Contoh Soal Desain Saluran Terbuka Tanpa Lapisan
Soal
Sebuah kanal tanpa lapisan yg digali dalam lempung keras, direncanakan akan membawa debit Q sebesar 13,15 m3/s dengan kemiringan sederhana/dasar kanal S0 = 0,002. Untuk dimensi penampang, memakai metode kecepatan maksimum yg diijinkan. Rencanakan dimensi kanal tersebut!
Analisa
Menentukan nilai m
Gunakan berikut sbg petunjuk,
Material | m |
Batu | 0 – 0,25 |
Beton | 0,50 |
Lempung keras | 1,0 |
Lempung lunak | 1,5 |
Tanah berpasir lepas | 2,0 |
Pasir, lempung berpasir | 3,0 |
Sumber : Chow (1959), Chaundry (1993), dan Bankston and Baker (1995) dalam Askan (2006)
Bersederhana/dasarkan data dalam tabel diambil nilai m = 1,5 (lebih kecil dari kemiringan maksimum yg direncanakan) untuk lempung keras.
Menentukan nilai n
Bersederhana/dasarkan tabel berikut,
Bahan Material Saluran | Koefisien | |||||
Kekasaran Manning (n) | ||||||
Beton | 0,013 – 0,015 | |||||
Riprap dengan spesi | 0,028 – 0,040 | |||||
Semen tanah | 0,020 – 0,025 | |||||
Aspal | 0,016 – 0,018 | |||||
Tanah | 0,020 – 0,023 | |||||
Batu pecah | 0,025 – 0,045 | |||||
didapatkan nilai n = 0,020.
Menenentukan kecepatan maksimum Aliran.
Dan dari Tabel berikut,
Material orisinil saluran | Vmaks (m/s) |
Pasir halus | 0,6 |
Pasir kasar | 1,2 |
Kerikil halus (d50<20 mm="" o:p=""> |
1,8
Lumpur berpasir
0,6
Lempung lumpur
1,0
Lempung
1,8
Rumput Bermuda pada pasir berlumpur
1,8
Rumput Bermuda pada lempung lumpur
2,4
Rumput biru Kentucky pada pasir berlumpur
1,5
Rumput biru Kentucky pada lempung lumpur
2,1
Batuan endapan
3,0
Batu pasir halus
2,4
Serpihan lunak
1,0
Batuan beku
6,0
Vmaks = 1,8 m/s.
Penyelesaian
Menghitung nilai R atau jari-jari hidraulik.
Hitung R dengan memakai Kemudian gunakan Persamaan berikut
Mengitung nilai A dan P
Sehingga dihasilkan berikut:
Menghitung Nilai h dan b
Sekarang, bersederhana/dasarkan nilai – nilai yg telah dihasilkan, dengan m = 1,5, akan didapatkan dua persamaan untuk menghitung nilai h dan b,
A = (b + mh)h ® (b +1,5h)h = 7,32
Dengan melihat kedua persamaan di atas, terdapat dua nilai yg tidak diketahui, yaitu h dan b. Dari persamaan kedua didapatkan nilai b =10,17 -3,61h . Substitusi
nilai b ini ke dalam persamaan yg pertama, lalu disederhanakan, didapatkan persamaan gres sbg berikut
2,11h2 -10,17h + 7,32 = 0 | |
Persamaan ini mempunyai dua nilai : h1 = 0,88 m dan h2 = 3,94 m. | |
Nilai h1 | akan menghasilkan lebar sederhana/dasar saluran b =10,17 - 3,61(0,88)= 7,00 m dan |
nilai h2 | akan menghasilkan b =10,17 - 3,61(3,94)= -4,05 m. Sehingga dapat |
disimpulkan bahwa nilai h yaitu 0,88 m alasannya yaitu nilai b negatif yaitu mustahil terjadi. Juga yg perlu dicatat bahwa tidak diharapkan modifikasi penampang alasannya yaitu h = 0,88 m < 1,0 m.
Secara alternatif, sanggup juga memakai Persamaan di bawah untuk memilih nilai h dan b sbg berikut.
Mengecek Nilai Froude
Berikutnya akan dicek apakah angka Froude mendekati nilai kritis atau 1,0.
B = b + 2mh = 7,0 + 2.(1,5).0,88 = 9,64 m
Nilai ini mengindikasikan bahwa di bawah kondisi debit desain, anutan tidak akan mendekati kondisi kritis.
Menghitung Nilai Freeboard
Akhirnya, hitung nilai freeboard dengan memakai Persamaan di bawah. Asumsikan variasi nilai C yaitu linier, sehingga untuk Q = 13,15 m3/s, C = 0,54 (dengan cara interdesainsi).
Hasil Hitungan total dan gambar skema Saluran
Jadi kedalaman total dari kanal yaitu 0,88 + 0,69 =1,57 m, lalu lebar pecahan atas dari kanal yaitu b + 2m(h + F )= 7,0 + 2.(1,5).(0,88 + 0,69)=11,70 m. Hasil dari keseluruhan perhitungan digambarkan yg sanggup dilihat sbg berikut.
 |
| Gambar Penampang Melintang Saluran. |
Setidaknya ibarat diataslah Cara atau Contoh perhitungan dalam Mendesain sebuah saluran. Semoga ini Bermanfaat bagi yg membacanya. Terimakasih. Syalom.