Perencanaan Saluran

Presentasi dan Pelaporan

Penetapan Dimensi Saluran, Gorong-gorong dan Pelimpah

Penetapan Dimensi TampunganWaduk/Kolam Retensi

AnalisisNeraca

PelacakanBanjir melalui

Perancangan Saluran, Gorong gorong dan

PerancanganKapasitasNeraca

AirBanjir melaluiAlur/Waduk

Gorong-gorong danPelimpah Waduk

KapasitasTampung Waduk

Perhitungan BanjirRencana

ProyeksiKebutuhan Air

AnalisisKetersediaan Air

Perhitungan HujanRencana

Perhitungan HujanAndalan

KompetensiMK PIK-1

Identifikasi Satuan Analisis

Subkompetensi 05: Perancangan Dimensi

5Saluran, Gorong-gorongdan Pelimpah

Menggunakan MetodaLevel Pool Routing

untuk Pelacakan Banjirmelalui Pelimpah

MerancangDimensi

Saluran danGorong-gorong

MerancangDimensiPelimpah

MenggunakanMetoda

Muskingum untukPelacakan Banjir melalui PelimpahGorong-gorong Pelacakan Banjir

melalui Alur

Menjelaskan PenerapanHukum Kekekalan Masa dan

4a 4c

Hukum Kekekalan Masa danHukum Kekekalan Energi

Kekekalan massa dan kekekalan energi aliran air Kekekalan massa dan kekekalan energi aliran air pada saluran terbuka

Aliran seragam dalam aliran terbuka

Terapan formula saluran terbuka

Aliran tidak seragam dan aliran kritisAliran tidak seragam dan aliran kritis

Perbedaan antara Aliran pada Saluran Terbuka danAliran pada Saluran Tertutup/Aliran dalam PipaAliran pada Saluran Tertutup/Aliran dalam Pipa

Saluran terbukaSaluran terbuka Aliran dengan

permukaan bebas Mengalir dipengaruhi

gaya gravitasi, dant k t fitekanan atmosfir

Mengalir karenaadanya kemiringanadanya kemiringandasar saluran (slope)

Berdasarkan waktu pemantauan Aliran Tunak (Steady Flow)( y ) Aliran Taktunak (Unsteady Flow)

Berdasarkan ruang pemantauan Aliran Seragam (Uniform flow)Aliran Seragam (Uniform flow) Aliran Berubah (Varied flow)

Tipe aliran Kecepatan KedalamanTipe aliran Kecepatanrerata

Kedalaman

Steady, v = konstan y = konstanSteady,uniform

o sta y o sta

Steady v = v (x) y = y (x)Steady,non-uniform

v v (x) y y (x)

Unsteady v = v (t) y = y (t)Unsteady, uniform

v = v (t) y = y (t)

Unsteady v = v (x t) y = y (x t)Unsteady,non-uniform

v v (x, t) y y (x, t)

Aliran Berubah Cepat (Rapidly Varied Flow) Aliran Berubah Lambat (Gradually varied flow)( y )

Penurunan hidrolikAliran di atasambang lebar

Loncatan hidrolik

Subkritis F < 1 aliran dengan kecepatan rendah

Kritis F = 1Kritis F 1 Superkritis F > 1 aliran dengan kecepatan tinggi

F = bilangan Froude

F adalah sebuah parameter non-dimensional yang menunjukkan efek p y g jrelatif dari inersia terhadap gravitasi.

Aliran subkritis dikendalikan oleh halangan di hilirgAliran superkritis dipengaruhi pengendalian di hulu aliran.

ArtificialChannel/Saluran Buatan

NaturalChannel/Saluran Alami

Dibuat oleh manusia Geometri saluran tidak teraturDibuat oleh manusia Contoh:Saluran irigasi,kanal,saluran pelimpah,kali,selokan,goronggorong dllU iliki t i

Geometri saluran tidak teratur Materialsaluran bervariasi kekasaran berubahubah

Lebih sulit memperoleh hasil Umumnya memiliki geometrisaluran yangtetap (tidakmenyempit/melebar)

Dibangun menggunakan beton,

pyangakurat dibandingkandengan analisis aliran saluranbuatan.g gg ,

semen,besi Memiliki kekasaran yangdapatditentukan

Analisis saluran yangtelah

Perlu pembatasan masalah,bilatidak analisis menjadi lebihkompleks (misal erosi dandi ) Analisis saluran yangtelah

ditentukan memberikan hasilyangrelatif akurat

sedimen)

Tergantung faktor-faktor antara lain: Bentuk saluran Kekasaran dinding saluran Debit aliran

2,52,0,

1.0

2,52,0

1.02 5

Kecepatan minimum terjadi di dekat dinding batas membesar dengan

2,52,0

1.0

Kecepatan minimum terjadi di dekat dinding batas, membesar denganjarak menuju permukaan

Pada saluran dengan lebar 5-10 kali kedalaman, distribusi kecepatandisekitar bagian tengah saluran adalah sama.D l kt k l di t l b bil l b 10 Dalam praktek saluran dianggap sangat lebar bila lebar > 10 x kedalaman

Menggunakan current meter Baling-baling yang berputar karena adanya aliran Menggunakan hubungan antara kecepatan sudut dangg g p

kecepatan aliran Semakin banyak titik pengukuran semakin baik Untuk keperluan praktis kecepatan rata-rata diukurUntuk keperluan praktis kecepatan rata rata diukur

pada 0,6 x kedalaman dari muka air rerata kecepatan pada 0,2 dan 0,8 x kedalaman rerata kecepatan 0 8-0 95 x kecepatan di permukaan (biasa rerata kecepatan 0,8-0,95 x kecepatan di permukaan (biasa

diambil 0,85) kecepatan maksimum terjadi pada antara 0,75-0,95 x

kedalaman

Free surface flow One dimensional model

Kedalaman (y) - depth Ketinggian di atas datum (z) - stage

L A ( ti ) Luas penampang A (area cross section area) Keliling basah (P) wetted perimeter Lebar permukaan (B) surface perimeter Lebar permukaan (B) surface perimeter Jari-jari hidrolis (A/P) rasio luas terhadap keliling

basah Rata-rata kedalaman hidrolis (D) rasio luas

terhadap lebar permukaan Kemiringan dasar saluran (So) Kemiringan dasar saluran (So)

z

S

u

m

b

u

Sumbu x Sumbu

Y

SS

u

m

b

u

z

buY

Area in

Sumbu x Sumbu

C

D ruang control volume

eai nV

A

GHArea out

EF

o u tV

CD ruang control volume

Area ini nV


A

GHArea out

EF

Area out

o u tV

Elevasimuka air

Elevasitanggul

ruang control volume

E o u t

Elevasidasar saluran

Free boardTinggi jagaan

h

kedalaman saluran

d x

B

Elevasimuka air Elevasi

tanggul hVh

k



0

xhV

xVh

th

xx

hVVh

kedalaman

saluran

d x

00 SSgxhgxVVtV fB

h

v22g

Energy grade line

muka air E

h

z

dasar sungaiSo Kemiringan dasar ( o)= tan( )Kemiringan Energy ( ) = tan( )

SSf

dx

1 2

v22g

Energy grade line E

h

2g ne

muka air

dasar s

Kemiringan dasar ( o)= tan( )S z

dx

dasar sungaiSo Kemiringan dasar ( o) tan( )Kemiringan Energy ( ) = tan( )

SSf

hVh1 2 0

xhV

xVh

th

xx

00 SSgxhgxVVtV f

hBPBhA

2 22VnS f

Area ( )A

Keliling basah ( )P

hBBh

PAR

23 4R

f

B

hKeliling basah ( )P

Hydraulic radiusJari-jari hidrolis ( )R

tQp

t

Area int

C


eai nV

A0

321 SR

nV Q=AV

GHArea out

n

hBPBhA

2

EF

o u tVhBBh

PAR

2

Qp

tt

C


Area ini nV t

A0

321 SR

nV

AVQ

GHArea out

n

hBPBhA

2 0

321 SR

nAQ

EF

o u tVhB

BhPAR

hBP

2

2

* Luas Penampang Melintang Minimum

1. Pada penampang persegi padaGambar a diketahuiGambar a,diketahui Q=20m3/dtk S0 =0,0009y n=0,033Tentukan kedalaman saluran y,apabila B = 2 m, dan berapaB apabila B 2m,dan berapakecepatan aliran v?

2. Apabila bentuk penampangmelintangnya trapesium,dengankemiringan talud 2H:1Vdan n=0,025.Tentukan dimensi saluran,Bdan y

y

, yuntuk kondisi penampang melintangideal.Berapa kecepatan aliran v?

B

Latihan L07

Mengestimasi dimensi alur utama sungai pada DTAKasus,menggunakan debitrencana 10tahunan.

SS

u

m

b

u

z

buY Sumbu x Sum

bu

C


Area ini nV

A

GHArea out

EF

o u tV

Qp

tt

C


Area ini nV t

A0

321 SR

nV

AVQ

GHArea out

n

hBPBhA

2 0

321 SR

nAQ

EF

o u tVhB

BhPAR

hBP

2

2

v22g

Energy grade line

E

h

z

muka air

dasar sungaiSo

Kemiringan dasar ( o)= tan( )Kemiringan Energy ( ) = tan( )

SSf

zdx

1 2

hVh 0

xhV

xVh

th

xx

00 SSgxhgxVVtV fhBP

BhA2

xxt

22VnS f hB

BhPAR

23 4R

f

CD l l

Area ini nV


A

GHA

F

Area out

VE o u tV

Q=AVBhA

0321 SR

nV

Q AV

hBBh

PAR

hBP

2

2

n

hv22g

Energy grade line

muka ai

E

zdx

muka airdasar sungaiSo

1 2

Masalah: Pada elevasi berapa saluranp

akan diletakkan?. Bagaimana profil muka air yang

sebenarnya akan terjadi bilasebenarnya akan terjadi bilapersyaratan steadyn uniform tidak terpenuhi ?.nn

h mukh

z

muka airdasar sungai

1 2



sebenarnya akan terjadi bilasebenarnya akan terjadi bilapersyaratan steady uniform tidakterpenuhi ?.

h muka ai

z


1 2




h

z


1 2

Masalah: Pada elevasi berapa saluran akanp

diletakkan?. Bagaimana profil muka air yang


h muka airdasar sun

z

1 2

sar sungai




h muka airdasar sung

z

1 2

ar sungai

A2

A1

1 2 2

A2 < A1




h mukh

z


1 2




h muka airdasar

z

1 2

dasar sungai

A2

A1

1 2 2

A2 > A1

v2 Energy grade lin E

h

2gy grade line

E

muka air steady nonuniform

z

dasar sungaiSo steady uniform profile

steady non uniformdx

1 2

steady non uniform

1 2

Normal depth hnAct al depth h

Actual depth h

Actual depth h

v22g

Energy grade line

E BhA h

z

muka air

dasar sungaiSo

Kemiringan dasar ( o)= tan( )Kemiringan Energy ( ) = tan( )

SSf

hB

BhPAR

hBP

2

2

zdx

1 2

2222

3 4

22

1

2

2

2

22 RVnxzh

gVzh

gV

2222

2222

3 4

22

13 4

22

1

2

2

2 RVn

RVn

xzhg

Vzhg

V

konstan hV hVhV 12 hVhV

v22g

Energy grade line

h

g g ade line

dasar sungaiS

muka air

z

dx

ungaiSo Bila semua yg di (1) dan z

serta n di (2) diketahui, maka akan ada 2 bilangan

12 hVhV

6 12345maka akan ada 2 bilangan yg tidak diketahui; h dan V di (2)

Ke 2 bilangan ini dapat dihit k kit iliki

2222

3 4

22

13 4

22

22 RVn

RVn

xzhg

Vzhg

V

12 hVhV dihitung karena kita memiliki 2 persamaan.

Setelah semua di (2) diketahui, maka (2) dapat

hBPBhA

2

222 12 gg diketahui, maka (2) dapat dipakai untuk menghitung (3),

Setelah semua di (3) diketah i maka (3) dapat

hBBh

PAR

2diketahui, maka (3) dapat dipakai untuk menghitung (4), dst.

Energy grade line

E=0

h

v22g

Energy grade line

muka air

h

zdx

dasar sungai

1 2

2222

3 4

22

13 4

22

1

2

2

2 RVn

RVn

xzhg

Vzhg

V

022

22

zhVzhV

0 x

22 12 gg

12 hVhV 0 x

Energy grade line

E=0

h

v22g

Energy grade line

muka air

h

zdx

dasar sungai

1 2

2222

3 4

22

13 4

22

1

2

2

2 RVn

RVn

xzhg

Vzhg

V

022

22

zhVzhV

0 x 2/13/2

2 )(1)( onn ShRn

hAQ 22 12

gg

12 hVhV 0 x n

3

2

gqhc

Sub Critical Flow Control depthM1 profile

Control depth

M2 profile

Control depth

hchn

Mild Slope

Sub Critical FlowControl depth

Control depthM3 profile

Control depth

Hydrailic jumpHydrailic jump

hchn

Mild Slope

Super Critical Flowp

S1 fil

Control depth

S1 profileControl depth

S2 profileControl depth

h

S3 profile

hn

hc

Steep Slope

Horizontal Slope

Yn >

Yc

eM

ild SlopY

n > Y

ce

Cr

Yn ritical Slopen =

Yc

Steep SlopeY

n < Y

cA

dverse Slope

PointsofInflection

CD ruang control volume

Area ini nV


A

GHArea out

EF

Area out

o u tV

Elevasimuka air

Elevasitanggul


E o u t



h

kedalaman saluran

d x

B

Elevasimuka air

Elevasitanggul




h

kedalaman saluran

d x

t l l

B


td

d

n

ininin diA

AnV


d

hd x

0ddd

d

nn

outoutoutininin ii AA

AnVAnVt

0 hVVhh x

n

outoutout diA

AnV

0 xVxht xx


xx AV2

VxElevasidasar saluran

t

hd x

xx

AVAV xxxx d2

21

2

d xscv

xcv

x FAnVVVt dddd0

xxxxxxxx Fxx AVAVAVtV

d0

22

122 xx FVVV

0

xxxx Fx

xAV

tV

d0

22

1

xx FxV

t 0

ruang control volumezyxx dd


zxyz dd

h= zdd xyxyx dd

yz

zyxxxx

xx ddd

B= yd

zyxzyF xx ddddd

zxyy

zx

zyxx

zyF

yxyxyx

xxxxx

ddddd

ddddd

xzxyxxxx gzyxF

zyxg

zxzz

yx

x

zxzxzx

ddd

ddddd

zyx

xx FVVV 0 xx FxVt 0

xzxyxxxx gzyxF

zyx

V V

Vt

V Vx x y z

gx x x xxyx zx

x

0

V V V gx x xx yx zx

0 t V x x y z gx x 0

zygS

zxyxf

1

xxx

px

g g z xx

p = gh xzS 0

hVV 00 SSgxhgxVVtV f

Elevasimuka air Elevasi

tanggul

h

kedalaman

s ad x



0

xhV

xVh

th

xx

B

h aluran

d x

00 SSgxhgxVVtV fE

h

v22g

Energy grade line

muka air

dasa

E

Kemiringan dasar ( o)= tan( )S z

dx

1 2

dasar sungaiSo Kemiringan dasar ( o)= tan( )Kemiringan Energy ( ) = tan( )

SSf

1 2

Perencanaan Saluran

Documents

Transcript of Perencanaan Saluran