Lompat ke konten
HidroLablaboratorium hidraulika interaktif
/

Pengukuran pengenceran garam

Pada sungai berbatu yang penampangnya berubah setiap beberapa meter, debit tidak diukur melainkan dihitung dari luas di bawah kurva kepekatan. Bentuk kurvanya boleh apa saja, karena yang menyimpan debitnya bukan bentuk melainkan luas.

simulasiAwan tracer di penampang ukur — penyuntikan sesaat
satuanSI (m³/s, mg/l)
M2,00 kg
Q1,200 m³/s
Kepekatan puncak17,9 mg/l
Panjang pencampuran yang disyaratkan100 m
lembarFM-05rev 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
Luas di bawah kurva mengembalikan debit yang dipakai membuatnyaPulang pergiISO 9555, cara penyuntikan sesaat1,20000m³/s1,20013m³/s0,011%
Cara laju tetap memberi debit yang sama dengan cara penyuntikan sesaatKonsistensi silangISO 9555 memuat kedua cara, dan keduanya harus sepakat1,200000m³/s1,200000m³/snol
Sebaran yang lebih besar melebarkan kurva tetapi tidak mengubah luasnyaSifat matematisKekekalan massa: seluruh garam yang disuntikkan pasti lewat1,20013m³/s1,20150m³/s0,114%
Waktu tempuh sama dengan jarak dibagi kecepatan rata-rataSifat matematisKinematika, dihitung dengan tangan150,0000s150,0000snol
Sebaran yang lebih besar menurunkan kepekatan puncakPerilakuPerilaku yang harus berlaku: massa tetap, kurva melebar11nol
Massa yang disuntikkan dua kali lipat memberi kepekatan dua kali lipatSifat matematisKelinieran persamaan sebaran terhadap massa35,7389mg/l35,7389mg/lnol
  • Kurvanya dibuat dari penyelesaian sebaran lalu luasnya dijumlahkan dengan aturan trapesium pada rentang waktu yang berhingga. Ekor kurva yang terpotong dan lebar pias itulah sisa selisihnya.
  • Kurva yang lebih lebar memotong ekornya sedikit berbeda pada rentang waktu yang dipilih, dan itu satu-satunya sumber selisihnya.

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

dasar perhitungan

Q =M∫ (c − c₀) dtQ = qc₁ − c₂c₂ − c₀
c(t) =M / A√(4 π D t)exp( −(L − u t)² / (4 D t) )

Cara ini dipakai justru pada sungai yang tidak mungkin diukur dengan cara biasa: berbatu, berarus deras, dan penampangnya berubah setiap beberapa meter. Kekuatannya terletak pada satu kenyataan yang mudah terlewat. Yang menentukan hasilnya bukan bentuk kurva melainkan LUAS di bawahnya, dan luas itu sama dengan massa yang disuntikkan dibagi debitnya, apa pun yang terjadi pada awan garam di perjalanan. Sebaran memanjang boleh besar atau kecil, sungai boleh berkelok, arus boleh berputar di balik batu: semuanya mengubah bentuk kurvanya tetapi tidak mengubah luasnya, karena seluruh garam yang disuntikkan pasti lewat. Garis khayal pada gambar memperlihatkan hal itu langsung, yaitu kurva pada sebaran tiga kali lebih besar yang jauh lebih pendek dan lebar tetapi luasnya sama. Konsekuensinya, koefisien sebaran tidak perlu diketahui sama sekali untuk mengukur debit, dan itu sebabnya cara ini bekerja di tempat yang persamaannya sendiri tidak dapat diselesaikan. Satu syarat tetap mengikat, dan pelanggarannya tidak akan terlihat pada hasil: garam harus sudah bercampur merata di seluruh penampang sebelum sampai ke alat ukur.

rujukan

  1. 01ISO 9555. Measurement of liquid flow in open channels — Tracer dilution methods.
  2. 02Day, T.J. (1977). Field procedures and evaluation of a slug dilution gauging method in mountain streams. Journal of Hydrology, New Zealand.
  3. 03Fischer, H.B. dkk. (1979). Mixing in Inland and Coastal Waters. Academic Press.
  4. 04Moore, R.D. (2005). Slug injection using salt in solution. Streamline Watershed Management Bulletin.