BANGUNAN PEMBAWA

A. Pendahuluan
    Dalam saluran terbuka, ada berbagai bangunan yang digunakan untuk membawa air dari satu ruas hulu ke ruas hilir. Bangunan-bangunan ini bisa dibagi menjadi dua kelompok sesuai jenis aliran hidrolisnya  yaitu:
(i)    bangunan-bangunan dengan aliran subkritis, dan
(ii)    bangunan-bangunan dengan aliran superkritis.

B. Kelompok Subkritis
1. Perencanaan Hidrolis
a.    Kecepatan di bangunan pembawa
Untuk membatasi biaya pelaksanaan bangunan pembawa subkritis, kecepatan aliran di bangunan tersebut dibuat lebih besar daripada kecepatan di ruas saluran hulu maupun hilir.
Untuk menghindari terjadinya gelombang-gelombang tegak di permukaan air dan untuk mencegah agar aliran tidak menjadi kritis akibat berkurangnya kekasaran saluran atau gradien hidrolis yang lebih curam, maka bilangan Froude dari aliran yang dipercepat tidak boleh lebih dari 0,5.

Dengan istilah lain,

dimana :
Fr     = bilangan Froude
va    = kecepatan rata – rata dalam bangunan, m/dt
g    = percepatan gravitasi, m/dt3 ( 9,8)
A    = luas aliran, m2
B    = lebar permukaan air terbuka, m

Kecepatan aliran rata – rata di saluran pembawa terbuka dapat dihitung dengan persamaan Strickler/ Manning.

Untuk pipa sipon beraliran penuh, lebar permukaan air sama dengan nol, jadi bilangan Froude tidak bisa ditentukan. Kecepatan yang diizinkan di dalam pipa diakibatkan oleh optimasi ekonomis bahan konstruksi, biaya, mutu konstruksi dan kehilangan tinggi energi yang ada. Untuk sipon yang relatif pendek, biasanya kecepatan alirannya kurang dari 2 m/dt.


2. Kehilangan Akibat gesekan
Kehilangan energi akibat gesekan dapat dihitung dengan persamaan berikut   

dimana :
Hf    = kehilangan akibat gesekan, m
v    = kecepatan dalam bangunan, m/dt
L    = panjang bangunan, m
R    = jari – jari hidrolis,m (A/P)
A    = luas basah, m²
P    = keliling basah, m
C    = koefisien Chezy (=k R1/6)
k    = koefisien kekasaran Strickler, m1/3/dt (lihat tabel 5.1)
g    = percepatan gravitasi, m/dt² ( 9,8)

Tabel Harga-Harga K

3. Kehilangan energi pada peralihan

Untuk peralihan dalam saluran terbuka di mana bilangan Froude aliran yang dipercepat tidak melebihi 0,5, kehilangan energi pada peralihan masuk dan peralihan keluar Hmasuk atau Hkeluar dinyatakan mamakai rumusan Borda :

dimana :
faktor kehilangan energi yang bergantung kepada bentuk hidrolis peralihan dan apakah kehilangan itu pada peralihan masuk atau keluar

va                        :    kecepatan rata – yang dipercepat dalam bangunan pembawa, m/dt
v1’ v2                 :    kecepatan rata – rata di saluran hulu (v1) atau hilir (v2), m/dt

Harga-harga faktor kehilangan energi untuk peralihan yang biasa dipakai dengan permukaan air bebas diperlihatkan pada Gambar  Faktor-faktor yang diberikan untuk perencanaan-perencanaan ini tidak hanya berlaku untuk gorong-gorong, tetapi juga untuk peralihan talang dan saluran flum pembawa.

Dalam hal ini ada tiga tipe peralihan yang dianjurkan. Anjuran ini didasarkan pada kekuatan peralihan, jika bangunan dibuat dari pasangan batu. Jika peralihan itu dibuat dari beton bertulang, maka akan lebih leluasa dalam memilih tipe yang dikehendaki, dan pertimbangan – pertimbangan hidrolik mungkin memainkan peranan penting.

Bila permukaan air di sebelah hulu gorong-gorong sedemikian sehingga pipa gorong – gorong itu mengalirkan air secara penuh, maka bangunan ini biasa disebut sipon. Aliran penuh demikian sering diperoleh karena pipa sipon condong ke bawah di belakang peralihan masuk dan condong ke atas lagi menjelang sampai di peralihan keluar.

Kehilangan peralihan masuk dan keluar untuk sipon seperti ini, atau saluran pipa pada umumnya, lain dengan kehilangan untuk peralihan aliran bebas.

Koefisien kehilangan tinggi energi untuk peralihan – peralihan dari bentuk trapesium ke segi empat dengan permukaan air bebas (dan sebaliknya) (dari Bos dan Reinink, 1981 ; dan Idel’cik, 1960)

Koefisien kehilangan tinggi energi untuk peralihan – peralihan dari saluran trapesium ke pipa dan sebaliknya (menurut Simons, 1964 dan Idel’cik, 1960)