SlideShare a Scribd company logo
1 of 6
Download to read offline
ANALISIS DISTRIBUSI KECEPATAN ALIRAN SERAGAM PADA SALURAN 
TERBUKA TAMPANG SEGIEMPAT 
MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006/35 
Cahyono Ikhsan 
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret 
Jl. Ir. Sutami 36A Surakarta 57126 Telp. 0271 634524 
E-mail:Cahyono-UNS@yahoo.com 
Abstract 
Each design of hydraulic structure needs information of discharge flow. It can be obtained from measuring the 
velocity within specified time. In practice, this information was less concern. Beside that, data acquisitions in the 
river often meet many difficulties in obtaining a good data at whole width of river. 
In this research the measurement is done using gauge currentmeter. Measurement uses Point Integrated Sampling 
(PIS) method. The first step begins with selecting section of properties, measuring water temperature, and sloping 
water surface perpendicular to the streamline. The measurement is conducted at 1/2B, then to edge at 3/8B, 2/8B, 
1/8B and 1/16 B. Some parameters from literature and laboratory are needed to compare and correct result from 
site. 
The results show that the maximum value of velocity distribution is close to water level at vertical direction and to 
center of section (1/2 B) at perpendicular to the streamline. The average velocity is obtained at vertical direction 
with Y/D 0,45 and perpendicular to the streamline is Z/B 0,27. 
Keywords: 
PIS, velocity distribution 
PENDAHULUAN 
Analisis angkutan sedimen senantiasa 
membutuhkan data kecepatan aliran dan setiap 
perencanaan bangunan air akan memperhitungkan 
masalah angkutan sedimen yang terjadi, 
bersamaan dengan kecepatan arus pada aliran. 
Perkiraan kecepatan arus pada suatu aliran 
dilakukan dengan pengukuran di tempat yang 
mudah dijangkau pada penampang yang ditinjau 
bahkan dilakukan secara acak, sehingga hasil yang 
diperoleh sering tidak dapat mewakili kondisi 
yang sebenarnya secara tepat. Terjadinya 
kesalahan dalam pengukuran akan berdampak 
pada perkiraan jumlah debit aliran yang terjadi 
sehingga akan berpengaruh terhadap perencanaan 
bangunan secara keseluruhan. 
Memperhatikan masalah tersebut, maka sangat 
relevan melakukan penelitian pada saluran terbuka 
dengan tampang segiempat. Pengukuran 
difokuskan pada distribusi kecepatan 
menggunakan metode Point Integrated Sampling 
(PIS) yaitu pengukuran pada titik-titik yang telah 
ditentukan pada arah vertikal maupun tranversal. 
Tinjauan Pustaka 
Triatmodjo (1990) menyatakan bahwa aliran 
tersebut permanen jika variabel di suatu titik 
seperti kedalaman dan kecepatan tidak berubah 
terhadap waktu. Kironoto (1993) melakukan studi 
eksperimental mengenai karakteristik turbulen 
pada aliran seragam dan tak seragam dengan 
saluran terbuka dasar kasar. Dianalisis efek dari 
ketidakseragaman pada aliran turbulen kasar, 
khususnya efek percepatan dan perlambatan dalam 
bentuk profil kecepatan rata-rata dan karakteristik 
turbulen yang terjadi. Hasil penelitian untuk kasus 
aliran seragam menunjukkan bahwa hukum 
universal dinding (Br 9 8,5) dapat menjelaskan 
data pada inner region dengan baik, nilai aspect 
ratio b/H > 5, kecepatan maksimum terjadi di 
permukaan aliran, sedangkan pada b/H < 5, 
kecepatan maksimum berada di bawah permukaan 
aliran. 
Gambar 1. Pembagian inner region dan outer 
region pada aliran dasar kasar 
(sumber : Kironoto, 1993)
Pada penelitian tersebut diungkapkan bahwa aliran 
pada saluran terbuka seperti pada halnya pada 
lapisan batas (boundary layer), aliran dapat 
dibedakan menjadi dua bagian, yaitu inner region 
dan outer region 
Kecepatan gesek, U*, dihitung dengan berdasarkan 
data pengukuran distribusi kecepatan di daerah 
inner region (y/  0,2) bersama-sama dengan 
persamaan distribusi kecepatan logaritmik (log-law) 
(Kironoto, 1993). 
Br 
y 
 
	 
  
1 
Y  
+ k 
 U 
U 
S 
= ln 
*  
..................................[1] 
dengan : 
Uy = kecepatan rata-rata titik pada jarak y dari 
level referensi (cm/dt) 
U* = kecepatan gesek (cm/dt) 
 = universal von Karman ( = 0,4) 
B = konstanta integrasi numerik (log- law) 
ks = kekasaran dasar equivalen nikuradse (cm) 
Data kecepatan hasil pengukuran di wilayah inner 
region diplotkan terhadap nilai 
ln , kemudian 
ks 
y 
dengan nilai pencocokan kurva (least square 
fitting) maka nilai kecepatan gesek ( * u ) dan 
konstanta integrasi numerik (Br) akan diperoleh 
(dengan  = 0,4). 
Nikuradse (dalam Mardjikoen, 1972) menyatakan 
bahwa untuk kekasaran seragam pada dinding 
hidraulik kasar 
 
 
= 	 
 
U d 
 
 
z 
1 ..........................[4] 
U y z 
z 
z 
z 
5,75. log * .........................[2] (3.5) 
S 
y 
U U 
33 
y k 
dengan : 
uy = kecepatan pada suatu titik yang berjarak y 
dari dasar, 
* u = kecepatan geser, 
ks = inggi kekasaran menurut Nikuradse. 
Jika dirumuskan maka dapat ditulis bahwa jumlah 
perkalian kecepatan tiap titik vertikal dengan jarak 
titik pengukuran dari dasar dibagi jumlah jarak 
titik pengukuranya dari dasar tersebut, maka 
menghasilkan kecepatan rerata vertikal tiap titik 
melintang (Uy ), untuk selanutnya dijelaskan pada 
dirumuskan sebagai berikut: 
36/MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006
Distribusi kecepatan
= 
D 
y 
D 
y 
y y 
y 
dy 
U 
. . 
..............................................[3] 
dan penghitungan kecepatan rerata tampang 
saluran dapat dirumuskan:
− 
= 
B 
B 
U d 
B 
B 
2 
1 
. 
2 1 
dengan: 
y = titik pengukuran dari dasar (cm) 
U = kecepatan rata-rata tampang (cm/dt) 
Uy = kecepatan rata-rata vertikal (cm/dt) 
B = lebar penampang (cm) 
Z = jarak pengukuran tranversal (cm) 
METODE 
Pemilihan lokasi penelitian di Saluran Induk 
Mataram Yogyakarta. Pengukuran dipilih pada 
lokasi yang berbeda, dengan variasi dimensi 
tampang, debit, kemiringan dasar saluran dan 
kekasaran dinding saluran. Alat ukur yang dipakai 
Propeler Currentmeter untuk mengukur kecepatan 
aliran. Metode yang dipakai yaitu metode Point 
Integrated Sampling (PIS), mengukur kecepatan 
di titik tertentu yaitu 5 titik arah tranversal dan 
tiap titik pengukuran arah tranversal diukur 12 
titik kedalaman vertikal, sehingga total 
pengukuran tiap tampang sebanyak 60 titik yang 
berbeda. 
Gambar 2. Lokasi pengukuran vertikal dan 
tranversal 
Penelitian ini diambil pada interval 1,4b/D4,6. 
Tahap pengukuran dimulai dengan pemilihan 
dimensi tampang, pemilihan jenis dinding saluran,
MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006/37 
pengukuran suhu air, kemiringan muka air (Sw), 
dan selanjutnya dilakukan pengukuran yang 
diawali dari posisi 1/2B (ditengah tampang), lalu 
pengukuran ketepi pada posisi 3/8B, 2/8B, 1/8B 
dan 1/16B, untuk lebih jelasnya maka dilihat pada 
gambar 2 tentang detail pengukuran arah vertikal 
dan tranversal, sedang gambar 3 adalah bagan alir 
penelitian, sebagai berikut 
Gambar 3. Bagan alir penelitian 
HASIL DAN PEMBAHASAN 
Hasil dan analisis pada penelitian ini diberikan 
pada Tabel 1. 
Kontur distribusi kecepatan tampang segiempat 
yang diperoleh dari pengukuran adalah sebagai 
berikut 
Gambar 3. Kontur distribusi kecepatan 
Tampak kontur distribusi kecepatan aliran pada 
gambar menggambarkan kecenderungan nilai 
semakin kecil ketika semakin ke dasar dan 
semakin keatas diperoleh kondisi maksimal. 
1,0 
0,8 
0,6 
0,4 
0,2 
0,0 
0 20 40 60 80 100 120 140 160 
U (cm/d) 
y/D 
FMQ1S1 
Uy rerata 
(127; 0,45) 
Gambar 4. Distribusi kecepatan 
Pada gambar diatas tampak grafik tidak 
bersinggungan pada daerah transisi yaitu derah 
antara inner region dan outer region. Pada garis 
putus-putus pada tinjauan arah vertikal diperoleh 
bahwa Uy (kecepatan rata-rata) adalah pada posisi 
y/D 9 0.45 dari dasar saluran yang besarnya 127 
cm/dt. Sedangkan bila ditinjau dari arah tranversal 
pada total jarak dari tepi saluran, diperoleh posisi 
rata-rata pengukuran dari dinding tepi saluran 
adalah Z/B 9 0,27. 
Hasil demikian menunjukkan bahwa kekasaran 
dinding dan dasar saluran mempengaruhi besarnya 
kecepatan aliran di setiap titik ketinggian. 
Berdasarkan gambar rencana saluran terlihat 
bahwa dasar saluran adalah berbutir dan dari 
grafik diagram grain size diperoleh diameter 
butiran medium (dm) = 18 mm, dipakai dalam 
analisis kecepatan gesek kritis ( * u cr) terhadap 
kecepatan gesek * u yang terjadi, seperti yang 
tercantum dalam tabel 2 berikut 
Tabel 2. Perhitungan nilai * u cr 
Kode * u * u cr 
Running (m/det) (m/det) 
FMQ1S1A 0.0813 0.1265 
FMQ2S2A 0.0875 0.1265 
FMQ3S3A 0.0563 0.1265 
FMQ4S4A 0.0563 0.1265 
FMQ5S5A 0.0580 0.1265 
FMQ6S6A 0.0810 0.1265 
FMQ7S7A 0.0505 0.1265 
FMQ8S8A 0.0782 0.1265 
FMQ9S9A 0.0414 0.1265 
FMQ10S10A 0.0651 0.1265

More Related Content

What's hot

Klasifikasi profil aliran
Klasifikasi profil aliranKlasifikasi profil aliran
Klasifikasi profil alirannanangoz
 
Contoh perhitungan drainase perkotaan
Contoh perhitungan drainase perkotaanContoh perhitungan drainase perkotaan
Contoh perhitungan drainase perkotaanSyahrul Ilham
 
Analisis frekuensi-distribusi1
Analisis frekuensi-distribusi1Analisis frekuensi-distribusi1
Analisis frekuensi-distribusi1muhamad agus safar
 
Bab viii analisis hidrometer (hydrometer analysis)
Bab viii   analisis hidrometer (hydrometer analysis)Bab viii   analisis hidrometer (hydrometer analysis)
Bab viii analisis hidrometer (hydrometer analysis)candrosipil
 
3.8 perhitungan debit rencana
3.8 perhitungan debit rencana3.8 perhitungan debit rencana
3.8 perhitungan debit rencanavieta_ressang
 
Tugas iv mekanika tanah
Tugas iv mekanika tanahTugas iv mekanika tanah
Tugas iv mekanika tanahapaAPAaja82
 
Presentasi materi-ajar1
Presentasi materi-ajar1Presentasi materi-ajar1
Presentasi materi-ajar1niwan21
 
RANGKUMAN BATANG TEKAN DAN BATANG TARIK KONSTRUKSI BAJA 1
RANGKUMAN BATANG TEKAN DAN BATANG TARIK KONSTRUKSI BAJA 1RANGKUMAN BATANG TEKAN DAN BATANG TARIK KONSTRUKSI BAJA 1
RANGKUMAN BATANG TEKAN DAN BATANG TARIK KONSTRUKSI BAJA 1MOSES HADUN
 
Makalah perpetaan & sig
Makalah perpetaan & sigMakalah perpetaan & sig
Makalah perpetaan & sigEko Artanto
 
Kriteria Perencanaan-KP 01-Jaringan Irigasi- Tahun 2013
Kriteria Perencanaan-KP 01-Jaringan Irigasi- Tahun 2013Kriteria Perencanaan-KP 01-Jaringan Irigasi- Tahun 2013
Kriteria Perencanaan-KP 01-Jaringan Irigasi- Tahun 2013Irene Baria
 
Mekanika fluida 2 pertemuan 8 okk
Mekanika fluida 2 pertemuan 8 okkMekanika fluida 2 pertemuan 8 okk
Mekanika fluida 2 pertemuan 8 okkMarfizal Marfizal
 
HL-9&10 Ananisis curah hujan.pptx
HL-9&10 Ananisis curah hujan.pptxHL-9&10 Ananisis curah hujan.pptx
HL-9&10 Ananisis curah hujan.pptxffarrasy
 
Laporan praktikum mekanika fluida ( hydraulic bench ) itb modul 1
Laporan praktikum mekanika fluida ( hydraulic bench ) itb modul 1Laporan praktikum mekanika fluida ( hydraulic bench ) itb modul 1
Laporan praktikum mekanika fluida ( hydraulic bench ) itb modul 1Health Polytechnic of Bandung
 
Irigasi dan Bangunan Air 6.pdf
Irigasi dan Bangunan Air 6.pdfIrigasi dan Bangunan Air 6.pdf
Irigasi dan Bangunan Air 6.pdfAswar Amiruddin
 
T1 mektan 1_iwansutriono_41112120104.ppt
T1 mektan 1_iwansutriono_41112120104.pptT1 mektan 1_iwansutriono_41112120104.ppt
T1 mektan 1_iwansutriono_41112120104.pptIwan Sutriono
 
Hidrologi teknik
Hidrologi teknikHidrologi teknik
Hidrologi teknikannarosytha
 
Gaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cair
Gaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cairGaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cair
Gaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cairGanisa Elsina Salamena
 

What's hot (20)

Klasifikasi profil aliran
Klasifikasi profil aliranKlasifikasi profil aliran
Klasifikasi profil aliran
 
Mekanika tanah bab 8
Mekanika tanah   bab 8Mekanika tanah   bab 8
Mekanika tanah bab 8
 
Pemadatan tanah
Pemadatan tanahPemadatan tanah
Pemadatan tanah
 
Contoh perhitungan drainase perkotaan
Contoh perhitungan drainase perkotaanContoh perhitungan drainase perkotaan
Contoh perhitungan drainase perkotaan
 
Analisis frekuensi-distribusi1
Analisis frekuensi-distribusi1Analisis frekuensi-distribusi1
Analisis frekuensi-distribusi1
 
Mekanika fluida 2 ok
Mekanika fluida 2 okMekanika fluida 2 ok
Mekanika fluida 2 ok
 
Bab viii analisis hidrometer (hydrometer analysis)
Bab viii   analisis hidrometer (hydrometer analysis)Bab viii   analisis hidrometer (hydrometer analysis)
Bab viii analisis hidrometer (hydrometer analysis)
 
3.8 perhitungan debit rencana
3.8 perhitungan debit rencana3.8 perhitungan debit rencana
3.8 perhitungan debit rencana
 
Tugas iv mekanika tanah
Tugas iv mekanika tanahTugas iv mekanika tanah
Tugas iv mekanika tanah
 
Presentasi materi-ajar1
Presentasi materi-ajar1Presentasi materi-ajar1
Presentasi materi-ajar1
 
RANGKUMAN BATANG TEKAN DAN BATANG TARIK KONSTRUKSI BAJA 1
RANGKUMAN BATANG TEKAN DAN BATANG TARIK KONSTRUKSI BAJA 1RANGKUMAN BATANG TEKAN DAN BATANG TARIK KONSTRUKSI BAJA 1
RANGKUMAN BATANG TEKAN DAN BATANG TARIK KONSTRUKSI BAJA 1
 
Makalah perpetaan & sig
Makalah perpetaan & sigMakalah perpetaan & sig
Makalah perpetaan & sig
 
Kriteria Perencanaan-KP 01-Jaringan Irigasi- Tahun 2013
Kriteria Perencanaan-KP 01-Jaringan Irigasi- Tahun 2013Kriteria Perencanaan-KP 01-Jaringan Irigasi- Tahun 2013
Kriteria Perencanaan-KP 01-Jaringan Irigasi- Tahun 2013
 
Mekanika fluida 2 pertemuan 8 okk
Mekanika fluida 2 pertemuan 8 okkMekanika fluida 2 pertemuan 8 okk
Mekanika fluida 2 pertemuan 8 okk
 
HL-9&10 Ananisis curah hujan.pptx
HL-9&10 Ananisis curah hujan.pptxHL-9&10 Ananisis curah hujan.pptx
HL-9&10 Ananisis curah hujan.pptx
 
Laporan praktikum mekanika fluida ( hydraulic bench ) itb modul 1
Laporan praktikum mekanika fluida ( hydraulic bench ) itb modul 1Laporan praktikum mekanika fluida ( hydraulic bench ) itb modul 1
Laporan praktikum mekanika fluida ( hydraulic bench ) itb modul 1
 
Irigasi dan Bangunan Air 6.pdf
Irigasi dan Bangunan Air 6.pdfIrigasi dan Bangunan Air 6.pdf
Irigasi dan Bangunan Air 6.pdf
 
T1 mektan 1_iwansutriono_41112120104.ppt
T1 mektan 1_iwansutriono_41112120104.pptT1 mektan 1_iwansutriono_41112120104.ppt
T1 mektan 1_iwansutriono_41112120104.ppt
 
Hidrologi teknik
Hidrologi teknikHidrologi teknik
Hidrologi teknik
 
Gaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cair
Gaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cairGaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cair
Gaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cair
 

Similar to Distribusi kecepatan

Laporan praktikum alat ukur debit saluran terbuka ( modul 4 ) itb
Laporan praktikum alat ukur debit saluran terbuka ( modul 4 ) itbLaporan praktikum alat ukur debit saluran terbuka ( modul 4 ) itb
Laporan praktikum alat ukur debit saluran terbuka ( modul 4 ) itbHealth Polytechnic of Bandung
 
Beny mukhtar perencanaan drainase
Beny mukhtar perencanaan drainaseBeny mukhtar perencanaan drainase
Beny mukhtar perencanaan drainaseEko Prihartanto
 
INTEGRASI DATA SUB BOTTOM PROFILE DAN GRAVITY CORE UNTUK MENENTUKAN DINAMIKA ...
INTEGRASI DATA SUB BOTTOM PROFILE DAN GRAVITY CORE UNTUK MENENTUKAN DINAMIKA ...INTEGRASI DATA SUB BOTTOM PROFILE DAN GRAVITY CORE UNTUK MENENTUKAN DINAMIKA ...
INTEGRASI DATA SUB BOTTOM PROFILE DAN GRAVITY CORE UNTUK MENENTUKAN DINAMIKA ...Lambung Mangkurat University
 
PENGGUNAAN METODE ANALISIS GELOMBANG SEISMIK PERMUKAAN UNTUK PENGEMBANGAN TE...
PENGGUNAAN METODE ANALISIS GELOMBANG SEISMIK PERMUKAAN UNTUK PENGEMBANGAN TE...PENGGUNAAN METODE ANALISIS GELOMBANG SEISMIK PERMUKAAN UNTUK PENGEMBANGAN TE...
PENGGUNAAN METODE ANALISIS GELOMBANG SEISMIK PERMUKAAN UNTUK PENGEMBANGAN TE...ayu bekti
 
Modul Praktikum Geohidrologi UGM Tahun 2013
Modul Praktikum Geohidrologi UGM Tahun 2013Modul Praktikum Geohidrologi UGM Tahun 2013
Modul Praktikum Geohidrologi UGM Tahun 2013Mega Dharma Putra
 
PPT KELOMPOK 4 PERHITUNGAN DEBIT AIR.pptx
PPT KELOMPOK 4 PERHITUNGAN DEBIT AIR.pptxPPT KELOMPOK 4 PERHITUNGAN DEBIT AIR.pptx
PPT KELOMPOK 4 PERHITUNGAN DEBIT AIR.pptxKisriYanti
 
Modul 3 waterpass memanjang
Modul 3 waterpass memanjangModul 3 waterpass memanjang
Modul 3 waterpass memanjangafadliansyah
 
STUDI EFEKTIFITAS PELAYANAN LAMPU PENGATUR LALU LINTAS PADA PERSIMPANGAN JL....
STUDI EFEKTIFITAS PELAYANAN LAMPU PENGATUR LALU  LINTAS PADA PERSIMPANGAN JL....STUDI EFEKTIFITAS PELAYANAN LAMPU PENGATUR LALU  LINTAS PADA PERSIMPANGAN JL....
STUDI EFEKTIFITAS PELAYANAN LAMPU PENGATUR LALU LINTAS PADA PERSIMPANGAN JL....Muhammad Iqbal
 
Penyelesaian soal uts statistika dan probabilitas 2013
Penyelesaian soal uts statistika dan probabilitas 2013Penyelesaian soal uts statistika dan probabilitas 2013
Penyelesaian soal uts statistika dan probabilitas 2013andibutsiawan
 
Review - Time-lapse analysis of sparse 3 d seismic data from the co2 storage ...
Review - Time-lapse analysis of sparse 3 d seismic data from the co2 storage ...Review - Time-lapse analysis of sparse 3 d seismic data from the co2 storage ...
Review - Time-lapse analysis of sparse 3 d seismic data from the co2 storage ...Fajar Nawawi
 
Salah satu pembangunan yang paling penting adalah saluran drainase. Saluran d...
Salah satu pembangunan yang paling penting adalah saluran drainase. Saluran d...Salah satu pembangunan yang paling penting adalah saluran drainase. Saluran d...
Salah satu pembangunan yang paling penting adalah saluran drainase. Saluran d...Cevi5
 

Similar to Distribusi kecepatan (20)

Laporan praktikum alat ukur debit saluran terbuka ( modul 4 ) itb
Laporan praktikum alat ukur debit saluran terbuka ( modul 4 ) itbLaporan praktikum alat ukur debit saluran terbuka ( modul 4 ) itb
Laporan praktikum alat ukur debit saluran terbuka ( modul 4 ) itb
 
1.pdf
1.pdf1.pdf
1.pdf
 
Beny mukhtar perencanaan drainase
Beny mukhtar perencanaan drainaseBeny mukhtar perencanaan drainase
Beny mukhtar perencanaan drainase
 
INTEGRASI DATA SUB BOTTOM PROFILE DAN GRAVITY CORE UNTUK MENENTUKAN DINAMIKA ...
INTEGRASI DATA SUB BOTTOM PROFILE DAN GRAVITY CORE UNTUK MENENTUKAN DINAMIKA ...INTEGRASI DATA SUB BOTTOM PROFILE DAN GRAVITY CORE UNTUK MENENTUKAN DINAMIKA ...
INTEGRASI DATA SUB BOTTOM PROFILE DAN GRAVITY CORE UNTUK MENENTUKAN DINAMIKA ...
 
Iuw 7v beda tinggi
Iuw   7v beda tinggiIuw   7v beda tinggi
Iuw 7v beda tinggi
 
PENGGUNAAN METODE ANALISIS GELOMBANG SEISMIK PERMUKAAN UNTUK PENGEMBANGAN TE...
PENGGUNAAN METODE ANALISIS GELOMBANG SEISMIK PERMUKAAN UNTUK PENGEMBANGAN TE...PENGGUNAAN METODE ANALISIS GELOMBANG SEISMIK PERMUKAAN UNTUK PENGEMBANGAN TE...
PENGGUNAAN METODE ANALISIS GELOMBANG SEISMIK PERMUKAAN UNTUK PENGEMBANGAN TE...
 
Modul Praktikum Geohidrologi UGM Tahun 2013
Modul Praktikum Geohidrologi UGM Tahun 2013Modul Praktikum Geohidrologi UGM Tahun 2013
Modul Praktikum Geohidrologi UGM Tahun 2013
 
Bab 7-current-meter-2
Bab 7-current-meter-2Bab 7-current-meter-2
Bab 7-current-meter-2
 
REVISI LAPORAN ASSYFA.docx
REVISI LAPORAN ASSYFA.docxREVISI LAPORAN ASSYFA.docx
REVISI LAPORAN ASSYFA.docx
 
PPT KELOMPOK 4 PERHITUNGAN DEBIT AIR.pptx
PPT KELOMPOK 4 PERHITUNGAN DEBIT AIR.pptxPPT KELOMPOK 4 PERHITUNGAN DEBIT AIR.pptx
PPT KELOMPOK 4 PERHITUNGAN DEBIT AIR.pptx
 
Modul 3 waterpass memanjang
Modul 3 waterpass memanjangModul 3 waterpass memanjang
Modul 3 waterpass memanjang
 
Laporan praktikum aliran seragam ( modul 2 )itb
Laporan praktikum aliran seragam ( modul 2 )itbLaporan praktikum aliran seragam ( modul 2 )itb
Laporan praktikum aliran seragam ( modul 2 )itb
 
STUDI EFEKTIFITAS PELAYANAN LAMPU PENGATUR LALU LINTAS PADA PERSIMPANGAN JL....
STUDI EFEKTIFITAS PELAYANAN LAMPU PENGATUR LALU  LINTAS PADA PERSIMPANGAN JL....STUDI EFEKTIFITAS PELAYANAN LAMPU PENGATUR LALU  LINTAS PADA PERSIMPANGAN JL....
STUDI EFEKTIFITAS PELAYANAN LAMPU PENGATUR LALU LINTAS PADA PERSIMPANGAN JL....
 
Penyelesaian soal uts statistika dan probabilitas 2013
Penyelesaian soal uts statistika dan probabilitas 2013Penyelesaian soal uts statistika dan probabilitas 2013
Penyelesaian soal uts statistika dan probabilitas 2013
 
1100 2441-1-sm
1100 2441-1-sm1100 2441-1-sm
1100 2441-1-sm
 
Review - Time-lapse analysis of sparse 3 d seismic data from the co2 storage ...
Review - Time-lapse analysis of sparse 3 d seismic data from the co2 storage ...Review - Time-lapse analysis of sparse 3 d seismic data from the co2 storage ...
Review - Time-lapse analysis of sparse 3 d seismic data from the co2 storage ...
 
Salah satu pembangunan yang paling penting adalah saluran drainase. Saluran d...
Salah satu pembangunan yang paling penting adalah saluran drainase. Saluran d...Salah satu pembangunan yang paling penting adalah saluran drainase. Saluran d...
Salah satu pembangunan yang paling penting adalah saluran drainase. Saluran d...
 
Ilmu Ukur Tanah Pertemuan 1
Ilmu Ukur Tanah Pertemuan 1Ilmu Ukur Tanah Pertemuan 1
Ilmu Ukur Tanah Pertemuan 1
 
1. PENDAHULUAN.ppt
1. PENDAHULUAN.ppt1. PENDAHULUAN.ppt
1. PENDAHULUAN.ppt
 
Tugas 1 PSDA
Tugas 1 PSDATugas 1 PSDA
Tugas 1 PSDA
 

Distribusi kecepatan

  • 1. ANALISIS DISTRIBUSI KECEPATAN ALIRAN SERAGAM PADA SALURAN TERBUKA TAMPANG SEGIEMPAT MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006/35 Cahyono Ikhsan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Jl. Ir. Sutami 36A Surakarta 57126 Telp. 0271 634524 E-mail:Cahyono-UNS@yahoo.com Abstract Each design of hydraulic structure needs information of discharge flow. It can be obtained from measuring the velocity within specified time. In practice, this information was less concern. Beside that, data acquisitions in the river often meet many difficulties in obtaining a good data at whole width of river. In this research the measurement is done using gauge currentmeter. Measurement uses Point Integrated Sampling (PIS) method. The first step begins with selecting section of properties, measuring water temperature, and sloping water surface perpendicular to the streamline. The measurement is conducted at 1/2B, then to edge at 3/8B, 2/8B, 1/8B and 1/16 B. Some parameters from literature and laboratory are needed to compare and correct result from site. The results show that the maximum value of velocity distribution is close to water level at vertical direction and to center of section (1/2 B) at perpendicular to the streamline. The average velocity is obtained at vertical direction with Y/D 0,45 and perpendicular to the streamline is Z/B 0,27. Keywords: PIS, velocity distribution PENDAHULUAN Analisis angkutan sedimen senantiasa membutuhkan data kecepatan aliran dan setiap perencanaan bangunan air akan memperhitungkan masalah angkutan sedimen yang terjadi, bersamaan dengan kecepatan arus pada aliran. Perkiraan kecepatan arus pada suatu aliran dilakukan dengan pengukuran di tempat yang mudah dijangkau pada penampang yang ditinjau bahkan dilakukan secara acak, sehingga hasil yang diperoleh sering tidak dapat mewakili kondisi yang sebenarnya secara tepat. Terjadinya kesalahan dalam pengukuran akan berdampak pada perkiraan jumlah debit aliran yang terjadi sehingga akan berpengaruh terhadap perencanaan bangunan secara keseluruhan. Memperhatikan masalah tersebut, maka sangat relevan melakukan penelitian pada saluran terbuka dengan tampang segiempat. Pengukuran difokuskan pada distribusi kecepatan menggunakan metode Point Integrated Sampling (PIS) yaitu pengukuran pada titik-titik yang telah ditentukan pada arah vertikal maupun tranversal. Tinjauan Pustaka Triatmodjo (1990) menyatakan bahwa aliran tersebut permanen jika variabel di suatu titik seperti kedalaman dan kecepatan tidak berubah terhadap waktu. Kironoto (1993) melakukan studi eksperimental mengenai karakteristik turbulen pada aliran seragam dan tak seragam dengan saluran terbuka dasar kasar. Dianalisis efek dari ketidakseragaman pada aliran turbulen kasar, khususnya efek percepatan dan perlambatan dalam bentuk profil kecepatan rata-rata dan karakteristik turbulen yang terjadi. Hasil penelitian untuk kasus aliran seragam menunjukkan bahwa hukum universal dinding (Br 9 8,5) dapat menjelaskan data pada inner region dengan baik, nilai aspect ratio b/H > 5, kecepatan maksimum terjadi di permukaan aliran, sedangkan pada b/H < 5, kecepatan maksimum berada di bawah permukaan aliran. Gambar 1. Pembagian inner region dan outer region pada aliran dasar kasar (sumber : Kironoto, 1993)
  • 2. Pada penelitian tersebut diungkapkan bahwa aliran pada saluran terbuka seperti pada halnya pada lapisan batas (boundary layer), aliran dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu inner region dan outer region Kecepatan gesek, U*, dihitung dengan berdasarkan data pengukuran distribusi kecepatan di daerah inner region (y/ 0,2) bersama-sama dengan persamaan distribusi kecepatan logaritmik (log-law) (Kironoto, 1993). Br y 1 Y + k U U S = ln * ..................................[1] dengan : Uy = kecepatan rata-rata titik pada jarak y dari level referensi (cm/dt) U* = kecepatan gesek (cm/dt) = universal von Karman ( = 0,4) B = konstanta integrasi numerik (log- law) ks = kekasaran dasar equivalen nikuradse (cm) Data kecepatan hasil pengukuran di wilayah inner region diplotkan terhadap nilai ln , kemudian ks y dengan nilai pencocokan kurva (least square fitting) maka nilai kecepatan gesek ( * u ) dan konstanta integrasi numerik (Br) akan diperoleh (dengan = 0,4). Nikuradse (dalam Mardjikoen, 1972) menyatakan bahwa untuk kekasaran seragam pada dinding hidraulik kasar = U d z 1 ..........................[4] U y z z z z 5,75. log * .........................[2] (3.5) S y U U 33 y k dengan : uy = kecepatan pada suatu titik yang berjarak y dari dasar, * u = kecepatan geser, ks = inggi kekasaran menurut Nikuradse. Jika dirumuskan maka dapat ditulis bahwa jumlah perkalian kecepatan tiap titik vertikal dengan jarak titik pengukuran dari dasar dibagi jumlah jarak titik pengukuranya dari dasar tersebut, maka menghasilkan kecepatan rerata vertikal tiap titik melintang (Uy ), untuk selanutnya dijelaskan pada dirumuskan sebagai berikut: 36/MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006
  • 4. = D y D y y y y dy U . . ..............................................[3] dan penghitungan kecepatan rerata tampang saluran dapat dirumuskan:
  • 5. − = B B U d B B 2 1 . 2 1 dengan: y = titik pengukuran dari dasar (cm) U = kecepatan rata-rata tampang (cm/dt) Uy = kecepatan rata-rata vertikal (cm/dt) B = lebar penampang (cm) Z = jarak pengukuran tranversal (cm) METODE Pemilihan lokasi penelitian di Saluran Induk Mataram Yogyakarta. Pengukuran dipilih pada lokasi yang berbeda, dengan variasi dimensi tampang, debit, kemiringan dasar saluran dan kekasaran dinding saluran. Alat ukur yang dipakai Propeler Currentmeter untuk mengukur kecepatan aliran. Metode yang dipakai yaitu metode Point Integrated Sampling (PIS), mengukur kecepatan di titik tertentu yaitu 5 titik arah tranversal dan tiap titik pengukuran arah tranversal diukur 12 titik kedalaman vertikal, sehingga total pengukuran tiap tampang sebanyak 60 titik yang berbeda. Gambar 2. Lokasi pengukuran vertikal dan tranversal Penelitian ini diambil pada interval 1,4b/D4,6. Tahap pengukuran dimulai dengan pemilihan dimensi tampang, pemilihan jenis dinding saluran,
  • 6. MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006/37 pengukuran suhu air, kemiringan muka air (Sw), dan selanjutnya dilakukan pengukuran yang diawali dari posisi 1/2B (ditengah tampang), lalu pengukuran ketepi pada posisi 3/8B, 2/8B, 1/8B dan 1/16B, untuk lebih jelasnya maka dilihat pada gambar 2 tentang detail pengukuran arah vertikal dan tranversal, sedang gambar 3 adalah bagan alir penelitian, sebagai berikut Gambar 3. Bagan alir penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dan analisis pada penelitian ini diberikan pada Tabel 1. Kontur distribusi kecepatan tampang segiempat yang diperoleh dari pengukuran adalah sebagai berikut Gambar 3. Kontur distribusi kecepatan Tampak kontur distribusi kecepatan aliran pada gambar menggambarkan kecenderungan nilai semakin kecil ketika semakin ke dasar dan semakin keatas diperoleh kondisi maksimal. 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 U (cm/d) y/D FMQ1S1 Uy rerata (127; 0,45) Gambar 4. Distribusi kecepatan Pada gambar diatas tampak grafik tidak bersinggungan pada daerah transisi yaitu derah antara inner region dan outer region. Pada garis putus-putus pada tinjauan arah vertikal diperoleh bahwa Uy (kecepatan rata-rata) adalah pada posisi y/D 9 0.45 dari dasar saluran yang besarnya 127 cm/dt. Sedangkan bila ditinjau dari arah tranversal pada total jarak dari tepi saluran, diperoleh posisi rata-rata pengukuran dari dinding tepi saluran adalah Z/B 9 0,27. Hasil demikian menunjukkan bahwa kekasaran dinding dan dasar saluran mempengaruhi besarnya kecepatan aliran di setiap titik ketinggian. Berdasarkan gambar rencana saluran terlihat bahwa dasar saluran adalah berbutir dan dari grafik diagram grain size diperoleh diameter butiran medium (dm) = 18 mm, dipakai dalam analisis kecepatan gesek kritis ( * u cr) terhadap kecepatan gesek * u yang terjadi, seperti yang tercantum dalam tabel 2 berikut Tabel 2. Perhitungan nilai * u cr Kode * u * u cr Running (m/det) (m/det) FMQ1S1A 0.0813 0.1265 FMQ2S2A 0.0875 0.1265 FMQ3S3A 0.0563 0.1265 FMQ4S4A 0.0563 0.1265 FMQ5S5A 0.0580 0.1265 FMQ6S6A 0.0810 0.1265 FMQ7S7A 0.0505 0.1265 FMQ8S8A 0.0782 0.1265 FMQ9S9A 0.0414 0.1265 FMQ10S10A 0.0651 0.1265
  • 7. Tabel 1. Hasil pengukuran dan analisia tampang Kode Koord (Z/B) Sw (−) D (cm) 38/MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006 t (°C) B (cm) Fr (-) * u (cm/dt) U y (cm/dt) Q (m3/dt) FMQ1S1A FMQ1S1B FMQ1S1C FMQ1S1D FMQ1S1E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00067 105 28 350 0.412 0.396 0.386 0.373 0.360 8.060 7.114 6.796 5.606 4.682 129.034 124.637 121.476 117.172 113.55 3.783 FMQ2S2A FMQ2S2B FMQ2S2C FMQ2S2D FMQ2S2E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00073 107 28 200 0.428 0.418 0.402 0.370 0.322 7.988 7.326 6.833 5.824 5.824 134.208 131.523 126.620 116.427 101.545 2.097 FMQ3S3A FMQ3S3B FMQ3S3C FMQ3S3D FMQ3S3E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00034 98 28 450 0.281 0.265 0.252 0.239 0.223 5.925 4.896 4.422 3.785 3.556 88.432 83.678 79.952 75.821 70.346 3.2059 FMQ4S4A FMQ4S4B FMQ4S4C FMQ4S4D FMQ4S4E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00034 95 28 400 0.281 0.271 0.268 0.261 0.258 5.925 5.397 4.443 4.238 3.870 88.390 85.525 84.402 82.847 81.570 3.0119 FMQ5S5A FMQ5S5B FMQ5S5C FMQ5S5D FMQ5S5E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00034 95 28 400 0.281 0.277 0.265 0.268 0.252 5.925 5.494 5.257 4.893 3.865 88.983 87.187 83.959 84.227 79.502 3.0263 FMQ6S6A FMQ6S6B FMQ6S6C FMQ6S6D FMQ6S6E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00065 103 28 250 0.408 0.396 0.380 0.365 0.335 8.157 7.129 6.464 5.520 4.554 128.459 124.771 119.186 114.848 105.631 2.6568 FMQ7S7A FMQ7S7B FMQ7S7C FMQ7S7D FMQ7S7E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00026 100 28 300 0.242 0.229 0.217 0.201 0.201 5.032 4.605 4.205 3.508 3.348 76.312 72.445 68.783 66.915 63.820 1.8614 FMQ8S8A FMQ8S8B FMQ8S8C FMQ8S8D FMQ8S8E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00060 104 28 150 0.396 0.386 0.375 0.362 0.351 7.627 6.869 6.088 5.271 4.703 124.203 121.025 118.249 113.978 110.63 1.5792 FMQ9S9A FMQ9S9B FMQ9S9C FMQ9S9D FMQ9S9E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00018 97 28 300 0.223 0.214 0.210 0.204 0.198 4.445 3.910 3.705 3.103 2.588 70.687 67.685 66.876 64.869 62.234 1.7773 FMQ10S10A FMQ10S10B FMQ10S10C FMQ10S10D FMQ10S10E 0,5 0,375 0,25 0,0125 0,0625 0.00045 96 28 300 0.306 0.300 0.293 0.278 0.268 6.79 6.254 5.932 4.643 3.617 96.882 94.641 92.939 87.672 84.719 2.4498 Keterangan : Q = debit aliran terukur ;Sw So = kemiringan dasar saluran ; D = kedalaman aliran ; t = temperatur air ; b/D = aspect ratio ; b = lebar saluran ; R = jari-jari hidraulik ; Re = 4RU/− angka Reynolds ; Fr = U/(gD)0.5 ; U y = kecepatan rata-rata vertikal ; U = kecepatan aliran rata-rata tampang; U* = kecepatan gesek; g = percepatan grafitasi.
  • 8. MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006/39 Karena untuk setiap * u * u cr, maka dapat disimpulkan aliran adalah aliran dengan butiran dasar tidak bergerak. Profil distribusi kecepatan diplotkan dengan menggunakan data dearah dalam dan daerah luar yang ditulis dalam koordinat u/ * u dan y/ks dalam skala log, sebagai berikut. Dari gambar 5 nampak bahwa titik-titik pengukuran berada pada satu garis linier, dengan demikian dapat disimpulkan bahwa Log-low masih dapat digunakan di daerah dalam (inner region) dan daerah luar (outer region) FMQISIA y = 2,6963Ln(x) + 8,3268 R2 = 0,9536 25 20 15 10 5 1 10 100 y/ks u/u* Gambar 5. Skala Log distribusi kecepatan Metode Clauser memanfaatkan nilai kecepatan pada hasil pengukuran (pada profil kecepatan) dengan persamaan distribusi logaritmik (log law) u y = 1 ln y + Br . Data kecepatan hasil u * k z pengukuran di wilayah inner region diplotkan terhadap nilai ks y ln , nilai pencocokan kurva (least square fitting) maka nilai kecepatan gesek ( * u ) dan konstanta integrasi numerik (Br) akan diperoleh, (dengan nilai = 0,4). Perhitungan * u dan Br dengan metode Clauser dapat dilihat pada contoh berikut ini Grafik hubugan U-Ln(y/ks) FMQ1S1A y = 20,149x + 67,086 150 100 50 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Ln (y/ks) U ( cm /s ) Gambar 6. Analisis kecepatan geser metode Clauser Tabel 3. Perbandingan nilai * u dan Br Br Kode Run 1/2B 3/8B 1/4B 1/8B 1/16B FMQ1S1 8.323 8.970 9.278 11.307 13.787 FMQ2S2 8.103 8.972 9.446 11.320 11.320 FMQ3S3 8.451 10.560 11.655 13.113 13.692 FMQ4S4 8.539 9.005 11.863 12.292 13.500 FMQ5S5 7.921 8.944 9.082 10.039 12.573 FMQ6S6 8.991 10.474 11.236 12.993 14.944 FMQ7S7 8.694 9.125 9.676 11.931 12.408 FMQ8S8 8.503 9.465 11.086 12.511 13.535 FMQ9S9 8.828 9.858 10.268 12.413 15.074 FMQ10S10 8.613 9.335 9.832 12.508 16.502 Nilai Br pada kondisi bagian tengah (1/2B) masih pada batas yang ditentukan, tetapi semakin besar bahkan melebihi batasnya (8,5 ± 10%) pada pengukuran mendekati dinding saluran. Perbandingan penelitian yang dilakukan antara metode Clauser dengan metode Persamaan Energi (lihat gambar 7). Nampak bahwa nilai kecepatan gesek metode Clauser semakin ketengah (1/2 B) mendekati dengan nilai persamaan Energi (rasio mendekati 1), tetapi semakin kecil bila mendekati tepi saluran, disebabkan pengaruh kekasaran dinding tepi saluran. 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 (x / b) u*cl / u*e FMQ1S1 FMQ2S2 FMQ3S3 FMQ4S4 FMQ5S5 FMQ6S6 FMQ7S7 FMQ8S8 FMQ9S9 FMQ10S10 Gambar 7. Perbandingan metode Clauser dengan Persamaan Energi SIMPULAN 1. Pengukuran U kecepatan aliran tiap tampang akan memberikan nilai rata-rata secara vertikal yaitu pada y 0,45D dan rata-rata transversal Z 0,27B 2. Nilai maksimum dari distribusi kecepatan yang dihasilkan terjadi mendekati muka air pada arah vertikal dan pada tengah tampang (1/2B) 3. Nilai kecepatan gesek metode Clauser semakin ketengah (1/2 B) mendekati dengan nilai persamaan Energi (rasio mendekati 1) Saran 1. Untuk penelitian lapangan sejenis atau yang lebih kompleks, perlu dilakukan pengukuran
  • 9. terhadap titik-titik yang lebih banyak dan bentuk tampang yang lain misalnya trapesium. 2. Perlu penelitian yang lebih detail untuk mencari persamaan yang dapat menghubungkan kurva pada distibusi kecepatan. REFERENSI Kironoto, B.A., 1993,”Turbulence Characteristics of Uniformand Non-Uniform Rough Open- 40/MEDIA TEKNIK SIPIL/Januari 2006 Channel Flow”, Doctoral Disertation No.1094, Ecole Plytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Switzerland. Triatmodjo, B., 1996 “Hidraulika II”, Edisi kedua, Beta Offset, Yogyakarta. Yang, C.T, 1996, “Sediment Transport Theory and Practice”, The Mc Graw-Hill Companies, Inc, United Stated of America.