ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)
ANALISIS ENERGI SPESIFIK PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Suhudi 1) , Arga Pandawa 2)

## Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Tribhuwana Tunggadewi
Alamat : Jl. Telaga Warna Tlogomas Malang Jawa Timur 65144 e-mail: suhudisuhudi@yahoo.co.id No. HP 0818-531-512

## ABSTRAK
Aliran saluran terbuka adalah aliran di saluran dimana air mengalir dengan muka air bebas.  Kajian  tentang  perilaku  aliran  dikenal  dengan  mekanika  fluida (fluid mechanis ).  Salah  satu  klasifikasi  aliran  melalui  saluran  terbuka  disebut  seragam (uniform) yaitu  apabila  berbagai  jenis  aliran  seperti  kedalaman,  tampang  basah, kecepatan dan debit pada setiap tampang di sepanjang aliran adalah konstan.  Tujuan penelitian ini adalah untuk  mengetahui  kondisi  dari pengaruh panjang ambang lebar terhadap  energi  spesifik  yang  dihasilkan.  Pengumpulan  data  yang  dilakukan  yaitu dengan mencatat hasil volume (V), waktu (T), tinggi air di hulu (h) dan di hilir (h’) pada  tabung  hidrolik.  Data  yang  sudah  didapatkan  kemudian  akan  dilanjutkan  ke tahap  analisa  data.  Analisa  yang  dimaksud  adalah  untuk  mendapatkan  Q  (debit),  h (hulu) dan h’(penambahan ambang dengan variasi lebar 10 cm, 20 cm, dan 30 cm). Setelah  itu  dianalisa  untuk  mendapatkan  bilangan  Froude,  energi  spesifik  dan  jenis aliran  yang  terjadi  akibat  ambang.  Penelitian  ambang  lebar  saluran  terbuka  dengan menggunakan  3  variasi  debit  (4,62  x  10 -3 m 3 /det;  3,24  x  10 -3 m 3 /det;  1,78  x  10 -3 m 3 /det) dan 3 variasi ambang (panjang 10 cm, 20 cm, dan 30 cm). Hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa bentuk penampang ambang lebar yang menghasilkan aliran yang efisiensi yaitu ambang lebar dengan panjang 10 cm pada aliran Q 3 ditinjau dari bilangan Froude ˂ 1 yaitu : 0,210 dan kehilangan energi lebih kecil yaitu : 0,068 dan termasuk kategori aliran subkritis.

## Kata kunci :  energ spesifik, panjang ambang lebar, aliran saluran terbuka

## ABSTRACT
An open channel is a channel through which water flows with a free water level. The study  of  flow  behavior  is  known  as  fluid  mechanics.  The  classification  of  flow through an open channel is called uniform (uniform), that is, when the various types
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)
ANALISIS ENERGI SPESIFIK PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
of flow such as depth, wet face, velocity and discharge at each face along the flow are constant. This is to determine the condition of the effect of the wide threshold length on  the  specific  energy  produced.  Data  collection  is  done  by  recording  the  results  of volume  (V),  time  (T),  water  level  upstream  (h)  and  downstream  (h  ')  on  hydraulic tubes.  The  data  that  has  been  obtained  will  then  proceed  to  the  data  analysis  stage. The  analysis  in  question  is  to  obtain  Q  (discharge),  h  (upstream)  and  h  '(additional thresholds  with  a  wide  variation  of  10  cm,  20  cm,  and  30  cm).  After  that,  it  is analyzed to get Froude's number, specific energy and type of flow that occurs due to the  threshold.  Research  the  threshold  of  open  channel  width  using  3  variations  of discharge (4.62 x 10-3 m3/s; 3.24 x 10-3 m3/s; 1.78 x 10-3 m3/s) and 3 variations of the threshold (length 10 cm, 20 cm, and 30 cm). The results of the discussion can be concluded that the cross-sectional shape of the wide threshold that produces efficient flow  is  a  wide  threshold  with  a  length  of  10  cm  in  Q3  flow  in  terms  of  the  Froude number 1, namely: 0.210 and the energy loss is smaller, namely: 0.068 and belongs to the category of subcritical flow.

## Key word: specific energy, wide threshold length, open channel flow

## PENDAHULUAN
Alat ukur ambang lebar adalah bangunan aliran atas ( over flow ), untuk ini tinggi energi hulu  lebih  kecil  dari  panjang  mercu.  Karena  pola  aliran  diatas  alat  ukur  ambang  lebar dapat ditangani dengan teori hidrolika yang sudah ada sekarang, maka bangunan ini bisa mempunyai bentuk yang berbeda-beda, sementara debitnya tetap serupa. (KP-04 Bagian Bangunan)
Bangunan  ukur  biasanya  difungsikan  pula  sebagai  bangunan  pengontrol.  Hal  ini dimaksudkan  untuk  mendapatkan  taraf  muka  airyang  direncanakan  dan  untuk mengalirkan air dengan debit tertentu sesuai kebutuhan . (K.G Ranga Raju, 1986 ). Debit yang  mengalir  pada  suatu  penampang  terbuka  lebih  mudah  diamati  dibanding  debit pada penampang tertutup, namun untuk analisanya justru kebalikannya. Faktanya, debit
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
yang  mengalir  di  suatu  sungai  lebih  sulit  diamati  daripada  debit  yang  mengalir  dalam suatu pipa (saluran tertutup) (Triatmodio, 1993).
Pembendungan aliran akan menyebabkan perbedaan elevasi muka air antara hulu dan  hilir  bendung  cukup  besar,  sehingga  mengakibatkan  adanya  terjunan  dan  terjadi perubahan  energi  yang  cukup  besar  ketika  air  melewati  mercu  bendung.  Akibatnya, aliran  akan  mengalami  kejut-normal  atau  loncatan  hidraulik  yaitu  suatu  aliran  yang mengalami perubahan dari aliran super kritis menjadi sub kritis (Frank M, White,2001) dalam (Fitriana,N.2014) .
Karakteristik  aliran  dengan  adanya  ambang  lebar  sebelum,  sedang,  dan  sesudah melewati  ambang  lebar  masing-masing  memiliki  kecenderungan  tersendiri  dengan menggunakan  skala  model  alat  ukur  debit  ambang  lebar  yaitu  dengan  mengasumsikan bahwa  bilangan  Froude  yang  terjadi  pada  model  sama  dengan  bilangan  Froude  yang terjadi  pada  kondisi  di  lapangan  ,hubungan  antara  karakteristik  dapat  menimbulkan perbedan  dengan  variasi  ambang  Sehingga  dengan    demikian  skala  debit,  waktu, kecepatan dan volume akan dapat mewakili kondisi sesungguhnya di lapangan.
Aliran tunak (steady flow)
Aliran tunak (steady flow) terjadi jika kedalaman aliran tidak berubah atau selalu dalam keadaan konstan pada selang waktu tertentu. Untuk menentukan debit aliran (Q) pada suatu penampang saluran dapat dirumuskan sebagai Q = V. A
Dengan  V  adalah  kecepatan  rata-rata  dan  A  adalah  luas  penampang  melintang tegak  lurus  terhadap  arah  aliran.  Pada  aliran  tunak,  disimpulkan  bahwa  debit  aliran dianggap  konstan  di  sepanjang  saluran  yang  bersifat  kontinyu.  Maka  persamaan  (2.1) diubah menjadi :
Q = V 1 x A 1 = V 2 x A 2
Aliran seragam (uniform flow)
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
Aliran  seragam  merupakan  aliran  dengan  kecepatan  rata-rata  sepanjang  alur aliran  adalah  sama  sepanjang  waktu.  Aliran  dikatakan  seragam,  jika  kedalaman  aliran sama pada setiap penampang saluran. Di dalam aliran seragam, dianggap bahwa aliran adalah  mantap  dan  satu  dimensi  yang  berarti  kecepatan  aliran  di  setiap  titik  pada tampang  lintang  tidak  berubah,  misalnya  aliran  melalui  saluran  irigasi  yang  sangat panjang  dan  tidak  ada  perubahan  penampang.  Pada  umumnya  aliran  seragam  pada saluran  terbuka  dengan  tampang  lintang  prismatik  adalah  aliran  dengan  kecepatan konstan  dan  kedalaman  air  konstan.  Di  samping  itu  permukaan  aliran  sejajar  dengan permukaan  dasar  saluran,  sehingga  kecepatan  dan  kedalaman  aliran  disebut  dalam kondisi seimbang (kondisi equilibrium).
Aliran tak seragam (vared flow)
Aliran tak seragam  adalah kedalaman dan kecepatan aliran disepanjang saluran tidak  konstan,  garis  tenaga  tidak  sejajar  dengan  garis  muka  air  dan  dasar  saluran. Analisis  aliran  tak  seragam  biasanya  bertujuan  untuk  mengetahui  profil  aliran disepanjang  saluran  atau  sungai.  Analisis  ini  banyak  dilakukan  dalam  perencanaan perbaikan sungai atau penanggulangan banjir, elevasi jembatan dan sebagainya. Dalam hal  ini  analisis  aliran  menjadi  jauh  lebih  mudah  dan  hasil  hitungan  akanlebih  aman, karena  debit  yang  diperhitungkan  adalah  debit  puncak  yang  sebenarnya  terjadi  sesat tetapi dalam analisis ini dianggap terjadi dalam waktu yang lama. Aliran Pada Mercu Ambang Lebar
Alat ukur ambang lebar adalah  bangunan aliran atas ( over flow ), untuk ini tinggi energi hulu lebih kecil dari panjang mercu. Karena pola aliran di atas alat ukur ambang lebar dapat  ditangani  dengan teori  hidrolika  yang sudah ada sekarang, maka bangunan ini bias mempunyai bentuk yang berbeda-beda, sementara debitnya tetap serupa.
Dalam  kondisi  kenyataan  di  lapangan,  ambang  ini  berguna  untuk  meninggikan muka air di sungai atau pada saluran irigasi sehingga dapat mengairi areal persawahan
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
yang  luas.Selain  itu,  ambang  juga  dapat  digunakan  mengukur  debit  air  yang  mengalir pada saluran terbuka.
Gambar 1. Pola aliran diatas ambang lebar
Keterangan:
Q = debit aliran (m 3 /dt)
H = tinggi tekanan total hulu ambang = Yo+ (V 2 /2g)
P = tinggi ambang (m)
Yo  = kedalaman hulu ambang (m)
Yc  = tinggi muka air di atas hulu ambang (m) Yt  = tinggi muka air setelah hulu ambang (m)
Hu  = tinggi muka air di atas hilir ambang = Yo – P (m)
Pada  saat  melewati  ambang  biasanya  aliran  akan  berperilaku  sebagai  aliran kritik,  selanjutnya  aliran  akan  mencari  posisi  stabil.  Pada  kondisi  tertentu  misalkan dengan  adanya  terjunan  atau  kemiringan  saluran  yang  cukup  besar,  setelah  melewati ambang aliran dapat pula berlaku sebagai aliran super kritis.
Rumus untuk menghitung debit

## √
Keterangan :
Cd  = koef.debit (1,03 untuk ambang lebar) g     = percepatan Gravitasi (9,81 m/s 2 ) b    = lebar ambang (m)
H = tinggi Air dari atas ambang sampai permukaan air (m)
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
Q = debit (m 3 /s)
Gambar 2. Bentuk ambang lebar
Pengukuran  debit  yang  melimpah  di  atas  mercu  ambang  lebar  didasarkan  pada pengukuran tinggi tekan hidraulik.
Rumus debit yang digunakan adalah :

## ( ) √
Keterangan :
Q =  debit aliran (m 3 /dt)
g = percepatan gravitasi (m/dt 2 )
b = lebar ambang tegak lurus arah aliran (m)
C = koefisien pengaliran debit
h 1 = tinggi tekan hidraulik di udik, terhadap elevasi ambang (m)

## Energi Spesifik
Besarnya  energi    spesifik  dapat  dirumuskan  sebagai  berikut  (Ven  Te  Chow,
1959 dalam Robert, J.K., 2002)
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44

## Gambar 3. Parameter energi spesifik
(Sumber ;Robert.J.K. 2002)
Dasar  saluran  diasumsikan  mempunyai  kemiringan  landai  atau  tanpa kemiringan.  Z  adalah  ketinggian  dasar  diatas  garis  sreferensi  yang  dipilih,  h  adalah kedalaman  aliran,  dan  faktor  koreksi  energi  (α)  dimisalkan  sama  dengan  satu.  Energi spesifik  aliran  pada  setiap  penampang  tertentu  dihitung  sebagai  total  energi  pada penampang  itu  dengan  menggunakan  dasar  saluran  sebagai  referensi  (Rangga  Raju,
1981). Persamaan energi secara umum adalah
sehingga persamaan energi untuk saluran datar (θ = 0), adalah:
Berhubung Q = v x A, maka rumus energi spesifik menjadi:
Keterangan :
H = tinggi energi (m),
z = tinggi suatu titik terhadap bidang referensi (m)
α = koefisien energi, pada perhitungan selanjutnya α = 1
E = energi spesifik (m)
h = kedalaman aliran (m)
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
v = kecepatan aliran rata-rata (m/dt)
A = luas penampang (m 2 )
g = percepatan gravitasi (m/dt)
Q = debit (m 3 /dt)

## Kehilangan Energi
Kehilangan energi menurut Bernoulli dapat terjadi karena adanya gesekan  antara  zat  cair  dan  dinding  batas  ( hf )  atau  karena  adanya  perubahan tampang  lintang  aliran  ( he ).  Menurut  prinsip  kekekalan  energi,  jumlah  tinggi energi  pada  penampang  1  di  hulu  akan  sama  dengan  jumlah  tinggi  energi  pada penampang  2  di  hilir  akan  sama  dengan  jumlah  tinggi  hf  antara  kedua penampang dan dinyatakan dengan persamaan energi dari Bernoulli :
Keterangan :
z1   = tinggi titik A di atas bidang persamaan pada penampang 1 (m) d1  = dalamnya titik A di bawah muka air diukur sepanjang penampang 1 (m) v 1 = kecepatan rata-rata aliran melalui A pada penampang 1 (m/dt) z 2 = tinggi titik A di atas bidang persamaan pada penampang 2 (m) d 2 = dalamnya titik A di bawah muka air diukur sepanjang penampang 2 (m) v 2 = kecepatan rata-rata aliran melalui A pada penampang 2 (m/dt)
g = percepatan gaya gravitasi bumi (m/dt 2 )
hf  = kehilangan tekanan akibat gesekan (m)
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44

## METODE PENELITIAN
Tiga variasi debit (Q), penambahan ambang dengan variasi lebar 10 cm, 20 cm, dan 30 cm di tengah saluran dengan syarat ∆H˃1/3h
Langkah Kerja (Suhudi, 2004)
Langkah kerja dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Ukur  tinggi  (p),  panjang  (L)  dan  lebar  alat  ukur  pelimpah  ambang  lebar  dengan menggunakan penggaris.
2. Pasang  alat  ukur  pelimpah  ambang  lebar  dengan  kuat  di  saluran  pada  posisi  alat yang ditentukan.
3. Tentukan posisi pengamatan yang dilakuan pada saluran yang dilakukan pada posisi pengamatan pada bagian hulu ambang lebar dan posisi pengamatan pada bagian hilir ambang lebar.
4. Alirkan sebuah harga debit dengan menetukan tombol on pada motor listrik dan atur kutub  pengatur  aliran,  kemudian  tunggu  sebentar  sampai  aliran  dalam  keadaan konstan.
5. Ukur  kedalaman  aliran  pada  posisi  yang  telah  ditentukan  dengan  menggunakan meter taraf dimana dasar untuk setiap posisi pengamatan sama dengan nol.
6. Tentukan  kecepatan  aliran  dengan  menggunakan  currnet  meter  untuk  setiap  posisi pengamatan  yang  telah  ditentukan.  Pengukuran  dilakukan  pada  bagian  tengah, artinya letak baling-baling currnet meter pada 0,6 kedalaman aliran dari muka air.
7. Ulangi  langkah  5  dan  6  untuk  kondisi  debit  yang  berlaian  dengan  memutar  kutub pengatur  aliran,  namun  terlebih  dahulu  tunggu  sebentar  sampai  aliran  dalam keadaan konstan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
Nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu.  Berikut  adalah  data  pengukuran  untuk  kalibrasi  debit  pada  Laboratorium Hidrolika Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang
Tabel 1. Data pengukuran untuk kalibrasi debit
Gambar 4. Hubungan antara debit current meter dan tampungan
(Sumber : Analisa)

## Pengukuran dan Perhitungan Debit
Penelitian ini menggunakan 3 variasi debit yaitu debit besar (Q 1 ), debit sedang (Q 2 ) dan  debit  kecil  (Q 3 ).  Menurut  Chow  1992,  nilai  debit  didapatkan  dengan  perkalian antara kecepatan dan luas saluran seperti pada rumus berikut.
Titik Posisi h (cm) b (cm) v (m/dt) Q (mᶟ/dt) 1 50 5.70 15 0.126 0.00108 2 100 5.30 15 0.148 0.00118 3 290 5.20 15 0.148 0.00115 4 340 5.50 15 0.156 0.00129 5 400 6.00 15 0.134 0.00121 Q rata-rata 0.00118
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
Keterangan :
Q = debit, (m 3 /dt)
v = kecepatan aliran rata-rata, (m/dt)
h = kedalaman aliran, (m)
b = lebar dasar saluran,(m)
A = luas penampang aliran, (m 2 )
Untuk mendapatkan nilai  v, b dan h maka dilakukan pengukuran pada titik  yang telah ditentukan  di  sepanjang  saluran.  Saluran  yang  ada  di  Laboratorium  Hidrolika Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang memiliki lebar 15 cm dan panjang 4,20 m. Pengukuran  dilakukan  di  5  titik  pada  posisi  50,  100,  290,  340  dan  400.  Alat  yang digunakan  dalam  pengukuran  yaitu current  meter dan point  gauge . Current  meter digunakan untuk mendapatkan nilai kecepatan. Pengukuran kecepatan dilakukan selama 10  detik. Point  Gauge digunakan  untuk  mengukur  ketinggian  air  dari  dasar  saluran.
Setelah  semua  data  pengukuran  didapatkan  maka  dilakukan  perhitungan  seperti  pada tabel berikut.
Tabel 2. Varian pengukuran debit Debit Besar Q 1 0.00462 Debit Sedang Q 2 0.00324 Debit Kecil Q 3 0.00178
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
Pengukuran dan pengamatan dilakukan melalui 3 variasi debit dan 3 variasi ambang lebar  dengan  panjang  10  cm,  20  cm,  dan  30  cm,  ditambah  dengan  1  kondisi free  flow dari setiap debit. Hal  yang diukur dan diamati  yaitu tinggi muka air (h), kecepatan (v) aliran di atas ambang dan sesudah ambang.Pengukuran dan pengamatan dilakukan pada 23  titik  di  setiap  posisi  yang  telah  ditentukan.  Ke  23  titik  tersebut  berada  pada  posisi 150 – 260 dan posisi ambang lebar berada pada posisi 170 – 200

## Hasil Pengukuran dan Pengamatan Q 1
Debit yang digunakan untuk debit terbesar atau Q 1 adalah 4,62 x 10 -3 m 3 /det. Hasil pengukuran Q 1 terhadap kondisi free flow , ambang lebar dengan panjang 10 cm, 20 cm, dan 30 cm dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 3. Data Pengukuran untuk Debit Besar (Q 1 )
Titik Posisi Free Flow Ambang 10 Ambang 20 Ambang 30 h (cm) v (m/det) h (cm) v (m/det) h (cm) v (m/det) h (cm) v (m/det) 1 150 10 0,34 17,7 0,16 17,6 0,16 17,7 0,16 2 155 10 0,32 17,7 0,16 17,5 0,16 17,7 0,16 3 160 10 0,34 16,9 0,18 17,5 0,16 17,7 0,18 4 165 10 0,34 16,8 0,176 17,3 0,16 17,5 0,176 5 170 10 0,32 15,6 0,26 16,7 0,56 16,9 0,26 6 175 10 0,32 14,4 0,54 15,5 0,58 15,8 0,54 7 180 10 0,34 13,5 0,66 14,3 0,64 14,5 0,66 8 185 10 0,34 5,9 0,78 14 0,7 14 0,78 9 190 10 0,32 6,2 0,98 14 0,74 13,3 0,98 10 195 10 0,3 7,2 0,42 13,6 0,8 5,9 0,42 11 200 10 0,304 8 0,366 13 0,872 5 0,366 12 205 10 0,32 8,5 0,9 7 0,148 6,6 0,9 13 210 10 0,3 9 0,66 5 0,96 8 0,66 14 215 10 0,32 9 0,5 6,5 0,78 8,5 0,5 15 220 10 0,32 9 0,402 7,5 0,72 9 0,402
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
16 225 10 0,32 9,5 0,394 8 0,66 9 0,394 17 230 10 0,34 9,5 0,26 8 0,56 9,5 0,26 18 235 10 0,32 9,5 0,254 9 0,512 9,5 0,254 19 240 10 0,3 9,5 0,3 9 0,4 9,5 0,3 20 245 10 0,32 9,5 0,218 9,5 0,302 10 0,218 21 250 10 0,3 9,5 0,246 9,5 0,24 10 0,246 22 255 10 0,3 9,5 0,2 10 0,26 10 0,2 23 260 10 0,302 9,5 0,216 10 0,2 10 0,216

## (Sumber: Pengukuran dan perhitungan)
Pada  tabel  di  atas  dapat    diamati  bahwa  pada  saat  kondisi  aliran free  flow maka ketinggian  air  dan  kecepatannya  adalah  konstan.  Pada  saat  aliran  melewati  ambang lebar dengan panjang 10 cm, 20 cm, dan 30 cm maka tinggian muka air dan kecepatan nya berubah disetiap ambang yang digunakan dengan ukuran yang berbeda.

## Pofil Muka Air
Untuk menggambarkan profil muka air diperlukan data tinggi air.Tinggi air didapat dari  pengukuran  menggunakan  alat point  gauge dan  penggaris  dari  dasar saluran.Pengukuran dilakukan 23 titik di setiap posisi yang telah ditentukan.Dari 23 titik tersebut berada pada posisi 150 – 400 dan ambang lebar saluran berada pada posisi 170 –  200.  Profil  muka  air  dapat  dilihat  dalam  bentuk  gambar  antara  titik  yang  telah ditentukan  dan  tinggi  air  (h).  Oleh  karena  itu  maka  berikut  ini  tinggi  muka  air  pada  3 debit dengan 3 variasi bentuk ambang lebar dengan panjang 10 cm, 20 cm, dan 30 cm. Profil  muka  air  menggambarkan  kondisi  dengan  keadaan  aliran  ambang(L)  10  cm  Q 1 , Q 2 , Q 3 maka dapat dilihat dengan bentuk gambar tinggi muka air (h)  sebagai berikut.
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
Tabel 4. Ketinggian muka air untuk lebar ambang (L) 10 cm
Titik Posisi hA10Q1 hA10Q2 hA10Q3 1 150 17,7 15,5 14,4 2 155 17,7 15,5 14,4 3 160 16,9 15,5 14,3 4 165 16,8 15,5 14 5 170 15,6 14,9 13,9 6 175 14,4 13,4 12,5 7 180 13,5 12 11,6 8 185 5,9 6 4,5 9 190 6,2 6,5 5 10 195 7,2 7 6 11 200 8 7 6 12 205 8,5 7,5 6,5 13 210 9 7,5 6,5 14 215 9 7,5 6,5 15 220 9 8 6,5 16 225 9,5 8 6,7 17 230 9,5 8 6,7 18 235 9,5 8 7 19 240 9,5 8 7 20 245 9,5 8 7 21 250 9,5 8 7 22 255 9,5 8 7 23 260 9,5 8 7
Pada  saat  profil  muka  air  dengan  ambang  lebar  panjang  10  cm  dapat  dilihat  pada gambar 4.2 dengan kondisi  debit  yang berbeda  Q 1 ,Q 2 , dan Q 3 kondisi  profil muka air dengan debit yang berbeda, debit ke-1 (Q 1 ) = 4,62 m 3 /dt, debit ke-2 (Q 2 ) = 3,24 m 3 /dt, dan debit ke-3 (Q 3 ) = 1,78 m 3 /dt.

## Hasil Perhitungan Dan Analisis Bilangan Froude
Aliran  dikatakan  kritis  apabila  bilangan  Froude  (F)  sama  dengan  satu  (1), sedangkan  aliran  disebut  subkritis  atau  kadang-kadang  dinamakan  aliran  tenang ( trianguil  flow )  apabila  F  <  1  dan  disebut  superkritis  atau  aliran  cepat  ( rapid  flow ) apabila F > 1. Perbandingan kecepatan aliran dengan gaya gravitasi (per satuan volume) dikenal  sebagai  bilangan  Froude  dan  dapat  dirumuskan  sebagai  berikut  (Rangga  Raju, 1986):
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
√ ⁄
Keterangan:
F  = bilangan Froude, v  = kecepatan rata-rata aliran (m/dt), g  = pecepatan gravitasi (m 2 /dt),
L  = panjang karakeristik (m).
Pada  aliran  terbuka  biasanya  digunakan  kedalaman  hidraulis  D  sebagai  panjang karakteristik, sehingga F dapat ditulis sebagai:

## √ ⁄
Contoh:
Pada debit Q 1 dititik 1 saat sebelum ambang lebar dengan panjang 10 cm:
√ → aliran subkritis Pada debit Q 1 dititik 9 saat melewati ambang lebar dengan panjang 10 cm:
√ → aliran superkritis Pada debit Q 1 dititik 16 saat melewati ambang lebar dengan panjang 10 cm:
√

## → aliran subkritis
Dari perhitungan diatas dapat diketahui apabila pada saat aliran sebelum ambang lebar dengan  panjang  10  cm  jenis  aliran  adalah  subkritis,  pada  saat  melewati  ambang  aliran berubah  menjadi  superkritis  dan  pada  saat  setelah  melewati  ambang    aliran  berubah menjadi subkritis kembali.
Berikut ini Bilangan Froude pada 3 variasi debit dengan 3  variasi bentuk ambang lebar dengan  panjang  10  cm  Q 1 ,  Q 2 ,  Q 3 ,  ambang  dengan  panjang  20  cm,  Q 1 ,  Q 2 ,  Q 3 ,  dan ambang lebar dengan panjang 30 cm, Q1, Q2, Q3 sebagai berikut.
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
Bilangan Froude pada 3 variasi debit dengan panjang ambang 10 cm, 20 cm dan 30 cm.
Bilangan  Froude  pada  ambang  (L)  10  cm  Q 1 ,  Q 2 ,  Q 3 ,pada  bentuk  ambang  (L)  10  cm dapat dilihat berikut.
Tabel 5. Bilangan Froude untuk lebar ambang (L) 10 cm
Titik Posisi  BFA10Q1  BFA10Q2  BFA10Q3 1 150 0,121 0,097 0,084 2 155 0,121 0,097 0,084 3 160 0,140 0,114 0,084 4 165 0,137 0,130 0,085 5 170 0,210 0,314 0,176 6 175 0,454 0,541 0,340 7 180 0,574 0,535 0,416 8 185 1,025 0,808 0,314 9 190 1,257 0,676 0,300 10 195 0,500 0,410 0,310 11 200 0,413 0,483 0,240 12 205 0,986 0,396 0,188 13 210 0,702 0,350 0,150 14 215 0,532 0,233 0,225 15 220 0,428 0,316 0,173 16 225 0,408 0,248 0,141 17 230 0,269 0,203 0,173 18 235 0,263 0,226 0,203 19 240 0,311 0,178 0,210 20 245 0,226 0,296 0,217 21 250 0,255 0,289 0,232 22 255 0,207 0,271 0,145 23 260 0,224 0,260 0,133
(Sumber: Pengukuran dan perhitungan)

## Hasil Perhitungan dan Analisis Energi Spesifik
Energi spesifik adalah tenaga tiap satuan berat air pada sembarang tampang diukur dari  dasar  saluran  atau  tinggi  tenaga  pada  sembarang  tampang  diukur  dari  dasar saluran.Dalam  energi  spesifik,  debit  aliran  adalah  konstan  dan  variasi  kedalaman  air
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
terjadi karena perubahan kekasaran, bentuk penampang saluran, kemiringan dasar atau kondisi dihulu dan hilir (Triatmodjo, 1993).
Rumus energi spesifik
Keterangan :
E = energi spesifik (m)
h = kedalaman aliran (m)
A = luas penampang (m 2 )
g = percepatan gravitasi (m/dt 2 )
Q = debit (m 3 /dt).

## Contoh:
Pada  debit  Q 1 dititik  1  saat  sebelum  ambang  lebar  dengan  panjang  10  cm:
Pada debit Q 1 dititik 5 saat ambang lebar dengan panjang 10 cm:
Pada debit Q 1 dititik 8 saat setelah ambang lebar dengan panjang 10 cm:

## Energi Spesifik untuk Ambang Lebar dengan 3 variasi Debit
Energi Spesifik pada ambang 10 cm Q 1 , Q 2 , Q 3 ,pada bentuk ambang 10 cm dapat dilihat pada berikut.
Tabel 6. Energi Spesifik untuk lebar ambang (L) 10 cm
Titik  Posisi  ESA10Q1  ESA10Q2  ESA10Q3
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
1 150 0,303 0,226 0,193 2 155 0,303 0,226 0,193 3 160 0,328 0,251 0,193 4 165 0,320 0,281 0,189 5 170 0,488 0,857 0,347 6 175 1,574 2,019 0,818 7 180 2,272 1,770 1,083 8 185 3,043 1,945 0,287 9 190 0,698 1,495 0,266 10 195 0,937 0,637 0,338 11 200 0,716 0,855 0,226 12 205 4,058 0,642 0,175 13 210 2,227 0,516 0,136 14 215 1,316 0,271 0,224 15 220 0,883 0,465 0,158 16 225 0,856 0,317 0,131 17 230 0,427 0,239 0,163 18 235 0,411 0,276 0,208 19 240 0,536 0,202 0,219 20 245 0,328 0,417 0,229 21 250 0,392 0,401 0,251 22 255 0,291 0,363 0,141 23 260 0,324 0,339 0,129
(Sumber: Pengukuran dan perhitungan)

## SIMPULAN
Dari penelitian di atas dapat disimpulkan  bahwa  penelitian ambang lebar saluran terbuka dengan menggunakan 3 variasi debit (4,62 x 10 -3 m 3 /dt; 3,24 x 10 -3 m 3 /dt; 1,78 x 10 -3 m 3 /dt)  dan  3  variasi  ambang  (panjang  10  cm,  20  cm,  dan  30  cm)  adalah  sebagai berikut.
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
1,  Perilaku  air  pada  saat  melewati  ambang  ketinggian  air  (h)  mengalami  penurunan, Bilangan Froude mengalami kenaikan dan penurunan terjadi pada  akhir  ambang. Pada kedalaman  hidraulis  (D)  sebagai  panjang  karakteristik  air  setelah  ambang  juga  terjadi perubahan Bilangan Froude hingga akhirnya menjadi stabil.
2.  Perubahan  ketinggian  air  lebih  besar  terjadi  pada  saluran  Q 1 ambang  lebar  dengan panjang  30  cm,  sedangkan  bilangan  Froude  dan  energi  spsifik  lebih  besar  terjadi  pada saluran Q 1 ambang lebar dengan panjang 20 cm, sedangkan  kehilangan energi terbesar terjadi pada ambang lebar dengan panjang 10 cm pada aliran Q 1
3.  Dari  hasil  pengamatan  didapatkan  aliran  dengan  kondisi  debit  aliran  yang menghasilkan aliran subkritis pada ambang lebar dengan panjang 10 cm pada aliran Q 2 dan Q 3 begitu juga pada  ambang lebar dengan panjang 20 cm dan 30 cm.
4.  Dari  hasil  pembahasan  atau  analisa  data  bentuk  penampang  ambang  lebar  yang menghasilkan  aliran  yang  efisiensi  yaitu  ambang  lebar  dengan  panjang  10  cm  pada aliran  Q 3 ditinjau  dari  bilangan  Froude  ˂  1  yaitu  :  0,210  dan  kehilangan  energi  lebih kecil yaitu : 0,068 dan termasuk kategori aliran subkritis.

## REFERENSI
Binilang,  A.  (2010). Karakteristik  parameter  hidrolis  aliran  melalui  ambang  pada saluran terbuka. TEKNO , 8 (53).
Fitriana,  N.  (2014). Analisis  gerusan  di  hilir  bendung  tipe  vlughter  (uji  model  di laboratorium) (Doctoral dissertation, Sriwijaya University).
Harianja,  J.  A.,  &  Gunawan,  S.  (2007).  Tinjauan  Energi  Spesifik  Akibat  Penyempitan Pada  Saluran  Terbuka. Jurusan  Teknik  Sipil  Fakultas  Teknik  UKRIM Yogyakarta. Majalah Ilmiah UKRIM Edisi , 1 , 30-46.
Kodoatie,  R.  J.  (2002).  Hidrolika  terapan:  aliran  pada  saluran  terbuka  dan  pipa/oleh Robert J. Kodoatie.
ISSN 2088-2424 ( Cetak ) : ISSN 2527-3892 (Elektronik)
Fakultas Teknik Universitas Islam Balitar, Blitar
Https://ejournal.unisbablitar.ac.id/index.php/qua ; Email: quateknika@unisbablitar.ac.id
Suhudi (1), Arga Pandawa (2)

## ANALISIS ENERGI SPESIFIK
PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENAMBAHAN VARIASI PANJANG AMBANG LEBAR
Jurnal Qua Teknika , (2022), 12(1): 25-44
KP-04  Kementerian  PU,  Dirjen  Sumber  Daya  Air,  2013, Standar  Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan .
Mulyandari,  R.  (2010).  Kajian  Gerusan  Lokal  Pada  Ambang  Dasar  Akibat  Variasi  Q (Debit), I (Kemiringan) dan T (Waktu).
Raju, K.G. Ranga. 1986. AliranMelalui Saluran Terbuka . Jakarta: Erlangga.
Risman,  R.,  Warsiti,  W.,  Mawardi,  M.,  Martono,  M.,  &  Satriyadi,  L.  (2017).Kajian Perilaku  Debit  Alat  Ukur  Ambang  Lebar  Terhadap  Profil  Aliran. Bangun Rekaprima: Majalah Ilmiah
Pengembangan Rekayasa, Sosial dan Humaniora , 3 (2, Oktober), 15-31.
Suhudi,  (2004). Buku  Petunjuk  Laboratorium  Hidrolika  Universitas  Tribhuwana Tunggadewi Malang.
Triatmodjo, B. (1993). Hidraulika II. Yogyakarta: Beta Offset .
Te Chow, V. (1991).Aliran melalui saluran terbuka. Erlangga, Jakarta .