Hidrologi mempelajari siklus air

Hidrologi Siklus air adalah Air laut menguap menjadi awan kemudian awan menurunkan air hujan sehingga meresap kedalam tanah dan mengalir ka laut lagi untuk menguap menjadi awan, secara detail dapat dibaca pada artikel dibawah ini yang khusus membahas tentang siklus air hujan  Bagaimanakah siklus hidrologi berlangsung, berikut ini urutan kejadian pada siklus hidrologi

• Air laut atau air yang ada didarat menguap, uap air tersebut kemudian naik ke langit  berkumpul diudara untuk kemudian terjadi proses kondensasi menjadi gumpalan awan.

• Awan – awan yang terkumpul dilangit kemudian mencair sehingga menimbulkan bintik-bintik hujan yang turun ke permukaan bumi

• sebagian air ada yang langsung mengalir melalui sungai menuju laut, ada yang terserap ke dalam perut bumi, dan ada pula yang menggumpal menjadi es.

• cadangan air yang ada dipermukaan bumi tersebut kemudian menguap lagi menjadi awan kemudian menggunpal dan  kembali turun ke permukaan bumi menjadi air hujan.

• begitulah siklus hidrologi terjadi berulang-ulang sehingga keseimbangan alam tetap terjaga dengan baik.

Gambar Siklus Hidrologi

pada gambar diatas menunjukan sebuah proses siklus hidrologi yang terjadi dibumi, lalu bagaimana dengan siklus hidrologi yang terjadi di planet lain, karena sebagian planet tidak mempunyai air maka proses ini tidak terjadi, namun tentunya ada kemungkinan planet lain yang juga terjadi proses siklus hidrologi.

Nah.. dari siklus hidrologi bumi yang satu sama lain saling berhubungan ini maka dapat dilihat jika salah satu sistem tersebut terganggu maka akan dapat mempengaruhi cuaca misalnya jika pohon dipermukaan tanah ditebang sembarangan digantikan dengan perumahan dan gedung-gedung tinggi tanpa mempertimbangkan daerah resapan air maka hal ini dapat menyebabkan air hujan tidak dapat meresap kedalam tanah dengan baik sehingga mengalir melalui permukaan tanah menyebabkan banjir jadi dapat kita simpulkan bahwa sebenarnya Allah SWT sudah menciptakan sistem yang sangat bagus untuk kehidupan ini, namun manusia kemudian merusaknya sehingga merugikan makhluk secara keseluruhan yang tinggal diplanet ini jadi marilah kita jaga lingkungan mulai dari yang terkecil

Sumber : www.ilmutekniksipil.com 

RUMUS HIDROLIKA

Di 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.

A. Rumus Chezy

Seperti yang telah diketahui, bahwa perhitungan untuk aliran melalui saluran terbuka hanya dapat dilakukan dengan menggunakan rumus-rumus empiris, karena adanya banyak variabel yang berubah. Untuk itu berikut ini disampaikan rumus-rumus empiris yang banyak digunakan untuk merencanakan suatu saluran terbuka.

Chezy berusaha mencari hubungan bahwa zat cair yang melalui saluran terbuka akan menimbulkan tegangan geser (tahanan) pada dinding saluran, dan akan diimbangi oleh komponen gaya berat yang bekerja pada zat cair dalam arah aliran. Di dalam aliran seragam, komponen gaya berat dalam arah aliran adalah seimbang dengan tahanan geser, dimana tahanan geser ini tergantung pada kecepatan aliran. Setelah melalui beberapa penurunan rumus, akan didapatkan persamaan umum :

Dengan V adalah Kecepatan aliran (m/det), R adalah Jari-jari Hydraulik (m), I adalah Kemiringan dasar saluran dan C adalah Koefisien Chezy

B. Rumus Manning

Rumus Manning yang banyak digunakan pada pengaliran di saluran terbuka, juga berlaku untuk pengaliran di pipa. Rumus tersebut mempunyai bentuk:

Dengan n adalah koefisien Manning dan R adalah jari-jari Hydraulik, yaitu perbandingan antara  luas tampang aliran A dan keliling basah P.

Untuk pipa lingkaran, A = πD²/4 dan P = π D , sehingga:

Atau

D = 4R

Untuk aliran di dalam pipa persamaan menjadi:

Contoh soal hidrolika:

Saluran terbuka berbentuk segiempat terbuat dari pasangan batu bata yang difinish dengan plester & aci (n=0,025) mempunyai lebar 10 m dan kedalaman air 3 m. Apabila kemiringan dasar saluran adalah 0,00015. Hitung Debit aliran.

Penyelesaian :

Luas tampang basah :

A =  B  x h

=  10  x 3  =  30  m

Keliling basah :

P   =  B  +  2h

=  10  +  2  x 3  =  16  m

Sumber : www.ilmutekniksipil.com 

Pengertian Hidrolika

Hidrolika adalah bagian dari “hidrodinamika” yang terkait dengan gerak air atau mekanika aliran. Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua macam aliran yaitu aliran saluran tertutup dan aliran saluran terbuka. Dua macam aliran tersebut dalam banyak hal mempunyai kesamaan tetapi berbeda dalam satu ketentuan penting. Perbedaan tersebut adalah pada keberadaan permukaan bebas, aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas, sedangkan aliran saluran tertutup tidak mempunyai permukaan bebas karena air mengisi seluruh penampang saluran.

 Dengan demikian aliran saluran terbuka mempunyai permukaan yang berhubungan dengan atmosfer, sedang aliran saluran tertutup tidak mempunyai hubungan langsung dengan tekanan atmosfer. Seperti yang telah kita ketahui, air mengalir dai hulu ke hilir (kecuali ada gaya yang menyebabkan aliran kearah sebaliknya) sampai mencapai suatu elevasi permukaan air tertentu, misalnya :

-    Permukaan air di danau,

-    Permukaan air di laut

Perjalanan air dapat juga ditambah oleh bangunan-bangunan yang dibuat oleh manusia, seperti :

-    Saluran Irigasi,

-    Pipa,

-    Gorong-gorong,

-    Saluran buatan yang lain atau kanal

Walau pada umunya perencanaan saluran ditunjukkan untuk karakteristik saluran buatan, namun konsep hidraulikanya dapat juga diterapkan sama baiknya pada saluran alam.

Apabila saluran terbuka terhdapa atmosfer, seperti sungai, kanal, gorong-gorong, maka alirannya disebut Aliran saluran terbuka atau Aliran permukaan bebas.

Apabila aliran mempunyai penampang penuh seperti aliran melalui suatu pipa, disebut Aliran saluran tertutup atau Aliran penuh.

Jenis-jenis aliran :

Berdasarkan waktu pemantauan adalah :

• Aliran Tunak (Steady Flow)
• Aliran Taktunak (unsteady Flow)

Berdasarkan ruang pemantauan adalah :

• Aliran Seragam (Uniform flow)
• Aliran Berubah (Varied flow)

Karakteristik aliran

Tipe aliran	Kecepatan rata-rata	Kedalaman
Steady, uniform	V = konstan	y = konstan
Steady, nonuniform	V = V (x)	y = y (x)
Unsteady, uniform	V = V (t)	y = y (t)
Unsteady, non uniform	V = V (x,t)	Y = y (x,t)

Tipe aliran yang mungkin terjadi pada saluran terbuka adalah :

• Aliran Berubah Cepat (Rapidly Varied Flow)
• Aliran Berubah Lambat (Gradually varied flow)

Elemen Geometri

1. Luas penampang (A)

2. Lebar permukaan (B)

3. Keliling basah (P), dan

4. Jari-jari Hydraulik (R)

Persamaan untuk saluran persegipanjang (rectangle), trapezium (trapezoidal), dan lingkaran (Circle) :

 

Yang dimaksud dengan penampang saluran adalah penampang yang diambil tegak lurus arah aliran, sedang penampang yang diambil vertikal disebut dengan penampang vertikal.

Dengan demikian apabila dasar saluran terletak horisontal maka penampang saluran akan sama dengan penampang vertikal.

Bentuk-bentuk penampang terdiri dari :

A. Bentuk Penampang Trapesium

Bentuk penampang trapezium adalah bentuk yang biasa digunakan untuk saluran-saluran irigasi atau saluran-saluran drainase, karena mempunyai bentuk saluran alam, dimana kemiringan tebingnya menyesuaikan dengan sudut lereng alam dari tanah yang digunakan untuk saluran tersebut.

B. Bentuk Penampang Persegi Empat atau Segitiga

Bentuk ini merupakan penyederhanaan dari bentuk trapezium yang biasanya digunakan untuk saluran-saluran drainase yang melalui lahan-lahan yang sempit.

C. Bentuk Penampang Lingkaran

Bentuk ini biasanya digunakan pada perlintasan jalan, saluran ini biasa disebut gorong-gorong.

Sumber : www.ilmutekniksipil.com