BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Ambang Lebar
Peluap disebut ambang lebar apabila B>0.4 hu, dengan B adalah adalah lebar peluap, dan hu adalah tinggi peluap. suatu pelimpah dinamakan ambang lebar apabila terdapat suatu penampang diatas ambang yan gmempunyai garis-garis arus lurus sehingga pembagian tekanan di penampang tersebut adalah tekanan hidrostatik. Dinamakan pelimpah sempurna apabila kedalaman air di hilir pelimpah tidak mempengaruhi kedlaman air dihulu pelimpah atau sering disebut aliran modular. Apabila dilihat kembali aliran permanen tidak berarturan.
Keterangan: Q
= debit aliran (m3/dt)
H
= tinggi tekanan total hulu ambang = Yo+
P
= tinggi ambang (m)
Yo
= kedalaman hulu ambang (m)
Yc
= tinggi muka air di atas hulu ambang (m)
Yt
= tinggi muka air setelah hulu ambang (m)
hu
= tinggi muka air di atas hilir ambang = Yo – P P (m)
(Sukarno, dkk. 1992)
2.
Bila suatu ambang bermercu lebar bekerja sebagai suatu pengendali maka debit aliran dapat diperkirakan melalui rumus 1 (dengan asumsi bahwa aliran paralel, tidak kental, dan melalui saluran 4-persegi panjang) sebagai : dimana : yc = kedalaman kristis aliran g = kecepatan gravitasi b = lebar saluran Q = Debit aliran (Triatmodjo, 1993). Dalam praktek asumsi aliran adalah paralel dan distribusi tekanan hidrostatis di atas bendung lebar tidak berlaku. Kedalaman tidak sama dengan kedalaman kritis walaupun terjadi kondisi energy minimum, karena semua batasan aliran di sebelah hilir telah dihilangkan. Ambang lebar merupakan salah satu konstruksi pengukur debit. Debit aliran yang terjadi pada ambang lebar dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut: Q = Cd *b* (h^3/2)
Keterangan: Q
= debit aliran (m3/dt)
h
= tinggi total hulu ambang (m)
Cd
= koefisien debit
b
= lebar ambang (m)
debit aliran juga dapat dihitung dengan:
= ∗ ∗ ∗
Keterangan: Q = debit aliran (m3/dt)
ℎ = tinggi muka air hulu ambang (m) Cd = koefisien debit Cv = koefisien kecepatan b = lebar ambang (m) Dengan adanya ambang, akan terjadi efek pembendungan di sebelah hulu ambang. Efek ini dapat dilihat dari naiknya permukaan air bila dibandingkan dengan sebelum dipasang ambang. Dengan demikian, pada penerapan di lapangan harus diantisipasi kemungkinan banjir di hulu ambang. Secara teori naiknya permukaan air ini merupakan
gejala alam dari aliran dimana untuk memperoleh aliran air yang stabil, maka air akan mengalir dengan kondisi aliran subkritik, karena aliran jenis ini tidak akan menimbulkan gerusan (erosi) pada permukaan saluran. Pada saat melewati ambang biasanya aliran akan berperilaku sebagai aliran kritik, selanjutnya aliran akan mencari posisi stabil. Pada kondisi tertentu misalkan dengan adanya terjunan atau kemiringan saluran yang cukup besar , setelah melewati ambang aliran dapat pula berlaku sebagai aliran super kritik (Triatmodjo, 1993). Pada penerapan di lapangan apabila kondisi super kritik ini terjadi maka akan sangat membahayakan, dimana dasar tebing saluran akan tergerus. Str ategi penanganan tersebut diantaranya dengan membuat peredam energy aliran, misalnya dengan memasang lantai beton atau batu-batu cukup besar di hilir ambang. Tingkat kekritikan aliran tersebut dapat ditentukan dengan mencari bilangan Froud dengan persamaan: = √ . Keterangan: F
= angka Froud ( froud number)
D
= kedalaman aliran (m)
Dimana jika: F<1
disebut aliran subkritik.
F=1
disebut aliran kritik.
F>1
disebut aliran super kritik.
(Triatmodjo, 1993).
2.2
Tipe Alat Ukur Ambang Lebar
Alat ukur ambang lebar adalah bangunan aliran atas (overflow), untuk ini tinggi energi hulu lebih kecil dari panjang mercu. Karena pola aliran di atas alat ukur ambang lebar dapat ditangani dengan teori hidrolika yang sudah ada sekarang, maka bangunan ini bias mempunyai bentuk yang berbeda-beda, sementara debitnya tetap serupa. Gambar 1 dan 2 mem¬berikan contoh alat ukur ambang lebar. Mulut pemasukan yang dibulatkan pada alat ukur Gambar 1, dipakai apabila konstruksi permukaan melengkung ini tidak menimbulkan masalah-masalah pelaksanaan, atau jika berakibat
diperpendeknya pan¬jang bangunan. Hal ini sering terjadi bila bangunan dibuat dari pasangan batu.
Bangunan ukur ambang lebar dianjurkan karena bangunan itu kokoh dan mudah dibuat. Karena bisa mempunyai berbagai bentuk mercu, bangunan ini mudah disesuaikan dengan tipe saluran apa saja. Hubungan tunggal antara muka air hulu dan debit mempermudah pembacaan debit secara langsung dari papan duga, tanpa memerlukan tabel debit.
Gambar 2
Alat ukur ambang lebar dengan mulut pemasukan Yong dibulatkan
Gambar 3
Alat ukur ambang lebar dengan pemasukan bermuka dater dan peralihan penyempitan Alat ukur ambang lebar adalah bangunan aliran atas (overflow), untuk ini tinggi energi hulu lebih kecil dari panjang mercu. Karena pola aliran di atas alat ukur ambang lebar dapat ditangani dengan teori hidrolika yang sudah ada sekarang, maka bangunan ini bisa mempunyai bentuk yang berbeda-beda, sementara debitnya tetap serupa. Gambar 2 dan 3 memberikan contoh alat ukur ambang lebar. Mulut pemasukan yang dibulatkan pada alat ukur Gambar 2, dipakai apabila konstruksi permukaan melengkung ini tidak menimbulkan masalah-masalah pelaksanaan, atau jika berakibat diperpendeknya pan¬jang bangunan. Hal ini sering terjadi bila bangunan dibuat dari pasangan batu.
2.3
Karakteristik alat ukur ambang lebar
Asal saja kehilangan tinggi energi pada alat ukur cukup untuk men¬ciptakan aliran kritis, tabel debit dapat dihitung dengan kesalahan kurang dari 2%.
Kehilangan tinggi energi untuk memperoleh aliran moduler (yaitu hubungan khusus antara tinggi energi hulu dengan mercu sebagai acuan dan debit) lebih rendah jika dibandingkan dengan kehilangan tinggi energi untuk semua jenis bangunan yang lain.
Sudah ada teori hidrolika untuk menghitung kehilangan tinggi energiyang diperlukan ini, untuk kombinasi alat ukur dan saluran apa s aja.
Karena peralihan penyempitannya yang bertahap (gradual), alat ukur ini mempunyai masalah sedikit saja dengan benda-benda hanyut.
Pembacaan debit di lapangan mudah, khususnya jika papan duga diberi satuan debit (misal m3/dt).
Pengamatan lapangan dan laboratorium menunjukkan bahwa alat ukur ini mengangkut sedimen, bahkan di saluran dengan aliran
subkritis.
Asalkan mercu datar searah dengan aliran, maka tabel debit pada di¬mensi purnalaksana (as-built dimensions) dapat dibuat, bahkan jika terdapat kesalahan pads dimensi rencana selama pelaksanaan sekali pun. Kalibrasi purnalaksana demikian juga memungkinkan alat ukur untuk diperbaiki kembali, bila perlu.
Bangunan kuat, tidak mudah rusak.
Di bawah kondisi hidrolis dan batas yang serupa, ini adalah yang paling. ekonomis dari semua jenis bangunan lain untuk pengukuran debit secara tepat.
2.4
Kelebihan dan Kelemahan yang dimiliki alat ukur ambang lebar 1. Kelebihan
a) Bentuk hidrolis luwes dan sederhana b) Konstruksi kuat, sederhana dan tidak mahal c) Benda-benda hanyut bisa dilewatkan dengan mudah d) Eksploitasi mudah. 2. Kelemahan
a) Bangunan ini hanya dapat dipakai sebagai bangunan pengukur saja b) Agar pengukuran teliti, aliran tidak boleh tenggelam. 2.5
Penggunaan alat ukur ambang lebar
Alat ukur ambang lebar dan flum leher panjang adalah bangunan-bangunan pengukur debit yang dipakai di saluran di mana kehilangan tinggi energi merupakan hal pokok yang menjadi bahan pertimbangan. Bangunan ini biasanya ditempatkan di awal saluran primer, pada titik cabang saluran besar dan tepat di hilir pintu sorong pada titik masuk petak tersier.
