Hidraulika Saluran Terbuka

Klasifikasi Aliran Steady / Unsteady Flow Laminer / Turbulent Flow Subcritical, Critical , Supercritical Flow Incompressible / Compressible Flow 1, 2, 3 Dimensional Flow Uniform / Non Uniform Flow 4/18/2018

Steady Flow Parameter aliran konstan terhadap waktu V turbulen laminer

Unsteady Flow Parameter aliran fungsi terhadap waktu V turbulen laminer

Subcritical, Critical & Supercritical Flow Subcritical flow, Fr < 1 Critical Flow, Fr = 1 Supercritical Flow, Fr > 1

Kecepatan seragam pada arah vertikal maupun transversal 1 Dimensional Flow Kecepatan seragam pada arah vertikal maupun transversal

2 Dimensional Flow 2D-vertikal 2D-Horizontal SUNGAI LEBAR Estuari, Laut

3 Dimensional Flow Kecepatan terdistribusi: - arah vertikal - arah transversal

Uniform Flow Parameter aliran konstan terhadap tempat (jarak) Se h1 SW Q Se S0 SW

Non-Uniform Flow Parameter aliran berubah terhadap tempat (jarak) Se Q Se S0 SW

? Non-Uniform Flow Definisi Accelerated G.V. Flow Gradually Varied Flow Deccelerated G.V. Flow Aliran Tdk Seragam Accelerated R.V. Flow Rapidly Varied Flow Deccelerated R.V. Flow

Non-Uniform Flow o o o

Loncat Air Aliran tdk seragam Aliran superkritis Aliran sub kritis

Al. Uniform Sub kritis

Super kritis

. Non-Uniform Flow h2>h1 V1>V2 Aliran Non Uniform Diperlambat Titik kontrol h1 o o o h2

Non-Uniform Flow

Non-Uniform Flow o o o o

Non-Uniform Flow o o o

Non-Uniform Flow

Non-Uniform Flow

Persamaan Al. Non-Uniform h = y d

Persamaan Al. Non-Uniform tinggi tekanan total di atas bidang datum pada penampang hulu 1 : didiferensialkan terhadap arah x : kemiringan energi Sf = - dH / dx, kemiringan dasar dasar saluran : So = sin  = -dz / dx h = y d

Persamaan Al. Non-Uniform Bila  kecil, cos   1 dan dd / dx  dh/dx, maka persamaan menjadi :

Persamaan Al. Non-Uniform Persamaan Umum Aliran Tdk Seragam Dengan V = Q/A dan Q konstan, dA/dh = B, maka: Dengan Sf dihitung dengan persamaan Chezy, maka :

Selain dengan persamaan Chezy, kemiringan garis energi, Sf, dapat juga dihitung dengan Persamaan Manning, Strickler, dll.

Persamaan Al. Non-Uniform Paling sering dipakai dan berlaku untuk semua tampang saluran Tinjauan nilai dh/dx : dh/dx=0 ------ Pembilang = 0 Persamaan Chezy : Al. Seragam

Persamaan Al. Non-Uniform dh/dx= -- Penyebut = 0 -- garis singgung muka air tgk lurus dasar Aliran Kritik : hkr

Persamaan Al. Non-Uniform dh/dx=0/0 -- pembilang = 0; Penyebut = 0  hkr = hn

Persamaan Al. Non-Uniform Kecepatan Kritik :

Persamaan Al. Non-Uniform Kecepatan Kritik :

Persamaan Al. Non-Uniform Pada u>ukr : Aliran meluncur ; aliran Superkritis Pada aliran seragam dengan un>ukr : Steep slope Sokr > 1

Persamaan Al. Non-Uniform Pada u<ukr : Aliran Subkritis Pada aliran seragam dengan un<ukr : Mild slope Sokr < 1

Resume Pers. Al. Non-Uniform Aliran Kritis; hkr hnormal

Pers. utk Saluran lebar h B= B>>>h hnormal =

Pers. utk Saluran lebar Untuk Aliran Kritis : h B= B>>>h

Zona Aliran hn hkr S0 S0<Sokr Profil M ( Mild Slope) So < Skr dan hn > hkr : Zone 1 hn hkr NDL S0 CDL Zone 2 Zone 3 S0<Sokr

Zona Aliran S0=Sokr Profil C ( Critical Slope) So = Skr dan hn = hkr : Zone 1 NDL=CDL Zone 3 S0=Sokr

Zona Aliran hkr hn S0>Sokr Profil S ( Steep Slope) So > Skr dan hn < hkr : Zone 1 CDL hkr Zone 2 NDL Zone 3 hn S0>Sokr

Profil Muka Air h B= B>>>h

Profil Muka Air h B= B>>>h

Profil Muka Air dh/dx>0 : kedalaman aliran bertambah searah aliran : Backwater dh/dx<0 : kedalaman aliran berkurang searah aliran : Drawdown

Profil Muka Air Kemungkinan 1 : dh/dx>0 : Backwater hn hc S0 Zone 1; subkritis: M1 o hn hc NDL S0 CDL

Profil Muka Air Kemungkinan 2 : dh/dx>0 : Backwater hn hc S0 Zone 3; superkritis: M3 hn hc NDL S0 CDL

Profil Muka Air Kemungkinan 1 : dh/dx<0 : Drawdown hn hc S0 Tidak mungkin terjadi hn hc NDL S0 CDL

Profil Muka Air Kemungkinan 2 : dh/dx<0 : Drawdown hn hc S0 Zone 2, subkritis: M2 hn hc NDL S0 CDL

Profil Muka Air

Profil Muka Air

Profil Muka Air

Profil Muka Air

Profil Muka Air

Aliran Tidak seragam

Aliran Tidak seragam

Aliran Tidak seragam

Profil Muka Air Kemungkinan 1 : dh/dx>0 : Backwater hkr S0 hn Zone 1; subkritis: S1 hkr CDL S0 NDL hn

Profil Muka Air Kemungkinan 2 : dh/dx>0 : Backwater hkr S0 hn Zone 3; superkritis: S3 hkr CDL S0 NDL hn

Profil Muka Air Kemungkinan 1 : dh/dx<0 : Drawdown hkr S0 hn Zone 2; superkritis: S2 hkr CDL S0 NDL hn

Profil Muka Air Kemungkinan 2 : dh/dx<0 : Drawdown hkr S0 hn Tidak mungkin hkr CDL S0 NDL hn

Hitungan Profil Muka Air Metode Integrasi Grafis Metode Tahapan Standar

Metode Integrasi Grafis F(h)

Metode Integrasi Grafis h F(h) Metode Integrasi Grafis hanya digunakan untuk saluran prismatis h1 h2

Metode Integrasi Grafis Langkah hitungan: Hitung hkr dan hn 2. Tentukan jenis aliran yang terjadi : subkritik, kritik dan superkritik 3. Tentukan interval kedalaman Dh dimulai dari titik kontrol: Aliran subkritis : titik kontrol di hilir Aliran superkritis : titik kontrol di hulu Makin kecil Dh maka hasil yang diperoleh akan makin teliti 4. Hitung F(h) untuk tiap harga h

Metode Integrasi Grafis Langkah hitungan: 5. Hitung jarak antara h1 dan h2 dengan cara menghitung luas yang dibatasi oleh : - 2 garis sejajar F(h1) dan F(h2), dan - tinggi trapesium Dh = h1 – h2 6. Lakukan (ulangi) hitungan mulai langkah no.4 (atau 3) untuk setiap harga h Contoh aplikasi

Metode Tahapan Standar Dapat digunakan baik untuk saluran prismatis dan non-prismatis