Bendung bertangga sebagai alternatif pada perencanaan bangunan irigasi
DOI:
https://doi.org/10.31028/ji.v11.i2.91-102Kata Kunci:
bendung bertangga, kehilangan energi relatif, oksigen terlarut, aliran tenggelam, koefisien gesekanAbstrak
Bendung bertangga merupakan modifikasi dari profil standar untuk bendung tipe ogee. Aliran yang melimpas pada bendung bertangga diklasifikasikan menjadi tiga tipe, yaitu aliran bebas, aliran transisi dan aliran tenggelam. Aliran tenggelam ini lebih banyak digunakan dalam perencanaan bendung dikarenakan hampir semua pengoperasian bendung adalah untuk perhitungan debit besar. Penelitian ini bertujuan untuk menguji dan mengetahui keunggulan bendung bertangga dengan melakukan variasi perlakuan model meliputi sudut kemiringan, jumlah anak tangga dan nilai bilangan Froude. Penelitian ini dilakukan pengujian terhadap dua model tipe bendung yakni bendung ogee dan bendung bertangga pada kondisi aliran tenggelam. Untuk variasi sudut kemiringan pelimpah (θ) yang digunakan 30˚ dan 45˚, jumlah anak tangga (N) 40 dan 20 serta kedalaman kritis terhadap tinggi tangga (yc/h) berkisar
0,70 < yc/h < 3,00. Model penelitian ini menggunakan bilangan Froude (Fr) < 10. Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor gesekan Darcy Weisbach (f) untuk bendung bertangga adalah 0,311 yang mempengaruhi terhadap nilai kehilangan energi. Kadar oksigen terlarut pada aliran bendung bertangga meningkat sebesar 2,011% - 2,846%. Sedangkan nilai kehilangan energi relatif (∆E1/E0) pada bendung bertangga adalah 86,129% dan bendung ogee adalah 72,466%. Peningkatan nilai kehilangan energi relatif akan mempengaruhi terhadap panjang kolam olak di hilir bendung
Unduhan
Referensi
Baylar, A., Bagatur, T., & Emiroglu, M. (2007). Prediction of oxygen content of nappe, transition, and skimming flow regime is stepped channel chutes. Journal of Environmental Engineering and Science, 6(2), 201-208.
Baylar, A., Emiroglu, M.E., & Bagatur, T. (2009). Influence of chute slope on oxygen content in stepped Waterways. Gazi University Journal of Science, 22(4), 325-332.
Boes, R. M., & Hager, W. H. (1998). Fiber-optical experimentation in two-phase cascade flow. Dalam Proc. Intl. RCC Dams Seminar. Denver, Colorado: Schabel Engineering.
Boes, R.M., & Hager, W.H. (2003). Two-phase flow characteristics of stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering, 129(9), 661-670.
Chamani, M.R., & Rajaratnam, N. (1999). Onset of skimming flow on stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering, 125(9), 969-971.
Chanson, H. (1989). Study of air entrainment and aerator devices. Journal of Hydraulic Research, 27(23), 301 - 319.
Chanson, H. (1993). Stepped spillway flows and air entrainment. Canadian Journal of Civil Engineering, 20(3), 422-435. https:
//doi.org/10.1139/l93-057
Chanson, H. (2001). Experimental Investigation of Air Entrainment in Transition and Skimming Flows Down a Stepped Chute (Research Report No. CE 158). Australia: The University of Queensland.
Chanson, H., Yasuda, Y., & Ohtsu, I. (2002). Flow resistance in skimming flows in stepped spillways and its modelling. Canadian Journal of Civil Engineering, 29(6), 809-819. https://doi.org/10.1139/l02-083
Chanson, H. (2015). Energy Dissipation in Hydraulic Structures. London: CRC Press.
Chaudhry, M.H. (2008). Open-channel flow. New York: Springer Science & Business Media.
Chinnarasri, C., & Wongwises, S. (2006). Flow Patterns and Energy Dissipation over Various Stepped Chutes. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 132(1), 70-76. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2006)132:1(70)
Dermawan, V. (2011). Uji Model Fisik Hidraulik Perilaku Aliran dan Peredaman Energi pada Bangunan Pelimpah Bertangga. Surabaya: ITS Surabaya.
Essery, T.S., & Horner, M.W. (1978). The Hydraulic Design of Stepped Spillways (CIRIA Report No. 33). London: Construction Industry Research and Information Association.
Kells, J. (1993). Spatially varied flow over rockfill embankments. Canadian Journal of Civil Engineering, 20(5), 820-827.
Khatsuria, R. (2005). Hydraulics of Spillways and Energy Dissipators. New York: Marcel Dekker. https://doi.org/10.1201/9780203996980
Matos, J. (2000). Hydraulic Design of Stepped Spillways Over RCC Dams. Dalam Proceedings of the International Workshop on Hydraulics of Stepped Spillways (hal. 187-194). Zurich, Switzerland: A.A. Balkema.
Ohtsu, I., & Yasuda, Y. (1997). Characteristics of flow conditions on stepped channels. Dalam Proc. 27th IAHR Congress (hal. 583-588). San Francisco: ASCE.
Ohtsu, I., Yasuda, Y., & Takahashi, M. (2004). Flow characteristics of skimming flows in stepped channels. Journal of hydraulic Engineering, 130(9), 860-869.
Otto, G.P. (2006). Enhancement of Dissipation Energy on Stepped Spillway. Tshwane: Tshwane University of Technology.
Peyras, L. Royet, P., & Degoutte, G. (1992). Flow and energy dissipation over stepped gabion weirs. Journal of Hydraulic Engineering, 118(5), 707-717.
Rajaratnam, N. (1990). Skimming flow in stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering, 116(4), 587-591. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)07339429
Stephenson, D. (1991). Energy dissipation down stepped spillways. International Water Power & Dam Construction, 43(9), 27-30.
Toombes, L., & Chanson, H. (2000). Air-water flow and gas transfer at aeration cascades: A comparative study of smooth and stepped chutes. Dalam H. E. Minor & W. H. Hager (Ed.), Hydraulics of Stepped Spillways (Vol. 1, hal. 77-84). Rotterdam: A.A. Balkema.
Yasuda, Y., & Ohtsu, I. (1999). Flow resistance of skimming flow in stepped channels. Dalam Proc. 28th IAHR World Congress.
Yuwono, N. (1994). Perencanaan Model Hidraulik (Hydraulic Modelling). Yogyakarta: PAU Ilmu Teknik UGM.
Unduhan
Diterbitkan
Cara Mengutip
Terbitan
Bagian
Lisensi
Naskah dilisensikan berdasarkan Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.