modul 4 analisa hidrolika untuk perencanaan saluran …

Modul 4 ANALISA HIDROLIKA UNTUK PERENCANAAN SALURAN DRAINASE

ALIRAN DI SALURAN TERBUKA

ALIRAN TETAP SERAGAM

Aliran tetap seragam : Tidak ada perubahan kedalaman thd waktu Tidak ada perubahan kedalaman dan kecepatan thd waktu Sb = Sw = Se

ALIRAN TETAP TIDAK SERAGAM

Aliran tetap seragam : Tidak ada perubahan kedalaman thd waktu Tidak ada perubahan kedalaman dan kecepatan thd waktu Sb = Sw = Se

PERHITUNGAN ALIRAN SERAGAM

Harga n

Material saluran Manning n

Saluran tanpa pasangan

Tanah 0.020-0.025

Pasir dan kerikil 0.025-0.040

Dasar saluran batuan 0.025-0.035

Saluran dengan pasangan 0.015-0.017

Semen mortar 0.011-0.015

Beton

Pasangan batu adukan basah 0.022-0.026

Pasangan batu adukan kering 0.018-0.022

Saluran pipa:

Pipa beton sentrifugal 0.011-0.015

Pipa beton

Pipa beton bergelombang 0.011-0.015

Liner plates 0.013-0.017

Saluran terbuka

Saluran dengan plengsengan :

a. Aspal 0.013-0.017

b. Pasangan bata 0.012-0.018

c. Beton 0.011-0.020

c. Riprap 0.020-0.035

d. Tumbuhan 0.030-0.40*

Saluran galian:

Earth, straight and uniform 0.020-0.30

Tanah, lurus dan seragam 0.025-0.040

Tanah cadas 0.030-045

Saluran tak terpelihara 0.050-0.14

Saluran alam (sungai kecil,

lebar atas saat banjir < 30 m) :

Penampang agak teratur 0.03-0.07

Penampang tak teratur dengan

palung sungai

0.04-0.10

Material saluran Manning n

Saluran tanpa pasangan

Tanah 0.020-0.025

Pasir dan kerikil 0.025-0.040

Dasar saluran batuan 0.025-0.035

Saluran dengan pasangan 0.015-0.017

Semen mortar 0.011-0.015

Beton

Pasangan batu adukan basah 0.022-0.026

Pasangan batu adukan kering 0.018-0.022

Saluran pipa:

Pipa beton sentrifugal 0.011-0.015

Pipa beton

Pipa beton bergelombang 0.011-0.015

Liner plates 0.013-0.017

Saluran terbuka

Saluran dengan plengsengan :

a. Aspal 0.013-0.017

b. Pasangan bata 0.012-0.018

c. Beton 0.011-0.020

c. Riprap 0.020-0.035

d. Tumbuhan 0.030-0.40*

Saluran galian:

Earth, straight and uniform 0.020-0.30

Tanah, lurus dan seragam 0.025-0.040

Tanah cadas 0.030-045

Saluran tak terpelihara 0.050-0.14

Saluran alam (sungai kecil,

lebar atas saat banjir < 30 m) :

Penampang agak teratur 0.03-0.07

Penampang tak teratur dengan

palung sungai

0.04-0.10

Koefisien Manning untuk material penampang saluran yang berbeda

Untuk culvert : bt

aI

Untuk culvert :

Koefisien Manning untuk material penampang saluran yang berbeda

ncomposite = Mannings roughness coefficient for multiple materials Pside = Perimeter of side material nculvert = Mannings roughness coefficient of culvert material Pbottom = Perimeter of bottom material nbottom = Mannings roughness coefficient of bottom material

Untuk culvert :

Koefisien Manning untuk material penampang saluran yang berbeda

Where: ncomposite = Mannings roughness coefficient for multiple materials P = Perimeter of material i = subsection of crossing BERLAKU UNTUK SEMUA BENTUK PENAMPANG.

Untuk culvert :

KEDALAMAN DALAM SALURAN

Kedalaman dalam saluran :

• Kedalaman normal aliran tetap seragam

• Kedalaman kritis Kedalaman sebarang aliran tetap tidak seragam

KEDALAMAN NORMAL

KEDALAMAN KRITIS

Untuk Saluran Trapesium

Untuk Saluran Trapesium

Untuk Saluran Trapesium Contoh : Suatu saluran primer direncanakan untuk debit saluran 5 m3/dt. Lebar saluran 5 m. Kemiringan rata-rata 0,0004. m = 1, S = 0,0004, n = 0,020, z = 1 Hitung kedalaman normal dan kedalaman kritisnya Perhitungan kedalaman normal : A = h(B+h) = h(5+h) = 5.h+h2 *) P = 5+2.h.√2 = 5 +2,828.h R = A/P = (5.h+h2)/(5+2,828.h) **) T = B+2.z.h= 5+2.1.h Q.n/S1/2 = A.R2/3

CONTOH SOAL Contoh : Suatu saluran primer direncanakan untuk debit saluran 5 m3/dt. Lebar saluran 5 m. Kemiringan rata-rata 0,0004. m = 1, S = 0,0004, n = 0,020, z = 1 Hitung kedalaman normal dan kedalaman kritisnya Perhitungan kedalaman normal : A = h(B+h) = h(5+h) = 5.h+h2 *) P = 5+2.h.√2 = 5 +2,828.h R = A/P = (5.h+h2)/(5+2,828.h) **) T = B+2.z.h= 5+2.1.h Q.n/S1/2 = A.R2/3

CONTOH SOAL

GRAFIK UNTUK SALURAN LINGKARAN

CONTOH SOAL

Contoh Soal : Saluran penampang pipa untuk mengalirkan debit sebesar 0,50 m/dt. Kemiringan saluran 0,001, n =0,018. Hitung : Diameter pipa bila dikehendaki d/D = 0,68 Kecepatan aliran dalam pipa.

PENYELESAIAN

Contoh Soal : Saluran penampang pipa untuk mengalirkan debit sebesar 0,50 m/dt. Kemiringan saluran 0,001, n =0,018. Hitung : Diameter pipa bila dikehendaki d/D = 0,68 Kecepatan aliran dalam pipa.

SALURAN PENAMPANG GANDA Q = Q = Q1 + Q2 + Q3 Q = A1 V1 + A2 V2 + A3 V3 Asumsi S1 = S2 = S3

CATATAN PERENCANAAN SALURAN

• Dalam praktek, kemiringan

saluran ditetapkan berdasar kondisi medan

Pada saluran yang sudah ada (eksisting), kemiringan yang ada menjadi acuan Pakai hasil pengukuran potongan memanjang (long section).

CATATAN PERENCANAAN SALURAN

Bila Qhidrolika > Qhidrologi aman, tetapi bisa melebihi kebutuhan. Agar mendapat desain yang ekonomis : Qhidrologi ≈ Qhidrolika Qhidrologi = 0,278 C I A. Qhidrolika = Dihitung dengan cara coba-coba kedalaman h

CATATAN PERENCANAAN SALURAN

Permudah hitungan dengan mengambil b/h = m Bila ditetapkan besarnya V, hitung S (kemiringan) Dalam praktek lapangan umumnya S dari hasil pengukuran long Section dan cross section. Bila ditetapkan S, hitung V

PERHITUNGAN ALIRAN TIDAK SERAGAM

Perhitungan aliran tidak seragam

Perubahan dari seragam menjadi tidak seragam karena :

• Perub. penampang melintang /

perub. kedalaman • Perubahan kemiringan • Hambatan lain : penyempitan,

pembendungan, terjunan dll. •

PERHITUNGAN ALIRAN TIDAK SERAGAM

Metode analisa : Breese, Tahapan Langsung (Direct Step), Tahapan Standard (Standard Step), Cara Integrasi, Cara Integrasi Grafis

PERHITUNGAN ALIRAN TIDAK SERAGAM

PERHITUNGAN ALIRAN TIDAK SERAGAM

PERHITUNGAN ALIRAN TIDAK SERAGAM

PERHITUNGAN ALIRAN TIDAK SERAGAM

PERHITUNGAN ALIRAN TIDAK SERAGAM

PERHITUNGAN ALIRAN TIDAK SERAGAM

MACAM-MACAM PENAMPANG SALURAN

U GUTTER, U DITCH DARI BETON PRECAST

KECEPATAN IJIN

Kecepatan ijin saluran (tidak menggerus, tidak mengendap) -saluran tanah kecil: 0.45 m/dt saluran tanah sedang s/d besar: 0.60 – 0.90 m/dt pipa : 0.60 – 0.75 m/dt

KECEPATAN MAKSIMUM Kecepatan maksimum yang diizinkan

Material Saluran

Kecepatan maksimum (m/dt)

Air

bersih

Air

Mengand

ung Silt

Air dengan

pasir, kerikil,

atau pecahan

Cadas

Find sand (non-

colloidal) 0.45 0.75 0.45

Sandy loam (non

colloidal) 0.50 0.75 0.60

Silt loam (non-

collodial) 0.60 0.90 0.60

Alluvial silt (non-

collodial) 0.60 1.00 0.60

Firm loam 0.75 1.00 0.65

Volcanic ash 0.75 1.00 0.60

CATATAN PERENCANAAN SALURAN

Dalam praktek, kemiringan saluran ditetapkan berdasar

kondisi medan Qhidrologi ≈ Qhidrolika

Qhidrologi = 0,278 C I A. Qhidrolika =

Dihitung dengan cara coba-coba kedalaman h

Permudah hitungan dengan mengambil

b/h = m

CATATAN PERENCANAAN SALURAN

Bila ditetapkan besarnya V, hitung S (kemiringan) Bila ditetapkan S, hitung V

CONTOH SOAL

CONTOH SOAL