Pengertian Hidraulika

Pengertian Hidraulika

Pengertia Hidrolika - adalah cabang ilmu teknik sipil yang mempelajari perilaku zat cair. Terdapat cabang ilmu yang hampir sama namun berbeda yaitu ilmu hidrologi yang mempelajari tentang air hujan, debit sungai, banjir dan sejenisnya, pemanfaatan ilmu hidrolika ini antara lain untuk pembuatan bangunan sebagai fasilitas umum.

 

 Gambar : Debit Aliran

Kegunaan :

1. Pipa saluran air misalnya pembuatan gorong-gorong atau pipa air PAM yang letaknya perlu diperhitungkan sedemikian rupa sehingga setiap rumah dapat teraliri dengan deras.
2. Bangunan penutup air pada bendungan sehingga dapat diatur seberapa besar volume air yang akan ditahan dan dialirkan.
3. Pipa tambang minyak
4. Sungai
5. Kolam
6. Pelabuhan
7. Pengendalian banjir seperti penentuan daerah rawan banjir sehingga perlu dipikirkan bagaimana langkah terbaik dalam mencegah banjir seperti di kota jakarta indonesia dibuat sungai banjir kanal barat dan banjir kanal timur.
8. Irigasi pertanian misalnya pembuatan arus transportasi air yang dapat membagi semua lahan persawahan dengan baik dan adil sehingga semua petani mendapatkan hasil panen yang baik karena tanamannya mendapatkan minum secara teratur.  

Dalam praktek, faktor penting dalam studi hidraulika adalah kecepatan V atau debit aliran Q. Dalam hitungan praktis, rumus yang banyak digunakan adalah persamaan kontinuitas, Q = AV, dengan A adalah tampang aliran, apabila kecepatan dan tampang aliran diketahui, maka debit aliran dapat dihitung.  Demikian pula jika kecepatan dan debit aliran diketahui maka dapat dihitung luas tampang aliran yang diperlukan untuk melewatkan debit tersebut. 

Dengan kata lain dimensi pipa atau saluran dapat ditetapkan. Biasanya debit aliran ditentukan oleh kebutuhan air yang diperlukan oleh suatu proyek (kebutuhan air minum suatu kota atau untuk irigasi, debit pebangkitan tenaga listrik, dan sebagainya) atau debit yang terjadi pada proyek tersebut (debit aliran melalui sungai). Dengan demikian besarnya debit aliran adalah sudah tertentu. Berarti untuk bisa menghitung tampang aliran A, terlebih dahulu harus dihitung kecepatan V.

Jenis Saluran

Jenis aliran yang berlangsung dalam sistem penyaluran air buangan terdapat dua, yaitu:

1. Aliran terbuka

Terjadi pada seluruh perpipaan air buangan. Karakteristik dari aliran terbuka ini adalah :

• Alirannya secara gravitasi.
• Unsteady (debit berubah terhadap waktu) dan kadang-kadang non-uniform (tidak seragam).
• Alirannya harus dapat mengangkut material-material yang terkandung dalam air buangan.

2. Aliran air buangan bertekanan hidrolis

Terjadi pada pipa siphon dan pipa perpompaan. Karakteristik dari aliran ini ialah :

• Alirannya berlangsung karena tekanan hidrolis.
• Steady dan uniform.
• Waktu berlangsungnya harus singkat (kurang dari 10 menit) untuk mencegah septik. Bila melebihi 10 menit harus diinjeksikan udara dengan debit 1 l/menit/mm diameter pipa.

Persyaratan Aliran Air Buangan

Aliran dalam perpipaan air buangan harus memenuhi persyaratan :

• Self cleansing.
• Bebas dari terbentuknya H₂S dan endapan.
• Tidak menggerus.

Aliran yang self cleansing

Beberapa hal yang harus diperhatikan untuk aliran self cleansing, yaitu:

• Aliran self cleansing harus memenuhi kriteria aliran dengan tegangan geser (Tc) sebesar  = 0,33-0,38 Kg/m. kecepatan aliran terendah pada saat debit puncak berlangsung harus berkisar antara 0,6–3,0 m/detik.
• Kecepatan alirannya tidak mengakibatkan timbulnya gas hydrogen sulfide.

Rumus Dasar 

Persamaan Kontinuitas

Untuk suatu aliran tunak (steady), persamaan kontinuitas adalah sebagai berikut :

Q = A x v = konstan
Keterangan :
Q = Debit aliran (m3/detik)A = Luas penampang melintang saluran (m2) v =  Kecepatan aliran (m/detik).

Setelah didapatkan debit aliran puncak dalam setiap sektor pelayanan kemudian dikalikan suatu faktor sehingga didapatkan debit saat penuh, baru dilakukan pendimensian pipa. Yang pertama kali yang dilakukan dalam pendimensian adalah menghitung kemiringan tanah, yang dihitung dengan persamaan (H E Babbit, 1969)

St = (E1-E2)/L
Keterangan :
St = slope tanahE1 = elevasi tanah hulu (m) E2 = elevasi tanah hilir (m) L = jarak (m)

Setelah kemiringan tanah diketahui, kemiringan saluran didapat. Kemiringan saluran awal bisa diperkirakan dengan menganggap pipa induk sebagai satu pipa yang panjang. Kedalaman penanaman pipa di awal dan di akhir ditentukan, kemudian dihitung kemiringannya dengan persamaan diatas. Cara lain untuk menentukan kecepatan aliran, baik pada kondisi puncak maupun minimum, adalah dengan mengunakan nomograph Hydraulic Element of Circular Sewer Running Partly Full (Manning Formula). Di dalam metode ini digunakan istilah kecepatan penuh sebagai media perhitungan.
Perhitungan dimensi pipa secara detail dilakukan setelah didapat kecepatan aliran yang memenuhi syarat. Persamaan yang digunakan untuk mendapatkan dimensi pipa adalah sebagai berikut.

V = 1/n x R 2/3 x S ½ = Q/A
Keterangan:
V =  Kecepatan aliran (m/detik)Q = Debit aliran (m3/detik) n = Koefisien kekasaran A = Luas penampang basah aliran (m2) = ¼ πD2 R = Jari-jari hidrolis aliran S = Kemiringan saluran D = Diameter pipa (m)

Jika kecepatan aliran air buangan harus memenuhi persyaratan kecepatan swabersih, maka persamaan lain yang dapat digunakan adalah sebagai berikut.

D = 1,23 (Qpb)0,4
Keterangan:
D = Diameter pipa (m)Qpb = Debit puncak musim basah (m3/detik)