Perhitungan Pintu Ukur Bangunan Bagi PDF

Preview

Summary

Bangunan Air PERENCANAAN BANGUNAN. VI.1 . BANGUNAN UKUR. ..................................................................................................................................... 117 VI. 1.1 Bangunan Ukur Ambang Lebar. ........................................................................

Description

Accelerat ing t he world's research.

Perhitungan Pintu Ukur Bangunan Bagi yuhyi nufus

Related papers Bangunan Air Rudolf Trynald Irigasi dan bangunan air yoga saput ra Krit eria Perencanaan Bangunan Irigasi alfredo manusama

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Bangunan Air

PERENCANAAN BANGUNAN. VI.1

. BANGUNAN UKUR. ..................................................................................................................................... 117 VI. 1.1 Bangunan Ukur Ambang Lebar. ............................................................................................................. 117 VI. 1.2 Pintu Ukur Romijn. ................................................................................................................................... 120 VI. 1.3 Pintu Ukur Cipoletti. ................................................................................................................................ 122 VI. 1.4 Pintu Ukur Thomson. ............................................................................................................................... 122 VI. 1.5 Pintu Ukur Parshall................................................................................................................................... 123

VI.2

. BANGUNAN PENGATUR MUKA AIR. ..................................................................................................... 125 VI. 2.1 Pintu Sorong. ............................................................................................................................................. 125 VI. 2.2 Pintu Balok Sekat. ...................................................................................................................................... 126 VI. 2.3 Mercu Tetap. .............................................................................................................................................. 127

VI.3

BANGUNAN BAGI SADAP. .......................................................................................................................... 128 VI. 3.1 Bagian-bagian bangunan Bagi Sadap. .................................................................................................... 128 VI. 3.2 Penempatan pintu ukur. .......................................................................................................................... 128 VI. 3.3 Contoh Perhitungan. ................................................................................................................................. 129

Fasdarsyah, ST, MT--Æ Jurusan Teknik Sipil

Bangunan Air

BAB VI. PERENCANAAN BANGUNAN. VI.1 . BANGUNAN UKUR. VI. 1.1

Bangunan Ukur Ambang Lebar.

Bangunan Ukur Ambang lebar ini mempunyai bentuk antara lain seperti pada gambar di sebelah ini. Rumus Pengaliran. Rumus pengaliran alat ukur ambang lebar dengan bagian pengontrol segi empat adalah :

Q C d C v 2/3 2/3 g b c h 1,50 1 dimana : Q Cd Cv g bc h1

= Debit dalam m3/detik. = Koeffisien debit Gambar V.1. Bangunan ukur ambang lebar. = 0,93 + 0,10 H1/L untuk 0,1 < H1/L < 1,0 = Koeffisien kecepatan datang. = percepatan gravitasi ( = 9,8 m/dt2 ) = lebar mercu, meter. = kedalaman air hulu terhadap ambang bangunan ukur, meter.

Harga koeffisien kecepatan datang dapat dicari dari gambar V.2 berikut ini. Untuk Bangunan Ukur ambang lebar dengan pengontrol segiempat digunakan garis yang penuh. Besarnya debit. Besarnya debit yang harus diperhitungkan dalam perencanaan bangunan ukur ambang lebar ini adalah pada : Qmaksimum = 1,1 Qnormal Qminimum = 0,1 Q maksimum. Sedangkan perbandingan antara Qmaksimum dan Qminimum tidak melebihi nilai 35. Perbandingan H2/H1.

Gambar V.2. Grafik Cv Fasdarsyah, ST, MT--Æ Jurusan Teknik Sipil.

Besarnya perbandingan untuk H2/H1, untuk pengontrol segiempat menurut Standar Perencanaan Irigasi minimum adalah 0,70. 117

Bangunan Air Contoh Perhitungan. Sebagai contoh perhitungan berikut ini adalah perhitungan perencanaan untuk bangunan ukur BTU Kr. 1a pada saluran induk Tebudak Kiri Ruas 1 Daerah Irigasi Sanggau Ledo. Data saluran induk Ruas 1 tersebut adalah sebagai berikut :

Q normal hulu hilir Qmax hulu hilir Qmin hulu hilir

Q 1.354

b

h

k

I

A

P

R

V

1.95 1.95

0.92 0.78

30.00 0.00060 30.00 0.00109

2.64 2.13

4.55 4.16

0.58 0.51

0.51 0.64

1.95 1.95

0.97 0.82

30.00 0.00060 30.00 0.00109

2.83 2.28

4.69 4.28

0.60 0.53

0.53 0.65

1.95 1.95

0.26 0.22

30.00 0.00060 30.00 0.00109

0.57 0.47

2.68 2.56

0.21 0.18

0.26 0.32

1.489

0.149

Dalam kondisi Q normal : Kedalaman muka air hulu ambang diambil 1,12 meter yang lebih besar 0,20 meter dibanding dengan kedalaman air dihulu bangunan yaitu 0,92, sehingga pada awal bangunan terjadi penurunan 0,20 meter. Tinggi air diatas ambang direncanakan 0,62 meter. Panjang ambang diambil 1,20 meter, lebar ambang diambil lebih kecil dari lebar saluran yaitu = 1,55 meter. Muka air hulu = + 154,90 + 0,92 = + 155,82 meter. Muka air hilir = +154,64 + 0,78 = 155,42 meter. Dalam keadaan Q maksimum ( Q diambil 10 % diatas debit normal ) : Muka air hulu = + 154,90 + 0,97 = + 155,87 meter. Muka air hilir = +154,64 + 0,78 = 155,42 meter. Diperkirakan Cd = 0,98 dan Cv = 1,07, maka :

Q C d C v 2/3 2/3 g b c h 1,50 1

0,98 x 1,07 x 2/3 x 2/3 . 9,8 . 1,55 . h 1,50 1

1,489

dan akan didapat nilai h1 sebesar 0,62 meter. Dengan nilai ini maka elevasi ambang adalah = + 155,87 – 0,62 = + 155,25 meter. Karena muka air hilir = + 155,42 meter, maka h2 = 0,17 meter. Karena nilai maksimum H2/H1 = 0,70, maka H2 maksimum = 0,70 x 0,62 meter = 0,43 meter. Ternyata h2 yang ada lebih kecil sehingga aliran melimpah sempurna. Dalam keadaan Q minimum ( debit diambil 10 % dari debit maksimum ) : Muka air hulu = + 154,90 + 0,26 = + 155,16 meter. Muka air hilir = +154,64 + 0,22 = 154,86 meter. Diperkirakan Cd = 0,98 dan Cv = 1,07, maka :

Q C d C v 2/3 2/3 g b c h 1,50 1

0,98 x 1,07 x 2/3 x 2/3 . 9,8 . 1,55 . h 1,50 1

0,149

dan akan didapat nilai H1 sebesar 0,05 meter. Fasdarsyah, ST, MT--Æ Jurusan Teknik Sipil.

118

Bangunan Air Dengan nilai ini maka elevasi ambang adalah + 155,16 – 0,05 meter = + 155,11 meter. Karena nilai ini lebih rendah dari kondisi maksimum, maka elevasi ambang hasil perhitungan kondisi maksimum yang digunakan. Kontrol :

H1

h1 

V2 2g

0,62 

0,53 2 0,63 meter 2 . 9,8

H2

h2 

V2 2g

0,17 

0,64 2 2 . 9,8

0,19 meter

H2 / H1 = 0,63/0,19 = 0,30 < 0,70 ------> Ok. H1/L = 0,63/1,20 = 0,53 ----> Cd = 0,93 + 0,10 H1/L = 0,98 --- > sesuai perkiraan. A* = h1 x 1,55 = 0,62 x 1,55 = 0,96 ; A = h x 1,55 = 0,97 x 1,55 = 1,50 ; Cd . A*/A = 0,98 x 0,96/1,50 = 0,63 ; dari grafik didapat Cv = 1,12 Koreksi terhadap h1 :

h 11,5maks h 1 maks

C v andaian atau h 1 C v koreksi

§C · h 1 maks x ¨¨ v andaian ¸¸ © C v koreksi ¹

2/3

§ 1,07 · 0,62 x ¨¨ ¸¸ © 1,12 ¹

2/3

0,60 meter.

Gambar V.3. Bangunan Ukur Ambang Lebar BTU Kr 1a pada DI Sanggau Ledo

Fasdarsyah, ST, MT--Æ Jurusan Teknik Sipil.

119

Bangunan Air

VI. 1.2 Pintu Ukur Romijn. Pintu Romijn ini mempunyai dua buah daun pintu : pintu bawah dan pintu atas. Ada tiga kedudukan sesuai tujuan pintunya, seperti pada gambar berikut ini.

penggunaan

Gambar V.4. Tiga kedudukan pintu Romijn.

Gambar V.5. Dimensi pintu ukur Romijn.

Rumus Pengaliran. Rumus pengaliran pintu ukur Romijn ini pada dasarnya sama dengan pada alat ukur ambang lebar dengan bagian pengontrol segi empat kerena meja Romijn itu pada dasarnya adalah ambang lebar yang dapat dinaik turunkan. Dengan demikian rumus pengalirannya adalah :

Q C d C v 2/3 2/3 g b c h 1,50 1 dimana : Q Cd Cv g bc h1

= Debit dalam m3/detik. = Koeffisien debit = 0,93 + 0,10 H1/L untuk 0,1 < H1/L < 1,0 = Koeffisien kecepatan datang. = percepatan gravitasi ( = 9,8 m/dt2 ) = lebar mercu, meter. = kedalaman air hulu terhadap ambang bangunan ukur, meter. Harga koeffisien kecepatan datang dapat dicari dari gambar V.2 terdahulu. Pintu Romijn Standar.

Karena pintu Romijn ini dibuat di pabrik, maka untuk effisiensinya dibuat standar pi9ntu Romijn, dengan karakteristik seperti pada daftar berikut ini .

Fasdarsyah, ST, MT--Æ Jurusan Teknik Sipil.

120

Bangunan Air Daftar V. Standar Pintu Ukur Romijn. No.

Uraian

I

II

III

IV

V

VI

1

Lebar

0,50

0,50

0,75

1,00

1,25

1,50

2

Kedalaman maksimum aliran

0,33

0,50

0,50

0,50

0,50

0,50

3

Debit maksimum

160

300

450

600

750

900

4

Kehilangan tinggi energi.

0,08

0,11

0,11

0,11

0,11

0,11

5

Elevasi dasar dari m.air rencana

0,81 + V

1,15 + V

1,15 + V

1,15 + V

1,15 + V

1,15 + V

V = varian = 0,18 x H maksimum. Tinjauan terhadap rumus pengaliran.

Q C d C v 2/3 2/3 g b c h 1,50 1 Untuk pintu Romijn Type I, perhitungan debit menurut rumus tersebut diambil 7 % diatas debit maksimum padamuka air rencana seperti pada butir 3 daftar diatas, sehingga untuk type I adalah Q = 1,07 x 160 = 171 liter/detik. Untuk mendapatkan nilai Cd = 0,93 + 0,10 H1/L , H1 diambil sama dengan kedalaman maksimum aliran pada muka air rencana seperti pada butir 2 daftar diatas ( = 0,33 ), sedangkan besarnya L = 1,2 H 1 maksimum diambil besarnya = 1,2 x H1 dengan nilai H1 juga seperti pada butir 2 tersebut. Sehingga L didapat = 1,2 x 0,33 = 0,40 meter. Dengan demikian didapat nilai Cd = 1,01 Besarnya Cv diambil dari grafik yang besarnya tergantung dari besarnya A*, A dan C d. Besarnya A* dihitung berdasar rumus = b x h = 0,50 x 0,33 = 0,167 m2. Sedangkan besarnya A = b x ( h + p ), dimana p = 0,81 + V = 0,81 + 0,18 h = 0,81 + 0,18 x 0,50 = 0,87 meter. sehingga A = 0,50 x 0,87 = 0,602 m2. Nilai C d = 1,01 seperti dihitung diatas sehingga Cd . A* /A = 1,01 x 0,167/0,602 = 0,28 Dengan nilai ini dari Grafik didapat nilai Cv sebesar 1,03.

Q C d C v 2/3 2/3 g b c h 1,50 1,01 . 1,03 . 2/3 . 2/3 . 9,8 . 0,50 . 0,331,50 0,171 m3/detik. 1 Perhitungan kehilangan energi didasarkan atas batas moduler 0,76, sehingga h 2/h1 = 0,76 dan karena h1 = 0,33, maka h2 = 0,76 x 0,33 = 0,25 meter. Dengan demikian kehilangan energi adalah 0,33 – 0,25 = 0,008 meter. Untuk type lain, perhitungan dilakukan dengan cara yang sama hanya dengan nilai Q yang diperhitungkan diambil 5 % diatas debit maksimum aliran pada muka air rencana seperti pada butir 3 daftar diatas. Sedangkan untuk kehilangan energi didasarkan atas batas moduler = 0,78. Contoh perhitungan. Contoh perhitungan untuk pintu Romijn ini akan digabung dengan contoh perhitungan bangunan bagi yang akan dibahas kemudian, karena pintu ukur Romijn ini umumnya menjadi bagian dari bangunan bagi, yaitu untuk memngukur aliran air ke saluran tersier.

Fasdarsyah, ST, MT--Æ Jurusan Teknik Sipil.

121

Bangunan Air VI. 1.3

Pintu Ukur Cipoletti.

Alat Ukur Cipoletti merupakan penyempurnaan alat ukur ambang tajam yang dikontraksi sepenuhnya. Alat Ukur Cipoletti memiliki potongan pengontrol trapesium, mercunya horisontal dan sisisnya miring ke samping 1 vertikal banding 1/4 horisontal, seperti pada gambar di sebelah ini. Rumus Pengaliran.

Q C d C v 2/3 2/3 g b c h 1,50 1

Gambar V. 6.Dimensi Pintu Ukur Cipoletti.

dimana : Q Cd Cv g bc h1

= Debit dalam m3/detik. = Koeffisien debit ( harganya mendekati 0,63 ) = Koeffisien kecepatan datang. = percepatan gravitasi ( = 9,8 m/dt2 ) = lebar mercu, meter. = kedalaman air hulu terhadap ambang bangunan ukur, meter.

Harga koeffisien kecepatan datang dapat dicari dari gambar V.2 terdahulu, namun biasanya nilai koeffisien ini diperkirakan mendekati 1. Sehingga rumus diatas dapat disederhanakan menjadi :

Q C d C v 2/3 2/3 g b c h 1,50 0,63 . 1 . 2/3 . 2/3 . 9,8 b c h 1,50 1,073 b c h 1,50 1 1 1 Ini berarti dengan lebar ambang tetap ( dalam gambar diatas dinyatakan dengan notasi B ), maka besarnya debit tergantung dari besarnya h1. VI. 1.4

Pintu Ukur Thomson.

Seperti halnya pintu ukur Cipoletti, pintu ukur Thomson ini juga didasarkan pada prinsip aliran yang melimpah sempurna melalui mercu tajam.Hanya bedanya pada pintu ukur Thomson ambang berbentuk segitiga bukan trapesium. Besarnya debit yang dialirkan oleh pintu ukur Thomson ini adalah

Q

Ce

8 15

2 . g tan

θ 2,5 . h1 2

dimana : Q Ce T h1

= Debit yang dapat dialirkan,m3/detik. = Koeffisien debit. = Besarnya sudut V (untuk Thomson = 90o. ) = tinggi muka air dulu dari atas mercu, meter.

Fasdarsyah, ST, MT--Æ Jurusan Teknik Sipil.

Gambar V. 7. Pintu Ukur Thomson

122

Bangunan Air Besarnya Koeffisien Ce dapat diambil dari grafik V. berikut ini. Dalam penggunannya pintu ukur Thomson ini digunakan untuk mengukur air yang debitnya kecill seperti disaluran yang mengalirkan ke kebun tebu. Agar mendapat hasil yang baik, maka ukuran sekat ukur ini harus memenuhi syarat :

h1/p d 1,2 h1/B d 0,4 0,5 < h1 d 0,60 meter. p t 0,1 meter. B t 0,6 meter. Muka air hilir dibawah mercu V. Berdasar rumus diatas, maka dapat disusun daftar debit pada tiap tiap Gambar V. 8. Koeffisien debit Ce untuk pintu Thomson. ketinggian tertentu, atau juga dapat dengan memasang papan duga yang langsung menyatakan besarnya debit yang dialirkan oleh pintu ukur. -

Pintu ukur ini umumnya dibuat dari plat besi yang ditanamkan pada pasangan batu. Pada umumnya kolam olakan tidak diperlukan dalam pintu ukur type ini karena debit yang dialirkan umumnya kecil. Pintu ukur ini sering juga digunakan pada saluran kwarter atau tersier yang melayani areal yang kecil. VI. 1.5

Pintu Ukur Parshall.

Alat ukur ini adalah alat ukur yang sudah diuji secara laboratoris untuk mengukur aliran dalam saluran terbuka. Berdasar percobaan dari U.S. Soil Conservation Service, disusun 12 type pintu ukur Parshall seperti pada daftar berikut ini. Notasi huruf dalam daftar tersebut adalah nitasi huruf pada gambar berikut ini. Daftar V. Ukuran dan kapasitas Alat Ukur Parshall. Type

W

A

2/3 A

B

C

D

E

F

G

K

N

R

M

P

X

Y

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

I

0.076

0.467

0.311

0.457

0.178

0.259

0.610

0.152

0.305

0.025

0.057

0.406

0.305

0.768

0.025

Qmin

Qmaks

(ltr/dt)

(ltr/dt)

0.038

0.8

53.8

II

0.152

0.621

0.414

0.610

0.394

0.397

0.610

0.305

0.610

0.076

0.114

0.406

0.305

0.902

0.051

0.076

1.4

110.4

III

0.229

0.879

0.586

0.864

0.381

0.575

0.762

0.305

0.457

0.076

0.114

0.406

0.305

1.079

0.051

0.076

2.5

252.0

IV

0.305

1.372

0.914

1.343

0.610

0.845

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.508

0.381

1.492

0.051

0.076

3.1

455.9

V

0.457

1.448

0.965

1.419

0.762

1.026

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.508

0.381

1.676

0.051

0.076

4.2

696.6

VI

0.610

1.524

1.016

1.495

0.914

1.206

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.508

0.381

1.854

0.051

0.076

11.9

937.3

VII

0.914

1.676

1.118

1.645

1.219

1.572

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.508

0.381

2.222

0.051

0.076

17.3 1,427.1

VIII

1.219

1.829

1.219

1.794

1.524

1.937

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.610

0.457

2.711

0.051

0.076

36.8 1,922.7

IX

1.524

1.981

1.321

1.943

1.829

2.302

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.610

0.457

3.080

0.051

0.076

45.3 2,423.8

X

1.829

2.134

1.422

2.092

2.134

2.667

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.610

0.457

3.442

0.051

0.076

73.6 2,930.7

XI

2.134

2.286

1.524

2.242

2.438

3.032

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.610

0.457

3.810

0.051

0.076

84.9 3,437.6

XI

2.438

2.438

1.626

2.391

2.743

3.397

0.914

0.610

0.914

0.076

0.229

0.610

0.4...