Lompat ke konten
HidroLablaboratorium hidraulika interaktif
/

Aliran masuk lateral

Air masuk di sepanjang saluran, bukan hanya di ujungnya. Debitnya bertambah setiap meter, dan muka airnya naik lebih tinggi daripada yang diperkirakan dari debit akhir saja, karena air yang baru masuk harus ikut dipercepat.

simulasiDebit bertambah sepanjang saluran — saluran persegi prismatis
satuanSI (m, m³/s)
Q₀4,0 m³/s
Q_L14,0 m³/s
q*20 l/s·m
skalapelebihan tegak 94×
lembarOC-12rev A

verifikasi

6 dari 6 pemeriksaan lolos

Nilai acuan berasal dari luar aplikasi ini. Kolom hitungan dievaluasi saat halaman digambar, jadi tabel ini ikut berubah bila modelnya berubah.

Yang diperiksaJenisAcuanNilai acuanHitunganSelisih
Tanpa aliran masuk, persamaannya kembali menjadi aliran berubah lambatKonsistensi silangChow (1959) Bab 12 memuat Bab 9 sebagai kasus khususnya0,000888270,00088827nol
Penelusuran tanpa aliran masuk berhimpit dengan penelusuran biasaKonsistensi silangDua penyelesai yang harus memberi profil yang sama2,045171m2,045171mnol
Energi minimum di ujung hilir sama dengan satu setengah kali kedalaman kritisNilai terbitanHasil tertutup untuk penampang persegi, Chow (1959) Bab 31,392003m1,392003mnol
Debit di ujung hilir sama dengan debit masuk ditambah seluruh aliran lateralSifat matematisKekekalan massa, dihitung dengan tangan14,00000m³/s14,00000m³/snol
Suku aliran masuk lateral selalu menurunkan kemiringan muka airPerilakuAir yang masuk dari samping harus dipercepat oleh aliran yang sudah ada11nol
Kedalaman normal saluran sangat lebar, dibanding rumus tertutupNilai terbitanRumus saluran sangat lebar, Chow (1959) Bab 61,5251m1,5261m0,061%
  • Kedua penyelesai memakai Runge-Kutta orde empat, tetapi yang satu membagi langkahnya lagi secara adaptif. Sisa selisihnya sebesar galat pemotongan langkah, bukan perbedaan persamaan.
  • Saluran uji lebarnya 2.000 m, sehingga jari-jari hidroliknya belum persis sama dengan kedalaman.

Seluruh pemeriksaan ini juga tersedia sebagai berkas uji yang dapat dijalankan sendiri dengan perintah npm test.

dasar perhitungan

dydx=S₀ − Sf − 2 Q q* / (g A²)1 − Fr²
Q(x) = Q₀ + q* xsuku ketiga di pembilang hilang bila q* nol

Persamaannya sama dengan aliran berubah lambat kecuali satu suku tambahan di pembilang, dan suku itulah seluruh isi lembar ini. Air yang masuk dari samping datang tanpa membawa momentum searah saluran, sehingga ia harus dipercepat oleh aliran yang sudah ada, dan biaya percepatan itu diambil dari tinggi tekan. Akibatnya muka air selalu lebih tinggi daripada seandainya debit yang sama mengalir tanpa penambahan di sepanjang jalan. Garis putus panjang pada gambar memperlihatkan perbandingannya: itulah profil yang keluar bila debit di setiap penampang dihitung dengan benar tetapi suku percepatannya dilupakan, yaitu hitungan yang paling lazim dikerjakan orang. Debit di kedua profil sama persis di setiap penampang, sehingga selisih di antara keduanya bukan pengaruh gesekan dan bukan pula pengaruh bertambahnya debit, melainkan murni biaya mempercepat air yang baru masuk. Dalam perancangan saluran drainase tepi jalan dan saluran pembuang, selisih itulah yang menentukan tinggi jagaan, dan mengabaikannya membuat saluran tampak cukup di atas kertas tetapi melimpah di lapangan.

rujukan

  1. 01Chow, V.T. (1959). Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill. Bab 12, aliran berubah beraturan dengan debit bertambah.
  2. 02Henderson, F.M. (1966). Open Channel Flow. Macmillan. Bab 7.
  3. 03Yen, B.C. & Wenzel, H.G. (1970). Dynamic equations for steady spatially varied flow. Journal of the Hydraulics Division, ASCE.
  4. 04US Federal Highway Administration (2013). Urban Drainage Design Manual, HEC-22, edisi ke-3.