PERTEMUAN KE-2SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA

HIDROLIKA TERAPANTeknik Pengairan Universitas Brawijaya

Bangunan Ukur Debit

Cypoletti

Ambang lebar

Flume tenggorok panjang

BANGUNAN UKUR DEBIT

Agar pengelolaan air irigasi menjadi efektif, maka debit harusdiukur (dan diatur) pada hulu saluran primer, pada cabang salurandan pada bangunan sadap tersier.

BANGUNAN UKUR DEBITRekomendasi penggunaan bangunan tertentu didasarkan pada faktorpenting antara lain :

Kecocokan bangunan untuk keperluan pengukuran debit

Ketelitian pengukuran di lapangan

Bangunan yang kokoh, sederhana dan ekonomis

Rumus debit sederhana dan teliti

Operasi dan pembacaan papan duga mudah

Pemeliharaan sederhana dan murah

Cocok dengan kondisi setempat dan dapat diterima oleh para petani.

BANGUNAN UKUR DEBIT

Ada parameter penentuan jenis bangunan ukur dan pokokperencanaan.

BANGUNAN PENGUKUR DEBIT (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) KETERANGAN

ME

NG

UK

UR

SA

JA

ALAT UKUR AMBANG

LEBAR

1,6

2 %

0,1 h1 sampai 0,33 h1

+

+ +

1

rendah

Dianjurkan untuk pengukur debit jika muka air harus tetap bebas

ALAT UKUR CIPOLETTI

1,5

5 %

h1 + 0,05 m

- -

- -

1

sedang

Tidak dianjurkan

(2) = % kesalahan

dalam table debit (3) = Kehilangan

energy yang diperlukan pada h1

(4) = Kemampuan

melewatkan sedimen

(5) = Kemampuan melewatkan benda-benda hanyut

(6)= Jumlah bacaan papan duga pada aliran moduler

(7) = Biaya pembuatan relative

+ + baik sekali + baik - + memadai - tidak memadai - - jelek

ALAT UKUR PARSHALL

1,6

3 %

0,5 h1 sampai 0,2 h1

+

+ +

1

Sangat mahal

Tidak dianjurkan

ME

NG

UK

UR

DA

N M

EN

GA

TU

R

ALAT UKUR ROMYN

1,6

3 %

0,03 h1

+

+

1 atau 2

mahal

Dianjurkan jika U harus 1,6

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER

0,5

3 %

≤ h1 W W = bukaan pintu

- +

-

2

sedang

Dianjurkan jika U harus 0,5

ORIFIS DENGAN TINGGI ENERGI TETAP

0,5

>7%

> 0,03 m

-

- -

3

Paling mahal

Tidak dianjurkan

ALAT UKUR LONG THROATED FLUME

0,5 – 2,5

>2 %

> 0,03 m

+

+ +

1

sedang

Dianjurkan jika tersedia cukup untuk ruang mendapatkan aliran yang stabil sebelum masuk flume

b

p

bc

papan duga

ambang

peralihanpenyempitan

leherperalihanpelebaran

saluran hulu

saluran

(1)= Eksponen U dalam Q = K h

1U

ALAT UKUR AMBANG LEBAR

Bangunan ukur ambang lebar dianjurkan karena bangunan inikokoh dan mudah dibuat. Karena bisa mempunyai berbagaibentuk mercu, bangunan ini mudah disesuaikan dengan tipesaluran apa saja.

Hubungan tunggal antara muka air hulu dan debit mempermudah pembacaan debit secara langsung dari papanduga, tanpa memerlukan tabel debit.

ALAT UKUR AMBANG LEBAR

Alat ukur ambang lebar dengan mulutpemasukan yang dibulatkan

Alat ukur ambang lebar dengan pemasukan bermukadatar dan peralihan penyempitan

ALAT UKUR AMBANG LEBAR – PERENCANAAN HIDROLIS

Persamaan debit untuk alat ukur ambang lebar dengan bagianpengontrol segi empat adalah:

50.113/23/2 hbgCCQ cvd=

Q = debit m3/dt

Cd = koefisien debit

Cd adalah 0,93 + 0,10 H1/L, for 0,1 < H1/L < 1,0

H1 adalah tinggi energi hulu, m

L adalah panjang mercu, m

Cv = Koefisien kecepatan datangg = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8)bc = lebar mercu, mh1 = kedalaman air hulu terhadap ambangbangunan ukur, m

ALAT UKUR AMBANG LEBAR – PERENCANAAN HIDROLIS

Harga koefisien kecepatan datangdapat dicari dari Gambar di samping,yang memberikan harga – harga Cv

untuk berbagai bentuk bagianpengontrol.

ALAT UKUR AMBANG LEBAR – BENTUK TRAPESIUM

Q = Cd {bcyc + mc2} {2g (H1 – yc)0,5

Dimana :

bc = lebar mercu pada bagian pengontrol, m

yc = kedalaman air pada bagian pengontrol, m

m = kemiringan samping pada bagian pengontrol (1 : m)

ALAT UKUR AMBANG LEBAR – ILUSTRASI NOTASI

ALAT UKUR CIPOLETTI

Alat ukur Cipoletti merupakanpenyempurnaan alat ukurambang tajam yang dikontraksisepenuhnya. Alat ukur Cipolettimemiliki potongan pengontroltrapesium, mercunya horisontaldan sisi-sisinya miring kesamping dengan kemiringan 1 vertikal banding ¼ horisontal

ALAT UKUR CIPOLETTI-PERENCANAAN HIDROLIS

Persamaan debit untuk alat ukur Cipoletti adalahdi mana: Q = debit, m3/dt Cd = koefisien debit (» 0,63) Cv = koefisien kecepatan datang g= koefisien gravitasi m/dt2 (» 9,8) b = lebar mercu, m h1 = tinggi energi hulu, m

5,112 2/3 Cv Cd Q hbg=

ALAT UKUR CIPOLETTI – KARAKTERISTIK BANGUNAN

1. Bangunan ini sederhana dan mudah dibuat.

2. Biaya pelaksanaannya tidak mahal.

3. Jika papan duka diberi skala liter, para petani pemakai air dapat mencek persediaan air mereka.

4. Sedimentasi terjadi di hulu bangunan, yang dapat mengganggu berfungsinya alat ukur; benda-bendayang hanyut tidak bisa lewat dengan mudah, ini daat menyebabkan kerusakan dan menggangguketelitian pengukuran debit.

5. Pengukuran debit tidak mungkin dilakukan jika muka air hilir naik di atas elevasi ambang bangunanukur tersebut.

6. Kehilangan tinggi energi besar sekali dan khususnya di daerah-daerah datar, di mana kehilangan tinggienergi yang tersedia kecil sekali, alat ukur tipe ini tidak dapat digunakan.

ALAT UKUR CIPOLETTI – PENGGUNAAN

Alat ukur Cipoletti yang dikombinasi dengan pintu sorong seringdipakai sebagai bangunan sedap tersier.

Karena jarak antara pintu dan bangunan ukur jauh, eksploitasipintu menjadi rumit.

Oleh sebab itu, lebih dianjurkan untuk memakai bangunankombinasi.

Pemakaian alat ukur ini tidak lagi dianjurkan, kecuali di lingkunganlaboratorium.

ALAT UKUR PARSHALL

Alat ukur parshall adalah alat ukur yang sudah diuji secaralaboratoris untuk mengukur aliran dalam saluran terbuka. Bangunan itu terdiri dari sebuah peralihan penyempitan dengan lantai yang datar, leher dengan lantai miring ke bawah, dan peralihan pelebaran dengan lantai miring ke atas

ALAT UKUR PARSHALL

karena lereng-lereng lantai yang tidak konvensional ini, aliran tidak diukur dan diatur di dalam leher, melainkan didekat ujung lantai datar peralihan penyempitan.

Dengan adanya lengkung garis aliran tiga-dimensi pada bagian pengontrol ini, belum ada teori hidrolika untuk menerangkan aliran melalui alat ukur Parshall: Tabel debit hanya dapat diperoleh lewat pengujian di laboratorium.

ALAT UKUR PARSHALL

ALAT UKUR PARSHALL – TABLE DEBIT

ALAT UKUR PARSHALL – TABLE DEBIT

ALAT UKUR PARSHALL – TABLE DEBIT

ALAT UKUR PARSHALL – KARAKTERISTIK BANGUNAN

Alat ukur Parshall merupakan bangunan pengukur yang teliti dan andal serta memiliki kelebihan-kelebihan berikut :

1. Mampu mengukur debit dengan kehilangan tinggi energi yang relatif kecil,

2. Mampu mengukur berbagai besaran debit aliran bebas, dengan air hilir yang relatifdalam dengan satu alat ukur kedalaman air,

3. Pada dasarnya bangunan ini dapat bebas dengan sendirinya dari benda-benda yang hanyut, karena bentuk geometrinya dan kecepatan air pada bagian leher,

4. Tak mudah diubah-ubah oleh petani untuk mendapatkan air diluar jatah,

5. Tidak terpengaruh oleh kecepatan datang, yang dikontrol secara otomatis jika flumdibuat sesuai dengan dimensi standar serta hanya dipakai bila aliran masuk seragam, tersebar merata dan bebas turbulensi.

ALAT UKUR PARSHALL - KELEMAHAN

1. Biaya pelaksanaannya lebih mahal dibanding alat ukur lainnya,

2. Tak dapat dikombinasi dengan baik dengan bangunan sadap karena aliran masuk harusseragam dan permukaan air relatip tenang,

3. Agar dapat berfungsi dengan memuaskan, alat ukur ini harus dibuat dengan teliti danseksama. Bila alat ukur/flum tidak dibuat dengan dimensi yang tepat, maka tabeldebitnya tidak ada.

4. Terutama untuk alat ukur kecil, diperlukan kehilangan tinggi energi yang besar untukpengukuran aliran moduler. Walaupun sudah ada kalibrasi tenggelam, tapi tidakdianjurkan untuk merencana alat ukur Parshall aliran nonmoduler karena diperlukanbanyak waktu untuk menangani dua tinggi energi/head, dan pengukuran menjadi tidakteliti.

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER

Alat ukur Crump – de Gruyter yang dapat diatur adalah long throated flume yang dipasangi pintu sorong vertikal yang searahaliran (streamline). Pintu ini merupakan modifikasi/penyempurnaanmodul proporsi yang dapat disetel (adjustable proportional module), yang diperkenalkan oleh Crump pada tahun 1922. De Gruyter (1926) menyempurnakan trase flum tersebut danmengganti “blok – atap” (roof block) seperti yang direncanakanoleh Crump dengan pintu sorong yang dapat disetel. Bangunanyang dihasilkan dapat dipakai baik untuk mengukur maupunmengatur debit

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER – PERENCANAAN HIDROLISRumus debit untuk alat ukur Crump – de Gruyter adalah :

dimana :

Q = debit m3/dt

Cd = koefisien debit (= 0,94)

b = lebar bukaan, m

w = bukan pintu, m (w ≤ 0,63 h1)

g = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8)

h1 = tinggi air diatas ambang, m

)(2 1 whgwbCQ d −=

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER – KARAKTERISTIK ALAT

b ≥ Qmax / 1.56 h1(3/2)

secara teori b minimum diperbolehkan sebesar 0.20 m, tetapiuntuk kemudahan pembuatannya di lapangan ditentukan b minimum untuk alat ukur ini adalah 0.30 m.

ALAT UKUR CRUMP DE GRUYTER – KARAKTERISTIK ALAT