Aliran Berubah Lambat Laun

HIDROLIKA ALIRAN BERUBAH LAMBAT LAUN

Aliran Berubah Lambat Laun (Gradually Varied Flow) Flow ) Aliran berubah lambat laun pada saluran terbuka berbeda dengan aliran seragam maupun aliran berubah tiba-tiba (loncat air) dimana kedalaman air pada saluran berubah secara gradual terhadap  !arak" Dalam aliran seragam kedalaman air air adalah konstan #ang dikenal dengan nama kedalaman normal" $aris kemiringan energi se!a!ar dengan garis muka air dan garis garis dasar saluran" Distribusi kecepatan tetap sepan!ang saluran sehingga perhitungan kedalaman air cukup dilakuk dilakukan an sekali sepan!ang saluran

%ada aliran berubah lambat laun perubahan kecepatan ter!adi secara gradual terhadap  !arak sehingga pengaruh percepatan pada aliran antara dua potongan #ang berdekatan dapat diabaikan" %erhitungan pro&l muka air dapat dilakukan berdasarkan prinsip energi"  'otal energi pada sembarang potongan pada saluran terbuka dapat din#atakan sebagai berikut 





dimana Sf   kemiringan garis energi dan So  kemiringan dasar saluran"

 *ika digunakan Rumus +he,# untuk aliran persegi dengan B  ' maka rumus di atas dapat berubah men!adi 



%ersamaan di atas merupakan persamaan umum untuk aliran berubah lambat laun dimana dh/dx  menggambarkan kemiringan muka air" ntuk dh/dx = 0 kedalaman air tetap konstan sepan!ang saluran dan aliran #ang ter!adi adalah aliran seragam" ntuk dh/dx < 0 kedalaman air berkurang ke arah aliran sebalikn#a untuk dh/dx > 0 kedalaman air meningkat kearah aliran" %en#elesaian persamaan di atas untuk kedua kondisi ini akan kita peroleh bermacam-macam pro&l muka air #ang mungkin ter!adi pada saluran terbuka"

Klasi&kasi Aliran Berubah Lambat Laun 

Dalam menganalisis aliran berubah lambat laun kedalaman kritis hcr  pegang peranan sangat penting" %ada saat kedalaman air mendekati kedalaman kritis (h = hcr   ), pen#ebut pada pers diatas mendekati nol dan nilai dh/dx men!adi tak terhingga" Kemiringan muka air men!adi sangat ter!al" Kondisi ini dapat terlihat pada loncatan air atau pada ke!adian dimana air dari saluran landai memasuki saluran ter!al atau danau"

Bergantung pada kemiringan dasar saluran kondisi permukaan geometri penampang melintang dan debit saluran terbuka dapat diklasi&kasikan kedalam lima macam" %engelompokan ini berdasarkan kondisi aliran di saluran #ang diindikasikan oleh posisi relati. kedalaman normal h/ dan kedalaman kritis hc, #ang dihitung untuk tiap-tiap saluran" Kriterian#a adalah sbb" 0aluran datar (Hori,ontal channel )  0o  1 dan h/ ∝

0aluran landai (2ild channel)

 0o 3 0c dan h/ 4 hc

0aluran kritis (+ritical channel)

 0o  0c dan h/  hc

0aluran ter!al (0teep channel)

 0o 4 0c dan h/ 3 hc"

0aluran menan!ak ( Adverse channel)

 So < 0

%ro&l garis muka air (ow !ro"le) dapat dibedakan men!adi 5 macam bentuk  Air balik (#ac$wa%er  ) !ika kedalaman air h bertambah searah aliran (dh/dx > 0)&  Air menurun (drawdown) !ika kedalaman air h,  berkurang searah aliran (dh/dx < 0)" Apabila garis #ang merupakan tempat kedudukan kedalaman air normal disebut sebagai 6'*A+ -. +1'-7 (/DL) dan garis #ang merupakan tempat kedudukan kedalaman air kritis disebut sebagai 62112A+ -. +1'-3  (+DL) maka untuk suatu saluran dengan debit (4) tertentu /DL dan +DL akan membagi kedalaman air dalam saluran men!adi 8 daerah (,one) #aitu  Daerah 9  ruang di atas /DL dan +DL"  Daerah 5  ruang antara /DL dan +DL dan  Daerah 8  ruang diba:ah /DL dan +DL"

pro&l muka air #ang ter!adi dapat dianalisis sebagai berikut

Profl Muka Air Untuk Berbagai Kemiringan Dasar Saluran

%erhitungan %ro&l 2uka Air Ada beberapa cara #ang dapat dipakai untuk menghitung pro&l muka air pada aliran permanen tidak beraturan diantaran#a adalah metoda Integrasi $ra&s 2etoda Bresse 2etoda Deret 2etoda ;lamant 2etoda 'ahapan Langsung dan 2etoda 'ahapan 0tandard" %ada aliran tidak beraturan persoalann#a adalah menghitung perubahan kedalaman air sepan!ang  !arak" Dalam bahasan berikut akan diuraikan cara pen#elesaian persamaan tersebut dengan metoda #ang ban#ak dipakai #aitu metoda tahapan langsung dan metoda tahapan standard"

2etode 'ahapan Langsung 2etoda tahapan langsung adalah cara #ang mudah dan simpel untuk menghitung pro&l muka air pada aliran tidak permanen" 2etoda ini dikembangkan dari persamaan energi

2etode 'ahapan 0tandard

+ontoh 0oal 0uatu saluran berbentuk trapesium dengan kemiringan dinding 9 9 lebar dasar 81 m dan kemiringan dasar saluran 1119<" %emasangan bangunan pintu pengontrol men#ebabkan kenaikan kedalaman air di hulu pintu men!adi =1 m pada debit 9>1 m 8?dtk" *ika angka kekasaran 2anning n  111@" Hitung dan gambarkan pro&l muka air #ang ter!adi"

Diketaui !  Lebar dasar saluran B  81 m  Kemiringan dinding saluran m  9  Kemiringan dasar saluran 0   1119< o  Kedalaman air di u!ung hilir h  =1 m  Debit   9>1 m 8?detik  Kekasaran manning n  111@ Ditan"akan !  Hitung dan gambarkan pro&l muka air