## JURNAL TEKNIK SIPIL

## Analisa Koefisien Kekasaran Manning (n) dan Chezy (c) pada Saluran Terbuka dengan Variasi Debit Aliran

## dan Kemiringan
Musyafir Wellang 1 , Muh. Fadli Hasim 2 , Ilham Fahmi Simin 3
1,2,3) Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muslim Indonesia Jl. Urip Sumoharjo KM 05 Makassar, Sulawesi Selatan
Email : 1) musafirwellang@gmail.com, 2) fadli.hasim@yahoo.com, 3) iyansimin16@gmail.com

## ABSTRAK
Adanya  faktor  kemiringan  pada  saluran  dan  perbedaan  kecepatan  debit  aliran  menjadi pendekatan  umum  yang  dilakukan  dalam  penyelesaiaan  persoalan  teknis  dalam  hal  ini untuk  menentukan  faktor  kekasaran,  tidak  terdapat  metode  tertentu  untuk  pemilihan  nilai kekasaran.  Pada  tingkat  pengetahuan  sekarang  ini,  memilih  nilai  kekasaran  sebenarnya berarti memperkirakan hambatan aliran pada saluran tertentu, yang benar-benar tidak dapat diperhitungkan.  Dalam  penelitian  ini  peneliti  mencoba  menentukan  koefisien  kekasaran dengan  menggunakan  rumus  manning  dan  chezy.  Tujuan  dari  penelitian  ini  yaitu menentuka  koefisien  kekasaran  manning  dan  Chezy  pada  saluran  terbuka  dengan  variasi debit aliran tertentu. Serta melakukan perbandingan nilai koeefisien kekasaran dengan nilai koefisien kekasaran referensi.metode yang digunakan yaitu dengan pembuatan model fisik saluran  dengan  bahan  fiber.aliran  pada  saluran  dengan  kemiringan  saluran  di  atur  dengan konstan  0,01.  Dengan  debit  bervariasi  0,0025  0,0020  dan  0,0015  m 3 /s.  Dari  penelitian penelitian  ini  hasil  analisis  menunjukkan  bahwa  terjadi  variasi  nilai  manning  (n)  antara 0,031-0,085 dan nilai Chezy (c) 17,880-6,361.
Kata Kunci: Koefisien kekasaran, saluran terbuka, kemiringan saluran, debit air

## ABSTRACT
The existence of the slope factor on the channel and the difference of the flow rate velocity to the general approach done in solving the technical problem in this case to determine the roughness  factor,  there  is  no  particular  way  to  the  selection  of  roughness  values.  At  the current level of knowledge, choosing the true value of roughness means estimating the flow resistance  on  a  particular  channel,  which  is  completely  unaccountable.  In  this  study  the researchers tried to determine the coefficient of roughness by using the formula of manning and chezy. The purpose of  this research is to  determine coefficient  of  manning roughness and  Chezy  on  open  channel  with  certain  flow  rate  variation.  And  to  compare  coefficient value  of  coarseness  with  coefficient  value  of  reference  roughness.  The  method  used  is  by making physical model of channel with fiber.aliran material in channel with slope channel set with constant 0,01. With the discharge varying 0.0025 0.0020 and 0.0015 m3 / s. From research  of  this  research  result  of  analysis  indicate  that  there  is  variation  of  value  of manning (n) between 0,031-0,085 and value of Chezy (c) 17,880-6,361.
Keywords:  Roughness  coefficient,  open  channel  flow,  the  slope  of  channels,  water discharge
(Musyafir Wellang, Muh. Fadli Hasim, Ilham Fahmi Simin)

## 1. PENDAHULUAN
Perencanaan  saluran  terbuka  diperlukan dalam  perencanaan  jaringan  air  seperti irigasi ataupun jaringan drainase.
Adanya  faktor  kemiringan  pada  saluran dan  perbedaan  kecepatan  debit  aliran menjadi pendekatan umum yang dilakukan dalam  penyelesaian  persoalan teknis  dalam  hal  ini  untuk  menentukan faktor kekasaran.
Menurut  Riyadi  dkk  (2019),  parameter yang  diperlukan  untuk  menghitung desain  saluran  antara  lain  debit  (Q), faktor  tahanan  Chezy  (C),  Koefisien Darcy-Weisbach (f), atau faktor kekasaran  Manning  (n),  dan  parameter gradien alas saluran (i).
Harianja & Gunawan (2007) mengungkapkan  bahwa  kenyataan  ini perlu  mendapatkan  perhatian,  sehingga pembahasan  aliran  yang  terjadi  pada kasus  menentukan  nilai  kekasaran  pada saluran  dalam  hal  tulisan  ini  mencoba mengurai permasalahan tersebut melalui pengukuran  dan  pengujian  pada  saluran terbuka  dengan  adanya  kemiringan  dan debit aliran tertentu.
Asumsi  untuk  persamaan  dasar  aliran adalah unsteady, satu dimensi (percepatan  vertikal  dapat  diabaikan), saluran  terbuka,  ρ  konstan,  saluran prismatik dan persegi panjang, kemiringan  dasar  saluran  sangat  kecil, saluran lurus, dan tidak ada aliran lateral (Kodoatie, 2005).
Ada  banyak  rumus  praktis  mengenai aliran seragam yang telah dihasilkan dan
telah  dipublikasikan  tetapi  pembahasan dalam  penelitian  ini  lebih  dipersempit dengan  hanya  mengaitkan  pada  rumus Manning (n) dan chezy (c).
Kekasaran saluran sangat mempengaruhi besarnya  kecepatan  rata- rata  pada  saluran.  Nilai  kekasaran saluran  tidak  hanya  ditentukan dari  satu faktor, tetapi dapat merupakan kombinasi  dari  beberapa  faktor.  Di antaranya, kekasaran permukaan saluran, jenis tumbuhan, ketidakberaturan  tampang  melintang saluran,  trace  saluran,  pengendapan  dan penggerusan,  hambatan,  ukuran  dan bentuk saluran, serta taraf air dan debit.

## Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yaitu menentukan koefisien kekasaran manning  dan  Chezy  pada  saluran terbuka  dengan  variasi  debit  aliran tertentu.  Serta  melakukan  perbandingan nilai  koeefisien  kekasaran  dengan  nilai koefisien kekasaran referensi.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental  dengan  menggunakan saluran terbuka.

## Bahan dan Alat Penelitian
Bahan  yang  digunakan  adalah  air,  dan Alat  –  alat  yang  digunakan  yaitu seperangkat  model  Saluran  Terbuka, Kaca,  Bak  Penampung  air,  Mistar Current Meter FL 03, Stopwatch
Rancangan Model Saluran
Gambar 1 . Tipe-tipe penyempitan pada saluran
Gambar 2 . Potongan melintang bentuk aliran pada penyempitan tipe mendadak
Gambar 3 . Potongan melintang bentuk aliran pada penyempitan tipe mendadak
Prosedur Penelitian dan Pengujian Percobaan  ini  dilakukan  pada  saluran terbuka  dengan  dasar  saluran  dan dinding  terbuat  dari  (kaca).  Prosedur  ini
(Musyafir Wellang, Muh. Fadli Hasim, Ilham Fahmi Simin)
dibuat  berdasarkan  rancangan  model gambar 1, 2, 3.
Adapun  Proses  pengambilan  data  yang dilakukan dalam studi ini adalah:
1. Pengaturan Debit Aliran dan
pengukuran.
2. Pengamatan  tinggi  muka  air  pada saluran terbuka.
3. Pengukuran  kecepatan  aliran  dengan anggapan  rata-rata  kecepatan  aliran vertikal  hanya  diukur  pada  beberapa titik  lalu  dilakukan  perhitungan matematis. Menggunakan dua metode yaitu: 1. Metode satu titik. pada kedalaman 0,6 h atau 0,2 h (h = Kedalaman) a. Pada  0,6  h dilakukan  apabila kedalaman  aliran  berkisar antara 2,5cm – 7,5 cm b. V =  0,6 h 2. Metode  dua  titik.  Yakni  pada kedalaman  0,2  h  dan  0,8  h  dari permukaan air. Rata-rata kecepatan aliran diperoleh dengan rumus: V = 0,5 (0,2h + 0,8h)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  Perhitungan  Koefisien  Kekasaran Manning (n).
Rumus  formula  Manning  yang  banyak digunakan  pada  pengaliran  di  saluran
terbuka,  Rumus  tersebut  mempunyai bentuk sebagai berikut (Chow, 1989):
V = 1 𝑛 𝑅 2/3 𝐼 1/2 ................................... (1) R = 𝐴 𝑃 …... ........................................... (2) n = 𝑅 2/3 𝐼 1/2 𝑉 …….... ............................. (3)
Di mana: V : Kecepatan aliran (m/det) A : Lus penampang n : koefisien Manning
P : Keliling basah R : jari-jari hidraulik I : Kemiringan dasar saluran
Setelah  melalui  beberapa  penurunan rumus,  akan  didapatkan  persamaan umum:
V = C √𝑅𝐼 ………………………….(4)
𝐶 = 1 𝑛 R 1/6 …………..……………...(5)
Di mana: V : Kecepatan aliran (m/det)
R : Jari-jari hydraulik
I : Kemiringan dasar saluran C : Konstanta Chezy
Koefisien  kekasaran  Manning  dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (3).
Tabel 1. Kekasaran koefisien Manning (n) tipe mendadak
Q (m 3 /s) B R (m) I V (m/s) n 0,0025 b1 0,029 0,01 0,3 0,031 b2 0,013 0,01 0,8 0,006 0,0020 b1 0,032 0,01 0,2 0,050 b2 0,01 0,01 0,8 0,005 0,0015 b1 0,025 0,01 0,1 0,085 b2 0,012 0,01 0,7 0,007
Gambar 4 . Hubungan koefisien kekasaran (n) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe mendadak pada hulu (b1)
Gambar 5 . Hubungan koefisien kekasaran (n) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe mendadak pada hilir (b2)
Tabel 2 . Kekasaran koefisien Manning (n) tipe transisi
Q (m 3 /s) B R (m) I V (m/s) N 0,0025 b1 0,028 0,01 0,0 0,009 b2 0,014 0,01 0,8 0,007 0,0020 b1 0,027 0,01 0,2 0,009 b2 0,010 0,01 0,7 0,006 0,0015 b1 0,026 0,1 0,0 0,008 b2 0,012 0,1 0,7 0,007
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.3 0.2 0.1 n V 0.0015 0.002 0.0025 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.8 0.8 0.7 n V 0.0015 0.002 0.0025
(Musyafir Wellang, Muh. Fadli Hasim, Ilham Fahmi Simin)
Gambar 6. Hubungan koefisien kekasaran (n) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe transisi pada hulu (b1)
Gambar 7 . Hubungan koefisien kekasaran (n) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe transisi pada hilir (b1)
Tabel 3 . Kekasaran koefisien Manning (n) tipe jari-jari
Q (m 3 /s) B R (m) I V (m/s) n 0,0025 b1 0,028 0,01 0,3 0,030 b2 0,014 0,01 0,8 0,007 0,0020 b1 0,028 0,01 0,3 0,030 b2 0,011 0,01 0,7 0,007 0,0015 b1 0,023 0,01 0,2 0,040 b2 0,012 0,01
0,7 0,007 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0 0 0 n V 0.0015 0.002 0.0025 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.8 0.7 0.7 n V 0.0015 0.002 0.0025
Gambar 8 . Hubungan koefisien kekasaran (n) dan kecepatan aliran (V)
dengan tipe jari-jari pada hulu (b1)
Grafik 9 . Hubungan koefisien kekasaran (n) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe jari-jari pada hilir (b2) Hasil Perhitungan Koefisien Kekasaran Chezy (c) Koefisien Kekasaran Chezy dapat dihitung dengan menggunakan persamaan ( 5).
Tabel 4 . Koefisien kekasaran Chezy (c) tipe mendadak Q (m 3 /s) B R (m) I V (m/s) n 0,0025 b1 0,029 0,01 0,3 17,880 b2 0,013 0,01 0,8 80,817 0,0020 b1 0,032 0,01 0,2 11,269 b2 0,01 0,01 0,8 92,831 0,0015 b1 0,025 0,01 0,1 6,361 b2 0,012 0,01 0,7 68,354
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.3 0.3 0.2 n V 0.0015 0.002 0.0025 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.8 0.7 0.7 n V 0.0015 0.002 0.0025
(Musyafir Wellang, Muh. Fadli Hasim, Ilham Fahmi Simin)
Gambar 10 . Hubungan koefisien kekasaran (c) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe mendadak pada hulu (b1)
Gambar 11 . Hubungan koefisien kekasaran (c) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe mendadak pada hilir (b2)
Tabel 5 . Koefisien kekasaran Chezy (c) tipe transisi
Q (m 3 /s) B R (m) I V (m/s) n 0,0025 b1 0,028 0,01 0,0 61,228 b2 0,014 0,01 0,8 70,133 0,0020 b1 0,027 0,01 0,0 60,858 b2 0,010 0,01 0,7 77,359 0,0015 b1 0,026 0,01 0,0 68,036 b2 0,012 0,01 0,7 68,384
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0.3 0.2 0.1 c V 0.0015 0.002 0.0025 0 20 40 60 80 100 0.8 0.8 0.7 c V 0.0015 0.002 0.0025
Gambar 12 . Hubungan koefisien kekasaran (c) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe transisi pada hulu (b1)
Grafik 13 . Hubungan koefisien kekasaran (c) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe transisi pada hilir (b2)
Tabel 6 . Koefisien kekasaran Chezy (c) tipe jari-jari
Q (m 3 /s) B R (m) I V (m/s) n 0,0025 b1 0,028 0,01 0,3 18,368 b2 0,014 0,01 0,8 70,133 0,0020 b1 0,028 0,01 0,3 18,368 b2 0,011 0,01 0,7 67,370 0,0015 b1 0,023 0,01 0,2 13,331 b2 0,012 0,01 0,7 68,354
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0.8 0.7 0.7 c V 0.0015 0.002 0.0025 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.8 0.7 0.7 c V 0.0015 0.002 0.0025
(Musyafir Wellang, Muh. Fadli Hasim, Ilham Fahmi Simin)
Gambar 14 . Hubungan koefisien kekasaran (c) dan kecepatan aliran (V) dengan tipe jari-jari pada hulu (b1)
Gambar 15 . Hubungan koefisien kekasaran (c) dan kecepatan aliran (V)
dengan tipe jari-jari pada hilir (b2)
Besarnya  koefisien  kekasaran  untuk manning  (n)  didapatkan  untuk  saluran tipe  mendadak  hulu  (b1)  =  0,031  dan hilir  (b2)  =  0,006  tipe  transisi  hulu (b1)  =  0,009  dan  hilir  (b2)  =  0,007  tipe jari-jari  hulu  (b1)  =  0,030  dan  hilir (b2) = 0,007.
Sedangkan Chezy  (c)  untuk  saluran  tipe mendadak  hulu  (b1)  =  17,880  dan  hilir (b2)  =  80,817  tipe  transisi  hulu
(b1)  =  61,228  dan  hilir  (b2)  =  70,133 tipe  jari  –  jari  hulu  (b1)  =  18,368  dan hilir  (b2)  =  70,133,  memperlihatkan bahwa  ukuran  dan  bentuk  saluran berpengaruh terhadap nilai n dan c yang cenderung meningkat,
sehingga meningkatkan  hambatan  aliran  dan nilai kekasaran  dan  memperkecil  kecepatan aliran yang terjadi. Hal ini sesuai dengan faktor  –  faktor  yang  mempengaruhi harga  kekasaran  Manning  (n)  maupun
0 5 10 15 20 0.3 0.3 0.2 c V 0.0015 0.002 0.0025 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0.8 0.7 0.7 c V 0.0015 0.002 0.0025
Chezy  (c).  Putro  (2005)  menyebutkan penggunaan bahan yang seragam (sama) belum  tentu  menghasilan  nilai  koefisien kekasaran yang seragam pula. Tabel 7 . Nilai koefisien kekasaran Manning (n) dan literatur No Nilai koefisien kekasaran Manning (n) Literatur (n) 1 0,031 0,01 2 0,050 0,01 3 0,085 0,01 Dari  tabel  di  atas  menunjukkan  bahwa jika dibandingkan dengan literatur, hasil yang peneliti dapatkan mendekati literatur yang dijadikan patokan. Tabel 8 . Nilai koefisien kekasaran Chezy (c) dan literatur No Nilai koefisien kekasaran Chezy (c) Literatur (c) 1 17,880 17,616 2 11,269 11,180 3 6,361 6,324 Dari  tabel  di  atas  menunjukan  bahwa jika di bandingkan dengan literatur, hasil yang peneliti dapatkan mendekati literatur.
4. PENUTUP
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan  dapat  disimpulkan  sebagai berikut:
1. Besarnya  nilai  koefisien  kekasaran Manning (n) dan Chezy (c). Untuk saluran dengan tipe mendadak diperoleh nilai koefisien manning (n) hulu = 0,031 dan hilir  =  0,006  tipe  transisi  hulu  =
0,009  dan  hilir  =  0,007  tipe  jari-jari hulu  =  0,030  dan  hilir  =  0,007 sedangkan  nilai  koefisien  Chezy  tipe mendadak  hulu  =  17,880  dan  hilir  = 80,817  tipe  transisi  hulu  =  61,228
dan hilir = 70,133 tipe jari-jari hulu = 18,368 dan hilir = 70,133. 2.  Perbandingan hasil penelitian dengan literatur.
a. Untuk Manning (n): nilai koefisien  Manning  lebih  besar dari yang ada pada literatur b.  Untuk  Chezy  (c):  nilai  koefisien
Chezy  (c)  lebih  besar  dari  yang ada pada literatur.

## DAFTAR PUSTAKA
Chow, V. Te. (1989). Hidrolika saluran terbuka (Open Channel Hydrolics) . Terjemahan Erlangga.
Harianja, J. A., & Gunawan, S. (2007). Tinjauan Energi Spesifik Akibat Penyempitan pada Saluran Terbuka. Majalah Ilmiah UKRIM , Edisi 1/th , 30–46. http://www.e- jurnal.ukrimuniversity.ac.id/file/11 205.pdf?cv=1
Kodoatie, R. J. (2005). Hidrolika Terapan Aliran pada Saluran Terbuka dan Pipa . Penerbit Andi.
Putro, H. (2005). Variasi Koefisien Kekasaran Manning ( n ) pada Flume Akrilic pada Variasi Kemiringan Saluran dan Debit Aliran . 141–146.
Riyadi, F. A., Cahyadi, T. A., Nurkhamim, & Supandi. (2019).
Desain Saluran Terbuka Berbasis Microsoft Excel Perhitungan dan
Pemodelan yang Praktis dan Effisien. KURVATEK , 4 (2), 61–72.