IRIGASI SESI-6 Sri Eko Wahyuni, salamun.
GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENDIDIKAN No
6.
Tujuan Khusus Pembelajaran
Pokok Bahasan
Mahasiswa dapat Macam-macam menjelaskan dan alat ukur debit. menganalisis tentang bangunan pada jaringan irigasi/ bangunan pengukur debit : alat ukur debit.
Sub Pokok Bahasan
Alat ukur ambang lebar, alat ukur Romijn, alat ukur Cipoletti, alat ukur Crump de Gruiter , Pipa sadap sederhana, alat ukur Thompson, Thompson , alat ukur Rechbock ukur Rechbock , alat ukur Orifice constant head , alat ukur Parschal. Contoh soal.
Estimasi Waktu
Referensi
2 x 50’
Buku 1, 2, 3, 4, 5 dan 6.
GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENDIDIKAN No
6.
Tujuan Khusus Pembelajaran
Pokok Bahasan
Mahasiswa dapat Macam-macam menjelaskan dan alat ukur debit. menganalisis tentang bangunan pada jaringan irigasi/ bangunan pengukur debit : alat ukur debit.
Sub Pokok Bahasan
Alat ukur ambang lebar, alat ukur Romijn, alat ukur Cipoletti, alat ukur Crump de Gruiter , Pipa sadap sederhana, alat ukur Thompson, Thompson , alat ukur Rechbock ukur Rechbock , alat ukur Orifice constant head , alat ukur Parschal. Contoh soal.
Estimasi Waktu
Referensi
2 x 50’
Buku 1, 2, 3, 4, 5 dan 6.
Agar pengelolaan air irigasi efektif, maka debit harus diukur pada hulu saluran primer, pada cabang saluran dan pada bangunan sadap tersier. Bangunan pengukur debit yang dianjurkan : 1. Al Ala at uk ukur am amba bang ng le leba barr (Broad Crest Weir). 2. Alat uk ukur Romijn. 3. Alat uk ukur Crump de d e Gruiter Gruiter..
ALAT UKUR DEBIT Rekomendasi pemilihan alat ukur debit sbb.: 1. Ketelitian pengukuran cukup baik. 2. Rumus debit sederhana dan teliti. 3. Bangunan kokoh, sederhana dan ekonomis. 4. Kecocokan bangunan untuk keperluan pengukuran debit. 5. Mudah dioperasikan oleh petugas dengan pendidikan rendah. 6. Dalam satu sistem irigasi diusahakan dipakai 1 tipe alat ukur, maximum digunakan 2 tipe. 7. Biaya pemeliharaan tidak tinggi.
Note :
Alat ukur ditempat kan setelah pintu pengambilan, sekitar (20 – 30) m sebelum bangunan bagi, bangunan sadap atau bangunan bagi dan sadap yang pertama. Bangunan kokoh & mudah dibuat.
Pengaliran pada alat ukur ini adalah merupakan pengaliran sempurna pada ambang lebar. Ambang depan mempunyai jari-jari tertentu sedangkan bagian hilir mempunyai dinding tegak. 6
DATA-DATA
Ternyata alat ukur ambang lebar sangat efektif.
Bagian hilir vertikal
Q C C 2/3 2/3g b h 3/2 d v c 1
Cd = koefisien debit = 0,93+0,10 H1/L untuk : 0,1< H1/L <1,0 H1 = tinggi energi di hulu ; L = panjang mercu. Cv = koefisien kecepatan datang dari Gambar 2.3 di bawah. bc = lebar mercu pada bagian pengontrol. h1 = kedalaman air hulu terhadap ambang bangunan ukur.
Q C b y m 2 2g H y 0,5 d c c c c 1 yc = kedalaman air pada bagian pengontrol m = kemiringan samping pada bagian pengontrol, (1: m).
9
bc = lebar mercu pada bagian pengontrol, m.
A* b xh c 1
A* bisa dihitung C d A 1
;
A b y m 2 y 2 1
1 1
1
Cv dapat dicari dari Gambar di atas.
L = panjang mercu, m. yc = kedalaman air pada bagian pengontrol. H1 = tinggi energi di hulu. h1 = kedalaman air hulu terhadap ambang bangunan ukur.
Qmaks Q min
Ɣ
Ɣ Ɣ
Qmaks Q min 12
Merupakan alat ukur ambang lebar yang bisa digerakkan untuk mengatur & mengukur debit. Banyak dipakai di Indonesia, dipasang pada bangunan bagi, bangunan sadap maupun bangunan bagi & sadap. untuk membagi air saluran induk ke saluran sekunder atau membagi air dari sal. sekunder ke sal. sekunder lainnya / menyadap air & mengalirkannya ke sal. tersier. Kedalaman air maksimum di atas ambang h = 0,35 m. Alat ukur ini dapat mengukur dengan baik bila kedalaman air di atas ambang minimum 0,05 m.
1. 2. 3.
4.
Dua plat baja (atas & bawah) ditempatkan dalam sponning. Kedua plat ini sebagai batasan gerakan ke atas & ke bawah. Plat ambang yang dapat digerakkan ke atas dan ke bawah dan dihubungkan dengan stang pengangkat. Plat bawah sebagai disebutkan pada (1) diikatkan ke dasar dalam kedudukan di mana sisi atasnya merupakan batas paling rendah dari gerakan ambang. Plat bawah sebagai disebutkan pada (1) dihubungkan dengan plat bawah di dalam sponning dan bertindak sebagai batas atas dari gerakan ambang.
Dimensi tergantung pada perhitungan hidrolis dan untuk tebal tembok sayap minimum 0,30 m. Stabilitas pintu diperhitungkan terhadap tekanan hidrostatis dan tekanan lumpur.
15
MEMBERI AIR
aliran
Alat ukur ini dipasang tegak lurus pada arah aliran, dan sisi depan dari ambang dibulatkan.
a. Mercu horizontal dengan 2 R, pembuatan 2 lingkaran gabungan sulit. b. Mercu dengan kemiringan 1:25 & lingkaran tunggal (1 R). Penggunaan mercu dengan kemiringan tidak dianjurkan lagi. c. Mercu horizontal dengan lingkaran tunggal tipe ini yang dianjurkan untuk digunakan lihat slide di bawah ini.
3/2 3/ 2
Q C C 2/3 2/3g b h d v c 1
Lihat slide berikut
Q 1,71 b H3/2 Q H 1,71 b
2/3 2/ 3
2 H H 1 3 Alat ukur Romijn
Fungsi : 1. Pengatur banyaknya debit yang akan dialirkan. 2. Pengukur debit.
Q 2/3C C 2/3g b h3/2 d v c 1 Q = debit m3/dt. Cd = koefisien debit = 0,93 + 0,10 H1/L Cv = Koefisien kecepatan datang. g = percepatan gravitasi, 9,8 m/dt2. bc = lebar meja, m= B. h1 = tinggi air di atas meja, m.
H h 1
1
v2 1
2 g
H1=tinggi energi diatas meja. V1 = kecepatan di hulu alat ukur.
Besaran debit yang dianjurkan untuk alat ukur Romijn Standar. Lebar = bc, m
H1maks, m
Besarnya Debit, m3/dt
0,50
0,33
0,000 - 0,160
0,50
0,50
0,030 – 0,300
0,75
0,50
0,040 – 0,450
1,00
0,50
0,050 – 0,600
1,25
0,50
0,070 – 0,750
1,50
0,50
0,080 – 0,900
Δ
Δ
21
Tabel 6.1
I
II
III
IV
V
VI
Lebar
0,50
0,50
0,75
1,00
1,25
1,50
Kedalaman maks.aliran pada muka air rencana.
0,33
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
Debit maksimum pada muka air rencana (l/det).
160
300
450
600
750
900
Kehilangan energi
0,08
0,11 0.50
0,11
0,11
0,11
0,11
1,15+V
1,15+V
1,15+V
1,15+V
Elevasi dasar di bawah muka air rencana.
0,81+V
0.50 1,15+V
V = Varian = 0,18 Hmaks
22
DATA-DATA
Denah Letak Pintu Romijn pada Saluran Primer.
Q ab 2 gz 2,3 0,8 a 4,5 2 9,81 0,11 a 0,46
n
0,50 m
= Jumlah pintu tiga buah b = n x1,5 = 3 x1,5 = 4,5 m.
Elevasi Pintu Saluran Primer.
Penampang Memanjang Intake, Kantong Lumpur, Saluran.
Potongan Pintu Pembilas Bendung.
04-23
Q C bw 2 g (h w) 1 d Q = debit, m³/dt ; Cd = koefisien debit = 0,94 b = lebar bukaan, m ; w = bukaan pintu, m (w ≤ 0,63 h1). h1 = tinggi air di atas ambang.
Qmaks = Qsaluran
Q 1,594 b h 1 maks
3/2
b
Q maks 1,594 h
3/2
1
33
Δh = z ditetapkan : Perbandingan besaran debit ɣ: (diperoleh dari Gambar 2.12).
Qmaks Q min
Gambar 2.12 digunakan untuk perencanaan alat ukur Crump de Gruyter yang memberikan karakteristik hidrolis yang didasarkan :
h h
1
h 1
h
dan
K
W h 1
W = Wmin = K . h1
Wmaks = 0,63 h1 → Wmaks > Δh
→ Dari tabel didapat α dan K
34
Y=w
K
α Z=Δh
1
0,620
0,167
2
0,218
0,386
3
0,140
0,495
4
0,100
0,575
5
0,080
0,620
6
0,065
0,665
7
0,055
0,690
8
0,049
0,715
9
0,044
0,735
10
0,040
0,750
H=h1
Ymax=Wmax Ymin=Wmin
Dimensi ditetapkan dari perhitungan hidrolis. Untuk tembok sayap minimum 0,30m.
Stabilitas diperhitungkan terhadap tekanan hidrostatis pada saat pintu tertutup penuh. 36
Lengkung Debit Rumus Pintu Cump de Gruyter 37
Alat ukur ini memerlukan banyak kehilangan tekanan, jadi lebih baik ditempatkan pada bangunan bagi yang ada terjunannya.
Pengaliran melalui alat ukur adalah merupakan pengaliran sempurna lewat ambang tajam. Alat ukur ini merupakan dinding tegak dengan penampang pengaliran (penampang basah) yang berbentuk trapesium (sisinya 4 : 1).
Alat ukur Cipoleti merupakan penyempurnaan dari alat ukur ambang tajam. Mempunyai potongan pengontrol trapesium dengan mercu horizontal & sisi2nya miring kesamping dengan kemiringan 4 vertikal banding 1 horizontal. Alat ukur Cipoleti dikombinasi dengan pintu sorong dapat dipakai sebagai bangunan sadap tersier. Jarak antara pintu dan bangunan ukur jauh, sehingga eksploitasi pintu menjadi rumit. Pemakaian alat ukur ini tidak dianjurkan lagi. 39
1. Bangunan sederhana, mudah dibuat & tidak mahal. 2. Kehilangan tinggi energi besar sekali, sehingga tidak dapat digunakan di daerah datar. 3. Sedimentasi terjadi di hulu bangunan, benda hanyut tidak bisa lewat dengan mudah dapat menyebabkan kerusakan dan mengganggu ketelitian pengukuran debit. 4. Pengukuran debit tidak bisa dilakukan jika muka air hilir naik di atas elevasi ambang bangunan ukur tersebut.
Q 2/3C C 2g bh 3/2 d v 1 Q = debit m³/dt ; Cd = koefisien debit ≈ 0,63 Cv = koefisien kecepatan datang dari Gambar 2.3 ambang lebar. h1 = tinggi energi di hulu, m, lihat Gambar A1.1 di atas. 41 b = lebar mercu pada bagian pengontrol, lihat Gambar A1.1.
43
Bangunan pipa sadap sederhana dipakai sebagai bangunan sadap tersier jika petak tersier mengambil air dari saluran primer besar tanpa menimbulkan pengaruh apapun terhadap tinggi muka air di saluran. Terdapat beda tinggi energi yang besar, sehingga selama muka air di saluran primer rendah, air tetap bisa diambil, jadi diperlukan pengambilan dengan elevasi rendah. Aliran melalui bangunan ini tidak dapat diukur. Untuk bangunan yang menngalirkan air ke saluran tanpa pasangan, kecepatan maks dalam pipa dibatasi ≤ 1 m/det, sedangkan jika ke saluran pasangan kecepatan maksimum sampai 1,5 m/det.
Alat ukur ini untuk mengukur aliran di saluran terbuka, terdiri dari bagian yang menyempit dengan lantai yang datar, bagian leher dengan lantai miring ke bawah & bagian yg melebar dgn. lantai miring ke atas. Dapat dipakai pada bangunan bagi, bangunan sadap maupun bangunan bagi & sadap
Kapasitas aliran tergantung dari tipe alat ukur dan masing-masing tipe mempunyai variasi kedalaman air (Ha) maksimum dan minimum untuk mendapatkan pengaliran sempurna dengan Hb /Ha ≤ 0,70.
3. Memerlukan
48
49
Tabel Parshal
50
Tipe
Lebar Leher W=b
Variasi Dalam air Ha Max Min,m
Variasi Debit m3/det Max Min
Persamaan
Q CA 2gz
0,3912Ha1,58 0,5354Ha1,53
1
0,152 (6”)
0,23
0,45
0,0015
0,111
2
0,229 (9“)
0,03
0,61
0,0250
0,251
3
0,305 (1’)
0,03
0,76
0,0030
0,456
4
0,610 (2’)
0,045
0,76
0,0120
0,937
0,6909Ha1,522 1,4280Ha1,550
5
0,914 (3’)
0,046
0,76
0,0170
1,427
2,184 Ha1,566
6
1,219 (4’)
0,060
0,76
0,0370
1,923
7
1,524 (5’)
0,06
0,76
0,0450
2,424
2,952Ha1,573 3,732Ha1,537
8
1,829 (6’)
0,076
0,76
0,0074
2,931
4,519 Ha1,595
9
2,134 (7’)
0,076
0,76
0,0085
3,438
10
2,438 (8’)
0,076
0,76
0,0990
3,950
5,312Ha1,601 6,112Ha1,607 51
A
2/3 A
B
C
D
E
L
G
M
N
P
0,621
0,414
0,610
0,394
0,397
0,610
0,305
0,610
0,305
0,114
0,902
0,879
0,587
0,864
0,381
0,575
0,762
0,305
0,757
0,305
0,114
1,080
1,372
0,914
1,348
0,610
0,845
0,914
0,610
0,914
0,381
0,229
1,492
1,523
1,016
1,495
0,914
1,205
0,914
0,610
0,914
0,381
0,229
1,854
1,676
1,118
1,645
1,219
1,572
0,914
0,610
0,914
0,381
0,229
2,222
1,829
1,219
1,794
1,524
1,937
0,914
0,610
0,914
0,457
0,229
2,711
1,981
1,321
1,943
1,829
2,302
0,914
0,610
0,914
0,457
0,229
3,080
2,134
1,422
2,092
2,134
2,667
0,914
0,610
0,914
0,457
0,229
3,442
2,285
1,524
2,242
2,438
3,032
0,914
0,610
0,914
0,457
0,229
3,810
2,468
1,626
2,391
2,743
3,397
0,914
0,610
0,914
0,457
0,229
4,272
52
→ →
1. Kolam penenang muka air dengan dibatasi oleh dua pintu pengatur muka air. Pintu penyadapan di hulu kolam dan pintu pengeluaran di hilirnya, yaitu di depan pipa. Perbedaan muka air di saluran yang di sadap dan kolam dapat dibuat konstan dengan penyetelan kedua pintu tersebut di atas. 2. Gorong-gorong pembawa di hilir kolam. 3. Ambang (s i l l ) di hilir gorong-gorong pembawa yang berfungsi untuk mengontrol muka air di bagian dalam kolam.
Q CA 2gh
C = koefisien debit = 0,66. A = luas bukaan pintu = bcW W=tinggi bukaan, bc=lebar pintu. Δh = perbedaan muka air (0,06 atau o,12m).
Masukkan Cd=0,66 ; Δh=0,12 maka : Q = 0,716 bcW
A
Orifice C o n s t a n t H ea d .
Dimensi ditetapkan dari perhitungan hidrolis. Untuk tembok sayap minimum 0,30 m.
Biasanya beda tinggi energi Δh : Δh=0,06 m untuk Q<0,6 m³/dt. Δh=0,12 m untuk 0,6
Penggunaan alat ukur 56
Gambar A1.3 adalah kombinasi pintu pengukur dan pengatur dalam satu bangunan
Alat ukur ini juga memerlukan banyak kehilangan tekanan seperti C i p o l e t t i , maka lebih baik ditempatkan pada bangunan bagi yang ada terjunannya.
Qh
2
2gh
Q = (1,72 + 0,24. he/p) he 3/2 he3/2
59
