Modifikasi Persamaan Empiris Distribusi Keceoatan Aliran Membelok 180 Derajat

CAHYADI EFINDI, Prof. Dr. Ir. Bambang Yulistiyanto, Prof. Dr. Ir. Bambang Agus Kironoto

2017 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Informasi mengenai aliran pada belokan sangat diperlukan dalam perencanaan bidang keaiaran, karena aliran pada belokan sangat kompleks. Adanya aliran sekunder mengakibatkan perbedaan elevasi muka air pada sisi luar (outer bank) dan sisi dalam (inner bank) dimana sirkulasi aliran akibat gaya sentrifugal mengakibatkan aliran bergerak ke sisi dalam di lapis bawah dan keluar pada lapis atas. Fenomena ini menjadi topik menarik bagi para peneliti yang menghasilkan berbagai persamaan distribusi kecepatan aliran pada belokan. Penelitian ini dititik beratkan pada uji validitasi dan modifikasi persamaan empiris perhitungan distribusi kecepatan longitudinal dan distribusi kecepatan transversal dengan data eksperimental Sumiadi 2014. Data eksperimen menggunakan flume yang membelok 180����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������° dengan lebar 0,5 m, tinggi 0,4 m, jari jari belokan di tengah (Rm) 1,25 m dengan panjang saluran lurus di hulu sebelum belokan (approach flow) 8 m sedangkan di hilir 6 m dengan alat ukur ADV untuk dua kondisi dasar rata (fixed bed) dan dasar tergerus (erodibel bed). Hasil penelitian menunjukkan profil distribusi kecepatan longitudinasl (Us) dasar rata maupun dasar tergerus menujukkan kecepatan maksimum pada awal belokan berada pada permukaan dan semakin mendekati dasar seiring bertambahnya sudut belokan. Kecepatan transversal memotong sumbu y (z/h) atau Vs = 0 pada z/h =0.37 dan z/h = 0.29 yang meningkat sampai C60 kemudian semakin mendekati dasar sampai C180. Profil distribusi kecepatan dengan persamaan empiris memiliki tren kesesuaian yang kurang baik dimana fungsi kelengkungan sangat mempengaruhi kesesuaian persamaan modifikasi. Penyimpangan persamaan modifikasi pada as saluran dengan SE berkisar antara 0.08-0.09 dan 0.09-0.10, SE minimum ditunjukkan oleh persamaan Mozaffari modifikasi sebesar 0.09 dengan reduksi SE 42.92% dan 60.45% untuk dasar rata dan dasar tergerus. Absolut Error (AE) persamaan modifikasi berkisar antara 0.025 - 0.030 dan 0.025 - 0.033 untuk dasar rata dan dasar tergerus., AE minimum dan tren yang paling mendekati profil data eksperimen ditunjukkan oleh persamaan Kikkawa modifikasi dengan AE sebesar 0.025 dengan penurunan AE masing-masing 89.57% dan 89.30% untuk dasar rata dan dasar tergerus.

Information of river bend flow was necessary in hydrological planning because it was very complex. The presence of secondary flow resulted in the difference in water surface elevation in outer bank and inner bank in which the circulation of the flow resulting from centrifugal power caused the flow to lower layer of the inner bank and to upper layer of the outer bank. The phenomena became interesting topic for researchers who formulated various flow velocity distribution equations of the river bend. The study put the emphasis on validation test and empirical equation of longitudinal velocity distribution calculation and transversal velocity distribution with Sumadi experimental data in 2014. Experimental data with flume that bent 180����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������°, 0.5 m width, 0.4 m height, 1.25 m central radius (Rm) with 8 m approach flow, a straight upper stream channel before the bend and 6 m straight lower stream measured using ADV for fixed bed and erodible bed. The results of the study showed that the distribution profile of the longitudinal velocity (Us) of the fixed bed and the erodible bed was indicative of maximum velocity at the beginning of the bend on the surface and increasingly closer to the bed with the increase in the bend angle. The transversal velocity crossing axis y (z/h) or Vs = 0 at z/h = 0.37 and z/ = 0.29, which increased up to C60 and then increasingly closer to the bed at C180. The velocity distribution profile calculated using empirical equation had worse conformity in which curvature function had significant impact on modified equation conformity. The deflection of the modified equation in the channel axis with SE that ranged from 0.08-0.09 and 0.09-0.19, while minimum SE was shown by Mozaffari modified equation, which was 0.09 with the reduction of the SE of 42.92% and 60.45% for fixed bed and the erodible bed. The modified equation of absolute error (AE) ranged from 0.025-0.030 and 0.025-0.033 for the fixed bed and the erodible bed, while the minimum AE had the closed trend to the experimental data profile as shown using Kikkawa modified equation with the AE of 0.025 and the decrease in the AE of 89.57% and 89.30% for the fixed bed and the erodible bed, respectively.

Kata Kunci : Persamaan Empiris, Persamaan Modifikasi, Fungsi Kelengkungan