Bangunan air Week #9

Pengukur kedalaman kritis 1. Broad-crested weir

Aliran melalui ambang, tinjauan menggunakan energi spesifik Aliran di atas ambang dan grafik spesifik energi

h = tinggi muka air dari atas ambang, di hulu aliran Es1 Nilai H didekati dengan h: Dengan velocity correction factor dan discharge coefficient persamaan menjadi : h = tinggi muka air dari atas ambang, di hulu aliran (H = Es  H1 = Es1, H2 = Es2)

2. Flume Aliran kritis diperoleh dengan menyempitkan saluran Seringkali ditambah peninggian dasar saluran untuk memperoleh aliran kritis pada bagian sempitnya  venturi flue

Dari persamaan energi diperoleh : Substitusi ke persamaan energi maka diperoleh : Aliran kritis diperoleh pada bagian leher apabila disubstitusikan maka akan diperoleh Dengan velocity correction factor dan discharge coefficient persamaan menjadi :

Latihan ambang lebar Sebuah saluran segiempat dengan lebar 3 m memiliki slope 0,0009 mengalirkan air dengan kedalaman 1.5 m. Diasumsikan n Manning 0,015 dan mengalir menjadi aliran seragam. Hitunglah ketinggian ambang untuk menghasilkan kedalaman kritis.

Latihan Luas penampang A= 3 x 1,5 = 4,5 m2 P = 3 + 2x1,5= 6 m R = A/P = 0,75 m Dari Manning V = 1/n R2/3 S1/2 = 1/0,015 x (0,75) 2/3 x 0,03 = 1,65 m/det Es1= 1,5 + 1,652/2x9,81 = 1,64 m Yc = 2/3 Es = 2/3 x 1,64 = 1,09 m - salah Ketinggian ambang = 0,357 ?

3. Ambang / Pelimpah Tajam = Weir Ambang umumnya digunakan memakai ambang dengan pelat. Biasa digunakan di saluran terbuka seperti aliran untuk menentukan debit (flowrate). Prinsip dasar adalah bahwa debit secara langsung terkait dengan kedalaman air (h). Ambang dapat bersifat hambatan (lebar) dasar sesuai dengan lebar saluran, menyempit sebagian ataupun menyempit. Untuk ambang yang benar-benar menyempit B-b (lebar saluran – lebar ambang) harus lebih besar dari 4hmax, dimana hmax adalah maksimum ketinggian yang diperkirakan dari ambang (USBR, 1997).  Ambang terkontraksi sebagian memiliki B-b antara 0 dan 4hmax.  Kontraksi menyebabkan alir mengalir dan mengumpul menuju ambang.

Weir / Pelimpah Tajam Q = 2/3 x (2g)1/2 Cd x b x h3/2 (bandingkan dengan rumus untuk ambang lebar, yang menghasilkan Q = 2/3 x (2/3g)1/2 Cv.Cd x b x h3/2

Pelimpah tajam h = tinggi muka air dari atas ambang, di hulu aliran

Latihan Sebuah weir dengan panjang 4,5 m memiliki head air sebesar 30 cm. Tentukan debit yang diairkan jika Cd = 0,6 b = 4,5 m h = 0,3 m Q = 2/3 x 0,6 x 4,5 x (2x9,81)1/2 x 0,33/2 = 1,31 m3/det

Latihan Sebuah weir dengan panjang 8 m akan dibangun melintang saluran segi empat dengan aliran 9 m3/det. Jika kedalaman maksimum dari air di hulu aliran adalah 2 m, berapakah ketinggian weir. Abaikan kontraksi dan gunakan Cd = 0,62

Latihan Q = 2/3 Cd x b x (2g)1/2 x h3/2 9 = 2/3 x 0,62 x 8 x (2x9,81) 1/2 x h3/2 h = 0,723 Ketinggian weir adalah 2-0,723 = 1,277 m.

Latihan Data curah hujan harian suatu DAS adalah 0,2 juta kubik meter per hari. Jika 80% dari air hujan mencapai reservoir penampung dan melalui weir segiempat. Berapakah panjang weir bila air diharapkan tidak melimpah lebih dari 1m di atas bendung?. Asumsikan koefisien discharge yang memadai.

Latihan Curah hujan = 0,2 x 106 m3/hari Limpahan ke reservoir = 80% x 0,2 x 106 = 0,16 x 106 m3/hari = 0,16 x 106 /86400 = 1,85 m3/det h = 1 m, Cd = 0,6, Q = 2/3 Cd x b x (2g)1/2 x H3/2 1,85 = 2/3 x 0,6 x b x (2x9,81)1/2 x 13/2 = 1,77 b b = 1,045 m

+ 8,05m + 1,15 m, Cd = 0,61 C A B Cc = 0,0625 So=0,003 L=513 E D So=0,01 L=~ So=0,003 L=~ m 1:1 m, n=0,015 ABCD 70 m, DE 1 :1

Ingat: Trapesium, Ketinggian dan Slope kritik Saluran trapesium dengan lebar dasar 15 m dan kemiringan tebing 1:1 mengalirkan debit 100 m3/det. Apabila koefisien Manning n=0,02 Kedalaman kritis dan kemiringan kritis dari aliran tersebut: Yc = 1,59 m dan Sc = 0,0038

Saluran CD Kedalaman kritis