Bendung labirin

Debit ambang sebanding dengan panjang mercu, jadi mercu yang dilipat zig-zag melewatkan lebih banyak air pada lebar saluran yang sama. Sampai tirainya bertemu.

simulasiBendung labirin trapesium — tampak atas dan perlipatan panjang mercu

satuanSI (m, m³/s)

L88,5 m

L/W2,95

Q88,6 m³/s

h/P0,400

lembarHS-02rev A

masukan

Sim	Besaran	Nilai
h	Tinggi muka air di atas mercu	0,80m
P	Tinggi mercu	2,0m
W	Lebar saluran	30m
N	Banyaknya siklus	6
B	Panjang siklus searah aliran	6,0m

kondisi contoh

hasil

2,23 ×

Sim	Besaran terhitung	Nilai
Q	Debit labirin	88,56m³/s
—	Keuntungan terhadap bendung lurus	2,230×
Ql	Debit bendung lurus selebar sama	39,71m³/s
L	Panjang mercu seluruhnya	88,55m
L/W	Perlipatan panjang mercu	2,952
h/P	Perbandingan h terhadap P	0,4000
α	Sudut dinding sisi	11,77°

yang perlu diperhatikan

Mercunya 2,95 kali lebih panjang daripada lebar salurannya, tetapi debitnya hanya 2,23 kali debit bendung lurus. Pada sepertiga tinggi muka air ini keuntungannya justru 2,74 kali. Selisih kedua angka itulah seluruh persoalan perancangannya: panjang mercu berlipat dengan murah, tetapi koefisiennya turun ketika tinggi muka air naik, dan keduanya bekerja berlawanan. Melipatduakan jumlah siklus di sini akan memberi 4,02 kali sambil menurunkan sudut dinding sisi ke 5,9 derajat, dan sudut yang lebih kecil membuat tirainya bertemu lebih awal.

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 diperiksa	Jenis	Acuan	Nilai acuan	Hitungan	Selisih
Panjang mercu tidak pernah lebih pendek daripada lebar saluran	Sifat matematis	Sifat geometri denah trapesium	1	1	nol
Perlipatan panjang mercu sama dengan panjang mercu dibagi lebar saluran	Sifat matematis	Definisi perlipatan	2,951530	2,951530	nol
Siklus yang lebih banyak memberi mercu yang lebih panjang	Perilaku	Perilaku yang harus berlaku pada denah zig-zag	1	1	nol
Keuntungan labirin menyusut ketika tinggi muka air naik	Perilaku	Tullis dkk. (1995), penurunan koefisien terhadap h/P	1	1	nol
Debit labirin sama dengan koefisien dikali panjang mercu dikali h pangkat satu setengah	Konsistensi silang	Bentuk baku rumus ambang, diperiksa pada susunannya sendiri	88,56081m³/s	88,56081m³/s	nol
Gangguan antar tirai ditandai di atas h per P sama dengan 0,9	Perilaku	Batas kelayakan yang lazim dipakai pada rancangan labirin	1	1	nol

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

dasar perhitungan

L = N (2√(B² + (w/4)²) + w/2)w =WN

Q = Cd L h^1,5Cd = Cd₀(1 − 0,55h/P0,9)

tirai bertemu di atas h/P sama dengan 0,9

Gagasan bendung labirin dapat dikatakan dalam satu kalimat: debit ambang sebanding dengan panjang mercu, jadi lipat mercunya zig-zag dan panjangnya berlipat tanpa menambah lebar saluran. Yang membuatnya tidak sesederhana itu adalah apa yang terjadi pada tinggi muka air besar. Tirai yang jatuh dari dinding sisi kiri dan kanan sebuah siklus saling mendekat, dan begitu keduanya bertemu di tengah, ruang untuk udara di bawah tirai hilang dan tirai saling menekan. Sejak titik itu tambahan panjang mercu berhenti berguna. Akibatnya bagi perancangan cukup tajam: keuntungan labirin paling besar pada debit kecil dan paling kecil pada debit banjir, padahal debit banjirlah alasan orang membangunnya. Perhatikan pula peran sudut dinding sisi. Siklus yang banyak dan sempit memberi perlipatan panjang yang besar tetapi sudut dinding yang kecil, dan sudut kecil itulah yang membuat tirainya bertemu lebih awal. Geser jumlah siklus dari ujung ke ujung sambil memperhatikan sudut dinding di tabel hasil.

rujukan

01Tullis, J.P., Amanian, N. & Waldron, D. (1995). Design of labyrinth spillways. Journal of Hydraulic Engineering, vol. 121.
02Falvey, H.T. (2003). Hydraulic Design of Labyrinth Weirs. ASCE Press.
03Crookston, B.M. & Tullis, B.P. (2013). Hydraulic design and analysis of labyrinth weirs. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, vol. 139.
04Lux, F. & Hinchliff, D. (1985). Design and construction of labyrinth spillways. 15th ICOLD Congress.