44

VII. ALIRAN MELALUI WEIR / BENDUNG

A. PENGERTIAN.

Weir adalah suatu struktur beton atau pasangan batu yang dibangun melintang sungai untuk

menaikkan muka air.

Tipe-Tipe Weir :

a). Menurut bentuk

- Bentuk segi empat (Rectangular Weir)

- Bentuk segi tiga (Triangular Weir)

- Bentuk trapezium (Cippoletti Weir)

b). Menurut keadaan aliran

- Mengalir bebas (Treely Dishcarging Weir)

- Bendung tenggelam (Submerged Weir)

c). Menurut bentuk ambang (puncak)

- Ambang tajam (Sharp Crested Weir)

- Ambang lebar (Broad Crested Weir)

- Ambang pendek/tipis (Narrow Crested Weir)

- Bendung Ogee (Ogee Sharp Weir)

- Bendung Mercu Bulat.

d). Menurut Efek Kontraksi

- Ada kontraksi/penyempitan (Contracted Weir)

- Tanpa kontraksi (Suppresed Weir).

Mekanika Fluida – Ir. Asnah Abu

45

B. ALIRAN MELALUI BENDUNG SEGI EMPAT.

Bila kecepatan aliran dihulu bendung (Vap) tidak diperhitungkan, maka tinggi energi akibat

kecepatan (ha) sama dengan 0.

dQ = Cd . dA . V = Cd . L . dh . √2gh

Q = Cd . L . √2g ∫0

H

h1/2 . dh

Q = 23 . Cd . L . √2 g . H3/2

Bila kecepatan aliran dihulu bendung (Vap) diperhitungkan maka :

a. Tanpa kontraksi,

Q = 2

3 . Cd . L . √2g . ( H13 /2− h

a3/2 ) dimana H1 = H + ha ; ha =

Vap2

2g

Mekanika Fluida – Ir. Asnah Abu

46

b. Terdapat kontraksi dengan n = jumlah kontraksi :

Q = 23 . Cd . √ 2 g . ( L− 0,1 n . H1 ) . (H

13/2− ha3/2)

Rumus ini disebut rumus Francis.

dimana :

ha =

Vap2

2g

V ap = QB . (Z + H )

→ B = lebar saluran

V ap = QL . (Z + H )

→ utk n = 0 ; L = B

V ap = Q(L− 0,1 . n . H1 ) . (Z + H )

→ utk n≠ 0

c. Rumus empiris, untuk bendung / weir yang :

Panjangnya : 3,5 ft s/d 17 ft,

Head (H) : 0,6 ft s/d 1,6 ft

Koef Cd : 0,623

Didapat : 23 Cd . √ 2 g = 3 ,33 (satuan inggris ) atau = 1 ,84 (SI )

Sehingga rumus Francis menjadi :

Q = 3 ,33 . (L− 0,1 .n . H1) . (H13/2− h

a3/2) cfs

Q = 1 ,84 . (L− 0,1 .n . H1 ) . (H13 /2− h

a3/2 )m3

dt

C. ALIRAN MELALUI CIPPOLETTI WEIR

Q = Q1 + Q2 dimana : Q1 = debit melalui persegi panjang

Mekanika Fluida – Ir. Asnah Abu

1

414O H

L

o24

12 14tg

47

Q2 = debit melalui segi tiga

Rumus umum :

Q = 23

. Cd . √2g . (H3 /2− ha3/ 2 )

Bila Vap tidak diperhitungkan (ha = 0), maka didapat :

Q = 23

. Cd . √2g . H 3/2 . L

Untuk Cippoletti weir dimana Cd = 0,63, maka didapat :

Q = 3 ,37 L . H3/2 cfs atau

Q = 1 ,86 L . H3 /2 m3

dt

Bila Vap diperhitungkan dimana ha =

Vap2

2 g , maka :

Q = 3 ,37 L . (H3 /2− ha3/2 ) cfs atau

Q = 1 ,86 L . (H3/2− ha3/2 ) m3

dt

D. ALIRAN MELALUI AMBANG LEBAR.

V = √2g (H−h ) dimana : ( H – h ) adalah perbedaan tinggi muka air

antara hulu dan hilir bendung.

Q = cd . A . V = cd . (L . h) . √2g (H−h )

Agar debit maksimum, maka :

dQdh

= 0

Mekanika Fluida – Ir. Asnah Abu

48

cd . L . √2 g . (√(H−h ) −h

2 √(H−h) ) = 0

√(H−h) = h2 √(H−h )

h=2¿

h = 23 H

Qmaks = cd . L . 23 H . √2g . 1

3 H

=

23 √ 2g

3. cd . L . H3/2

Qmaks=3,09 . cd . L. H3 /2

Bila V ap (kecepatan dihulu bendung) diperhitungkan maka :

Qmaks = 3 ,09 . cd . L . H13/2 → ft 3

s

Qmaks=1,71.cd . L. H 13 /2(m

3

dt)

dimana : * H1 = H + ha

* ha =

Vap2

2g

E. BENDUNG TENGGELAM.

Mekanika Fluida – Ir. Asnah Abu

49

Q = Q1 + Q2 dimana

Q1 = 23

. cd1. L . √2 g . (H1− H2)

3 /2

→ Debit melalui weir discharging free

Q2 = cd2. L . H2 . √2g . (H1− H 2)

1 /2

→ Debit melalui Broad Crested Weir

Bila V ap (kecepatan dihulu bendung) diperhitungkan maka :

Q1 = 23

. cd1. L . √2g . {(H 1−H 2 +

V ap2

2 g )3/2

− (V ap2

2g )3 /2}

Q2 = 23

. cd2. L . H 2 . √2g . {(H 1−H2+

V ap 2

2g )1/2

− (V ap2

2g )1/2}

Mekanika Fluida – Ir. Asnah Abu