i d i b. Gambar (b) menunjukkan aliran air dari suatu danau ke saluran dengan kemiringan h i nt l P d s t m m s ki s l n horizontal. Pada saat memasuki saluran aliran merupakan aliran superkritis (y1<yc). Ol h k n p d k mi in n d s Oleh karena pada kemiringan dasar horizontal yn = ∞ maka kedalaman air di hilir akan merupakan aliran kritis hilir akan merupakan aliran kritis. Selanjutnya seperti dijelaskan pada Gb (a) Gb (a).
![Page 74: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/74.jpg)
c. Gambar (c) menunjukkan aliran air dari m ( ) m jsuatu danau ke dalam saluran dengan kemiringan positif landai (ib < ic). m g p f ( b c)Pada saat memasuki saluran aliran akan merupakan aliran subkritis (y > y ) tetapi merupakan aliran subkritis (y > yc), tetapi karena aliran ini dibawah pintu merupakan aliran superkritis maka akan terjadi aliran superkritis maka akan terjadi loncatan air yang diawali oleh profil M3(M karena mild slope dan angka 3 karena (M karena mild slope dan angka 3 karena berada dalam aliran superkritis yaitu y < y < y ) Profil M3 ini dikendalikan oleh y < yc < yn). Profil M3 ini dikendalikan oleh penampang kontrol di hulu di penampang kontraksi dibawah pintu kontraksi dibawah pintu.
![Page 75: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/75.jpg)
d. Gambar (d) menunjukkan aliran air darim ( ) m jdanau (reservoir) ke suatu saluran dengankemiringan positif curam (ib > ic). Pada saatm g p f m ( b c)memasuki saluran, aliran akan merupakanaliran superkritis.pApabila bukaan pintu berada dibawahkedalaman normal maka akan terjadikedalaman normal maka akan terjadiloncatan air yang membentuk profil S3 (Skarena steep slope dan angka 3 karenakarena steep slope dan angka 3 karenaberada didalam daerah aliran superkritisdimana y < y < y ) Profil ini dikendalikandimana y < yn < yc). Profil ini dikendalikandari hulu yaitu dari tinggi bukaan pintu.
![Page 76: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/76.jpg)
e. Gambar (e) menunjukkan aliran air dari m ( ) m jdanau (reservoir) ke suatu saluran dengan kemiringan positif curam seperti pada m g p f m p pcontoh (a) hanya saja bukaan pintu lebih rendah sehingga berada dibawah ggkedalaman kritis yc. Dalam hal ini profil aliran berupa terjunan dengan bentuk S2p j g 2(S karena steep slope dan angka 2 karena berada didalam daerah antara yc dan yn). yc yn)Oleh karena kedalaman aliran y < yc maka alirannya adalah superkritis dan alirannya adalah superkritis dan dikendalikan dari hulu yaitu tinggi bukaan pintubukaan pintu.
![Page 77: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/77.jpg)
Untuk suatu keperluan atau suatu kondisitopografi saluran dapat mengalami perubahanp g p g pkemiringan dasanya. Perubahan kemiringan dasartersebut akan berpengaruh pada perubahanp g p pprofil permukaan aliran. Sebagai contoh antaralain sebagai terlihat pada Gb. 4.10 berikut ini.g p
![Page 78: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/78.jpg)
yy S2
M2
ib < ic
yn yc y
yn yc
y
S2
b c
ib > ic(a)
M2
C2
C1
ib > icC1
ib > ic C2
C1
(b)
![Page 79: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/79.jpg)
C
yc yn
C
Myc
yn
Cib > ic
ib < ic
M3
(c)
M1
M2
( )
y Alternatif 3
I < i
M2M2
yn a 3
Alternatif 2
Alternatif 1Ib < ic Alternatif 1
(d)
![Page 80: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/80.jpg)
S1
ib > ic
(e)Keterangan :
: arah aliran
: arah kontrolprofil alirandi permukaandi permukaan
Gambar 4.10. Perubahan profil aliran akibat perubahan kemiringan dasar salurankemiringan dasar saluran
![Page 81: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/81.jpg)
Seperti telah dijelaskan di muka bahwa besarnya kedalaman kritis yc tidak tergantung sarnya a aman r t s yc t a t rgantung pada kemiringan dasar saluran. Oleh karena itu kedalaman kritis yc sama disepanjang aliran. m yc m p j g .Kedalaman normal yn tergantung pada kemiringan dasar saluran. Gambar 4.10 menunjukkan m m jperubahan profil aliran dengan penjelasan sebagai berikut :g
![Page 82: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/82.jpg)
a. Gambar (a) menunjukkan perubahan kemiringan dasar dari landai (ib < i ) ke kemiringan dasar dari landai (ib < ic) ke curam (ib > ic). Profil aliran akan berbentuk M pada Profil aliran akan berbentuk M2 pada saluran hulu, yang dikendalikan dari penampang C C ke hulu dan S pada penampang C – C ke hulu dan S2 pada saluran hilir yang dikendalikan oleh penampang C C ke hilirpenampang C – C ke hilir.
![Page 83: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/83.jpg)
b. Gambar (b) menunjukkan perubahankemirin an dari curam (i > i ) ke landaikemiringan dari curam (ib > ic) ke landai(ib < ic) dan ujung hilir terjadi terjunan,d l h l f l l d k d l kdalam hal ini profil aliran dikendalikanoleh kedalaman kritis di penampang C2 – C2
hi li d i h l b k filsehingga aliran dari hulu membentuk profilM2 sampai ke penampang C1 – C1.P k i di C C i iPermukaan air di penampang C1 – C1 iniyang mengontrol aliran dari saluran hulu.Ol h k li di l h l bOleh karena aliran di saluran hulu berupaaliran superkritis maka perubahan ke aliran
b k i i k b bk j disub-kritis akan menyebabkan terjadinyaloncatan air dan profil permukaan air akanb b k Sberbentuk S1.
![Page 84: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/84.jpg)
c. Gambar (c) menunjukkan perubahankemiringan saluran dari curam (ib > ic) kekemiringan saluran dari curam (ib ic) kelandai (ib < ic). Seperti pada contoh (b)perubahan dari aliran superkritis ke sub-perubahan dari aliran superkritis ke subkritis akan membentuk suatu loncatan air;tetapi berbeda dengan contoh (b) karenatetapi berbeda dengan contoh (b) karenadisini terjadinya loncatan pada saluranhilir. Dalam hal ini profil alirannya adalahh l r. Dalam hal n prof l al rannya adalahM3 yang dikendalikan dari hulu yaitu olehkedalaman yc pada penampang controlkedalaman yc pada penampang controlC – C.
![Page 85: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/85.jpg)
d. Gambar (d) menunjukkan beberapa alternatif dari profil aliran dengan p gkemiringan landai akibat fluktuasi permukaan air di hilir.p
e Gambar (e) menunjukkan profil permukaane. Gambar (e) menunjukkan profil permukaanair dari aliran superkritis yang memasukisaluran atau danau atau laut dengan elevasisaluran atau danau atau laut dengan elevasipermukaan air lebih tinggi daripada yc.
![Page 86: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/86.jpg)
P fil li k b b h bilProfil aliran akan berubah apabilaterjadi perubahan lebar saluran sebagai
h d l h lcontoh adalah suatu saluran yangmengalami pelebaran seperti pada Gb.4 11 S l d k l b4.11. Saluran dengan permukaan lebar.
![Page 87: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/87.jpg)
a. Kemiringan landai
`q1 q2< q1 q3< q1
(a) Denah
M1M2
y
C
(a) Denah
Gambar 4 11 yn1yc1 y yn2
yc2
y
yc3= yc1 yn3 = yn1
Gambar 4.11. Perubahan profil
aliran dalam yn1
b. Kemiringan curamCib < ic
(b) saluran yang mengalami
b h l b
S2
C
yn yc
perubahan lebar
S3
yn
yc yn yc
C
ycib > ic
(c)
![Page 88: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/88.jpg)
a. Gambar (a) menunjukkan denah saluranyang mengalami pelebaran pada suatu jaraktertentu. Karena adanya pelebaran makadebit per-satuan lebar q mengalamiperubahan pada pelebaran, akibatnyakedalaman kritis yc juga berubah menjadilebih kecil.
![Page 89: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/89.jpg)
b. Gambar (b) menunjukkan sket profil( ) j ppermukaan air akibat pelebaran tersebut.Dengan posisi yc dan yn pada masing-g p yc yn p gmasing ruas saluran (hulu, tengah dan hilir)dapat digambar profil M1 di saluran tengahp g p 1 g(pada pelebaran) dan M2 di saluran hulu.Profil ini dikendalikan oleh kedalamannormal yn dipenampang C – C yangmenyebabkan air balik ke saluran tengahy gdan penurunan di saluran hulu.
![Page 90: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/90.jpg)
c. Gambar (c) menunjukkan sket profil( ) j ppermukaan aliran akibat pelebaran sepertipada (b) tetapi dengan kemiringan curamp ( ) p g g(ib > ic). dengan cara yang sama dengan carayang diterapkan pada (b) dapat digambary g p p ( ) p gprofil S2 dan S3 yang dikontrol dari huluyaitu dari penampang C – C. Di salurany p p gtengah terbentuk profil S2 dan di saluranhilir terbentuk profil S3.p 3
![Page 91: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/91.jpg)
B t k 5 k l m k t k m j k d Bentuk 5 kelompok untuk mengerjakan dan mendiskusikan soal latihan berikut ini (m sin m sin p s t s l)(masing-masing grup satu soal).
1. Sket kemungkinan profil aliran untuk suatu aliran dalam saluran terbuka berpenampang p p gpersegi empat lebar B = 6 m yang mempunyai kekasaran dinding dengan y g p y g gkoefisien Manning n = 0,20, dan mempunyai kemiringan dasar seperti pada gambar 4.12g p p g
![Page 92: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/92.jpg)
ib1 = 0,0009
ib2 = 0,0016b2
ib3 = 0,016
G b 4 12 P l ( l l ih 1)Gambar 4.12. Potongan saluran (soal latihan 1)
![Page 93: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/93.jpg)
2. Sket kemungkinan profil aliran untuk suatuli d l l t b k baliran dalam saluran terbuka berpenampang
trapesium denganlebar dasar B = 6 m,kemiringan tebing 1 : z = 1,1 dang g ,koefisien kekasaran dinding (Manning)n = 0 022 serta mempunyai kemiringann = 0,022, serta mempunyai kemiringandasar seperti pada Gb. 4.13.
![Page 94: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/94.jpg)
ib = 0,016
ib = 0 (horisontal)
ib = 0,0016
Gambar 4.13. Potongan memanjang saluran Gam ar . . otongan m manjang sa uran (soal latihan 2)
![Page 95: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/95.jpg)
k k k f l l k3. Sket kemungkinan profil aliran untuk suatualiran dalam saluran terbuka berpenampang
l b B 6persegi empat lebar B = 6 m yangmempunyai kekasaran dinding dengank f M 0 018 dkoefisien Manning n = 0,018 dan mempunyaipenampang memanjang seperti pada Gb.p p g j g p p4.14.
![Page 96: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/96.jpg)
Pintu air 1
Pintu air 2
ib = 0,0016
Gambar 4.14. Potongan memanjang saluran( l l tih 3)(soal latihan 3)
![Page 97: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/97.jpg)
4 Sk t k m ki fil li t k s t4. Sket kemungkinan profil aliran untuk suatualiran dalam saluran persegi empatllebar B = 6 m yangmempunyai kekasaran dinding denganp y g gkoefisien Manning n = 0,015dan mempunyai penampang memanjangdan mempunyai penampang memanjangseperti pada Gb. 4.15.
![Page 98: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/98.jpg)
Pintu air 2
Pintu air 1
ib = 0,016
Gambar 4.15. Potongan memanjang saluran (soal latihan 4)
![Page 99: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/99.jpg)
5. Sket kemungkinan profil aliran untuk suatusaluran berpenampang trapesium dengansaluran berpenampang trapesium denganlebar B = 6 m,k i i bi 1 1 1½ dkemiringan tebing 1 : z = 1 : 1½ dankekasaran dinding dengan koefisienManning n = 0,020 , serta mempunyaikemiringan dasar seperti pada Gb. 4.16.m g p p
![Page 100: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/100.jpg)
ib1 = 0,01
ib2 = 0,0004
ib3 = 0,016
Gambar 4.16. Potongan memanjang saluran Gam ar . 6. otongan m manjang sa uran (soal latihan 5)
![Page 101: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/101.jpg)
Aliran berubah lambat laun mempunyai profil aliran yang bentuknya menurut kemiringan dasar y g y g
saluran yaitu : kemiringan negatif (adverse slope), kemiringan nol (horisontal), kemiringan p ) g ( ) gkritis (critical slope), kemiringan landai (mild slope), dan kemiringan curam (steep slope).p ) g ( p p )
Setiap jenis profil aliran deberi notasi Setiap jenis profil aliran deberi notasi menurut jenis kemiringan dasar (A,H,C,M,S) dan menurut kedalaman alirannya (1 apabila y > y > menurut kedalaman alirannya (1. apabila y > yc > yn atau y > yn > yc ; 2. apabila yn > y > yc atau
y > y > y ; dan 3 apabila y < y < yyc > y > yn ; dan 3. apabila y < yc < ynatau y < yn > yc.
![Page 102: 4 aliran berubah lambat laun - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/hidrolika/4 aliran berubah lambat laun.pdf · di dldalam aliran seragam yang mempunyai kecepatan rata-rata dan jari-jari](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012302/5a7858027f8b9a77438b8737/html5/thumbnails/102.jpg)
Profil aliran tersebut dikendalikan dari hilir apabila aliran adalah subkritis y > yc dan
dikendalikan dari hulu apabila aliran adalah superkritis (y < yc).
Perubahan profil aliran dapat disebabkan oleh perubahan kemiringan dasar saluran atau oleh perubahan kemiringan dasar saluran atau oleh
bangunan-bangunan air di hulu atau di hilir seperti pintu air dan bendungseperti pintu air dan bendung.