BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam bidang teknik sipil keairan dikenal beberapa metode pelaksanaan

untuk pekerjaan pengendalian aliran. Metode yang sederhana adalah dengan

memasang suatu bangunan agar arah aliran sesuai yang kita harapkan. Salah satu

kendala dalam masalah ini adalah menentukan jarak, bentuk dan dimensi dari

bangunan tersebut. Sampai saat ini belum ada formula khusus mengenai

bangunan tersebut. Sehingga dalam pelaksanaan bangunan pengendalian aliran

sering kali berubah baik bentuk, panjang maupun jaraknya.

1.2. Maksud dan Tujuan

Penelitian ini dilaksanakan dengan maksud untuk memberikan bahan

masukan bagi ahli hidralik khususnya dalam mengenalisis system perencanaan

pengendalian aliran sungai baik pada waktu debit besar / banjir maupun pada

waktu debit kecil.

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

kaitan antara besar arus serta arahnya berkaitan dengan pemasangan krib.

Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui dan mendapatkan informasi

tentang pengaruh krib terhadap pola arus dan dinamika dasar di saluran terbuka.

1.3. Ruang Lingkup

Penelitian ini merupakan suatu tahapan dari bagian penelitian menyeluruh

mengenai pengaruh krib terhadap pola arus dan dinamika dasar sungai di muara.

Pada tahap ini analisis dilakukan berdasarkan pengamatan / pengukuran

terhadap besaran rata-rata dan parameter hidraulik serta parameter dari material

uji yaitu kecepatan arus rata-rata dan variasi jarak krib.

Sedang parameter pengendapan dibahas secara kualitatif, mengingat

keterbatasan alat ukur.

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida ITB dengan

menggunakan Flume dua dimensi.

1.4. Metodelogi

Metodelogi yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode eksperimen,

dengan membuat saluran dengan lebar 61 cm dan diberi krib dari pipa besi

dengan diameter 1,252 cm. Debit yang dipakai adalah 1,286 L/drl dan 0,623 l/drl.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Definisi

Pengaruh pasang surut dapat menaikkan permukaan air, dan debit dari

hulu yang terakumulasi dari anak-anak sungai dapat menghanyutkan ednapan

yang ada ataupun mencegah terjadinya proses pengendapan yang akan

berlangsung. Problem yang seringkali terjadi di daerah muara adalah

pendangkalan alur aliran akibat tingkat pengendapan yang tinggi. Fenomena

sedimentasi ini timbul sebagai akibat dari perilaku aliran berkecapatan rendah

karena air pasang. Pada saat aliran berkecapatan rendah atau terhenti, sediment

yang terkandung dalam air mempunyai peluang besar untuk mengendap ke

dasar perairan membentuk endapan.

Pasang surut adalah gerakan yang bersifat periodic, sehingga gerakan air

di muara juga berubah-ubah secara periodic mengikuti irama pasang surut

tersebut. Kondisi ini menyebabkan dinamika sediment di muara sungai

mempunyai kecenderungan mengalami siklus tertentu sesuai pola gerakan

pasang surut. Rambatan gelombang pasang surut yang berlawanan dengan debit

sungai dari hulu memberikan efek yang spesifik pada hidrodinamik muara

sungai. Dalam keadaan tertentu air tawar yang berasal dari hulu tidak langsung

bercampur dnegan air asin dari laut, hal ini disebabkan adanya perbedaan berat

jenis kedua macam fluida. Air asin yang mempunyai berat jenis lebih besar

cenderung akan berada di lapisan di bawah air tawar. Kondisi ini menimbulkan

apa yang disebut sudut asin atau “salt wedge” yang bergerak kea rah hulu. Posisi

susut asin ini berubah-ubah tergantung pengaruh pasang surut laut dan debit

sungai dari hulu. Berdasarkan kondisi percampuran air asin dan air tawar ini,

muara dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis

a. Muara dengan sudut asin atau stratified estuary

Profil aliran terbagi atas dua lapisan yang berbeda, yaitu lapisan atas berupa

air tawar ari hulu sungai dan lapisan bawah berupa air asin dengan kadar

kegaraman atau salinitas seperti air laut. Kondisi ini biasanya terjadi pada

sungai dengan debit dari hulu besar dan tunggang pasang surut kecil.

b. Muara tercampur sebagian atau partially mixed estuary

Air tawar dari hulu sungai dan air asin dari laut mengalami percampuran,

namun masih ada perbedaan rapat massa yang disebabkan oleh perbedaan

salinitas lapisan air dekat permukaan dan salinitas dekat dasar perairan.

Tingkat percampuran ini merupakan fungsi dari energi yang ditimbulkan

pasang surut.

c. Muara tercampur sempurna atau well mixed estuary

Air tawar dari hulu dan air asin dari laut tercampur menjadi satu jenis fluida

dengan profil rapat massa yang sama dari permukaan sampai dasar perairan.

Keadaan ini dapat tercapai bila debit sungai kecil dan tunggang pasut relative

besar.

Dengan adanya kondisi batas yang berubah-ubah bergantung waktu,

misalnya muka air di bagian hilir muara yang berfluktasi mengikuti pasang

surut, maka aliran di muara merupakan jenis aliran tak langgeng.

2.2. Pasang Surut

Pasang surut dimaksudkan sebagai pergerakan permukaan air laut dalam

vertical yang disebabkan adanya interaksi gaya-gaya benda angkasa, terutama

dalam hal ini bumi, bulan dan matahari. Bumi bergerak mengelilingi matahari

smabil berputar pada porosnya menurut pola orbit atau jalur edar yang selalu

berubah-ubah secara periodic. Dalam perubahan tempat kedudukan yang

periodic tersebut, bumi, bulan dan matahari selalu melakukan gaya tarik menarik

yang berubah-ubah secara periodic pula. Air laut sebagai fluida di permukaan

bumi mempunyai cirri tidak dapat menahan geseran sehingga akan bergerak oleh

gaya tarik bulan atau matahari atau gabungan keduanya. Gerakan pasang surut di

laut akan merambat ke muara dan menimbulkan fluktasi muka air di tempat itu.

Pasang surut adalah parameter yang paling dominant dalam perilaku

hidrodinaika di muara. Pengaruhnya terutama dapat menimbulkan efek

pembendungan sehingga kecepatan aliran di muara sungai menjadi sangat

rendah di kala air laut mengalami pasang. Saat-saat di sekitar air pasang

tertinggi, kecepatan aliran menjadi sangat rendah dan sediment berpeluang besar

untuk mengendap, kecep[atan aliran bertambah besar dan sediment yang tadinya

mengendap akan terkikis kembali.

2.2.1. Gaya Pembangkit Pasang Surut

Gaya pembangkit pasang surut diturunkan berdasarkan rumus

Newton, yang menyatakan bahwa benda-benda atau partikel di alam

semesta akan tarik menarik dengan gaya yang besarnya sebanding

dengan massa-massa kedua benda itu dan berbanding terbalik dengan

kuadrat jaraknya.

F = G ………………………………………………. (2. 2-1)

Di mana G = konstanta gravitasi universal, 6.67 x 10-11 Nm3kg2

Gaya tarik bulan terhadap bumi tidak menjadikan bumi bergerak

mendekat kea rah bulan. Hal ini berarti bahwa ada suatu gaya penahan

yang mengimbangi besarnya gaya tarik bulan tersebut sehingga bumi dan

ulan tetap dalam keadaan seimbang. Gaya penahan ini dapat dijelaskan

sebagai gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal untuk semua titik massa di

bumi dianggap sama dengan gaya sentrifugel di pusat bumi karena jari-

jari bumi relative sangat kecil bila dibandingkan jarak antara bumi dan

bulan.

Penurunan gaya pembangkit pasang surut dengan konsep

keseimbangan gaya diatas. Penurunan ini dilakukan dengan meninjau

system bumi bulan, bumi dianggap tidak berotasi pada sumbunya, tetapi

berputar keliling atau berevolusi pada sumbunya, tetapi berputar keliling

atau berevolusi pada sumbu putar bersama system bumi bulan.

Seiring dengan pergerakan bumi secara periodic, maka gaya-gaya

pembangkit pasang surut juga berubah secara periodic, sehingga gerakan

air juga bersifat periodic sesuai dengan siklus gaya pasang yang

menyebabkannya.

Dengan adanya gerakan horizontal periodic tadi, muka air juga

berfluktasi vertical secara periodic sebagaimana gerakan gelombang,

sehingga dapat dikatakan bahwa gerakan pasang surut merupakan gerak

gelombang dengan periode yang jauh lebih lama (dalam hitungan jam)

daripada gelombang laut yang dibangkitkan oleh angina yang biasa

disebut sebagai gelombang periode pendek (dalam hitungan detik)

2.2.2. Jenis Pasang Surut

Matahari, bumi dan bulan mempunyai pola lintasan gerak yang

berulang secara periodic di ruang angkasa, sehingga pasang surut sebagai

fenomena yang ditimbulkannya mempunyai pola tertentu tergantung

konfigurasi posisi bumi, bulan dan matahari. Konfigurasi posisi tersebut

membedakan jenis pasang surut. Setiap tempat di permukaan bumi

mempunyai tipe pasang surut tertentu karena besarnya pengaruh bulan

dan matahari di titik itu dapat berlainan. Pasang surut dapat

dikategorikan menjadi tiga jenis :

a. Pasang surut setengah harian (semi diurnal)

Pasang surut setengah harian artinya dalam waktu satu hari (24 jam)

terjadi dua kali pasang dan dua kali surut. Pasang surut akibat

pengaruh gaya tarik bulan disebut semi diurnal lunar tiode dan

pasang surut akibat pengaruh gaya tarik matahari disebut sem,I

diurnal solar tide.

b. Pasang surut harian (diurnal)

Pasang surut harian terjadi bila dalam waktu satu hari (24 jam) hanya

ada satu kali pasang dan satu kali surut.

c. Pasang surut campuran

Pasang surut campuran artinya dalam waktu satu hari terjadi pasang

surut secara tidak beraturan. Pasang surut jenis ini terbagi lagi dalam

dunia jenis :

1) Pasang surut campuran condong ke bentuk semi diurnal.

2) Pasang surut campuran condong ke bentuk diurnal.

2.2.3. Karakteristik Pasang Surut

Berkenaan dengan tipe-tipe pasang surut, suatu pasang surut dapat

ditentukan karakternya berdasarkan komponen-komponen utama yang

berpengaruh dalam pembangkitan gaya pasang surut.

Pasang surut sebenarnya merupakan akumulasi komponen-

komponen gerakan akibat pengaruh benda-benda angkasa termasuk

benda selain bulan dan matahari. Namun karena benda-benda lain

tersebut jaraknya terlalu jauh dari bumi maka pengaruhnya sangat kecil

dan dapat diabaikan. Tipe pasang surut di suatu tempat dapat

digolongkan ke dalam tipe yang telah dikenali berdasarkan perbandingan

antara jumlah amplitude komponen diurnal K3 dn O2 dengan jumlah

amplitude komponen semi diurnal M2 dan S2

Perbandingan ini dinyatakan :

F = ………………………………………..(2. 2-11)

Dari harga F yang diperoleh, pasang surut dibagi empat tipe yaitu :

1. 0 < F < 0,25 Pasang surut diurnal murni. Sehari terjadi pasang dua

kali dengan tinggi yang hamper sama. Internal waktu

antara transir bulan dan pasang naik adalah 2 (M2 + S2)

2. 0,25 < F < 1.5 Pasang campuran ganda. Terdapat dua kali pasang

sehari tetapi tinggi dan interval waktu antara transit

bulan dan pasang naik tidak sama. Perbedaan ini

mencapai maksimumnya bila deklinasi bulan telah

melewati maksimumnya. Range rata-rata pada pasang

purnama adalah 2 (M2 + S2)

3. 1,5 < F < 3.0 Pasang campuran tunggal. Kadang terjadi satu kali

pasang sehari yang mengikuti deklinasi maksimum dari

bulan. Seringkali terjadi dua pasang sehari tetapi tinggi

dan interval antara transit bulan dan pasnag purnama

naik berbeda sekali, terutama bila bulan telah melewati

equator. Range rata-rata pada pasang purnama adalah 2

(K1 + O1).

4. F > 3,0 Pasang tunggal murni. Satu kali pasang dalam waktu

sehari. Pada saat pasang perban ketika bulan telah

melewati equator range rerata bulan purnama adalah 2

(K1 + O2)

2.2.4. Teori Pasang Surut

Teori pasang surut yang dikenal sampai sekarang adalah yang

dikembangkan dari teori gravitasi Newton dan persamaan gerak euler

kemudian Laplace. Teori tersebut dianalisis untuk menurunkan teori

pasang surut secara matematis.

Elevasi pasang surut dirumuskan sebagai berikut :

………………………………. (2. 2-11)

Dimana :

= elevasi pasang surut

= elevasi pasang surut akibat factor astronomi

= elevasi pasang surut akibat faktot meteorology

Seperti tekanan udara dan angina yang menimbulkan

gelombang.

= elevasi pasang surut akibat factor gesekan dasar laut

2.3. Gelombang

Terbentuknya gelombang di laut umumnya dibangkitkan oleh angina,

gempa, letusan gunung api dan sebagainya. Yang paling sering terjadi dan dapat

dihitung adalah gelombang yang dibangkitkan oleh angina.

Proses pembentukan ini sebenarnya adalah pemindahan energi yang

dikandung oleh angin dipindahkan ke permukaan air laut. Karena air mempunyai

sifat yang tidak menyerap energi, maka energi ini dirubah ke dalam bentuk

gelombang yang dibawa ke pantai ataupun muara sungai. Di pantai energi ini

dilepaskan dengan pecahnya gelombang.

Gelombang yang dibangkitkan oleh angina merupakan sumber yang

utama dalam pemasukkan energi ke daerah pesisir dan merupakan penyebab

utama dalam proses perubahan bentuk pantai, muara dan sebagainya.

Gelombang dalam proses pembentukannya (sea waves) mempunyai sifat yang

acak karena belum menemukan bentuknya. Gelombang ini terdapat di daerah

angina bertiup atau daerah pembangkit gelombang (fetch), karena sifat alamnya

yang dispersif (berpisah sesuai dengan kecepatannya). Gelombang panjang lebih

cepat merambat disbanding gelombang pendek. Daerah yang mempunyai

frekuensi atau panjang gelombang yang hamper sama disebut <swell>.

Gerakan gelombang adalah periodic yaitu selalu berulang dalam suatu

periode tertentu.

2.4. Aliran di Saluran Terbuka

Aliran di saluran terbuka tergantung dari debit yang lewat, kemiringan

dasar saluran serta kekasaran dinding dan dasar saluran.

2.4.1. Pembagian Aliran

Secara hidraulis aliran di saluran terbuka dapat dibagi menjadi

beberapa macam yang mana pembagian ini berhubungan dengan

perubahan kecepatan yang tergantung pada waktu dan ruang.

Jika waktu yang dipergunakan sebagai ukuran maka aliran dapat

digolongkan menjadi aliran langgeng dan aliran tak langsung.

Jika ruang yang dijadikan seragam dan aliran tak seragam. Aliran

tak seragam ini masih dibagi lagi menjadi aliran tak seragam berubah

mendadak dan aliran seragam berubah lambat laun.

Aliran disebut aliran langgeng jika kecepatan pada setiap tempat

tidak bergantung pada waktu atau secara matematis dapat dinyatakan

dengan / = 0. Dimana menyatakan perubahan kecepatan pada setiap

tempat yang bergantung pada waktu .

Aliran disebut aliran tak langgeng jika kecepatan pada setiap

tempat bergantung pada waktu, secara matematis dapat dinyatakan

dengan / 0.

Aliran disbeut seragam apabila tidak ada perubahan kecepatan

baik besar maupun arahnya di setiap penampang melintang saluran.

Keadaan ini akan terpenuhi jika ukuran dan bentuk penampang

2.4.2. Keadaan Aliran

Keadaan aliran di saluran terbuka dipengaruhi oleh kekentalan

dan gaya berat yang berhubungan dengan gaya inersia dari aliran.

Erdasarkan pengaruh kekentalan terhadap inersia, aliran dapat

merupakan aliran laminar, turbulen dan aliran peralihan. Ketiganya

dikuasai oleh bilangan Reynolds yang merupakan fungsi daripada

kecepatan ( ), jari-jari hidraulik ® dan kekentalan kinematik (v).

Aliran dikatakan laminar apabila tahanan antara lapisan-lapisan

zat cair lebih besar jika dibandingkan dengan gaya inersia, sehingga

kekentalan lebih menentukan sifat aliran.

Pada keadaan ini garis arus tampak lurus karena butir-butir air

bergerak secara teratur menurut garus arus.

Aliran tersebut turbulent apabila tahunan antara lapisan-lapisan

zat cair sangat lemah dibandingkan dengan gaya inersia. Pada keadaan

ini garis arus tampak bergelombang karena butir-butir ini bergerak secara

tidak teratur.

Antara aliran laminar dan turbulent terdapat keadaan campuran

yang disebut keadaan peralihan.

Aliran di saluran terbuka adalah laminar apabila harga bilangan

Reynolds kecil, turbulent jika harga bilangan Reynolds besar

Bilangan Reynolds :

Re = ………………………………… (2.5-1)

Dimana :

u = kecepatan rata-rata

R = jari-jari hidraulik

v = kekentalan kinematik

berdasarkan gaya berat terhadap inersia, aliran dapat merupakan

aliran subkritis, kritis dan super rilis. Ketiganya dikuasai oleh bilangan

Frouds yang merupakan fungsi daripada kecepatan (u) dan kedalaman

aliran (h)

bilangan Frouds :

Fr = ………………………………………. (2 5-2)

Dimana :

u = kecepatan rata-rata

g = gaya gravitasi

h = kedalaman aliran

Aliran dikatakan subkritis, apabila gaya berat lebih besar

daripada gaya inersia, sehingga air akan mengalir dengan kecepatan

rendah.

Pada aliran subkritis u < dan Fr <1

Dalam mekanisme gelombang dapat disamakan dengan

kecepatan perambatan gelombang dangkal.

Jika u ( ) maka kecepatan perambatan gelombang akan lebih

besar daripada kecepatan rata-rata aliran, sehingga gelombang dapat

bergerak kearah hulu.

Aliran adalah superkritis apabila gaya berat sangat lemah bila

disbanding dengan gaya inersia, sehingga air akan mengalir dengan

kecepatan tinggi.

Pada aliran super kritis u) dan Fr > 1

Jika u) maka kecepatan perambatan gelombang akan lebih

kecil daripada kecepatan rata-rata aliran, sehingga gelombang hanya

bergerak kearah hilir.

Antara keadaan subkritis dan superkritis terdapat keadaan kritis

Jika u = maka kecepatan perambatan gelombang sama

dengan kecepatan rata-rata aliran, sehingga tidak ada pergerakan

gelombang.

Kedalaman pada keadaan kritis disbeut kedalaman kritis

2.4.3. Persamaan-persamaan dasar Aliran

Persamaan dasar aliran ada dua yaitu :

a. Persamaan kesinambungan aliran.

Kesinambungan aliran adalah perwujuan hokum ketetapan

massa. Perhatikan aliran pada sebuah buluh arus gambar 2.5.1. dengan

luas penampang A dan kecepatan rerata u.

b. Persamaan dinamika aliran

2.5. Sedimen Kobesi (Suspensi)

Proses sedimentasi di muara merupakan penurunan daya aliran dari

sungai, berat spesifik, pasang surut, gelombang dan musim. Penurunan energi ini

menyebabkan sediment mengendap, bercampur, berpindah atau tertimbun dan

menyebabkan perubahan bentuk geometri dari muara. Proses ini berjalan secara

terus menerus dari skala waktu detik sampai tahun. Meskipun proses ini sangat

kompleks tetapi sedimentasi ini merupakan proses yang dominant dalam

pembentukan muara. Untuk mempelajari ini kita perlu mengetahui hubungan

antara karakteristik sediment, struktur sediment, jenis komposisi dan bentuk

sediment. Pergerakan sediment di muara merupakan hasil dari 4 proses yaitu

erosi, angkutan sediment, pengendapan di dasar dan konsolidasi dari endapan.

Untuk sediment yang kohesif atau sediment Muddy, adalah sediment

yang mempunyai ukuran 125 m. Sediment ini merupakan hasil dari pergerakan

antara perukaan mineral lempung.

2.5.1. Sedimen Kohesif

Dinamika sediment telah dipelajari / diteliti sejak lama, terutama

dalam hubungannya dengan erosi, transport dan pengendapan. Dinamika

sediment tersebut dapat berubah bentuk sungai. Erosi yang terjadi pada

tebing luar sungai (tikungan luar) dan pengendapan pada tikungan dalam

menyebabkan bentuk sungai semakin berkelok-kelok. Di suatu tempat di

mana sediment mengendap akan menyebabkan berkurangnya kapasitas

sungai sehingga sering sungai tersebut meluap yang menyebabkan banjir

di daerah sekitarnya.

Transport sediment sungai dapat terjadi dalam dua keadaan yaitu

transport dasar (bed load) apabila sediment bergerak dengan cara

mengelilingi dan menggelincir di dasar sungai, dan sediment suspensi

(suspenden load) apabila sediment bergerak ke hilir secara melayang

tanpa menyentuh dasar sungai.

Sediment kohesif adalah sediment di mana tahanan ermosi

tergantung pada kohesi diantara partikel. Sedang seimen non kohesi

adalah sediment yang terdiri dari partikel / butir terpisah (pasir) di mana

gerakannya tergantung pada sifat fisik butiran, seperti dimensi (ukuran),

bentuk dabn berat jenis serta kontak / hubungan dengan butir-butir

lainnya. Sehingga sediment yang terjadi atau berada di muara paling

dominant adalah sediment kohesif di mana transporet sediment yang

terjadi secara melayang.

Dalam transport suspensi dibedakan dua keadaan yaitu :

1. Sedimen yang terangkat adalah jauh lebih halus daripada seimen

yang membentuk dasar sungai atau slauran sedemikian sehingga

sediment tersebut tidak sempat / pernah mengendap sampai akhirnya

mengendap di daerah yang airnya tenang.

2. Sediment yang merupakan bagian halus dari sediment yang

membentuk dasar. Di sini akan terjadi perpindahan antara dasar dan

suspensi yang tergantung pada perlambatan atau percepatan aliran.

2.5.2. Erosi

Seperti dijelaskan di depan, endapan yang membentuk dasar

saluran (terutama di estuary) terdiri dari tiga type. Tiap type endapan

mempunyai rumus erosi yang berbeda. Erosi suspensi stasioner adalah

erosi massa dimana fluks erosi diberikan oleh bentuk berikut :

Sd =

………………………………………….. (2. 6-7)

Dengan :

Sd = fluks erosi

M = massa sediment yang tererosi tiap satuan luas

t = langkah waktu yang ditinjau

Erosi endapan terkonsolidasi sebagian dan endapan terkonsolidasi

adalah termasuk dalam tipe suspensi. Dalam kondisi ini fluks erosi

mempunyai bentuk :

Sd = ……………………………………………(2.6-

8)

Dimana f tergantung pada endapan

Untuk endapan terkonsolidasi sebagian :

Se = Sd. e ……………………………………(2. 6-=9)

Dengan Seyx = koefisien empiris

Te = tegangan tarik dasar

Tex = tegangan kritik erosi endap

Untuk endapan terkonsolidasi

Se = M ……………………………………… (2. 6-10)

Dimana M adalah koefisien empiris

2.5.3. Pengendapan

Pengendapan akan terjadi apabila tegangan geser lebih kecil dari

pada suatu harga tertentu yang disbeut dengan tegangan kritik endap.

Gambar diatas menunjukkan suatu contoh studi sediment

suspensi di saluran, konsentrasi suspensi berkurang dengan waktu.

Berdasar gambar tersebut, besarnya fluks pengendapan dapat

diberikan dengan rumus berikut :

S4 = -Vs.C …………………………………… (2.6-11)

Dimana : S4 = fluk pengendapan

Vo = kecepatan endap

C = konsnetrasi suspensi

To = tegangan geser

Ted = tegangan kritik endap, yaitu tegangan kritik di

bawah mana pengendapan terjadi, yang

merupakan fungsi dari ukuran sediment suspensi

dan yang diberikan gambar diatas.

2.6. Model

Pengetahuan teoritik atas perilaku alam dan hasil buatannya mempunyai

banyak kekurangan / keterbatasan. Kekurangan / keterbatasan ini disebabkan

oleh keterbatasan manusia untuk berkomunikasi dengan alam. Walaupun

demikian, manusia selalu membutuhkan karya atau ciptaan yang berhubungan

dengan alam yang digunakan untuk manusia itu sendiri.

Dalam dunia teknik sipil hidro khususnya, keterbatasan manusia dalam

memecahkan suatu problem / perilaku khusus pada bangunan air, sehingga

dalam memahami problema tersebut sering dibuat apa yang disebut dengan

model. Walaupun model ini belum tentu dapat mencakup apa yang ada di alam.

2.6.1. Keserupaan

Keserupaan dalam arti umum adalah pengenalan adanya

hubungan antara dua gejala. Dalam dunia dinamika fluida, hubungan

antara aliran skala penuh atau keadaan sebenarnya dengan aliran kecil

tetapi dengan reka bentuk batas yang serupa. Meskipun demikian perlu

dicatat bahwa dalam dinamika fluida terdapat hokum-hukum keserupaan

dengan batas tak serupa, misalnya hubungan keserupaan antara aliran

bawah suara dengan aliran tak mampu mampat. Melalui badan yang

direka sedemikian rupa sehingga kedua pola aliran tersebut dapat serupa.

Dua aliran yang mempunyai pola garis arus yang serupa disebut

aliran dengan keserupaan kinematik. Keserupaan kinematik ini menyirati

keserupaan reka bentuk. Sebaliknya rekabentuk model yang serupa

belum tentu menjamin terjadinya pola aliran yang serupa.

Lihat gambar dibawah, gambar tersebut menunjukkan bahwa

aliran serupa kinematik mempunyai syarat :

1. Aliran sejajar pada titik berpasangan

2. Mempunyai nisbah yang besarnya tetap untuk semua titik yang

berpasangan

Jika keserupaan kinematik dan nisbah yang serupa maka aliran

tersebut serupa dinamik.

Keserupaan dinamik sangat penting, sebab dalam model

diharuskan gaya yang bekerja pada model yang diuji serupa dengan

kenyataan di lapangan dalam skala penuh. Sehingga tagihan gaya yang

menimbulkan gaya angkat, gesek dan seret pada model bila

diintegrasikan akan mempunyai nisbah yang sama pada skala penuh.

Analisis Matra (dimensi)

Analisis matra adalah satu methode untuk mendapatkan besaran

tanpa dimensi yang sangat membantu dalam pembuatan model. Hasil

dari analisis matra adalah suatu masalah pengurangan jumlah variable

dalam permasalahan yang ada. Formula yang sering digunakan adalah

Teori X Beckmingham yaitu dalam suatu soal fisik yang menyangkut “n”

parameter dan “m” dimensi, maka besaran tersebut dapat iatur dalam n-m

parameter tanpa dimensi yang bebas.

Dalam suatu fungsi

Dimana : = suatu variable dapat kita

eksplisitkan sebagai fungsi sehingga

memberikan

= ( )

BAB III

URAIAN

3.1. Efektivitas Kontraksi ALiran Berkenaan Krib

Kontraksi dimaksudkan sebagai reduksi luas tampang basah, dengan

maksud kecepatan aliran dapat ditingkatkan. Dengan berpegang pada azas

kontinuitas akan dianalisis apakah tingkat kenaikan kecepatan aliran sebanding

dengan reduksi luas tampang, serta sejauh mana kesebandingannya. Reduksi

luas tampang pada suatu tampang dapat dibuat bervariasi dengan jalan mengatur

atau menempatkan beberapa tiang atau merubah jaraknya. Disini hanya dibahas

dalam satu variasi jarak tiang yaitu sebesar diameter tiang itu sendiri.

Berkenaan perilaku aliran dipenampang basah saluran, selanjutnya akan

dievaluasi perihal tingkat kesebandingannya.

3.2. Variasi Orientasi Arah Krib

Pada penampang saluran yang sama dipasang krib dengan arah yang

berbeda akan mempunyai dampak pada kecepatan yang berbeda pula. Pada arah

tegak lurus saluran kemungkinan juga bervariasi, dengan kata lain luas tampang

saluran adalah fungsi dari sudut iniklinasi krib terhadap garis tepi saluran.

3.3. Kapasitas Debit

Kapasitas debit disini ditinjau pada suatu tampang saluran dengan

kondisi yang berbeda. Kondisi pertama adalah suatu keadaan dimana profi

melintang sungai / saluran tidak diganggu, tetapi pendangkalan terjadi dengan

tingkat yang tinggi. Keadaan kedua ialah suatu saluran yang dipelihara

kedalamannya secara hidraulik dengan mereduksi kecepatan aliran dengan

menggunakan krib.

Tinjau kecepatan aliran dengan formula Strickler

V = K.R2/3.I1/2…………………………………………. (4. 3-1)

Dimana : V = kecepatan aliran

K = Koefisien Strickler

I = Kemiringan saluran

R = Jari-jari hidraulik saluran